содержание .. 2 3 4 5 ..
Биология (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2014-2009 год) - часть 4
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
28
б) 75% потомства;
в) 50% потомства;
г) 25% потомства.
д) 0% потомства.
45.
Оперонная организация генов у прокариот позволяет им:
а) увеличить размер генома;
б) передавать гены, отвечающие за один и тот же процесс, совместно в ходе
горизонтального переноса;
в) уменьшить количество интронов в генах;
г) уменьшить уязвимость генома для бактериофагов;
д) слаженно регулировать экспрессию генов, отвечающих за один и тот же процесс.
46.
От скрещивания двух дрозофил с черным телом было получено поколение F1 с
серым телом (фенотип дикого типа), а в поколении F2 оказалось 88 самцов и 85
самок с серым телом, а также 73 самца и 69 самок с черным телом. Из этих
данных следует, что верны утверждения:
а) дрозофилы-родители были гомозиготны по рецессивным мутациям;
б) один из генов, отвечающих за черный цвет тела, сцеплен с полом;
в) отвечающие за черный цвет тела гены находятся на аутосомах;
г) отвечающие за черный цвет тела гены сцеплены;
д) черный цвет тела зависит как минимум от трех генов.
47.
В идеальной популяции у одного из генов присутствуют четыре аллеля, А1, А2,
А3 и А4, частоты которых составляют соответственно 10%, 15%, 25% и 50%. В
эту популяцию мигрирует большая группа гетерозигот А1А2, размером 25% от
исходной популяции. Для этой популяции после наступления равновесия
Харди-Вайнберга будут верны утверждения:
а) частота гомозигот А1А1 будет 10%;
б) частота гетерозигот А1А2 будет 3,9%;
в) частота гомозигот А3А3 будет 4%;
г) частота гетерозигот А1А4 будет 14,4%;
д) гетерозиготность популяции по гену А будет 56%.
48.
Однородительская дисомия - ситуация, когда от одного из родителей в геном
потомка попадают две какие-то определенные гомологичные хромосомы, а от
другого - ни одной. При однородительской дисомии:
а) обе родительские гаметы могут быть несбалансированны;
б) кариотип потомка сбалансирован и содержит 46 хромосом;
в) кариотип потомка несбалансирован;
г) в результате может развиться синдром Шерешевского-Тернера;
д) в результате может развиться синдром Ангельмана.
49.
Рассмотрите приведенную на рисунке
фотографию диплотены мейоза кузнечика
Metaleptea brevicornis.
Буква Х обозначает Х-хромосому, буква В
обозначает В-хромосому, присутствие которой в
кариотипе индивидуально и необязательно.
Верно утверждать, что:
а) на рисунке изображен кариотип ооцита самки
Metaleptea brevicornis;
б) у Metaleptea brevicornis самцы имеют половые
хромосомы X0, а самки - XX;
в) у Metaleptea brevicornis самцы имеют половые хромосомы XВ, а самки - XX;
г) В-хромосомы более конденсированы, чем аутосомы;
д) В-хромосомы менее конденсированы, чем аутосомы.
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
29
50. Т-регуляторные лимфоциты (Tper) в организме млекопитающих выполняют
функцию подавления иммунных реакций и образуются из тимоцитов и Т-
хелперов при активации транскрипционного фактора FOXP3 согласно
следующей схеме -
При нарушении функции гена FOXP3 наблюдается:
а) развитие аутоиммунных заболеваний;
б) недостаточная пролиферация лимфоцитов при воспалении;
в) избыточная пролиферация лимфоцитов при воспалении;
г) прерывание беременности из-за конфликта с антигенами плода;
д) повышенная чувствительность к вирусным заболеваниям.
Часть
3. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления
соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать
-
72.
Заполните матрицы ответов в соответствии с требованиями заданий.
1.
[мах. 5 баллов] I) Сопоставьте, каким структурам цветка (А-Н) соответствуют
части плода и семени, обозначенные цифрами на рисунке (1-9):
Структуры цветка:
А) лепестки;
Б) наружный интегумент;
В) столбик;
Г) рыльце;
Д) оплодотворенная яйцеклетка;
Е) оплодотворенная
центральная клетка;
Ж) тычинки;
З) цветоножка;
И) цветоложе;
К) внутренний интегумент;
Л) плаценты;
М) чашелистики;
Н) стенка завязи.
II) К какому типу относится гинецей, из которого он развивается?
Ответ укажите в матрице под №10.
О) апокарпный;
П) мономерный;
Р) ценокарпный;
С) лизикарпный.
Обозначение/№10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Индекс
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
30
2.
[мах. 2 балла] На рисунке представлена схема строения семени некоторого
растения. Укажите плоидность и происхождение тканей (А-З), обозначенных на
рисунке цифрами (1-4).
А) 1n (от материнского растения);
Б) 2n (от материнского растения);
В) 2 (1n от материнского + 1n от отцовского растения);
Г) 2 n (от отцовского растения);
Д) 3n (2n от материнского + 1n от отцовского растения);
Е) 3n (1n от материнского + 2n от отцовского растения)
Ж) 4n (2n от материнского растения + 2n от отцовского растения);
З) 1n (от отцовского растения).
Обозначения
1
2
3
4
Плоидность (происхождение) тканей
3.
[мах. 3,5 балла] Александр Михайлович в своем саду обнаружил необычное
растение, у которого листья были коричневыми. Он получил ацетоновый
экстракт пигментов листа, нанес его на хроматографическую бумагу и поместил
в камеру со смесью бензина (100 мл) с ацетоном (3 мл). Через некоторое время он
увидел следующее распределение пятен (см. рисунок).
Соотнесите пятна (1-7) с пигментами (А-З), которым они могут
соответствовать.
Пигменты:
А) ксантофилл;
Б) антоциан;
В) хлорофилл b;
Г) бетацианин;
Д) хлорофилл а;
Е) фикобилин;
Ж) каротин;
З) пигмент не указан в списке.
Пятна
1
2
3
4
5
6
7
Пигменты
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
31
4.
[мах. 5 баллов] Петя готовился к олимпиаде по биологии несколько дней,
штудировал разные учебники и в результате понял, что в его голове
окончательно все перемешалось и перепуталось. Помогите Пете соотнести
общеупотребительные (тривиальные) названия растений (1-5) с их
ботаническими названиями (I-V) и названием их плодов из перечня структур
(А-Е).
Тривиальное название:
Растение:
Структура:
1) «аллигаторова груша»
I) картофель
А) многосемянная ягода
2) «земляная груша»
II) авокадо
Б) семянка
3) «китайское яблоко»
III) апельсин
В) гесперидий
4) «чертово яблоко»
IV) топинамбур
Г) корнеплод
5) «золотое яблоко»
V) томат
Д) клубень
Е) односемянная ягода
Тривиальное название
1
2
3
4
5
Растение
Плод
5.
[мах. 2,5 балла] Укажите в матрице ответов знаком «Х» наличие или отсутствие
признаков (1 - 5) у водорослей, относящихся к систематическим группам (А-Б).
Признаки:
Систематическая
1) Содержат хлорофиллы а и b.
группа:
2) Крестообразное расположение микротрубочковых
А) Зеленые водоросли
корешков.
Б) Харовые водоросли
3) Асимметричное расположение микротрубочковых
корешков.
4) Обитают в морских водах.
5) Обитают в пресных водах.
Признаки
1
2
3
4
5
А) Зеленые водоросли
Б) Харовые водоросли
6.
[мах. 4 балла] На рисунке представлен поперечный срез плавающего листа
кубышки. Соотнесите обозначения рисунка (1-8) с названиями элементов
строения (А-З):
Элементы строения:
А) верхняя эпидерма
Б) воздушная полость
В) клетка губчатого мезофилла
Г) железка
Д) нижняя эпидерма
Е) склереида
Ж) клетка столбчатого мезофилла
З) устьице
Обозначения
1
2
3
4
5
6
7
8
Элемент строения
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
32
7.
[мах. 3 балла] На рисунке представлена схема известного рефлекса. Соотнесите
обозначения рисунка (1-6) с их возможными подписями (А-Ж) Внимание:
некоторым подписям нет цифрового соответствия!
Обозначения:
А) афферентный нейрон
Б) альфа-мотонейрон
В) гамма-мотонейрон
Г) сухожильный комплекс Гольджи
Д) мышечное веретено
Е) прямая мышца бедра
Ж) полусухожильная мышца
З) тормозной интернейрон
Обозначение
1
2
3
4
5
6
Подпись
8.
[мах. 3 балла] На микрофотографии изображен срез скелетной мышцы.
Цифрами отмечены двигательные единицы (1-3) разных типов: I) медленные
оксидативные, II) быстрые оксидативные и III) быстрые гликолитические.
На графике буквами показано их последовательное вовлечение в процесс
сокращения. Соотнесите все условные обозначения друг с другом:
Двигательные единицы
1
2
3
Типы двигательных единиц
Графики
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
33
9.
[мах. 3 балла] Компьютерная томография (КТ) является одним из методов
рентгеновского исследования. Получение любого рентгеновского изображения
основано на различной плотности органов и тканей, через которые проходят
рентгеновские лучи. При обычной рентгенографии снимок является
отражением исследуемого органа или его части. При этом мелкие
патологические образования могут быть плохо видны или вовсе не
визуализироваться вследствие суперпозиции тканей (наложения одного слоя на
другой). Для устранения этих помех в практику была введена компьютерная
томография, за которую ее создатели А. Кормак и Г.Хаунсфилд удостоены
Нобелевской премии. Метод дает возможность получения изолированного
изображения поперечного слоя (поперечных срезов) тканей. Это достигается с
помощью вращения рентгеновской трубки с узким пучком рентгеновских лучей
вокруг пациента, а затем реконструкции изображения с помощью специальных
компьютерных программ. Изображение в поперечной плоскости, недоступное в
обычной рентгенодиагностике, часто является оптимальным для диагностики,
так как дает четкое представление о соотношении органов. Ниже Вам
предлагается изображение, полученное методом компьютерной томографии.
Соотнесите обозначения (1 - 6) с названием органов (А-В):
Органы:
А) сердце
Е) желудок
Б) почка
Ж) печень
В) желчный пузырь
З) поджелудочная железа
Г) мочевой пузырь
И) тело позвонка
Д) толстая кишка
К) аорта
Обозначение
1
2
3
4
5
6
Орган
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
34
10.
[мах. 1 балл] Исходя из данных предыдущего задания, укажите уровень
прохождения «поперечного среза» через тело человека (А - Г). Верный вариант
ответа отметьте знаком «Х».
Вариант
А
Б
В
Г
Ответ
11.
[мах. 2 балла] На рисунке представлены кривые, отражающие пульсовое
давление крови в разных сосудах. Соотнесите название сосуда (1-4) с кривой
давления (А-Г).
Сосуды:
1) аорта
2) бедренная артерия
3) лучевая артерия (запястье)
4) яремная вена
Сосуд
1
2
3
4
Кривая давления
12.
[мах. 4 балла] На рисунке представлена схема взаимодействия между
гипоталамусом, передней долей гипофиза и мужскими половыми железами.
Толстая стрелка обозначает ингибирование. Соотнесите названия структурных
компонентов схемы (1-8) с их условными обозначениями на рисунке (А-З).
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
35
Структурные компоненты схемы:
1) клетки Сертоли;
2) тестостерон;
3) FSH - фолликулостимулирующий гормон;
4) клетки Лейдига (интерстициальные клетки);
5) ингибин;
6) LH - лютеинизирующий гормон;
7) гонадолиберин;
8) аденогипофиз.
Структурные компоненты
1
2
3
4
5
6
7
8
Условные обозначения
13.
[мах. 6 балов] Известно, что в случае взаимоотношения «хищник-жертва»,
популяция «хищника» оказывает влияние на численность популяции «жертвы»,
которая, в свою очередь оказывает влияние на численность популяции
«хищника». В первом случае осуществляется нисходящий контроль, а во втором
- восходящий (они так названы по направлению потока энергии в биосфере). В
стабильном сообществе восходящий и нисходящий контроль уравновешивают
друг друга, и численности популяций «хищника» и «жертвы» остаются
постоянными. Но в реальных сообществах часто наблюдаются отклонения от
равновесия, когда одна из форм контроля начинает превалировать над другой.
I) Отметьте знаком «Х», какая их форм контроля будет превалировать в данных
ситуациях:
Код
Ситуация
Восходящий
Нисходящий
ответа
контроль (А)
контроль (Б)
1
В системе «хищник-жертва» резко
уменьшилась численность жертвы
2
В системе «хищник-жертва» резко
увеличилась популяция хищника
3
Пустыня в период засухи
4
Пустыня в период дождей
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
36
II) На рисунке ниже представлена пищевая цепь:
В результате неконтролируемого отлова была резко снижена численность
консумента 3. Как это повлияет в ближайшее время на численность остальных
звеньев пищевой цепи. Отметьте верный ответ знаком «Х».
Код
Звено пищевой цепи
Численность
Численность
ответа
понизится (А)
повысится (Б)
5
Продуцент
6
Консумент 1
7
Консумент 2
8
Консумент 4
III) В одно небольшое озеро в течение трех лет сливали отходы
рыбообрабатывающего завода, а затем на заводе установили систему
утилизации отходов. Их выброс резко сократился, но последствия загрязнения
сохранились - наблюдалось бурное развитие фитопланктона, понижавшее
качество воды озера. Пищевая цепь озера представлена ниже:
Какие из следующих методов можно применить для снижения численности
фитопланктона, а какие нельзя? Правильные ответы отметьте знаком «Х».
Код
Метод
Можно (А)
Нельзя (Б)
ответа
Усиленный отлов мелких рыб, питающихся
9
зоопланктоном
Разведение мелких рыб, питающихся
10
зоопланктоном
Введение химических ядов, тормозящих
11
рост зоопланктона
Интродукция хищных рыб, которые будут
12
питаться мелкими рыбами
Код ответа
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
А
Б
14.
[мах. 1,5 балла] Соотнесите молекулярный мотор (1 - 3) с компонентом
цитоскелета, по которому он перемещается (А - В):
Молекулярный мотор:
Компонент цитоскелета:
1) миозин;
А) микротрубочки;
2) кинезин;
Б) микрофиламенты;
3) динеин.
В) промежуточные филаменты.
Молекулярный мотор
1
2
3
Компонент цитоскелета
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
37
15.
[мах. 2,5 балла] Соотнесите признаки (1-5) с названием структур, для которых
они характерны (А-В):
Признаки:
Структуры:
1) отсутствует у цветковых растений;
А) центросома;
2) связывается с кинетохором;
Б) центромера;
3) входит в состав жгутикового аппарата эукариот;
В) центриоль.
4) в клетке человека, в профазе митоза, их содержится 46 штук;
5) необходима для митоза томата, но отсутствует в митозе у
диатомовых водорослей.
Признаки
1
2
3
4
5
Структуры
[мах. 4 бала] На рисунке показаны основные пути
переноса различных веществ через биологические мембраны. Греческими
буквами обозначены транспортируемые вещества, а русскими буквами
обозначены системы и виды транспорта.
Соотнесите буквенные обозначения рисунка (А-З), с транспортными
системами/процессами (1-8), которые они представляют:
Системы/процессы:
5) простая диффузия;
1) первично-активный транспорт;
6) облегченная диффузия;
2) вторично активный транспорт;
7) диффузия через
(управляемую/неуправляемую) пору;
3) эндоцитоз;
8) сопряженный с переносом веществ через
4) экзоцитоз;
мембрану синтез макроэргических
соединений.
Системы/процессы
1
2
3
4
5
6
7
8
Условные обозначения
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
38
17.
[мах. 2 балла] Соотнесите формулу вещества (1-4) с его названием (А-Г):
1.
2.
3.
4.
Названия веществ:
А) карнитин;
Б) карнозин;
В) каротин;
Г) кардиолипин.
Формула вещества
1
2
3
4
Название вещества
18.
[мах. 4 балла] Соотнесите аминокислотную последовательность участка
полипептидной цепи с типом третичной структуры, которая будет наблюдаться
на этом участке:
Аминокислотная последовательность:
Тип структуры:
1) Про-Гли-Про-Про-Гли-Про-Про-Гли-Про-Про-Гли-Про-
А) участок глобулярной
Про-Гли-Про-Про-Гли-Про-Про-Гли-Про-Про-Гли-Про-Про-
структуры;
Гли-Про-Про-Гли-Про;
2) Лиз-Арг-Тре-Тре-Тир-Фен-Ала-Ала-Вал-Гли-Лей-Вал-Ала-
Б) участок
Лей-Лей-Лей-Ала-Вал-Ала-Вал-Фен-Лей-Вал-Вал-Фен-Глу-
фибриллярной
Тре-Тир-Глу-Цис
структуры;
3) Асп-Сер-Глн-Глн-Глн-Глн-Глн-Сер-Лиз-Ала-Глн-Глн-Про-
В) трансмембранный
Глн-Глн-Глн-Гли-Гли-Про-Ала-Вал-Ала-Вал-Глн-Глн-Глн-
участок;
Асп-Ала-Гли-Ала
4) Асп-Ала-Вал-Лиз-Сер-Сер-Тре-Фен-Вал-Вал-Гли-Ала-Сер-
Г) участок, склонный к
Цис-Тре-Асп-Арг-Тир-Вал-Фен-Гис-Ала-Тре-Цис-Гис-Вал-
образованию
Ала-Про-Сер-Тре
амилоидной структуры.
Последовательность
1
2
3
4
Тип структуры
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
39
19.
[мах. 3 балла] Найдите в приведенной ниже последовательности из 40 пар
нуклеотидов все сайты узнавания для рестриктаз BamHI, EcoRI, HindIII
(приведены ниже), и отметьте в матрице знаком «Х» их число:
А) BamHI,
Б) EcoRI,
В) HindIII
5`-GGATCC-3`
5`-GAATTC-3`
5`-AAGCTT-3`
3`-CCTAGG-5`
3`-CTTAAG-5`
3`-TTCGAA-5`
Последовательность для поиска сайтов узнавания:
5`- AAGCTTGGATCCTAGGATCCGGGATCCCCTAAGCTTCGAA-3`
3`- TTCGAACCTAGGATCCTAGGCCCTAGGGGATTCGAAGCTT-5`
Рестриктаза
Число сайтов узнавания
0
1
2
3
4
А) BamHI
Б) EcoRI
В) HindIII
20.
[мах. 3 балла] Тасманские дьяволы Sarcophilus harrisii в настоящее время
подвержены пандемии опухолевого заболевания DFTD (Devil Facial Tumor
Disease), исходно поражающего в основном покровные ткани морды и ротовой
полости. Опухоль DFTD способна к метастазированию и практически всегда
приводит к смерти зараженного животного. По своему происхождению эта
опухоль представляет собой претерпевшие злокачественную трансформацию
Шванновские клетки. Для исследования кариотипа DFTD у пяти больных
самцов и пяти больных самок были отобраны биоптаты нормальной и
опухолевой ткани. К удивлению, оказалось, что кариотип опухоли во всех
десяти случаях был одинаковым и отличался как от нормального кариотипа
самца, так и от нормального кариотипа самки (см. рисунок ниже).
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
40
Отметьте знаком «Х» верные и неверные утверждения (1-6), характеризующие
тасманского дьявола и/или его опухоль DFTD, и заполните таблицу:
1) Одинаковый генотип опухолей DFTD объясняется тем, что к ее возникновению в
каждом случае ведут одни и те же хромосомные перестройки.
2) Одинаковый генотип опухолей DFTD связан с тем, что опухоли передаются от
одного тасманского дьявола к другому, например, при укусах.
3) У тасманских дьяволов самцы гетерогаметны, а самки гомогаметны.
4) В кариотипе тасманского дьявола 14 хромосом, а в кариотипе DFTD - 13
хромосом.
5) В кариотипе DFTD присутствуют три половые хромосомы.
6) Генотип DFTD несбалансирован по числу аллелей части генов по сравнению с
нормальными диплоидными клетками.
Утверждение
1
2
3
4
5
6
Верное
Неверное
21.
[мах. 4 балла] Аминокислота триптофан является предшественником многих
биологически активных аминов (серотонин, мелатонин, ниацин и прочие). На
рисунке представлен путь синтеза мелатонина. Изучив рисунок, соотнесите
обозначения рисунка (1-8) с названиями интермедиатов синтеза мелатонина и
названиями ферментов, катализирующих реакции синтеза (А-З).
Название веществ:
А) 5-гидроксииндол-О-
метилтрансфераза;
Б) декарбоксилаза
ароматических аминокислот;
В) N-ацетил трансфераза;
Г) триптофан гидроксилаза;
Д) 5-гидрокситриптамин;
Е) 5-гидрокситриптофан;
Ж) N-ацетил-5-
гидрокситриптамин;
З) триптофан.
Обозначение
1
2
3
4
5
6
7
8
Название в-ва
Био_ЗЭ-14, 10-11 классы
41
22.
[мах. 4 балла] Соотнесите изображенные на рисунках 1 - 4 кольцевые геномы с
объектами (организмами или органеллами), обладающими ими:
1) 580 тысяч пар оснований, 484 гена
2) 4,41 млн. пар оснований, 4052 гена
3) 16,6 тысяч пар оснований, 37 генов
4) 134,5 тысяч пар оснований, 4 гена
из них 13 кодирующих белок
рРНК, 30 генов тРНК и 107 генов,
кодирующих белок
А) митохондрия человека;
Б) бактерия Mycoplasma genitalium;
В) бактерия Mycobacterium tuberculosis;
Г) хлоропласт риса.
Изображение
1
2
3
4
Объект
Фамилия ___________________________
Шифр _________________
Имя
___________________________
Регион
___________________________
Класс
___________________________
Шифр
___________________________
МАТРИЦА ОТВЕТОВ (Часть 3)
на задания теоретического тура XXX Всероссийской олимпиады
школьников по биологии. г. Саранск - 2014 год
10-11 классы [мах. 72 балла]
1.
[мах. 5 баллов]
Обозначение/№10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Индекс
2.
[мах. 2 балла]
Обозначения
1
2
3
4
Плоидность (происхождение) тканей
3.
[мах. 3,5 балла]
Пятна
1
2
3
4
5
6
7
Пигменты
4.
[мах. 5 баллов]
Тривиальное название
1
2
3
4
5
Растение
Плод
5.
[мах. 2,5 балла]
Признаки
1
2
3
4
5
А) Зеленые водоросли
Б) Харовые водоросли
6.
[мах. 4 балла]
Обозначения
1
2
3
4
5
6
7
8
Элемент строения
7.
[мах. 3 балла]
Обозначение
1
2
3
4
5
6
Подпись
8.
[мах. 3 балла]
Двигательные единицы
1
2
3
Типы двигательных единиц
Графики
9.
[мах. 3 балла]
Обозначение
1
2
3
4
5
6
Орган
10.
[мах. 1 балл]
Вариант
А
Б
В
Г
Ответ
11.
[мах. 2 балла]
Сосуд
1
2
3
4
Кривая давления
12.
[мах. 4 балла]
Структурные компоненты
1
2
3
4
5
6
7
8
Условные обозначения
13.
[мах. 6 балов]
Код ответа
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
А
Б
14.
[мах. 1,5 балла]
Молекулярный мотор
1
2
3
Компонент цитоскелета
15.
[мах. 2,5 балла]
Признаки
1
2
3
4
5
Структуры
16.
[мах. 4 бала]
Системы/процессы
1
2
3
4
5
6
7
8
Условные обозначения
17.
[мах. 2 балла]
Формула вещества
1
2
3
4
Название вещества
18.
[мах. 4 балла]
Последовательность
1
2
3
4
Тип структуры
19.
[мах. 3 балла]
Рестриктаза
Число сайтов узнавания
0
1
2
3
4
А) BamHI
Б) EcoRI
В) HindIII
20.
[мах. 3 балла]
Утверждение
1
2
3
4
5
6
Верное
Неверное
21.
[мах. 4 балла]
Обозначение
1
2
3
4
5
6
7
8
Название в-ва
22.
[мах. 4 балла]
Изображение
1
2
3
4
Объект
Проверил ФИО
Перепроверил ФИО
ИТОГО за Часть 3
Фамилия
_______________________
Шифр ________________
Имя
_______________________
Регион
_______________________
Рабочее место__________
Шифр
_______________________
Заполняется участником
Итого
Задания практического тура заключительного этапа XXIX Всероссийской
олимпиады школьников по биологии. 2013-1014 уч. год.
9 класс
Морфологическое описание растения (мах. 20 баллов)
1. Жизненная форма растения (1 балл)
Желательно указать автора системы ЖФ.
2. Структура подземных органов (2 балла)
А.__________________________________
а) тип подземного метаморфизированного побега
(если есть);
Б.__________________________________
б) наличие боковых корней (есть, нет);
в) наличие придаточных корней (есть, нет);
В.__________________________________
г) наличие корней, выполняющих запасающую
функцию (есть, нет)
Г.__________________________________
3. Характеристика надземных побегов
(1 балл):
а) по функциям;
А.__________________________________
б) по положению в пространстве.
Б. __________________________________
4. Тип листорасположения (1 балл)
5. Структура листа (2 балла):
А.__________________________________
а) черешковый или сидячий;
б) наличие прилистников (есть, нет);
Б.__________________________________
в) простой или сложный;
В.__________________________________
г) тип жилкования.
Г.__________________________________
6. Дифференцировка листьев (1,5 балла)
А.________________________________
а) верховая формация (есть, нет);
б) серединная формация (есть, нет);
Б.__________________________________
в) низовая формация (есть, нет).
В. _________________________________
7. Структура соцветия (1 балл)
8. Формула цветка (3 балла)
Используйте стандартные символы для обозначений
Для растений семейства сложноцветных необходимо
описать структуру только центральных цветков
соцветия
0º
9. Диаграмма цветка (3 балла)
Для растений семейства сложноцветных необходимо
описать структуру только центральных цветков
соцветия
300º
60º
Стандартные символы:
- Чашелистик
•
- Лепесток
- Листочек простого
околоцветника
240º
120º
- Тычинка
- Плодолистик
180º
Точками обозначьте положение центральной жилки
соответствующего органа, стрелкой (если нужно) -
положение плоскости симметрии цветка.
10. Ход определения исследуемого объекта.
Семейства:
(3 балла)
Рода:
Указать номера тез и антитез по определению таксона
через запятую
Вида:
11. Русское название семейства, рода и вида
Семейство__________________________
данного растения (1,5 балла)
Род________________________________
Вид________________________________
Фамилия
________________________
Шифр_____________
Имя
________________________
Регион
________________________
Шифр
________________________
Рабочее место № __________
ЗАДАНИЯ
практического тура XXX Всероссийской олимпиады школьников по биологии.
г. Саранск, 2014 г. 9 класс
ЗООЛОГИЯ БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
Оборудование и материал: стереомикроскоп («бинокуляр»), препаровальные иглы -
2 шт., пинцет, ножницы, миллиметровая бумага, предметное стекло - 2 шт., стаканчик
с глицерином, пипетка, влажные салфетки, сухая тканевая салфетка, чашка Петри с
фиксированными животными (три особи на разных стадиях развития), чашка Петри с
живыми животными (чашку по возможности держите закрытой, чтобы животные
не разбежались!).
Задание 1. Систематическое положение объекта……………………………
1 балл
Впишите на русском (на 0.5 балла) или латинском (до 1 балла) языке названия
таксонов.
Таблица 1.
Тип
Класс
Отряд
Семейство
Задание 2. Стадии развития и общая морфология……………
в сумме 9.5 балла
Расположите стадии развития животного по порядку.
В таблице 2 зарисуйте каждую стадию (вид сбоку или с брюшной стороны). На
рисунках должны быть показаны и подписаны все отделы и основные части тела, их
количество, форма и взаимное положение. Прорисовка щетинок и сегментов
конечностей в этом задании оцениваться не будет. Подробные рисунки некоторых
частей тела животных надо будет сделать в задании 3.
Изучите основные признаки каждой стадии и запишите их в таблицу 2.
Определите роль каждой стадии в жизненном цикле и сделайте вывод о типе развития
животного.
Таблица 2
Стадия 1
Стадия 2
Стадия 3
балл
6
Длина тела (мм)
0.5
Движение: подвижно ли животное;
1
какие части тела подвижны/используются для передвижения
Ротовой аппарат (функционирует или нет; если да, укажите тип ротового аппарата)
1
Названия стадий
0.25
Роль каждой стадии в жизненном цикле
0.5
Сделайте вывод о типе развития этого животного.
0.25
Задание 3. Поведение и детали морфологии животных на различных стадиях
развития……………………………………………………….……….в сумме 9.5 балла
Понаблюдайте за живыми животными в чашке Петри, обратите внимание, как они
передвигаются по бумаге. Можно
(но осторожно!) потрогать или перевернуть
животных пинцетом.
Рассмотрите фиксированных животных под бинокуляром.
Заполните таблицу 3.
Если необходимо для выполнения рисунков, ногу, крыло и др. можно отделить.
Пользуйтесь двумя препаровальными иглами, ножницами, пинцетом и бинокуляром.
Отпрепарированные части выкладывайте на предметные стёкла в капли глицерина.
Таблица 3 (зачёркнутые ячейки не заполнять)
Стадия 1
Стадия 2
Стадия 3
балл
Зарисуйте
голову
2
сбоку;
нарисуйте антенну и
глаз(-а).
Подпишите части
ротового аппарата
стадии 3
Постановка головы
прогнатическая
прогнатическая
прогнатическая
1
(крестик напротив
гипогнатическая
гипогнатическая
гипогнатическая
нужного варианта)
опистогнатическая
опистогнатическая
опистогнатическая
Отделите
1.5
мандибулу.
Поместите в каплю
глицерина
на
предметное стекло и
зарисуйте
Зарисуйте ногу
2-й
1
пары. Подпишите на
рисунке
названия
частей ноги
Формула лапок:
0.5
х1-х2-х3
Таблица 3 (продолжение)
Нарисуйте
3-й
1.5
сегмент
заднего
отдела
тела
в
поперечном
сечении. Отобразите
относительную
толщину кутикулы
на разных сторонах
сегмента
и
положение
дыхательных
отверстий;
дыхательные
отверстия
подпишите.
Объясните разницу
0.5
в
склеротизации
покровов
заднего
отдела тела
(см.
предыдущую
строку).
Сосчитайте
и
1
запишите число пар
дыхательных
отверстий. На каких
сегментах
они
находятся?
Дорисуйте их на
рисунке в таблице 2.
Тип
жилкования
карабоидный
0.5
крыла
(отметьте
стафилиноидный
крестиком)
кантароидный
ТИПЫ ЖИЛКОВАНИЯ КРЫЛЬЕВ:
карабоидный
стафилиноидный
кантароидый
Оставьте бланк на рабочем месте. Убедитесь, что написаны шифр и номер
рабочего места.
Спасибо! Желаем успехов!
Фамилия
_______________________
Шифр __________________
Имя
_________________________
Регион
_________________________
Рабочее место____________
Шифр
_________________________
Итого: _____________________
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа XXX Всероссийской
олимпиады школьников по биологии. 2013-14 уч. год. 9 класс
АНАТОМИЯ, ЦИТОЛОГИЯ И ГИСТОЛОГИЯ
Задание 1. Определение микропрепаратов. (10 баллов)
Вам предлагаются гистологические препараты. Определите представленные
на них ткани и заполните таблицу ниже.
Типы тканей,
Клетки, входящие в их состав
Характеристика
представленные на
межклеточного вещества
этом препарате
1
2
Примечание: для характеристики межклеточного вещества запишите соотношение клеточных
элементов и межклеточного вещества, соотношение аморфного вещества и волокон, типы волокон и их
ориентацию (если таковые присутствуют).
Задание 2. Изучение митоза. (6 баллов)
В этом задании Вам предстоит изучить различные стадии клеточного
деления. На рисунке ниже приведены клетки, находящиеся в состоянии
митоза.
2.1. Под рисунком приведена таблица, схематически отображающая эти
клетки. Используя обозначения П, ПМ, М, А, отметьте на схеме по одной
клетке, находящейся в профазе, прометафазе, метафазе и анафазе митоза
соответственно. На рабочем месте у Вас лежит цветной рисунок. (2 балла)
2.2. Из рисунка выберите клетки на различных стадиях митоза и
зарисуйте. Отметьте центромеры, теломеры и плечи хромосом.
Клетки в метафазе
Клетки в анафазе
Качество рисунка___________________________(3 балла)
2.3. Выберите, какой тип митоза наблюдается у клеток, изображенных на
картинке? (1 балл)
Открытый митоз
(ядерная
Ортомитоз (имеется веретено
оболочка разрушается)
деления)
Закрытый митоз
(ядерная
Плевромитоз
(веретено
оболочка остается интактной)
деления отсутствует)
Задание 3. Анатомия человека. (4 балла)
Вашему вниманию предлагается фотография просвета одного из внутренних
органов живого человека, выполненная при его обследовании в условиях больницы
эндоскопическим методом. Определите просвет какого органа изображен на
представленной Вам фотографии. Ответ обоснуйте.
Название органа человека
Обоснование
Желаем успехов!!!
Фамилия
_______________________
Шифр ________________
Имя
_______________________
Регион
_______________________
Рабочее место__________
Шифр
_______________________
Итого: __________________
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа XXX Всероссийской
олимпиады школьников по биологии. 2013-14 уч. год. 9 класс
БИОСИСТЕМАТИКА
Продолжительность работы - 50 минут. Оценка - 20 баллов
Инструменты и оборудование: микроскоп, предметные стекла (5), покровные стекла (5),
препаровальные иглы (2), пинцет, чашки Петри (5), обозначенные буквами (А -Д), 2 листа
приложения с рисунками. Культуры выращивались на стандартной минеральной среде
Чапека.
Задание 1 (10 баллов)
1.1. Приготовьте
5 препаратов для микроскопирования культур. С этой целью на
предметное стекло капните воды, осторожно, приоткрывая чашку Петри (образцы А-
Г), иглой зацепите исследуемый образец (не ковыряйте агар!), перенесите его в каплю
воды на предметное стекло, расправьте с помощью препаровальных игл. Накройте
каждый образец покровным стеклом. Лишнюю жидкость уберите с помощью полосок
фильтровальной бумаги. Из чашки Петри Д перенесите семечко с белым пушком на
предметное стекло с каплей воды, накройте пушок покровным стеклом. Рассмотрите
препараты под малым увеличением микроскопа. Подзовите члена жюри и покажите
ему полученные препараты. После чего он должен сделать отметку (поставить свою
подпись). (2,5 балла)
1.2. Зарисуйте образцы. Укажите особенности вегетативного тела и структур, связанных с
размножением, увиденных вами на полученных препаратах. Для выполнения этого
задания используйте малое и большое увеличения микроскопа. (7,5 баллов)
образец
А
Б
В
рисунок
образец
Г
Д
рисунок
Задание 2 (10 баллов)
2.1. Соотнесите образцы из чашек Петри (А-Д) с рисунками (1-5) приложения 1, на
которых изображены особенности размножения. Результаты занесите в таблицу. (1 балл)
образец
А
Б
В
Г
Д
рисунок
2.2. Отметьте в таблице крестиками (Х) признаки, соответствующие организмам из
каждого образца. (2,5 балла)
Признаки
А
Б
В
Г
Д
Целлюлоза - структурный компонент
клеточной стенки
Хитин - структурный компонент клеточной
стенки
Наличие вегетативного размножения
Бесполое размножение двужгутиковыми
зооспорами
Бесполое размножение одножгутиковыми
зооспорами
2.3. Для рассмотренных образцов впишите в таблицу ответов кодовые номера,
соответствующие таксонам уровня отдела. (1,25 балла)
Коды ответов:
01 - Ascomycota
02 - Basidiomycota
03 - Oomycota
04 - Zygomycota
образец
А
Б
В
Г
Д
код
2.4. В таблицу, используя лист приложения 2, впишите для каждого организма из
образцов (А-Д) код, обозначающий принадлежность к соответствующей супер группе
(империи). (1,25 балла)
Коды ответов:
01 - Bacteria (Бактерии)
04 - Excavata (Экскавата)
02 - Opistokonta (Заднежгутиковые)
05 - SAR ( Страменопилы, Альвеоляты, Ризарии)
03 - Archaeplastida (Архепластидные)
образец
А
Б
В
Г
Д
код
2.5. Используйте дихотомическую определительную схему для представленных
организмов и в пустых ячейках впишите буквы
(А-Д), которыми обозначены
соответствующие особи. Некоторые ячейки должны остаться пустыми, такие ячейки
отметьте крестиками (Х). (4 балла)
Коды ответов:
01 мицелий септированный
09 Мицелий несептированный
02 признаки вегетативного тела иные
10 вегетативное тело в виде почкующихся
клеток
03 половой продукт - базидии
04 половой продукт - сумки
11 Размножаются подвижными эндогенными
спорами (зооспорами)
05 конидиеносцы с конидиями формируются
12 Размножаются неподвижными спорами
на мицелии
06 конидиеносцы с конидиями формируются
13 Размножение эндоспорами
внутри специальных споровместилищ
14 Размножение экзоспорами (конидиями)
07 облигатные паразиты травянистых
растений с многочисленной сменой
спороношений
08 сапротрофы, формируют крупные
плодовые тела
Фамилия __________________________
Шифр
_______________
Имя
__________________________
Регион
__________________________
Рабочее место №
_________
Шифр ___________________________
Итого баллов
_________
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа
XXX Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2014г.
г. Саранск. 10 класс
АНАТОМИЯ И МОРФОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Общая цель: Изучить анатомо-морфологическую структуру генеративных органов
цветкового растения и их пигментный состав.
Оборудование и объекты исследования: объект изучения
- цветки
покрытосеменных растений, предметные и покровные стекла, препаровальная игла,
лезвие бритвы, кусочки пенопласта, фильтровальная бумага, пинцет, стаканчик с водой,
пипетки, микроскоп, бинокуляр
(при необходимости), раствор флороглюцина,
концентрированная соляная кислота (HCl), фильтровальная бумага, разбавленный раствор
лимонной кислоты, разбавленный раствор едкого натра.
Ход работы:
1.
Рассмотрите предложенный Вам цветок.
2.
Изучите строение околоцветника, андроцея и гинецея
(можно сделать
предварительный поперечный срез завязи).
3.
Напишите формулу цветка, укажите в том числе:
- число плодолистиков, которые образуют пестик (в скобках)
- положение завязи чертой над или под числом плодолистиков
Ч
Л
Т
П(
) или
Ок Т П(
)
4. В поле рисунка 1 зарисуйте диаграмму цветка, используя стандартные символы:
- Чашелистик
0є
- Лепесток
300є
60є
- Листочек простого
околоцветника
- Тычинка
•
- Плодолистик
Точками обозначьте положение центральной
240є
120є
жилки соответствующего органа, стрелкой (если
нужно) - положение плоскости симметрии цветка.
Рис. 1►
180є
5.
Отделите тычинку от цветка и сделайте поперечный срез через пыльник.
Приготовьте микропрепарат, соблюдая правильную методику и технику
приготовления среза. Проведите окрашивание среза флороглюцином. Поднимите
руку, преподаватель подойдет и оценит Вашу работу.
6.
Зарисуйте анатомическое строение пыльника на поперечном срезе. Обозначьте его
структурные компоненты.
Паренхима связника ●
● Эпидермис
Проводящий пучок ●
● Микроспоры
Тека ●
Тапетум ●
● Пыльцевые
(питающий слой)
зерна
Срединный слой ●
● Эндотеций
Рис.2 ►
(фиброзный слой)
7.
Сделайте поперечный срез завязи. Приготовьте микропрепарат, соблюдая
правильную методику и технику приготовления среза. Проведите окрашивание среза
флороглюцином. Поднимите руку, преподаватель подойдет к Вам и оценит качество
среза.
8.
Зарисуйте анатомическое строения завязи на поперечном срезе, обозначьте ее
структурные компоненты.
Эпидермис ●
● Плацента
Проводящий пучок ●
Септа ●
● Паренхима
(перегородка)
стенки завязи
Семязачаток ●
● Полость
плодолистика
Рис. 3 ►
9.
Определите тип гинецея.
_______________________________________
10. Отделите ярко окрашенный орган околоцветника, разотрите его по фильтровальной
бумаге. Нанесите на получившееся пятно каплю раствора кислоты. Опишите
произошедшие изменения.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
11. На другую часть пятна нанесите каплю раствора щелочи. Опишите наблюдаемую
картину.
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
12. По результатам Ваших наблюдений сделайте выводы о том, какие вещества могут
содержаться в околоцветнике и придавать ему окраску.
_____________________________________________________________________________
Какие еще пигменты, не выявленные в Вашем опыте, могут присутствовать в
околоцветниках?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Фамилия __________________________
Шифр _____________
Имя
__________________________
Регион
__________________________
Шифр
___________________________
Рабочее место __________
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа
XXX Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2014 г.
г. Саранск. 10 класс
ЗООЛОГИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ
Задание 1. (15,5 баллов) Рассмотрите предложенные вам тушки и влажные препараты
животных (объекты №1, №2 и №3). С помощью определительных таблиц установите их
систематическую принадлежность и заполните таблицу 1.
Таблица 1
Ранг
Объект
Объект
Объект
таксона
№ 1
№ 2
№ 3
Тип
Класс
Отряд
Семейство
Род
Вид
Задание 2. (4,5 балла) Определите, к каким экологическим группам по типу питания
относятся предложенные вам объекты, отметив знаком «Х» соответствующие ячейки таблицы 2.
Таблица 2
Плотоядные
Растительноядные
Поедающие
№
Преимущественно
Преимущественно
и растительный,
объекта
Хищные
Насекомоядные
травоядные
семеноядные
и животный корм
1
2
3
Фамилия __________________________
Шифр _____________
Имя
__________________________
Регион
__________________________
Шифр
___________________________
ИТОГО:
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа
XXX Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2014 г.
г. Саранск. 10 класс
Задание № 1. (14 баллов). Просмотрите видеофайл, размещенный на рабочем столе
компьютера. По методике, о которой рассказывается в фильме, были проведены две серии
тестов: один на Земле, другой - на орбите. На графике ниже представлены результаты такого
тестирования:
Пользуясь вопросами таблицы ниже, попробуйте объяснить, какие механизмы исследуются в
данном эксперименте.
1.
В чем проявляются
нарушения
глазодвигательных реакций
у данного космонавта на
орбите?
2.
Информация от
Рецепторы
Слуховые
Обонятельные
Механорецепторы
каких рецепторов
отолитового
рецепторы
рецепторы
кожи
искажается в условиях
аппарата
невесомости (подчеркните)?
Фоторецепторы
Болевые
Рецепторы
Проприорецепторы
рецепторы
полукружных каналов
3.
Какие из
Чтение
Игра в дартс
Кувырки
Письмо
Добавьте
Добавьте
перечисленных упражнений
стихов
космонавт на орбите будет
выполнять с ошибкой?
Почему?
2
4.
Для чего и в какую
сторону поворачиваются
глаза при наклоне головы?
5.
Сокращение каких
1.
мышц обеспечивает
2.
движение глаз: (1)-вправо,
(2)-вверх, (3)-влево, (4)-
3.
вниз?
4.
6.
Где лежат нейроны,
управляющие
глазодвигательными
мышцами?
7.
Перечислите, какие
рецепторы информируют
мозг о положении головы?
8.
На рисунке справа
изображена дуга рефлекса.
Соотнесите названия
структур в таблице с
номерами на схеме.
Какое назначение данного
рефлекса?
Структура
Номер
Структура
Номер
Глаз
Клетка -зерно коры
мозжечка
Клетка Пуркинье коры
Полукружный канал
мозжечка
Нижняя олива
Мотонейрон
Мшистое волокно
Вестибулярное ядро
9.
Может ли
происходить компенсация
нарушений движения глаз
при длительном полете?
За счет каких механизмов?
10.
Могут ли
наблюдаться нарушения
движения глаз у космонавта
после возвращения на
Землю?
Какие?
3
Задание № 2. (6 баллов).
Опыт А. Зафиксируйте взгляд на ярком неподвижном предмете. Поверните голову вправо
примерно на 45 градусов, удерживая предмет в центре поля зрения. Закройте глаза на 1-2
секунды, стараясь не изменить положение взгляда. Откройте глаза.
Опыт Б. Зафиксируйте взгляд на том же предмете. Закройте глаза, поверните голову вправо
примерно на 45градусов, мысленно удерживая предмет в центре поля зрения. Откройте
глаза.
Остался ли объект в центре
А
Б
поля зрения в опыте А?
В опыте Б?
На основании информации от
каких рецепторов мышцы глаз
удерживают объект в поле
зрения в случае А?
На основании информации от
каких структур мышцы глаз
удерживают объект в поле
зрения в случае Б?
Какие выводы можно сделать,
сравнивая результаты этих двух
опытов?
ЗАДАНИЯ
практического тура регионального этапа XXX Всероссийской
олимпиады школьников по биологии. 2013-14 уч. год. 10 класс
МИКРОБИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА
Задание
1.
Охарактеризовать микроорганизмы и объяснить
взаимоотношения между ними (мах. 10 баллов)
Дано: чашка Петри с культурами микроорганизмов на агаризованной среде.
Оборудование: Микроскопы, горелки или спиртовки, предметные и
покровные стекла, пипетки, микробиологические петли, полоски фильтровальной
бумаги, краситель фуксин или метиленовый синий, иммерсионное масло, колба или
стаканчик с водопроводной водой.
Ход работы:
1. Приготовить фиксированный окрашенный препарат каждой культуры.
1)Поместить на предметное стекло маленькую каплю воды. С помощью петли,
простерилизованной в пламени горелки, приготовить из каждой культуры мазок.
2)Высушить мазки на воздухе.
3)Зафиксировать в пламени горелки (провести 3 раза через верхнюю часть пламени).
4)Окрасить фуксином (в течение 1 мин) или метиленовым синим (2 мин).
5)Смыть водой (над кристаллизатором или другой емкостью), просушить на воздухе
или с помощью фильтровальной бумаги. Нижнюю часть предметного стекла досуха
протереть фильтровальной бумагой.
6)Поместить на мазок 1 каплю иммерсионного масла.
Техника приготовления препаратов: макс. 1,5 балла.
7)Поместить препарат на столик микроскопа с иммерсионным объективом,
сфокусировать изображение. Показать преподавателю.
Техника работы с микроскопом: макс. 1,5 балла
Примечание. При необходимости можно приготовить препарат «раздавленная капля». Для
этого на предметное стекло поместить каплю воды. С помощью петли, простерилизованной в
пламени горелки, внести в воду небольшое количество биомассы микроорганизмов и покрыть
покровным стеклом. Поместить препарат на столик микроскопа. Сфокусировать изображение с
объективом 40Х (в этом случае оценка за технику приготовления препаратов и работы с
микроскопом будет не более 1 балла).
8) Зарисовать в листе ответов характерные морфотипы и назвать их (бактерии:
кокки, диплококки, стрептококки, стафилококки, палочки, цепочки из палочек,
нитчатые формы, бациллы со спорами, спириллы, мицелиальные формы; эукариоты:
одноклеточные, почкующиеся, мицелиальные и т.д.).
Техника рисунка: макс. 2 балла
3. Описать в листе ответов взаимоотношения между исследованными
микроорганизмами. Оценка: макс. 2 балла
4. Написать в листе ответов, что вы знаете об обнаруженном явлении, его
значении в природе и для человека. Оценка: макс. 2 балла
5. Предложить и записать в листе ответов, схему опыта, иллюстрирующего это
явление. Оценка: макс. 1 балл.
Задание 2. Изучение генетических механизмов иммунитета дрозофилы к
микроорганизмам (10 баллов).
Для многоклеточных организмов очень важно уметь точно определять типы
организации патогенных микроорганизмов и течение инфекции, поскольку контроль
над различными микроорганизмами требует различных типов иммунного ответа.
Модельный объект генетики, дрозофила, позволяет получать большое количество
специфических мутантов, демонстрирующих роль отдельных генов в
функционировании иммунной системы насекомых. В первом приближении, мы
можем говорить о том, что для дрозофилы актуальны три группы патогенов: грам-
положительные бактерии, грам-отрицательные бактерии и плесневые/дрожжевые
грибки.
На рисунке
1 показан фенотип иммунодефицитной плодовой мушки,
гомозиготной по нонсенс-мутации гена Toll, пораженной характерным патогеном
насекомых. Ответьте на Листе ответов, к какой группе относится этот патоген,
поясните свой ответ (1 балл).
Рис 1. Инфицированная муха, с нарушением работы гена Toll (слева) и
здоровая муха дикого типа (справа).
Определять тип патогена помогают характерные компоненты их
поверхностных структур. На рисунке 2 схематично изображены клеточные стенки и
плазматические мембраны грам-положительных бактерий, грам-отрицательных
бактерий и дрожжевых грибков. Соотнесите эти группы на Листе ответов с
рисунками и объясните свой выбор (3 балла, по одному за каждую группу).
Рис 2. Поверхностные структуры микроорганизмов.
Иммунная система дрозофилы использует в качестве первичных рецепторов
патогенов растворенные в гемолимфе белки из семейств PGRP и GNBP, а также
белок Persephone. Два основных пути, приводящие к запуску синтеза двух
различных наборов антимикробных пептидов
(АМП), называются по имени
ключевых белков, Toll и Imd. Схемы Toll и Imd путей приведены на рисунке 3 ниже.
Белок Toll является мембранным рецептором для лиганда Spatzle, а белок Imd -
адаптором для мембранного рецептора PGRP-LC. Конечным результатом обоих
путей передачи сигнала является активация белков из семейства NF-κB (Relish,
Dorsal и DIF), запускающих синтез АМП. Ответьте на Листе ответов на вопросы,
характеризующие два эти пути передачи сигналов.
Рис 3. Схема Toll и Imd путей передачи сигналов о присутствии в гемолимфе
дрозофилы патогенных микроорганизмов.
Фамилия
_________________________ Шифр _________________
Имя
_________________________
Регион
_________________________
Рабочее место __________
Шифр
_________________________ Итого: __________________
ЛИСТ ОТВЕТОВ
МИКРОБИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА
Задание 1. (в сумме 10 баллов)
1. Препараты
Заполняется жюри
1) Техника
приготовления
препарата
2) Техника
Заполняется жюри
микроскопирования
3) Рисунок.
Заполняется участником
Морфотипы.
Техника выполнения
рисунка.
2. Характер
Заполняется участником
взаимоотношений
между
микроорганизмами
3. Описание этого
Заполняется участником
явления и его
значения в природе и
для человека
4.Схема опыта,
Заполняется участником
иллюстрирующего
данное явление
Задание 2. (в сумме 10 баллов)
1. Изображенный на рисунке 1 патоген является представителем ________________
________________, потому что _____________________________________ (1 балл).
2. Поверхность грам-положительной бактерии представлена на рисунке____,
потому что ______________________________________________________ (1 балл)
Поверхность грам-отрицательной бактерии представлена на рисунке_____, потому
что _____________________________________________________________ (1 балл)
Поверхность дрожжевой клетки представлена на рисунке____, потому что
________________________________________________________________ (1 балл)
3. Белки семейства NF-κB, неактивные в цитоплазме, но активные в ядре,
регулируют синтез АМП на уровне __________________________________(1 балл)
Белок Cactus удерживает в цитоплазме димер Dorsal/DIF, который может попасть в
ядро только после разрушения Cactus. У мух с дефектом гена Cactus будет
постоянно активирован _________ путь передачи сигналов (1 балл).
Заражение дрозофилы грам-отрицательными бактериями приводит к синтезу
диптерицина и схожих с ним по механизму действия АМП. Это означает, что муха с
дефектом гена Imd будет очень чувствительна к инфекциям __________________
________________________________________________________________(1 балл).
Белок Necrotic является блокатором протеазы Persephone, которая активирует
другую протеазу SPE. Субстратом SPE является pro-Spatzle, после расщепления
которого образуется зрелый лиганд Spatzle. Мухи с дефектом гена Necrotic гибнут
вскоре после выхода из куколки, потому что у них идет неконтролируемая
_______________________________________________________________ (1 балл).
Белки PGRP имеют в своей структуре домен, гомологичный лизоциму, который у
части PGRP сохранил свою ферментативную активность лизоцима, а у части
потерял. Этот домен нужен для ____________________________________(1 балл).
Рецептор Toll и лиганд Spatzle играют ключевую роль в определении дорсо-
вентральной оси личинки мухи и обычно их мутации летальны. Для изучения
фенотипа имаго мух с дефектом гена Toll используют температурочувствительных
мутантов по этому гену. Личинок этих мутантов выращивают при _____________
____________________, а затем для изучения функции гена у взрослой мухи _____
________________________________________________________________ (1 балл).
Фамилия __________________________
Шифр
_______________
Имя
__________________________
Регион
__________________________
Рабочее место №
_________
Шифр ___________________________
Итого баллов
_________
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа
XXX Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2014 г.
г. Саранск. 11 класс
АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ
Общая цель: Изучить анатомо-морфологические особенности сочного плода в связи со
строением цветка и физиологическими особенностями созревания.
Оборудование и объекты исследования: объект изучения - плоды покрытосеменных
растений, пластиковая подложка или разделочная доска, кухонный нож, микроскоп,
предметные и покровные стекла, препаровальная игла, фильтровальная бумага, пинцет, бритва,
стакан с водой, пипетка, ручная лупа.
Ход работы:
1. Рассмотрите предоставленный Вам плод.
Прежде, чем приступить к работе, выполните предварительную теоретическую часть задания:
- Определите семейство, к которому принадлежит изучаемый Вами плод:
Семейство _________________________________________________
- Выберите из предложенных нужный шаблон и напишите типичную формулу цветка для
данного семейства, указав в скобках число плодолистиков, образовавших завязь пестика:
Ч Л Т П ( ) или
О Т П ( )
- Выберите диаграмму цветка, типичного для данного семейства (см. рис. 1).
Впишите соответствующую букву шифра в поле ответа:
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
Рис. 1
2. Положите плод на разделочную доску и сделайте его поперечный разрез, не отрывая
плодоножки от плода. Как только выполните эту работу, поднимите руку. Преподаватель
подойдет и зарегистрирует результаты Вашего разреза.
- Зарисуйте поперечный срез плода (рис.2). Соедините стрелками названия указанных структур
с их местоположением на рисунке
(если указанные структуры присутствуют на срезе!).
Проведите на рисунке предполагаемые границы между плодолистками.
Экзокарп ●
● Мезокарп
Эндодерма ●
● Плацента
Семя ●
● Эндосперм
Гнездо завязи ●
● Перегородка
Присемянник ●
● Зародышевый мешок
(ариллус)
Рис. 2
- Укажите, к какому типу относится исследованный Вами плод: __________________________
- Перечислите, какие ещё типы плодов характерны для данного семейства: _________________
__________________________________________________________________________________
- Изучите расположение сохранившихся органов цветка
относительно плодолистиков. Условно отобразите их
взаимное расположение на диаграмме. При построении
диаграммы используйте те же стандартные обозначения
органов цветка, что и на рис. 1.
Пользуясь принципом чередования органов, полностью
•
восстановите формулу и диаграмму цветка, из которого
развился данный плод (рис. 3).
Ч Л Т П( ) или О Т П( )
Рис. 3
4. Приготовьте микропрепарат «Пластиды в мякоти
плода» и рассмотрите его под микроскопом.
Пригласите преподавателя для оценки техники
работы. Зарисуйте одну клетку и обозначьте её
структурные компоненты (рис. 4)
- Определите тип пластид в препарате
________________________________________
Рис. 4
5. Ответьте на вопросы:
- Какой гормон контролирует созревание сочных плодов? ________________________________
- Содержание каких веществ снижается при созревании? _________________________________
__________________________________________________________________________________
- Содержание каких веществ увеличивается при созревании? _____________________________
__________________________________________________________________________________
- Какими способами можно замедлить созревание плодов при хранении и транспортировке?
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
Критерии оценки:
Задание 1.
Семейство - 0,5
Формула цветка - 1б
Выбор диаграммы цветка - 1,5 б
= 3 балла
Задание 2
Разрез плода - 0,5
Качество рисунка - 1б
Обозначения - 3 б ( 6 х 0,5)
Тип плода - 0,5
Возможные еще типы плодов - 1б
Рисунок диаграммы - 3б
Формула - 1 б
= 10 баллов
Задание 3
Микропрепарат пластид - 1,5б
Тип пластид - 0,5б
= 2балла
Задание 4
Гормон, контролирующий созревание - 1б
Содержание каких веществ снижается -6 х 0,2 = 1,2 б
Содержание каких веществ увеличивается - 4х0,2 = 0,8 б
Способы замедления созревания плодов - 4х0,25=2б
= 5 балла
ВСЕГО 20 баллов
Фамилия
_________________________
Шифр _________________
Имя
__________________________
Регион
_________________________
Рабочее место __________
Шифр
__________________________
Итого: __________________
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа XXX Всероссийской
олимпиады школьников по биологии. 2013-14 уч. год. 11 класс
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
«NOTHING IN BIOLOGY MAKES SENSE EXCEPT IN THE LIGHT OF EVOLUTION»
ФЕОДОСИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ ДОБРЖАНСКИЙ
Оборудование, реактивы и материалы:
1. Сердце курицы (Gallus gallus);
2. Ванночка для препарирования;
3. Ножницы;
4. Набор булавок с разноцветными головками;
5. Пробирки, содержащие экстракты сердечной ткани (1 - 4);
6. Раствор окисленного дихлорфенолиндофенола;
7. Автоматическая пипетка объемом 100 - 1000 мкл;
8. Набор наконечников для автоматической пипетки;
9. Инструкция по пользованию автоматической пипеткой;
10. Перчатки латексные медицинские (размеры S - M - L)
Задание 1. Препарирование сердца курицы. (5,5 баллов)
Рекомендуемое время - 15 минут.
Вам предлагается препарировать сердце курицы и идентифицировать его
структуры. Для препарирования оденьте перчатки. Используйте ножницы.
Отпрепарируйте сердце как показано на рисунке ниже.
Определите структуры сердца курицы и
пометьте их булавками, как показано в
таблице ниже.
Цвет булавки
Структура
Белая
Левое предсердие
Красная
Правый желудочек
Желтая
Правый
предсердно-
желудочковый клапан
Зеленая
Левый
предсердно-
желудочковый клапан
Синяя
Правая дуга аорты
Черная
Межжелудочковая
Рисунок 1. Строение сердца курицы.
перегородка
После препарирования поднимите руку. Экзаменатор оценит Ваш препарат.
Используйте рисунок 1 и указанные на нем номера структур для ответов на
вопросы 1.1 - 1.3 в Листе ответов.
Задание 2. Сравнение интенсивности клеточного дыхания в экстрактах
сердечной ткани различных животных. (4,5 балла)
Рекомендуемое время - 15 минут
Одна из промежуточных реакций клеточного дыхания - это окисление янтарной
кислоты в фумаровую путем отщепления водорода. Известны вещества, способные
присоединять отщепленные водородные атомы и при этом изменять свой цвет. Одно
из таких веществ - 2,6 - дихлорфенолиндофенол (ДХФИФ); его окисленная форма
окрашена в синий цвет, а восстановленная бесцветна. Если окисленная форма
ДХФИФ при смешивании с тканевым экстрактом обесцвечивается, то можно
предположить, что причина этого - присоединение атомов водорода от янтарной
кислоты. ДХФИФ играет роль акцептора атомов водорода, отщепляющихся от
янтарной кислоты.
Вам предлагается 4 пробы, содержащие экстракт сердечной ткани:
а - экстракт сердечной ткани лягушки (Rana temporaria);
б - экстракт сердечной ткани курицы (Gallus gallus);
в - экстракт сердечной ткани мыши (Mus musculus);
г - экстракт сердечной ткани быка (Bos taurus).
Экстракты были заморожены в жидком азоте сразу после получения.
Для определения интенсивности дыхательных процессов, приготовьте
реакционную смесь с каждой пробой:
Добавьте в каждую из трех пробирок 500 мкл раствора дихлорфенолиндофенола.
Добавьте 100 мкл экстракта ткани. Перемешайте и инкубируйте 10 мин.
Пока изменяется окраска, начинайте отвечать на теоретические вопросы к
заданию 2 в Листе ответов!
Задание 3. Построение фенограммы методом попарного внутригруппового
невзвешенного среднего (UPGMA). (5 баллов)
Рекомендуемое время - 10 минут.
В систематике животных часто используется построение фенограмм (деревьев,
отражающих сходство между различными таксонами) при помощи кластеризующих
алгоритмов. Кластеризующие алгоритмы позволяют находить наиболее похожие
группы таксонов и объединять их в отдельные ветви, из которых строится
фенограмма. Метод попарного внутригруппового невзвешенного среднего позволяет
кластеризовать попарно наименее различающиеся таксономические единицы в
группы, для которых усредняется число их различий от остальных таксономических
единиц. Предварительно для всех таксономических единиц нужно построить таблицу
различий. Рассмотрим, как работает этот метод на примере воображаемых животных:
Таксон 1: Чебурашка - покрыт шерстью, теплокровен, обладает наружными
ушами, добр и дружелюбен.
Таксон 2: Крокодил Гена - покрыт чешуей, холоднокровен, не имеет ушей, добр
и дружелюбен.
Таксон
3: Старуха Шапокляк
- покрыта шерстью, теплокровна, обладает
наружными ушами, вредна и недружелюбна.
Таблица различий на шаге 1:
Чебурашка
Крокодил Гена
Крокодил Гена
3 различия: покровы, уши,
теплокровность
Старуха Шапокляк
1 различие: вредность
4 различия: покровы, уши,
теплокровность, вредность
Нам нужно объединить Чебурашку и Старуху Шапокляк в новую
таксономическую единицу, так как они меньше всего различаются, и найти для новой
таксономической единицы среднее арифметическое различий с Крокодилом Геной
обоих составляющих пары: (3 + 4)/2 = 3,5
После этого таблица различий на шаге 2 выглядит так:
Крокодил Гена
Чебурашка + Старуха Шапокляк
3,5 различия
В таблице осталась только одна ячейка с числом, значит, мы можем построить
дерево на основе той группировки таксономических единиц, которую делали раньше:
Чебурашка
Старуха Шапокляк
Крокодил Гена
Постройте таблицы различий и итоговую фенограмму в Листе ответов для
следующих реальных
животных, исходя из предложенных ниже фенотипических
признаков:
Виды и их морфо-анатомические признаки
Признак
Аллигатор
Гаттерия
Пингвин
Сычик
Черепаха
Эму
Межжелудочковая
+
-
+
+
-
+
перегородка
Теменное
-
+
-
-
-
-
отверстие
Нёбо подвижно
-
+
+
+
-
-
Венозный синус
-
+
-
-
-
-
Киль
-
-
+
+
-
-
Перья/чешуя
чешуя
чешуя
перья
перья
чешуя
перья
Бронхи
+
-
+
+
+
+
Воздушные
-
-
+
+
-
+
мешки
Зубы
+
+
-
-
-
-
Перепонки между
+
-
+
-
+
-
пальцами
Крылья/ноги
ноги
ноги
крылья
крылья
ноги
крылья
Задание 4. Выбор наиболее правдоподобного филогенетического дерева
методом максимальной парсимонии. (5 баллов)
Рекомендуемое время - 10 минут.
В систематике животных также часто используется построение филограмм
(деревьев, отражающих прямое эволюционное родство между различными таксонами)
при помощи алгоритмов, сравнивающих все возможные типы филогенетических
деревьев и выбирающий из них наиболее правдоподобное
(то есть, наименее
противоречивое). При использовании метода максимальной парсимонии
аминокислотных последовательностей для каждого возможного дерева считают
количество «штрафных очков» - то есть аминокислотных замен, требующихся в ходе
эволюции для появления именного такого дерева последовательностей на основе
исходно одинаковых последовательностей. Например, если мы применяем этот метод
к дереву и трехаминокислотным олигопептидам, показанным далее:
Чебурашка
Лиз-Ала-Лей
Старуха Шапокляк
Лиз-Ала-Мет
Крокодил Гена
Лиз-Трп-Мет
то первая аминокислота (лизин) не даст дереву штрафных очков, так как одинакова,
вторая аминокислота даст дереву одно штрафное очко (требуется одна замена вида
аланин-триптофан между линиями Чебурашка+Шапокляк и Гена, причем без
четвертого, «внешнего» вида мы не можем сказать, какая аминокислота была в этом
месте исходно), третья аминокислота принесет этому дереву еще одно штрафное очко,
так как требуется одна замена метионина на лейцин у Чебурашки. Наиболее
правдоподобное дерево имеет наименьшее количество штрафных очков.
Определите эволюционные отношения между гиппопотамом, гренландским китом,
морским слоном и домашней собакой, используя предоставленные Вам С-концевые
пептидные фрагменты цитохрома с (различия выделены серым) и ответьте на вопросы
4.1 - 4.3 в Листе ответов.
Гиппопотам
Лиз-Лиз-Гли-Глу-Арг-Ала-Асп-Лей-Иле-Ала-Тир-Лей-Лиз-Глн-Ала-Тре-Асн-Глу
Гренландский кит
Лиз-Лиз-Гли-Глу-Арг-Ала-Асп-Лей-Иле-Ала-Тир-Лей-Лиз-Лиз-Ала-Тре-Асн-Глу
Морской слон
Лиз-Тре-Гли-Глу-Арг-Ала-Асп-Лей-Иле-Ала-Тир-Лей-Лиз-Тре-Ала-Тре-Лиз-Глу
Домашняя собака
Лиз-Тре-Гли-Глу-Арг-Ала-Асп-Лей-Иле-Ала-Тир-Лей-Лиз-Лиз-Ала-Тре-Лиз-Глу
Желаем Вам Удачи!!!
Фамилия
__________________________
Шифр _________________
Имя
__________________________
Регион
__________________________
Рабочее место __________
Шифр
__________________________
Итого: __________________
ЛИСТ ОТВЕТОВ
практического тура заключительного этапа XXX Всероссийской
олимпиады школьников по биологии. 2013-14 уч. год. 11 класс
БИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ
Задание 1. Препарирование сердца курицы. (5,5 баллов)
Следующая таблица заполняется только членами жюри!!!
Структуры (по 0,5 балла за правильную структуру)
Левое
Правый
Правый
Левый
Правая дуга
Межжелудочковая
предсердие
желудочек
предсердно-
предсердно-
аорты
перегородка
желудочковый
желудочковый
клапан
клапан
Баллы
Итого
1.1. Перечислите структуры, изображенные на рисунке 1, содержащие венозную
кровь. ____________________________________________________ (1 балл)
1.2. Перечислите структуры, изображенные на рисунке 1, имеющие отличное
строение у прыткой ящерицы.______________________________ (0,5 балла)
1.3. Перечислите структуры, изображенные на рисунке 1, отсутствующие у
крысы. _________________________________________________ (0,5 балла)
Задание 2. Сравнение интенсивности клеточного дыхания в экстрактах
сердечной ткани различных животных. (4,5 балла)
2.1. Запишите реакцию окисления янтарной кислоты в фумаровую. Укажите название
фермента, осуществляющего эту реакцию.
(0,75 балла)
2.2. В каком из экстрактов скорость восстановления ДХФИФ будет выше: белой
жировой ткани или бурой жировой ткани (аргументируйте свой ответ)?
(0,5 балла)
2.3. В каком (каких) экстракте(ах) дыхательные процессы наиболее интенсивны, на
основании Вашего опыта? ____
(0,5 балла)
2.4. В каком (каких) экстракте(ах) дыхательные процессы наименее интенсивны на
основании Вашего опыта? ____
(0,5 балла)
2.5. Объясните результаты эксперимента.
(1,5 балла)
2.6. Как изменится скорость восстановления ДХФИФ при добавлении к экстракту
мышечной ткани 100 мкл: а) 1 мМ р-ра малоновой кислоты; б) 10 мМ р-ра янтарной
кислоты; в) 1 мМ р-ра малоновой кислоты и 10 мМ р-ра янтарной кислоты (сродство к
ферменту для янтарной и малоновой кислот близко)? Аргументируйте свой ответ.
(0,75 балла)
Задание 3. Построение фенограммы методом попарного внутригруппового
невзвешенного среднего (UPGMA). (5 баллов)
3.1. Количество различий между видами
Шаг 1 (1 балл)
Гаттерия
Пингвин
Сычик
Черепаха
Эму
Аллигатор
Гаттерия
Пингвин
Сычик
Черепаха
Обозначая виды буквами, а их группы знаком «+» и скобками, например, «(С+Э)»
означает таксон, включающий сычика и эму, перерисуйте таблицу для следующих
шагов
Шаг 2 (1 балл)
Шаг 3 (0,5 балла)
Шаг 4 (0,5 балла)
Шаг 5 (0,5 балла)
3.2. Постройте итоговую фенограмму в приведенном ниже поле, используя те же
буквенные обозначения, что и раньше (всего 1,5 балла, по 0,3 балла за каждую
правильную точку ветвления):
Задание 4. Выбор наиболее правдоподобного филогенетического дерева
методом максимальной парсимонии (5 баллов)
4.1. Посчитайте количество штрафных очков для каждого из приведенных ниже
четырех деревьев (по 1 баллу за каждое правильно посчитанное).
4.2. Какое из деревьев наиболее правдоподобно? _____________ (0,5 балла)
4.3. Сколько всего вариантов укорененных (то есть, имеющих основание) деревьев
возможно для четырех разных видов? _____________ (0,5 балла)
Желаем удачи!
Приложение 1
Использование автоматических пипеток
установочное кольцо
кнопка сброса
контрольная
кнопка
выбранный объем
Устройство автоматической пипетки.
Для эксперимента предоставляются пипетки объемом 100-1000 µl. Объем
устанавливается путем вращения установочного кольца. Обозначение объема должно
быть прочитано сверху вниз. После присоединения подходящего наконечника нажмите
контрольную кнопку до первой остановки и поместите наконечник в жидкость.
Медленно отпустите кнопку до достижения ею полной остановки для набирания
образца. Затем поместите наконечник с жидкостью в необходимое место и медленно
нажмите кнопку до второй остановки, пока вся жидкость полностью не выйдет из
наконечника. Сбросьте использованный наконечник в отходы нажатием кнопки
сбрасывания.
Аккуратно и экономично используйте наконечники!!! Один наконечник нельзя
погружать в разные растворы! Однако если Вы отбираете одну и ту же жидкость -
пользуйтесь одним наконечником.
Приложение 2
Фенотипическое описание организмов
Миссисипский аллигатор (А): венозного синуса в сердце нет, между желудочками
есть полная перегородка, нет теменного отверстия черепа, костное нёбо неподвижно,
грудина без киля, кожный покров с роговой чешуей, легкие имеют бронхи, воздушные
мешки отсутствуют, зубы хорошо развиты, конечности не модифицированы, на пальцах
есть плавательные перепонки.
Гаттерия
(Г): сердце имеет венозный синус и неполную перегородку между
желудочками, череп имеет теменное отверстие, костное нёбо обладает подвижностью,
грудина без киля, кожный покров с роговой чешуей, легкие не имеют бронхов, воздушные
мешки отсутствуют, зубы хорошо развиты, конечности не модифицированы,
плавательных перепонок нет.
Малый пингвин (П): венозного синуса в сердце нет, между желудочками есть полная
перегородка, нет теменного отверстия черепа, костное нёбо обладает подвижностью,
грудина имеет киль, кожный покров покрыт перьями, легкие имеют бронхи, воздушные
мешки хорошо развиты, зубы отсутствуют, передние конечности модифицированы в
крылья, на пальцах есть плавательные перепонки.
Воробьиный сычик (С): венозного синуса в сердце нет, между желудочками есть
полная перегородка,, нет теменного отверстия черепа, костное нёбо обладает
подвижностью, грудина имеет киль, кожный покров покрыт перьями, легкие имеют
бронхи, воздушные мешки хорошо развиты, зубы отсутствуют, передние конечности
модифицированы в крылья, на пальцах нет плавательных перепонок.
Болотная черепаха
(Ч): венозного синуса в сердце нет, перегородка между
желудочками неполная, нет теменного отверстия черепа, костное нёбо неподвижно, череп
не имеет височных окон, грудина без киля, кожный покров с роговой чешуей, легкие
имеют бронхи, воздушные мешки отсутствуют, зубы отсутствуют, конечности не
модифицированы и имеют плавательные перепонки.
Эму (Э): венозного синуса в сердце нет, между желудочками есть полная перегородка,
нет теменного отверстия черепа, костное нёбо неподвижно, грудина без киля, кожный
покров покрыт перьями, легкие имеют бронхи, воздушные мешки хорошо развиты, зубы
отсутствуют, передние конечности модифицированы в крылья, на пальцах нет
плавательных перепонок.
ЗАДАНИЯ
практического тура заключительного этапа XXX Всероссийской
олимпиады школьников по биологии. 2013-14 уч. год. 11 класс
БИОХИМИЯ И КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ
Одной из важных задач биохимии, молекулярной и клеточной биологии
является изучение особенностей метаболизма раковых клеток и разработка
подходов для лечения онкологических заболеваний. Между нормальными и
опухолевыми клетками существуют многочисленные различия, позволяющие
надеяться на создание новых способов терапии рака, использующих эти различия.
Десять ключевых особенностей раковых клеток приведены на рисунке ниже.
Рисунок 1. Особенности раковых клеток (по Hanahan и Weinberg, 2011)
Вам предстоит выполнить практическое задание
1, которое касается
эффекта Варбурга - наблюдаемого в опухолевых клетках «аэробного» гликолиза,
который активно протекает в аэробных условиях и является для них очень
важным (а порой и основным) источником АТФ, и теоретическое задание 2.
Задание 1. Определение количества кислоты, выделяемой эукариотическими
клетками в процессе метаболизма, методом титрования (14 баллов)
Культуры эукариотических клеток выращивают в специальных
культуральных флаконах или чашках, где они растут в виде монослоя на
поверхности адгезионного пластика, покрытые жидкой культуральной средой
слоем 4-5 мм, либо в аэробных условиях (в атмосфере воздуха, содержащего 5%
СО2, в специальных термостатах), либо в условиях гипоксии (в атмосфере смеси
азота и СО2 с содержанием кислорода 0,1%). В состав жидкой культуральной
среды входят витамины, аминокислоты, неорганические соли, микроэлементы,
энергетические субстраты и ряд других веществ. Некоторые вещества, входящие
в состав широко используемой культуральной среды DMEM, приведены в
Таблице ниже.
Таблица 1. Основные (по содержанию) компоненты
культуральной среды DMEM
Компонент
Молекулярная
Количество (в г на
масса, г/моль
1 л DMEM)
NaCl
58,5
6,4
NaHCO3
84
3,7
KCl
74,5
0,4
CaCl2
111
0,2
Глюкоза
180
4,5
L-глутамин
146
0,584
Кроме этого, в состав DMEM входят и другие аминокислоты (глицин,
аргинин, валин, гистидин, изолейцин, лизин, лейцин, метионин, серин, тирозин,
треонин, триптофан, фенилаланин и цистеин), их концентрация в сумме
составляет
6 мМ. Содержанием в среде микроэлементов и витаминов при
дальнейших расчетах можно пренебречь.
Вам выданы
3 пробирки под номерами
1-3, в которых находится
культуральная среда, собранная после выращивания следующих клеточных
культур: клеточная линия мышиной фибросаркомы L929, выращивавшаяся три
дня при нормальном содержании кислорода (А), а также две первичные культуры
мышиных эмбриональных фибробластов, выращивавшиеся три дня в первом
случае в гипоксической камере
(Б), во втором случае
- при нормальном
содержании кислорода (В). Все пробы были профильтрованы и не содержат
остатков клеток. Для каждой из проб предварительно были определены
остаточная концентрация глюкозы и остаточная концентрация соединений с
альфа-аминогруппами (внесены в Таблицу 1.1 в Листе Ответов).
Ход работы.
Внимание! Соблюдайте правила техники безопасности при работе с
растворами кислоты и щелочи!
Перенесите с помощью пипетки 2 мл культуральной среды из пробирки №1
в чистую колбу для титрования. Добавьте примерно 20 мл дистиллированной
воды для увеличения объема титруемой жидкости и добавьте в нее каплю
индикатора фенолфталеина. Используя содержащийся в бюретке 0,01 M NaOH,
оттитруйте содержащуюся в пробе №1 кислоту до появления стабильной розовой
окраски. Запишите объем NaOH (в мл с точностью до первого знака после
запятой), который потребовался для титрования, в соответствующую клетку в
Таблице в Листе Ответов. Промойте колбу дистиллированной водой и
повторите титрование с новой аликвотой пробы №1, найдите среднее значение и
рассчитайте концентрацию кислоты в культуральной среде.
(Если значения
объема NaOH, полученные в первом и втором измерениях, различаются более,
чем на 10%, проведите еще одно измерение с ещё одной аликвотой.) Рассчитайте
концентрацию кислоты в пробе. При расчетах концентрации кислоты
игнорируйте другие соединения, содержащиеся в составе DMEM, которые
могут влиять на рН среды. Считайте, что вся содержащаяся в пробе кислота
образуется в процессе гликолиза и выделяется в среду клетками. Повторите
процедуру титрования и расчета для проб культуральной среды
№2 и №3.
Заполните Таблицу задания 1.1 в Листе Ответов и ответьте в Листе Ответов
на вопросы 1.2 - 1.4, используя данные из Таблицы 2.
Таблица 2. Характеристики культуральной среды в пробах 1 - 3
Образец культуральной среды
№1
№2
№3
Остаточная концентрация
17,0
20,0
8,0
глюкозы, мМ
Остаточная концентрация
соединений с альфа-
8,0
5,0
4,0
аминогруппой, мМ
Задание 2. (6 баллов)
Рисунок 2. Данные ПЭТ и КТ
Для эффективного лечения опухолевых
заболеваний необходимо проводить их
своевременную диагностику и контролировать
удаление метастазов. Одним из эффективных
методов диагностики является позитронно-
эмиссионная
томография
(ПЭТ).
Для
проведения ПЭТ пациенту в кровь вводят,
например, 2-фтор-2-дезоксиглюкозу, меченую
радиоактивным изотопом
18F,
которая
накапливается в опухолевых клетках и в
некоторых органах и тканях. При распаде 18F
выделяется позитрон, который аннигилирует с
электроном, что сопровождается испусканием
2 фотонов, регистрируемых прибором. На
рисунке 2 представлены данные ПЭТ (белые
пятна) пациента с метастазами лимфомы,
1
совмещенные с данными рентгеновской
компьютерной томографии (КТ), которая дает
общую картину расположения органов и
тканей
(оттенки серого цвета). Ответьте в
Листе Ответов на вопросы 2.1-2.5.
2
Фамилия
_________________________
Шифр _________________
Имя
_________________________
Регион
_________________________
Рабочее место __________
Шифр
_________________________
Итого: __________________
ЛИСТ ОТВЕТОВ
БИОХИМИЯ И КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ
Задание 1. (в сумме 14 баллов)
1.1. Химический состав культуральной среды и метаболизм клеток
В культуральной среде DMEM исходная концентрация глюкозы составляет
__________ мМ, и концентрация глутамина составляет ___________мМ
(1 балл)
Таблица 1.1 Расчет состава культуральной среды в пробах 1-3
(7,5 баллов, по 0,5 балла за каждую клетку с расчетными данными)
Образец
№1
№2
№3
культуральной среды
Объем 0,01 М щелочи,
потраченный на титрование
кислоты в 2 мл культуральной
среды, мл
среднее
среднее
среднее
Рассчитанная по титрованию
концентрация кислоты, мМ
Количество глюкозы (в
ммолях), которую клетки
использовали в ходе гликолиза
(в расчете на 1 л культуральной
среды)
Количество глюкозы (в
ммолях), которую клетки
аэробно окислили (в расчете на
1 л культуральной среды)
% аминокислот, которые были
усвоены из среды клетками
В результате гликолиза в культуральной среде накапливается
___________________ кислота (0,5 балла), имеющая формулу (0,5 балла)
1.2. Соотнесите пробы культуральной среды 1-3 и клеточные линии А - В (А -
мышиная фибросаркома L929, выращенная при нормальном содержании
кислорода, Б
- мышиные эмбриональные фибробласты, выращенные при
гипоксии, В
- мышиные эмбриональные фибробласты, выращенные при
нормальном содержании кислорода). Объясните, на основании чего Вы сделали
свой выбор.
Проба 1 - это клеточная линия ____ , потому что
_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_______________________________________________________________ (1 балл)
Проба 2 - это клеточная линия ____ , потому что
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_______________________________________________________________ (1 балл)
Проба 3 - это клеточная линия ____ , потому что
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_______________________________________________________________ (1 балл)
1.3. Можно видеть, что в состав культуральной среды DMEM входит более 10
аминокислот, причем содержание одной из них
(глутамина) значительно
превышает содержание остальных аминокислот. Почему?
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________ (1,5 балла)
содержание .. 2 3 4 5 ..