XII Олимпиада по нанотехнологиям (с решениями) - часть 25

 

Часть Б. Материально-техническая и методическая. 
 

Б1. Методы работы со школьниками (до 10 баллов) 
Краткое  описание  образовательных  технологий,  конкретных  методических  и 
психологических приемов, которые куратор планирует использовать в проекте для 
работы 

со 

школьниками. 

Также 

указываются 

способы 

организации 

самостоятельной работы школьников, целеполагание, описание методов развития 
самостоятельности  и  творчества  школьников,  описание  задач,  на  решение 
которых  направлен  проект,  и  навыков,  которые  будут  получены  участником 
проекта в результате выполнения. Объем – до 3000 знаков. 
 
Б2. Оборудование (до 5 баллов) 
Приводится описание оборудования, необходимого для реализации проекта. Может 
быть представлено в виде таблицы: 

№ 

Оборудование, 

запросы 

на 

прототипирование  или  сборку  из 
готовых составляющих 

Описание, цели использования 

 

 

 

 
Б3. Материалы (до 5 баллов) 
Перечень 

необходимых 

реактивов, 

расходных 

материалов, 

программного 

обеспечения,  стандартных  инженерных  компонентов  и  составляющих,  требуемых 
для реализации проекта. Может быть представлено в виде таблицы: 

№ 

Реактивы,  материалы,  компоненты, 
описание, номенклатура, количество 

Форма 

использования, 

цели 

использования 

 

 

 

 
Б4. Предостережения по технике безопасности (до 2 баллов) 
Объем – до 2000 знаков. 

 
Часть В. Научно-исследовательская (опытно-конструкторская). 
 

В1. Предполагаемый план-график выполнения проекта (до 20 баллов) 
Следует  предоставить  расписанный  по  дням  краткий  план  реализации  проекта, 
включая  теоретическую,  экспериментальную  часть,  темы  дополнительных 
вопросов  и  домашних  заданий  для  самостоятельной  работы  школьников, 
подготовку  отчета  и  презентации.  План  должен  быть  привязан  к  задачам 
выполнения  проекта  и  вести  к  достижению  основной  цели  проекта,  выполнение 
самостоятельной  работы  должно  согласовываться  с  предложениями  в  пункте  Б1. 
При планировании желательно обозначить блоки / стадии по (1) анализу предмета 
темы работы и современного состояния дел с участием школьников и выбора  ими 
путей  решения  задач,  (2)  получению  веществ  и  материалов  школьниками,  (3) 
разработке  конструкции  прототипа  школьниками,  (4)  созданию  /  сборке 
устройства или опытного образца школьниками, (5) испытанию / анализу образца  / 
прототипа  с  участием  школьников,  (6)  сопоставлению  с  аналогами  самими 
школьниками, (7) анализу перспектив практического / коммерческого использования 
в  результате  самостоятельной  работы  школьников.  План-график  может  быть 
представлен  в  виде  следующей  таблицы  (примерное  количество  дней  для 
выполнения проекта – 21): 

 

194

 

День 

Стадия, 
название 
работ  и  связь 
с  решаемыми 
задачами  

Описание 
(смысл) 
работ 

Кратное 

описание 

видов 

самостоятельной 

работы 

школьников  по  каждому  этапу-
стадии, 

включая 

перечень 

домашних заданий 

Примечания 

1 

 

 

 

 

2 

 

 

 

 

… 

 

 

 

 

21 

 

 

 

 

 
Часть Г. Отчетная. 
 

Г1.  Методы  проведения  школьниками  анализа  результатов  и  их  сопоставления  с 
аналогами / близкими известными разработками (до 5 баллов) 
Необходимо описать, как планируется организовать работу школьников по анализу 
полученных  результатов,  поиску  и  сопоставлению  с  аналогами,  защите  новизны 
сделанной  ими  разработки  с  проведением  оценочного  анализа  себестоимости 
разработки, возможных путей ее производства, внедрения, доступности рынка для 
коммерциализации  и  рекламы.  Школьники  должны  практически  получить 
простейшие 

представления 

по 

маркетинговым 

исследованиям 

и 

технопредпринимательству. Объем – до 2000 знаков. 
 
Г2.  Методы  подготовки  отчета  и  презентации  школьниками  на  конференции  (до  3 
баллов) 
Перечень  рекомендаций  по  подготовке  школьником  презентации  и  ключевым 
пунктам возможного выступления на конференции. Объем – до 1000 знаков. 

 

195

Просто о сложном

Просто о сложном

Категория участников: студенты, аспиранты, молодые ученые

Конкурс научно-популярных статей, представленных авторами на основе своих
публикаций в высокорейтинговых научных журналах. В статье авторам необходимо
раскрыть суть разработки и объяснить сложные аспекты своей научной работы простым
языком. Конкурс проводится совместно с Автономной некоммерческой организацией
"Электронное образование для наноиндустрии" (eNANO, ФИОП).

Задание

Самые выдающиеся научные и инженерные работы в России и во всем мире создаются
талантливыми молодыми людьми – студентами, аспирантами, молодыми учеными,
которые готовы поделиться своим опытом со всеми окружающими ими людьми. Известно,
что если одной фразой нельзя выразить смысл или идею самой сложной работы, то автор
данной идеи, вероятно, сам не понимает ее до конца. Это особый талант – правильно
объяснять простыми словами сложные вещи. Им должны обладать не только научные
журналисты и выдающиеся лекторы и ораторы, но и сами ученые – творцы новых идей и
открытий. Именно поэтому настоящий Конкурс предназначен для тех студентов,
аспирантов, молодых ученых, которые готовы популяризовать собственные
научные идеи и идеи научных групп, в которых они работают.

 

Для участия в конкурсе необходимо ознакомиться с положением и отправить через сайт
работу, представленную согласно форме (файл с заданием ниже).

196

 

 

 

 

Конкурс работ молодых ученых «Просто о сложном» (заочный тур) 
Форма заявки на участие в конкурсе 

 
Работа 

на 

конкурс 

предоставляется 

только 

через 

сайт 

Олимпиады 

 

1.

 

Авторы, название статей в ведущих научных журналах (5 баллов). 
Указать  список  статей  с  прямыми  гиперссылками  на  них  на  сайтах  журналов,  на 
основе которых пишется научно-популярная статья. Объем – не более 1000 символов.  

 

2.

 

Самостоятельно подготовленный иллюстративный материал (5 баллов). 
Включает фото, схемы, инфографику, рисунки и т.д. Объем – не более 5 иллюстраций. 

 

3.

 

Научно-популярная статья (35 баллов). 
Статья  включает  заголовок,  подзаголовок,  введение  и  другие  необходимые 
структурные  элементы.  Оценивается  полнота,  стиль,  оригинальность  подачи 
материала,  популярность  изложения,  самодостаточность  и  лаконичность.  Формат 
изложения  выбирается  самим  участником:  очерк,  статья,  репортаж,  интервью  и  т.д. 
Объем – не более 10 страниц. 

 

4.

 

CV (жизнеописание) (5 баллов). 
Включает  в  себя  общий  список  публикаций,  места  работы  или  учебы  в  РФ  и  вне  ее 
пределов, премии и награды. Объем – не более 2 страниц. 

 

5.

 

Описание собственного вклада в работу (5 баллов). 
Объем – не более 1 страницы. 

 

6.

 

Наличие сайта или блога, посвященного рассматриваемой теме (5 баллов). 

 

Всего – 60 баллов. 

197

 

 

 

 

 

Варианты заданий очного тура  

по комплексу предметов  

«биология, математика, физика, химия» 

(с решениями) 

 

     

     

     

 

 
 

 

198

 

 

 

 

 

 

Биология для школьников 7 – 11 класса (очный тур) 
Простые задачи (вариант 1) 

 

Задача 1. Угадай семейство 
 

Однажды  небольшой  огород,  на  котором  росло  несколько  грядок  картофеля,  фасоли  и 
капусты,  опрыскали  новым  экспериментальным  средством,  созданным  на  основе 
нанотехнологий. Через некоторое время огород превратился в цветущий луг, на котором все 
культурные  растения  растворились  в  огромной  массе  других  –  «некультурных».  Прополка, 
по-видимому,  перед  внесением  удобрения  не  проводилась.  Удивительно,  но  все  растения 
на  участке  зацвели  в  одно  и  то  же  время.  Вещество  отправили  на  доработку,  а  растения 
передали в соседнюю школу в гербарии.  
 
Определите,  к  каким  семействам  принадлежат  указанные  диаграммы  цветков.  Укажите,  к 
каким семействам относятся картофель, фасоль и капуста. Ответ напишите в виде цифровой 
комбинации  (если  отсутствует  ответ  в  виде  цифровой  комбинации,  то  вопрос  не  будет 
проверяться!).  Первая  цифра  соответствует  подвопросу  А,  вторая  –  подвопросу  Б,  третья  – 
подвопросу В и так далее по алфавиту (если не можете ответить на вопрос, то укажите ноль 
или пробел). Цифру можно взять из таблицы с названиями семейств. За каждый правильный 
ответ на подвопрос вы получаете 1 балл.  
 
А 

 

Б 

 

В 

 

Г 

 

Д 

 

 
Е 

к 

какому 

семейству 

относится картофель? 
Ж 

к 

какому 

семейству 

относится фасоль? 
З 

к 

какому 

семейству 

относится капуста? 
 

 

Таблица 
1 

Злаковые (

Poaceae

) 

6 

Вьюнковые (

Convolvulaceae

) 

2 

Астровые (

Asteraceae

) 

7 

Бобовые (

Fabaceae

) 

3 

Крестоцветные (

Brassicaceae

) 

8 

Розовые (

Rosaceae

) 

4 

Зонтичные (

Apiaceae

) 

9 

Лилейные (

Liliaceae

) 

5 

Пасленовые (

Solanaceae

) 

 

 
Всего – 8 баллов 

199

 

 

 

 

 

Задача 2. Определи пептид 

 
Последовательность  нуклеотидов  из  середины  кодирующего  участка  мРНК  содержит 
информацию  о  некоем  пептиде,  включая  стартовый  и  стоп  кодон.  Используя  таблицу 
кодонов, определите закодированный пептид. 
 

CGAUGAAGGAUAUUGAUUGAAC 

 

Таблица кодонов 

1-е 

основание 

2-е основание 

U 

C 

A 

G 

U 

UUU Фенилаланин 
UUC Фенилаланин 
UUA Лейцин 
UUG Лейцин 

UCU Серин 
UCC Серин 
UCA Серин 
UCG Серин 

UAU Тирозин 
UAC Тирозин 
UAA Стоп-кодон (Ochre) 
UAG Стоп-кодон (Amber) 

UGU Цистеин 
UGC Цистеин 
UGA Стоп-кодон 
(Opal) 
UGG Триптофан 

C 

CUU Лейцин 
CUC Лейцин 
CUA Лейцин 
CUG Лейцин 

CCU Пролин 
CCC Пролин 
CCA Пролин 
CCG Пролин 

CAU Гистидин 
CAC Гистидин 
CAA Глутамин 
CAG Глутамин 

CGU Аргинин 
CGC Аргинин 
CGA Аргинин 
CGG Аргинин 

A 

AU Изолейцин 
AUC Изолейцин 
AUA Изолейцин 
AUG Метионин, 
Стартовый 

ACU Треонин 
ACC Треонин 
ACA Треонин 
ACG Треонин 

AAU Аспарагин 
AAC Аспарагин 
AAA Лизин 
AAG Лизин 

AGU Серин 
AGC Серин 
AGA Аргинин 
AGG Аргинин 

G 

GUU Валин 
GUC Валин 
GUA Валин 
GUG Валин 

GCU Аланин 
GCC Аланин 
GCA Аланин 
GCG Аланин 

GAU Аспарагиновая кислота 
GAC Аспарагиновая кислота 
GAA Глутаминовая кислота 
GAG Глутаминовая кислота 

GGU Глицин 
GGC Глицин 
GGA Глицин 
GGG Глицин 

 
Всего – 8 баллов 
 

Задача 3. Загадочное свечение 

 
Медуза  Aequorea  victoria  способна  излучать  зелёный  свет.  Из  нее  был  выделен  белок 
экворин,  биолюминесценция  которого  инициируется  ионами  кальция.  Выделенный  из 
медузы  и  очищенный  экворин  in  vitro  в  присутствии  ионов  кальция  излучает  свет  с 
максимумом  469  нм,  в  то  время  как  живая  медуза  светится  зелёным.  За  зелёное  свечение 
ответственен  другой  белок  –  GFP  (англ. green  fluorescent  protein  –  зелёный 
флуоресцирующий белок), излучающий зелёный свет при поглощении излучения экворина.  
Юные  исследователи  поймали  медузу  Aequorea  victoria,  посадили  ее  в  банку  с 
изотоническим раствором хлорида натрия, поместили в темную комнату и осветили желтым 
светом. Каким цветом будет светиться медуза и почему? 
 
Всего – 8 баллов 
 

200

 

 

 

 

 

Задача 4. Энергия для нанороботов 

 
Для  диагностики  состояния  пациента  в  его  организм  были  введены  медицинские 
нанороботы. Часть нанороботов прикрепились к мембранам эритроцитов и проникли в них, 
а  часть  была  фагоцитирована  макрофагами.  Для  того  чтобы  нанороботы  полноценно 
функционировали,  они  должны  получать  энергию  для  своей  работы.  Разработчики 
утверждают,  что  на  работу  нанороботов  тратится  энергия  1%  молекул  АТФ,  получаемых 
клетками  в  процессе  гликолиза  и  аэробного  дыхания.  Подсчитайте,  пожалуйста,  сколько 
молекул АТФ будет потрачено на работу нанороботов в отдельном эритроците и макрофаге, 
если в катаболизм в каждой из клеток вступит 50 молекул глюкозы. 
 
Всего – 8 баллов 
 

Задача 5. Аденоассоциированные вирусы и флуоресцентные белки 

 
Для  исследования  механизмов  работы  мозга  часто  используют  визуализацию  динамики 
внутриклеточной  концентрации  ионов  Ca

2+

  в  различных  клетках  мозга,  в  том  числе  в 

нейронах  и  астроцитах.  Для  визуализации  [Ca

2+

]

i

  в  клетке  используют  флуоресцентную 

микроскопию.  Для  этого  необходимы  молекулы,  интенсивность  флуоресценции  которых 
зависит от концентрации Ca

2+

. Это могут быть небольшие синтетические красители, а могут 

быть  трансгенные  флуоресцентные  белки.  Для  экспрессии  чужеродных  белков  в  заданном 
организме  можно  прибегать  к  помощи  вирусных  конструкций  со  встроенной  в  вирусный 
геном  кодирующей  последовательностью  нужного  белка,  находящейся  под  определенным 
промотором.  В  качестве  носителя  часто  используются  аденоассоциированные  вирусы, 
поскольку они могут инфицировать как делящиеся, так и неделящиеся клетки, и не являются 
патогенными.  По  сравнению  с  низкомолекулярными  красителями,  использование 
генетически  кодируемых  флуоресцентных  кальциевых  репортеров  обладает  рядом 
преимуществ.  
 

1.

 

Как Вы думаете, какими? (4 балла) 

 
К  сожалению,  есть  у  этого  метода  и  ряд  недостатков:  далеко  не  все  клетки  заражаются 
вирусом  и  удерживают  его  ДНК  в  ядре,  при  этом  возможно  заражение  клеток  не  только 
нужно  типа,  но  и  других.  Астроциты  –  одни  из  наиболее  распространенных  клеток  глии.  В 
коре их примерно столько же, сколько и нейронов. Известно, что эти клетки играют важную 
роль  в  работе  синаптических  контактов  между  нейронами  и  регуляции  локального 
кровотока.  Ваша  задача  –  исследовать  кальциевую  активность  в  астроцитах  коры  мозга 
мышей. Для этого Вы используете вирусную конструкцию на основе аденоассоциированного 
вируса AAV2, который преимущественно заражает клетки нервной системы. В геном вируса 
встроена  последовательность  ДНК,  кодирующая  флуоресцентный  белок,  чувствительный  к 
[Ca

2+

]

i

.  Данная  последовательность  находится  под  промотором  gfa2,  ответственного  за 

синтез  глиального  фибриллярного  белка,  который  экспрессируется  в  большинстве 
астроцитов.  Известно,  что  данный  вирус  заражает  нейроны  с  вероятностью  50%  (т. е.  50% 
нейронов  оказываются  зараженными),  а  астроциты  –  с  вероятностью  30%.  При  этом  у  90% 
зараженных  астроцитов  экспрессируется  нужный  флуоресцентный  белок.  Однако  данный 
промотор  не  так  специфичен,  как  хотелось  бы,  и  около  10%  зараженных  нейронов  также 
синтезируют трансгенный белок. Через три недели после инъекции вируса в мозг животных 
Вы проводите эксперимент, и под микроскопом видите светящиеся клетки.  
 

201