Олимпиады



Биологический ФАКУЛЬТЕТ

ПРАВИЛА

УЧАСТНИКАМ

ОТБОРОЧНЫЙ ЭТАП

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ПОБЕДИТЕЛЕЙ

УЧИТЕЛЯМ И РУКОВОДИТЕЛЯМ

ИСТОРИЯ

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

СМИ ОБ ОЛИМПИАДЕ

КОНТАКТЫ И ВОПРОСЫ УЧАСТНИКОВ

Главная / Олимпиада

Олимпиада школьников СПбГУ по биологии


САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Общеобразовательный предмет: Биология

2011-2012 учебный год

Вариант 11

10-11 класс

eagle.jpg

 ЗАДАНИЕ 1. Выберите все правильные ответы из пяти предложенных. Обведите буквы, расположенные рядом с правильными ответами. Исправления не допускаются.

 1. В зоопарке создали пресноводный аквариум с беспозвоночными обитателями пруда. Какие из перечисленных организмов могли бы в нем обитать? 

  1. Губка бадяга 
  2. Зеленая гидра 
  3. Медуза корнерот
  4. Личинка стрекозы коромысла 
  5. Паук серебрянка  

 2. Раскапывая слой породы, содержащий остатки мамонтов, Вы обнаружили разные части растений. Какие из них принадлежат представителям голосеменных? 

  1. Семенные шишки 
  2. Хвоя 
  3. Семена с крючьями и иголками
  4. Пыльца с воздушными мешками 
  5. Заростки с архегониями и антеридиями

 3. Изучая строение клетки инфузории-туфельки при помощи электронного микроскопа, ученые могли бы обнаружить в ней 

  1. Два ядра 
  2. Митохондрии 
  3. Хлоропласты
  4. Клеточную стенку
  5. Сократительные вакуоли 

 4. Соли азотистой кислоты, нитриты, взаимодействуя с нуклеиновыми кислотами, окисляют гуанин в инозин. Последний образует комплементарную пару с тимином. Основываясь на приведенной информации,  выберите правильные утверждения: 

  1. Нитриты являются мутагенами 
  2. Взаимодействие нитритов с ДНК может приводить к замене азотистого основания 
  3. Взаимодействие нитритов с ДНК может приводить к точковым мутациям 
  4. Взаимодействие нитритов с ДНК может приводить к возникновению стоп-кодона 
  5. Взаимодействие нитритов с ДНК может приводить к сдвигу рамки считывания

5. Кто из отечественных ученых является лауреатом Нобелевской премии в области физиологии или медицины? 

  1. Михаил Александрович Шолохов
  2. Иван Петрович Павлов 
  3. Иван Михайлович Сеченов
  4. Илья Ильич Мечников 
  5. Иван Владимирович Мичурин

6. Какие условия должны соблюдаться, чтобы колония бактерий демонстрировала неограниченный рост в лабораторных условиях в течение как можно более длительного времени? 

  1. Неограниченные пищевые ресурсы 
  2. Наличие антибиотиков
  3. Постоянно повышающаяся температура
  4. Отсутствие механизмов авторегуляции численности 
  5. Неограниченное пространство 

 ЗАДАНИЕ 2 

Соедините представленные на рисунке фигуры стрелками (→) так, чтобы получилась правильная последовательность передачи информации в центральную нервную систему при формировании вкусового ощущения.

ЗАДАНИЕ 3. Работа с рисунком.

Впишите в таблицу, рядом с соответствующими номерами, названия элементов тела личинки оболочника, обозначенных стрелками и цифрами.

1.

Хвост

2.

Нервная трубка

3.

Хорда

4.

Сердце

5.

Жаберные щели

ЗАДАНИЕ 4. Работа с рисунком.

Дорисуйте и подпишите недостающие элементы на рисунке семезачатка цветкового растения.

 

ЗАДАНИЕ 5.Биологическая комбинаторика.

Заполните пустые ячейки таблицы словами «Да» или «Нет». Исправления не допускаются. 

Экологическая характеристика двух видов животных.

Признак

 

 

 

Вид

Является эндемиком, какого-либо из материков

Хищник по типу питания

В благоприятных условиях популяция способна к неограниченному росту, R-стратег

В экосистеме является консументом 2-3 порядка

Имеет симбиотические взаимоотношения с другими организмами

Кролик

Нет 

Нет 

ДА 

Нет 

Да 

Снежный барс

Да 

Да 

Нет 

Да 

Да 

 ЗАДАНИЕ 6. Работа с текстом.

Перед Вами текст, содержащий биологические ошибки. Внимательно прочтите его, найдите ошибки, переформулируйте предложения, в которых они содержатся, и впишите новые формулировки в свободные поля таблицы, рядом с соответствующими номерами. 

«Хвостатые амфибии (Caudata) – один из трех современных отрядов амфибий. Современный ареал распространения хвостатых амфибий охватывает все материки. Хвостатые амфибии характеризуются целым рядом уникальных особенностей, которые не встречаются у бесхвостых амфибий и червяг. Во всех семействах хвостатых амфибий имеются неотенические формы (а некоторые семейства целиком состоят из неотеников). Для всех хвостатых амфибий характерно наружное оплодотворение.

Хвостатые амфибии (в первую очередь тритоны и жабы) активно используют звуковую коммуникацию. Именно поэтому хвостатые амфибии имеют крупную барабанную перепонку. Но особенно удивляет способность хвостатых амфибий к регенерации: у них могут не только отрастать утраченные конечности, но и восстанавливаться поврежденные участки спинного мозга и даже хрусталик глаза!» 

1.

Хвостатые амфибии не обитают в Австралии и в Антарктиде 

2.

У многих форм имеется внутреннее оплодотворение 

3.

Жабы – бесхвостые амфибии 

4.

Хвостатые амфибии не используют звуковую коммуникацию 

5.

У хвостатых амфибий нет барабанной перепонки 

ЗАДАНИЕ 7. Работа с информацией.

Внимательно прочитайте предложенные фрагменты текста и рассмотрите рисунки, затем переходите к выполнению заданий.

Фрагмент 1. Процесс формирования костной ткани (остеогенез) у холоднокровных (пойкилотермных) наземных позвоночных идет неравномерно. Обычно раз в год, с наступлением неблагоприятных условий или под влиянием эндогенных процессов остеогенез замедляется или прекращается совсем. На поперечных срезах длинных костей конечностей таких животных прекращение остеогенеза маркируется так называемыми линиями прекращения роста (см. рисунок 1). По количеству этих линий можно приблизительно (а иногда и точно) определить возраст животного. Кроме этого, большое расстояние между линиями прекращения роста свидетельствует о быстром росте, а резкое сокращение дистанции между линиями прекращения роста обычно соответствует достижению животным половозрелости (рисунок1).

Рисунок 1. Поперечный срез кости конечности хвостатой амфибии Euproctus asper (из de Ricqlès et al., 2004, с изменениями).

Фрагмент 2. Рост в течение онтогенеза у различных наземных позвоночных происходит по-разному и зависит, в том числе, от уровня метаболизма. Теплокровные (птицы, млекопитающие) достигают максимальных размеров очень быстро и в дальнейшем не увеличиваются в размерах (рисунок 2). Современные рептилии, например, крокодилы, растут практически в течение всей жизни. Для ископаемых гигантских динозавров завропод, по данным, полученным при изучении гистологических срезов костей, был характерен достаточно быстрый рост молодых особей и постепенное его замедление после достижения половозрелости (рисунок 2). Для хвостатых амфибий характерен рост, сходный с таковым у современных рептилий.

Рисунок 2. Схематическая диаграмма кривых роста различных амниот (из Sheyer et al., 2010, с изменениями).

Выберите все правильные ответы из предложенных. Обведите буквы, расположенные рядом с правильными ответами. Исправления не допускаются.

1. Прочитайте фрагмент 1 и рассмотрите рисунок 1. Выберите правильный вариант ответа на вопрос: как Вы думаете, когда хвостатая амфибия, поперечный срез кости конечности которой изображен на рисунке 1, достигла половозрелости?

a) На 1-2 году жизни

b) На 3-6 году жизни

c) На 7-8 году жизни

d) На 9-11 году жизни

2. Прочитайте фрагмент 2 и рассмотрите рисунок 2. Выберите правильные утверждения, учитывая представленную в них информацию.

a) Среди наземных позвоночных наиболее быстрый рост на ранних этапах онтогенеза характерен для форм с высоким уровнем метаболизма

b) Кривые роста завропод и крокодилов не различаются между собой

c) Для плацентарных млекопитающих не характерен рост после достижения половозрелости

d) Информацию об особенностях роста ископаемых наземных позвоночных можно получить при исследовании гистологических срезов костей

3. Основываясь на информации, представленной во фрагментах текста и на рисунках, выберите правильные утверждения.

a) После достижения половозрелости для хвостатой амфибии Euproctus asper характерно резкое замедление роста

b) Максимальные размеры тела достигаются хвостатой амфибией Euproctus asper в момент достижения половозрелости

c) Для современных рептилий характерно замедление роста после достижения половозрелости

d) Для половозрелых птиц характерно отсутствие роста

4. Учитывая информацию, представленную во фрагментах текста и на рисунках, укажите, для каких из перечисленных ниже позвоночных будет характерен медленный рост?

a) Слоновая черепаха

b) Черный коршун

c) Исполинская саламандра

d) Гаттерия

5. Кривая роста хвостатой амфибии Euproctus asper (согласно информации, содержащейся во фрагментах текста и рисунках) должна быть сходной по форме с таковой у

a) завропод

b) лошади

c) крокодила

d) страуса

ЗАДАНИЕ 8. Решите задачу по генетике и поясните ход ее решения. Используйте для ответа специально отведенное поле.

 У домашней кошки окраска шерсти зависит от наличия клеток-меланоцитов, способных вырабатывать черный пигмент меланин. У обладателей доминантного аллеля W меланоциты в волосяных сумках отсутствуют, поэтому их шерсть оказывается совершенно белой, у гомозигот ww меланоциты имеются, и черный пигмент может вырабатываться. Другой ген, наследуемый независимо от первого, определяет распределение пигментов по длине волоса. У носителей доминантного аллеля этого гена (А-) волос имеет чередующиеся кольца черного и оранжевого пигмента, что придает им серую окраску. У гомозигот аа волос заполнен только черным пигментом, такие кошки, соответственно,  черные. Какое расщепление по фенотипу следует ожидать у потомства, полученного при многократном скрещивании двух дигетерозиготных особей? Изменится ли окраска особей и расщепление по фенотипу, если обе особи будут еще и гомозиготны по рецессивному аллелю b, который вызывает нарушение формы гранул черного пигмента, что приводит к появлению коричневой окраски? Данный ген наследуется независимо от первых двух. Все гены – аутосомные.

Ответ.  

1. Согласно условию, гены наследуются независимо, т.е. локализованы в разных парах гомологичных хромосом. Поэтому дигетерозиготы WwAa образуют 4 типа гамет. При их слиянии в F1 появляются те же генотипы, что и в классических опытах Менделя по дигибридному скрещиванию. А вот расщепление по фенотипу будет иным. Обратите внимание: у носителей аллеля W меланин вообще не вырабатывается, так как в волосяных сумках отсутствуют специальные клетки-меланоциты. Следовательно такие кошки будут белого цвета, независимо от того, какие из аллелей второго гена им достанутся. Наличие окраски (серой или черной) возможно только у гомозигот по рецессивному аллелю ww. Соответственно, ожидаемое расщепление по фенотипу: 

12 белых (W---) : 3 серых (wwA-)1 черная (wwaa). В данном случае наблюдается один из вариантов взаимодействия генов - доминантный эпистаз.  

Р: генотипы родительского поколения (согласно условию задачи) 

WwAa 

х 

WwAa 

Р: фенотипы родительского поколения 

белые 

белые 

G (гаметы) 

WA, Wa, wA, wa 

 

WA, Wa, wA, wa 

Решетка Пеннета: 

Гаметы родителей 

WA 

Wa 

wA 

wa 

WA 

WWAA 

белые 

WWAa 

белые 

WwAA 

белые 

WwAa 

белые 

Wa 

WWAa 

белые 

WWaa 

белые 

WwAa 

белые 

Wwaa 

белые 

wA 

WwAA 

белые 

WwAa 

белые 

wwAA 

серые 

wwAa 

серые 

wa 

WwAa 

белые 

Wwaa 

белые 

wwAa 

серые 

wwaa 

черные 

 

F1: генотипы потомства 

W---    ;     wwA-    ;     wwaa 

F1: фенотипы потомства 

белые : серые : черные 

F1: соотношение фенотипических классов 

12   :   3   :   1 

2. Теперь представим, что обе скрещивающиеся особи являются гомозиготными по аллелю b. Очевидно, что все их потомство также гомозиготно по данному аллелю. Согласно условию, кошки bb могут обладать измененными гранулами черного пигмента и поэтому иметь коричневую окраску, но это возможно только при наличии самого этого пигмента. Нетрудно заметить, что носители аллеля W по прежнему будут белыми (они не вырабатывают меланин), а тригомозиготы wwaabb – коричневыми (их волос целиком заполнен измененными пигментными гранулами. Кошки wwA-bb будут иметь волос с чередующимися кольцами пигментов, и их окраска будет несколько светлее, чем в предыдущем случае. Соотношение фенотипических классов не изменится. 

ЗАДАНИЕ 9. Дайте развернутый ответ на вопрос. Используйте для ответа специально отведенное поле.

Какие формы заботы о потомстве встречаются у беспозвоночных животных, приведите примеры, предложите вариант классификации этих форм.

Ответ:

1. Во многих случаях забота о потомстве среди беспозвоночных животных носит скорее косвенный характер, выражающийся в развитии у тех или иных форм К-стратегии (меньше потомков, но при этом более приспособленных). Поэтому данное направление вынесем в первый и основной класс нашей системы. В качестве примеров стоит упомянуть:

- микроскопических животных, обитающих в водной среде между песчинками грунта. Практически все эти организмы имеют столь малые размеры, что могут откладывать немного яиц (или даже одно яйцо) на одну кладку, зато это, как правило, яйца, покрытые плотными оболочками и богатые питательными веществами.

- многих насекомых, некоторых моллюсков, некоторых плоских червей, кольчатых червей, имеющих маленькие кладки, но содержащие очень крупные яйца, богатые желтком.

2. Очень близким к данному направлению можно считать явление живорождения или вынашивания яиц внутри специальных сумок, карманов, углублений и других подобных выводковых структур (моллюски, черви, некоторые иглокожие, ракообразные, мшанки и пр.).

3. К другой, может быть, более яркой, форме заботы о потомстве можно отнести обеспечение потомства пищей. Вот несколько таких случаев.

- Откладка яиц в местах, где будущие потомки будут хорошо обеспечены питанием (навозные или мясные мухи, короеды, усачи, жуки навозники, моли и пр.).

- Откладка яиц в тела организмов, которые будет служить питанием – оводы, наездники.

- Наличие в кладке неоплодотворенных яиц, богатых желтком, которые будут съедены вышедшими из других яиц личинками (некоторые насекомые и многощетинковые черви).

- Заготовка «консервов» для личинок (некоторые осы, очень редко – пауки).

4. Обеспечение безопасности кладки: кладка либо охраняется (осьминоги) либо прикрепляется к телу (пауки, морские пауки, речной рак).

5. Многие животные заботятся о том, чтобы яйца или молодь развивались в подходящих условиях. К этой категории можно отнести выбор места для кладки, а также более сложный и затратный вариант - строительство гнезд, нор и прочих укрытий для откладки яиц и развития молоди.

6. Отдельно стоит упомянуть общественных насекомых (термиты, муравьи, пчелы, осы), в семьях которых за яйцами и личинками специально ухаживают (аэрация, кормление, защита). У муравьев могут быть даже специализированнее особи для ухода за личинками и куколками – «няньки».

7. В качестве своеобразной косвенной заботы о потомстве можно указать расхождение потомков и взрослых особей по разным экологическим нишам (местообитание, способ питания). Это, как правило, снижает конкуренцию между взрослыми особями и потомками.

ЗАДАНИЕ 10. Дайте развернутый ответ на вопрос. 

Прочитайте задание. Составьте схему исследования, укажите последовательность необходимых действий. 

 Как получить экспериментальные доказательства включения того или иного соединения в метаболические пути организма? 

Для начала нужно убедиться, присутствует ли данное соединение в тканях данного организма. Для этого нужно выделить из этого организма какие-либо жидкости, ткани, органы или продукты обмена и проанализировать на наличие данного вещества с помощью методов (био)химического анализа.

Следующий шаг – выяснение механизмов биосинтеза, распада и других превращений, которые могут происходить с изучаемым нами веществом в данном организме. Самый распространенный метод для этого – применение меченых радиоактивными изотопами соединений. Интересующее нас соединение искусственно метится радиоактивным изотопом одного из атомов, входящих в структуру этого соединения. Далее это соединение вводится испытуемому лабораторному организму или культуре клеток (для высших животных и человека) и изучается распределение радиоактивной метки среди метаболитов – веществ, в которые превращается исследуемое меченое соединение. Анализируя время включения метки в то или иное соединение можно отследить цепочку превращения изучаемого нами вещества в том или ином живом объекте. Именно таким образом были расшифрованы основные метаболические пути – цикл Кребса, цикл Кальвина и т.п.

Также имеет смысл изучить ферменты, которые отвечают за метаболизм изучаемого нами вещества. Для этих целей из тканей или органов нашего живого объекта необходимо получить ферментный экстракт, очистить его вплоть до получения отдельных ферментов и исследовать скорость и направленность энзиматической реакции, участие тех или иных коферментов и кофакторов, субстратную специфичность, продукты реакции и т.п. Можно также прибегнуть к ингибиторному анализу, используя вещества-ингибиторы, похожие по структуре на изучаемое нами вещество. Современный способ анализа предполагает также изучение экспрессии гена(ов), кодирующего(их) фермент или ферменты, ответственные за превращение изучаемого вещества.

Кроме того, с помощью генетических и биотехнологических методов можно получить мутантные или трансгенные живые объекты, в которых усилен, ослаблен или даже почти полностью выключен синтез интересующего нас вещества. На этих организмах можно исследовать действие изучаемого нами вещества на метаболизм и жизнедеятельность организма. Аналогично можно поступить, если не давать нормальному организму изучаемое вещество с пищей. Однако в последнем случае организм должен быть ауксотрофным по изучаемому веществу, т.е. неспособным его синтезировать.


контакты       форум      карта сайта      почтовый сервер       управление

199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9
© Санкт-Петербургский государственный университет, 2006-2017