Олимпиада по биологии 11 класс — заключительный этап ВсОШ 2023/2024: задания и ответы

Задания — теор.

ЗАДАНИЯ теоретического тура заключительного этапа XL Всероссийской олимпиады школьников по биологии. ОЦ «Сириус». 2023-24 уч. год 11 класс Дорогие ребята! Поздравляем Вас с участием в заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников по биологии! Отвечая на вопросы и выполняя задания, не спешите, так как ответы не всегда очевидны и требуют применения не только биологических знаний, но и общей эрудиции, логики и творческого подхода. Успеха Вам в работе! Часть 1. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 20 (по 1 баллу за каждое тестовое задание). Индекс ответа, который вы считаете наиболее полным и правильным, укажите в матрице ответов. Образец заполнения матрицы: № …

б в Х

1.

Некоторые вирусы, например, вызывающие полиомиелит, гепатит С или COVID-19, при заражении приводят к образованию двумембранных везикул из эндоплазматической сети клетки-хозяина. В этих «репликационных органеллах» образуются и накапливаются дочерние нуклеиновые кислоты вируса. Основная функция этих «органелл» заключается в том, что они: а) предотвращают попадание вирусных эпитопов на молекулы главного комплекса гистосовместимости MHC-1 и их распознавание Т-клетками; б) позволяют выводить из клетки сразу множество вирусных частиц по принципу экзоцитоза, не нарушая целостность клетки-хозяина; в) позволяют добавить к белковому капсиду вирусной частицы мембранный суперкапсид с интегрированными вирусными белками; г) предотвращают распознавание двуцепочечной РНК цитоплазматическими RIG-I – подобными рецепторами, активирующими продукцию интерферонов I типа.

2.

Taq-полимераза — это термостабильная ДНК-полимераза, благодаря которой в современном виде возник метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). Впервые Taq-полимеразу охарактеризовали в 1976 г. А какое утверждение в отношении ее продуцента, Thermus aquaticus, является верным? а) Thermus aquaticus – бактерия, живущая при высоких температурах; б) Thermus aquaticus пигментирована, а ее пигменты – это хлорофиллы, участвующие в фотосинтезе; в) Thermus aquaticus – архея, обитающая при низких значениях рН и высокой температуре; г) Thermus aquaticus пигментирована за счет биосинтеза бактериородопсинов.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

3.

На рисунке изображены несколько вариантов строения клеточной стенки (в объеме прорисованы участки контакта двух соседних клеток). Все эти варианты встречались в определенных клетках высших растений, живших в девонском периоде. Эти клетки выполняли одинаковую функцию, а именно:

а) проводящую;

4.

б) запасающую;

в) покровную;

г) выделительную.

Спектром действия в физиологии называют зависимость эффективности физиологического процесса от длины волны действующего света. На рисунке ниже представлены спектры поглощения света in vivo талломами морских водорослей ульвы и порфиры, а также спектры действия фотосинтеза для этих объектов. Почему у порфиры спектр действия не совпадает со спектром поглощения, тогда как для ульвы эти спектры очень близки?

Спектры поглощения света и спектры действия фотосинтеза для Ulva taeniata (А) и Porphyra nereocystis (Б) (Haxo, Blinks, 1949). Светлыми точками на графиках обозначены спектры поглощения, черными точками – спектры действия.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

а) Основными фотосинтетическими антеннами порфиры являются фикобилисомы, которые поглощают свет в зеленой части спектра и передают энергию возбуждения на хлорофилл. При этом хлорофиллы в меньшей степени участвуют в сборе солнечной энергии. б) Основными фотосинтетическими пигментами порфиры являются фикобилины, они отвечают как за сбор, так и за преобразование энергии возбуждения света. Пигментом реакционных центров фотосистем красных водорослей является фикоэритрин, в котором происходит разделение зарядов и отрыв электрона для его перемещения по ЭТЦ, поэтому спектр действия фотосинтеза имеет максимум в зеленой области. в) У порфиры в красной области поглощает не хлорофилл, а фитохромы, поэтому спектр действия фотосинтеза в красной области отличается от спектра поглощения. г) Хлорофиллы порфиры поглощают в более коротковолновой области, поэтому пик в зеленой области связан с поглощением света хлорофиллами, а в красной области поглощение осуществляет фикоэритрин. Антенный хлорофилл с, поглощая более коротковолновый, чем обычные хлорофиллы, свет, передает энергию на фикоэритрин, в котором и происходит разделение зарядов, после чего электрон перемещается по ЭТЦ фотосинтеза. 5.

Представленные диаграммы отражают качественный и количественный состав почвенной фауны беспозвоночных. Столбцы, выделенные голубым цветом, соответствуют группе:

а) круглые черви; б) малощетинковые черви; в) паукообразные; г) коловратки.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

6.

На рисунках (1-3) представлены фрагменты поперечных срезов беспозвоночных из различных групп (обобщённые схемы).

Типичные метанефридии могут иметь животные, строение которых отражено на схеме (схемах): а) 1; б) 1 и 2; в) 2 и 3; г) 3. 7.

Для регулирования потока крови между малым и большим кругами кровообращения некоторые позвоночные используют: а) вольфов проток; б) боталлов проток; в) кювьеров проток; г) сонный проток.

8.

Из перечисленных ниже органов или систем органов человека суммарная площадь поперечного сечения кровеносных сосудов максимальна: а) во всех скелетных мышцах; б) в мозге; в) в легких; г) в кишечнике.

9.

На рисунке изображены поперечные срезы последовательных стадий эмбриогенеза хордового животного. На них можно наблюдать процесс:

а) васкуляризации; б) первичной нейруляции; в) вторичной нейруляции; г) гаструляции.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

10. Известно, что у каждого гормона есть эффекторный фрагмент (он отвечает за активацию рецептора), адресный фрагмент (он отвечает за узнавание рецептора в определенной ткани) и вспомогательный (он обычно отвечает за стабильность гормона).

Пользуясь приведенными ниже формулами природных и синтетических стероидов, связывающихся с одними и теми же рецепторами в разных тканях, определите, какой фрагмент является эффекторным: а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

11. Известно, что по своим индукционным способностям дорсальная и вентральная энтодерма амфибий различаются. Были проведены эксперименты, в которых брали фрагменты вентральной энтодермы бластулы амфибий и сращивали их с анимальными бластомерами (анимальной шапочкой).

В результате этих экспериментов было показано, что: а) анимальные бластомеры превращались в мышечные клетки; б) анимальные бластомеры превращались в покровную эктодерму; в) анимальные бластомеры превращались в нейроэктодерму; г) анимальные бластомеры превращались в клетки крови. 12. У некоторых животных содержание миоглобина в мышечной ткани в зимний период значительно (в 4-5 раз!) увеличивается. К таким животным относится: а) белый медведь; б) длиннохвостый суслик; в) заяц-беляк; г) кавказский тур. 13. В организме человека из холестерина образуется много различных физиологически-активных веществ. Самое большое количество холестерина расходуется на синтез: а) альдостерона; б) желчных кислот; в) прогестерона; г) тестостерона. 14. Ниже представлен ряд микрофотографий редко наблюдаемого процесса деления одной клетки на три.

Выберите верное утверждение: а) исходная клетка триплоидна, что позволяет в результате деления получить три гаплоидные клетки; б) изображения окрашены с помощью компьютера после получения фотографий с помощью фазово-контрастной микроскопии; в) такой вариант деления может быть вызван только искусственно; г) все приведенные выше утверждения неверны.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

15. Действие многих токсинов связано с нарушением структуры цитоскелета. Исследователь обработал культуру клеток млекопитающих новым токсином, выделенным из губок. Известно, что исследуемый токсин активирует разборку микрофиламентов до глобулярного актина. Скорее всего, после обработки клеток токсином, исследователь будет наблюдать: а) увеличение числа наборов хромосом в клетках; б) значительный рост потребления кислорода клетками; в) уменьшение объема клеточного ядра; г) потеря клетками микроворсинок. 16. Межклеточное вещество – это сложная многокомпонентная среда, порой определяющая свойства ткани не в меньшей степени, чем клетки. Более того, во многих тканях объем межклеточного вещества значительно превышает объем, занимаемый клеточными элементами. Примером такой ткани может послужить: а) нервная ткань; б) ороговевающий эпителий; в) сердечная мышечная ткань; г) гиалиновый хрящ. 17. На рисунке справа представлена формула вещества, которое не синтезируется человеческим организмом, но служит кофактором некоторых важных ферментативных реакций. При этом многие млекопитающие способны синтезировать это соединение.

В качестве предшественника для биосинтеза они используют: а) аденин; б) стеариновую кислоту; в) лизин; г) глюкозу. 18. На рисунке приведена формула токсичного соединения – канаванина, содержащегося в плодах многих бобовых.

Токсическое действие канаванина основано на нарушении биосинтеза белка. Этот эффект достигается за счет того, что канаванин встраивается в полипептидную цепь вместо аминокислоты: а) аланина; б) аргинина; в) фенилаланина; г) глицина.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

19. Глюкоза – важнейший, а иногда единственный источник энергии для многих тканей и органов. Синтез глюкозы в организме человека может осуществляться с помощью метаболического пути под названием глюконеогенез из различных субстратов неуглеводной природы. Какие из суждений о глюконеогенезе верны? а) реакции глюконеогенеза полностью идентичны реакциям гликолиза; б) глюконеогенез ускоряется при повышении концентрации глюкозы в крови; в) глюконеогенез позволяет синтезировать глюкозу из аминокислот; г) адреналин в стрессовых ситуациях тормозит глюконеогенез. 20. Первые успехи генотерапии 35 лет назад были связаны с лечением наследственных иммунодефицитов. Причиной, по которой лечение первичных иммунодефицитов оказалось проще лечения других наследственных заболеваний, является то, что: а) кроветворные стволовые клетки легко возвращаются в костный мозг из кровотока; б) большинство первичных иммунодефицитов – это Х-сцепленные заболевания; в) нейтрофилы легче подвергаются генетической трансформации, чем другие клетки; г) для доставки генов используются герпесвирусы, имеющие тропизм к лимфоцитам.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

Часть 2. Вам предлагаются тестовые задания с множественными вариантами ответа (от 0 до 5). Индексы верных ответов (В) и неверных ответов (Н) отметьте в матрице знаком «Х». Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 75 (по 2,5 балла за 30 тестовых заданий). При оценивании будет Подсчет очков за один вопрос:

использована

прогрессивная

шкала

оценивания.

Если все пять ваших ответов правильные, то вы получите 2,5 балла. Если только четыре ответа правильные, то вы получите 1,5 балла. Если только три ответа правильные, то вы получите 1 балл. Если только два ответа правильные, то вы получите 0,5 балла. Если правильными являются менее двух ответов, то вы ничего не получите (0 б.). Образец заполнения матрицы («ПО» и «Бал.» заполняется жюри при проверке!): № ? а б в г д ПО Бал. Х Х Х В … Х Н Х 1.

В каких видах брожения конечным продуктом (или одним из них) может быть уксусная кислота? а) гомоферментативное молочнокислое брожение; б) гетероферментативное молочнокислое брожение; в) пропионовокислое брожение; г) ацетоно-бутиловое брожение; д) спиртовое брожение.

2.

Какие классы ферментов можно обнаружить у бактерий? а) оксидоредуктазы; б) трансферазы; в) гидролазы; г) лигазы; д) лиазы.

3.

Подсолнечник однолетний (Heliánthus ánnuus) - растение семейства Астровые, родиной которого является Северная Америка. В России известен со времен Петра I и уже почти 300 лет культивируется у нас как масличная культура.

Для анатомического строения стебля подсолнечника характерно: а) непучковое строение в основании стебля; б) переходный тип развития стебля; в) активное образование дополнительных проводящих пучков из межпучкового камбия; г) пучковое строение стебля по всей его длине; д) особый тип стелы - сифоностела.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

4.

10

Ниже приведены рисунки микропрепаратов различных органов и структур высших растений. Приняв во внимание особенности жизненного цикла высших растений, можно утверждать, что:

а) все представленные объекты содержат гаплоидные клетки; б) все представленные объекты содержат диплоидные клетки; в) на рисунках 2 и 3 изображены объекты, состоящие частично из диплоидных и частично из гаплоидных клеток; г) объекты, изображенные на рисунках 1 и 4 состоят только из диплоидных клеток; д) на рисунках 1, 2 и 4 изображены структуры семенных растений. 5.

У ряда растений зацветание зависит от фотопериода. На схеме показаны результаты опытов, проведенных с таким растением. Светлый прямоугольник обозначает продолжительность дня, серый прямоугольник – продолжительность ночи. Лист - в этих условиях растение вегетирует, цветок – растение зацветает.

Выберите верные утверждения. а) Эксперимент проводили с длиннодневным растением. б) Для зацветания необходима и достаточна определенная продолжительность дня (больше некоторого критического значения времени освещения). в) Для зацветания необходима и достаточна определенная продолжительность ночи (меньше некоторого критического значения часов темноты). г) Кратковременное затемнение в середине дня не приводит к зацветанию. д) Кратковременное освещение в середине ночи приводит к зацветанию.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

6.

11

В ксилемном соке покрытосеменных растений можно обнаружить разные азотсодержащие соединения. На рисунке представлен процентный состав азотсодержащих соединений ксилемного сока у разных растений. Опираясь на предложенную диаграмму и Ваши знания, выберите верные утверждения.

а) аммоний транспортируется по растению, потому что азот в аммонии находится в нужной степени окисления и его можно сразу включить в состав аминокислот; б) существуют растения, у которых включение азота в состав органических соединений происходит преимущественно либо в подземной части растения, либо в надземной; в) транспорт амидов и уреидов по ксилеме связан с процессом симбиотической азотфиксации; г) транспорт амидов и уреидов позволяет переносить больше атомов азота в расчете на одну молекулу, чем в случае других представленных на диаграмме соединений; д) нитрат транспортируется по ксилеме, поскольку он не токсичен для растений. 7.

В течение жизненного цикла многие животные меняют среду обитания и образ жизни (способы питания, локомоции, поведение и др.). Строение тела животного также может значительно модифицироваться. Из перечисленных животных на протяжении жизненного цикла (без учёта эмбриональных, то есть проходящих в яйце, стадий) преобладающий тип симметрии изменяется у: а) аурелии; б) нереиса; в) беззубки; г) циклопа; д) морского ежа.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

12

8.

Трёхкамерное сердце, заполненное только артериальной кровью/гемолимфой, имеет: а) мидия; б) речной рак; в) каракатица; г) ланцетник; д) головастик озёрной лягушки.

9.

В условиях Подмосковья перелётными видами являются: а) рябчик; б) пеночка-теньковка; в) большой пёстрый дятел; г) мухоловка-пеструшка; д) вальдшнеп.

10.

Во время зимней спячки температура тела у летучих мышей может падать до 0о С. При пробуждении зверьков она повышается до +38о С. Разогрев тела происходит в результате: а) дрожания; б) перемещения на прогретые солнцем поверхности; в) использования накоплений «бурого жира» в организме; г) использования запасов пищи; д) массового скучивания и взаимного согревания.

11.

В экспозиции Государственного биологического музея в Москве демонстрируются двухголовый телёнок, телята-стернопаги (“сиамские близнецы”), восьминогий козлёнок-циклоп.

Такие аномалии развития могут быть вызваны: а) мутацией гомеозисных генов (Hox-генов); б) самопроизвольным клонированием части клеток зародыша; в) поздним и неполным разделением внутренней клеточной массы бластоцисты; г) частичным разделением первичной полоски; д) срастанием уже сформировавшихся эмбрионов в результате травматического нарушения целостности зародышевых оболочек.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

13

12.

Репродуктивная изоляция препятствует межвидовой гибридизации и способствует сохранению генетической стабильности вида. Это может достигаться разными способами: а) эмбрионы погибают на ранних стадиях развития из-за несовместимости генетических программ родителей; б) межвидовые гибриды рождаются, но как правило, они менее жизнеспособны, чем родители; в) межвидовые гибриды, как правило, гораздо жизнеспособнее и плодовитее родителей; г) межвидовые гибриды вполне жизнеспособны, но полностью или частично бесплодны; д) на основе межвидовых гибридов формируются новые виды.

13.

Высокая концентрация ионов К+ внутри аксона поддерживается благодаря: а) работе Na+/K+ АТФазы; б) закрытию инактивационных ворот калиевых каналов в покое; в) отрицательному заряду внутри клетки; г) высокой проводимости для ионов Na+ в покое; д) току ионов К+ в клетку через каналы в покое.

14.

Для осуществления каких процессов необходимо расщепление АТФ? а) слияние везикул, содержащих медиатор, с мембраной; б) фагоцитоз; в) связывание молекулы актина и миозина в миоците; г) распространение потенциала действия по аксону; д) поддержание потенциала покоя.

15.

Для лечения бронхиальной астмы используют: а) агонисты β-адренорецепторов (вентолин); б) ингибиторы фосфодиэстеразы – предотвращают разрушение цАМФ (теофиллин); в) блокаторы М-холинорецепторов (атропин); г) глюкокортикоиды (дексаметазон); д) блокаторы рецепторов гистамина (тавегил).

16.

Моча становится менее концентрированной при: а) выделении альдостерона; б) уменьшении объёма тканевой жидкости в организме; в) снижении выделения антидиуретического гормона; г) понижении осмолярности плазмы крови; д) активации симпатической нервной системы.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

17.

14

Известно, что в развитии проекционных зон коры больших полушарий млекопитающих участвуют два транскрипционных фактора Emx2 и Pax6. Emx2 обладает каудализирующим действием (способствует развитию структур, более близких к спинному мозгу), Pax6 оказывает прямо противоположный эффект. Градиент их экспрессии отмечен синим и красным цветом на рисунках Б и В.

Как изменится топическая организация коры больших полушарий (рисунок А), если произвести нокаут Emx2? а) площадь зрительной и слуховой коры уменьшится; б) области коры больших полушарий головного мозга смешаются; в) площадь моторной и соматосенсорной коры увеличится; г) области коры головного мозга будут располагаться в обратном порядке; д) исчезнут моторная и соматосенсорная кора. 18.

Эдвард Ли Торндайк разработал интересную методику изучения поведения животных – проблемный ящик. Кошку помещали внутрь небольшой клетки, дверцу которой можно было открыть, нажав на педаль внутри клетки и тем самым открыв две защелки. Животные, помещенные в проблемный ящик, сначала безуспешно пытались выйти, но через какое-то время начинали выполнять необходимые действия все быстрее и быстрее и в конце эксперимента сразу же выходили из ящика.

Каким способом животные решали эту задачу? а) они делали это постепенно, изменяя используемые безусловные рефлексы; б) они обучались методом проб и ошибок; в) в какой-то момент у них происходил инсайт, и они понимали суть задачи; г) они находили ключевой стимул, и далее следовал фиксированный комплекс действий; д) у них постепенно вырабатывался классический условный рефлекс.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

19.

15

Известно, что при направлении дифференцировки клеток развивающегося организма по определенному пути активно работают различные морфогены (молекулы-индукторы). В экспериментах с изолированными неспециализированными клетками амфибий исследовали влияние активина – морфогена, вызывающего изменение экспрессии таких генов, как Xbra и goosecoid. Бусины с различными концентрациями активина помещали на поверхность пласта неспециализированных клеток (см. рис.).

Результаты эксперимента представлены на рисунках А, Б и В. Рассмотрите их и выберите утверждения, верно описывающие полученные результаты: а) активин оказывает дозозависимое воздействие на экспрессию исследуемых генов; б) пороговое значение концентрации активина, вызывающее экспрессию Xbra выше, чем пороговое значение концентрации активина, вызывающее экспрессию goosecoid; в) активин обладает способностью к диффузии; г) аппликация бусин сама по себе является индуцирующим фактором за счет активации механорецепторов и связанных с ними сигнальных молекул; д) продукт гена Xbra ингибирует экспрессию гена goosecoid. 20.

На рисунке представлена структурная формула углевода (моносахарида), широко представленного в природе. В состав каких полимерных соединений (полисахаридов) входит этот углевод?

а) амилоза; б) амилопектин; в) гликоген; г) инулин; д) целлюлоза.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

21.

16

Для подтверждения встраивания трансгена в геномную ДНК организмов А и Б провели анализ с помощью ПЦР и последующего электрофоретического разделения молекул ДНК. Ниже представлены схемы электрофореграмм после разделения ПЦР-продуктов 1-5, полученных в результате проведения ПЦР с двумя парами праймеров (одна специфична для трансгена, другая – для желаемого локуса встраивания) для каждого образца (А и Б).

А Б Выберите верные утверждения: а) на схеме А — результат негомологочной рекомбинации, на схеме Б — результат гомологичной рекомбинации; б) праймеры для ПЦР-продукта 1 отжигаются целиком внутри трансгена; в) ПЦР-продукты 2 и 3 могут быть получены с использованием разных пар праймеров; г) ПЦР-продукты 1 и 2 не могут быть получены с использованием одного и того же прямого праймера; д) Длина ПЦР-продукта 1 примерно равна сумме длин ПЦР-продуктов 2 и 3 минус длина ПРЦ-продукта 4. 22.

Что из перечисленного присутствует на изображении?

а) тропомиозин (фибриллярный белок, связанный с актином); б) интегрин (белок, взаимодействующий с внеклеточным матриксом); в) Arp2/3 (Actin related protein 2/3 compex; комплекс, инициирующий сборку актиновых филаментов); г) виментин (промежуточный филамент); д) кадгерин (белок, входящий в состав межклеточных контактов).

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

23.

На рисунке изображена формула необычного липида, входящего в состав плазматической мембраны некоторых морских бактерий. От липидов плазматической мембраны человека эту молекулу отличает:

а) наличие остатка фосфорной кислоты; б) наличие остатка глицерина; в) наличие конденсированных алифатических циклов; г) наличие остатка аминоспирта холина; д) амфифильность. 24.

На схеме показаны реакции цикла синтеза мочевины в печени.

Внимательно рассмотрите схему и ответьте, какие из приведенных ниже утверждений являются верными, а какие неверными: а) синтез одной молекулы мочевины требует затраты четырех макроэргических связей АТФ; б) вещество V превращается в вещество III в ходе реакций цикла трикарбоновых кислот и трансаминирования; в) превращение вещества V в вещество III позволяет скомпенсировать две макроэргические связи АТФ; г) аминокислота I не встречается в белках; д) превращение вещества IV в вещество VI катализирует фермент аргиназа.

17

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

25.

Гем непосредственно участвует в следующих процессах: а) перенос кислорода в крови млекопитающих; б) поглощение кислорода из крови мышечной тканью; в) перенос углекислого газа в крови млекопитающих; г) поглощение углекислого газа из мышечной ткани кровью; д) перенос электронов во внутренней мембране митохондрий.

26.

Из нервной ткани млекопитающего можно выделить: а) цитохром с; б) сфингомиелин; в) тубулин; г) кератин; д) лактатдегидрогеназу.

27.

Выберите верные перечисленные пары вида «закон Менделя» «обстоятельства, его нарушающие»: а) закон чистоты гамет - наследование митохондриальной ДНК; б) закон единообразия F1 - наследование генов, сцепленных с полом; в) закон расщепления - летальность одной из аллелей в гомозиготе; г) закон расщепления - полиплоидия; д) закон независимого наследования - сцепление генов.

28.

Выберите бактериальные ферменты, которые способны расщеплять сахарофосфатный остов молекул ДНК: а) ДНК-полимераза I; б) РНК-полимераза; в) Cas9; г) EcoRI; д) гираза.

29.

Выберите верные пары «тип взаимодействия генов» - «расщепление по фенотипу от скрещивания AaBb x AaBB», если гены А и В не сцеплены: а) некумулятивная полимерия - 9 : 3 : 3 : 1; б) кумулятивная полимерия - 6 : 4 : 4 : 1 : 1; в) рецессивный эпистаз - 9 : 4 : 3; г) доминантный эпистаз - 9 : 7; д) полная взаимозаменимость А и В - 15 : 1.

30.

Выберите ситуации, когда клетка кишечной палочки синтезирует ферменты, метаболизирующие лактозу: а) lac-репрессор связан с лактозой; б) lac-репрессор связан с оператором; в) lac-репрессор связан с РНК-полимеразой; г) белок CAP связан с РНК-полимеразой; д) белок CAP связан с оператором.

18

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

19

Часть 3. Вам предлагаются тестовые задания с множественными вариантами ответа (от 0 до 5), в формате Международной биологической олимпиады. В заданиях содержатся все данные, которые наряду с базовыми знаниями необходимы и достаточны для установления верного ответа. Индексы верных ответов (В) и неверных ответов (Н) отметьте в матрице знаком «Х». Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 80 (по 5 баллов за 16 тестовых заданий). При оценивании будет Подсчет очков за один вопрос:

использована

прогрессивная

шкала

оценивания.

Если все пять ваших ответов будут правильными, то вы получите 5 баллов. Если только четыре ответа будут правильными, то вы получите 3 балла. Если только три ответа будут правильными, то вы получите 2 балла. Если только два ответа будут правильными, то вы получите 1 балл. Если правильными будут менее двух ответов, то вы ничего не получите (0 б.). Образец заполнения матрицы («ПО» и «Бал.» заполняется жюри при проверке!): № ? а б в г д ПО Бал. Х Х Х В … Х Н Х 1.

При поиске новых продуцентов антибиотиков их проверяют на способность подавлять рост тестовых штаммов, таких как E.coli. Разработан способ одновременно оценивать и механизм действия антибиотика. Для этого в клетки тестовой культуры встраивают плазмиду с репортерными генами флуоресцентных белков. Эти белки экспрессируются в условиях, соответствующих определенному механизму работы антибиотика. На рисунке представлена схема такой плазмиды:

На схеме: - turbo-RFP, Katushka2S — флуоресцентные белки; - T5 — конститутивный промотор; - sulA — промотор, индуцируемый при SOSответе; - trpL2A — вариант регулирующей (лидерной) последовательности триптофанового оперона. SOS-ответ возникает при нарушениях процесса репликации, вызванных в том числе повреждением ДНК.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

20

Оперон trp, отвечающий за синтез триптофана, включается только при сильном снижении концентрации этой аминокислоты в клетке. Регуляция осуществляется с помощью лидерной последовательности trpL, находящейся между промотором и структурным геном. Принцип регуляции в упрощенном виде представлен на схеме ниже. А: В норме на иРНК лидерной последовательности образуется терминирующая шпилька (на рисунке состоит из фрагментов 3 и 4), прекращающая транскрипцию. Б: При недостатке триптофана (и связанных с ним тРНК) рибосома долго задерживается на участке лидерной последовательности, кодирующем два триптофана подряд. Она может задержаться и по иным причинам. В этих случаях образуется анти-терминирующая шпилька из фрагментов 2 и 3, и РНКполимераза продолжает транскрипцию структурной части гена.

Механизм работы некоторых антибиотиков: Эритромицин Канамицин Стрептомицин Хлорамфеникол Сульфаниламид Пуромицин Левофлоксацин Доксорубицин

Связывается с 50S субъединицей и нарушает продвижение рибосомы Связывается с 30S субъединицей и приводит к присоединению неправильных аминокислот Связывается с 30S субъединицей и вызывает ошибочное распознавание кодонов мРНК Ингибирует пептидил-трансферазную активность 50S субъединицы Нарушает биосинтез нуклеотидов, приводящий к нарушению репликации Вызывает досрочное прерывание трансляции Ингибирует ДНК-гиразу Встраивается в ДНК, нарушая взаимодействие с ядерными ферментами

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

21

Используя приведенные данные, оцените истинность следующих утверждений и укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) Свечение Katushka2S возникает под воздействием эритромицина или канамицина. Б) Свечение Katushka2S возникает под воздействием стрептомицина или хлорамфеникола. В) Свечение turbo-RFP возникает под воздействием сульфаниламида или пуромицина. Г) Свечение turbo-RFP возникает под воздействием левофлоксацина или доксорубицина. Д) Понизить ложноположительное свечение Katushka2S можно, заменив в trpL два кодона триптофана на кодоны аланина. 2.

Рассмотрите пыльцевую диаграмму, полученную в результате изучения разреза речных отложений: по вертикальной оси отложен приблизительный возраст (лет назад) проб, соответствующий глубине отложений, по горизонтальной оси обозначено процентное содержание пыльцевых зерен (отдельными столбцами для каждого таксона растений), обнаруженных в каждой пробе.

Исходя из представленных на диаграмме данных, укажите в Листе Ответов, является каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) В период от 10 до 3 тысяч лет назад в данной местности преобладали хвойные леса. Б) За последние 10 тысяч лет в данной местности злаково-осоковые травянистые сообщества несколько раз полностью исчезали и появлялись вновь. В) За последние 3 тысячи лет в данной местности злаково-осоковые растительные сообщества сменились древесными с преобладанием ивы. Г) Более 10 тысяч лет назад на данной территории преобладала травянистая растительность, состоящая из осоковых и злаков. Д) Ранее 3 тысяч лет назад в данной местности не произрастали сосны.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

3.

22

При солевом стрессе протеинкиназа SOS2 фосфорилирует и активирует Na/H- антипортер SOS1. SOS1 играет важную роль в солеустойчивости растений, поскольку его активность приводит к выводу ионов натрия из цитоплазмы в наружную среду. Ученые определили, что фосфатидная кислота (ФК) активирует протеинкиназу SOS2. Для того, чтобы определить, какая аминокислота важна для взаимодействия SOS2 с ФК они синтезировали гены SOS2 в которых кодоны, кодирующие аминокислоты K49, R51, K57 и R58 заменили на кодон, кодирующий глицин (номера указывают на позиции аминокислот в полипептиде, а буквы — на название аминокислоты: K — лизин; R — аргинин, G - глицин) и исследовали взаимодействие фосфатидной кислоты с SOS2 и мутантными белками с помощью микротермофореза (метод для количественной характеристики межмолекулярных взаимодействий). С помощью рисунка определите, какие аминокислоты играют роль в связывании SOS2 с фосфатидной кислотой.

Kd – константа диссоциации (показывает, насколько хорошо конкретный субстрат будет связываться с белком). WT – дикий тип. Укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) На взаимодействия фосфатидной кислоты с SOS2 влияют все указанные аминокислоты, а наименьшее влияние оказывает К49. Б) На взаимодействия фосфатидной кислоты с SOS2 влияют все указанные аминокислоты, однако наибольшее влияние оказывают R58 и K57. В) На взаимодействия фосфатидной кислоты с SOS2 влияют все указанные аминокислоты, однако наибольшее влияние оказывает K49. Г) На взаимодействия фосфатидной кислоты с SOS2 влияют все указанные аминокислоты, однако наибольшее влияние оказывает К57. Д) Все указанные аминокислоты не оказывают влияния на взаимодействия фосфатидной кислоты с SOS2.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

4.

23

Pseudomonas syringae – вид фитопатогенных бактерий, поражающих широкий спектр растений. Эти бактерии выделяют особый токсин – коронатин, чьё действие включает в себя влияние на системы регуляции целого ряда растительных гормонов.

Рассмотрите схему ниже и укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) При поражении растения Pseudomonas syringae активизируется синтез защитных вторичных метаболитов, таких как глюкозинолаты, которые встречаются у многих представителей семейства Капустные. Б) Препарат коронатина, нанесенный на лист растения, будет вызывать его пожелтение. В) Разрыв амидной связи в молекуле коронатина приводит к высвобождению аминоциклопропанкарбоновой кислоты (АСС), являющейся предшественником на пути синтеза этилена – стрессового гормона растений. Г) P. syringae способна проникать в растения через устьица. Д) Коронатин способен связываться с рецептором изолейцинового конъюгата жасминовой кислоты.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

5.

24

Изучите схему жизненного цикла паразита.

Укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) Жизненный цикл паразита осуществляется без выхода во внешнюю среду. Б) У паразита два промежуточных хозяина. В) У паразита отсутствует пищеварительная система на всех стадиях развития. Г) Окончательный хозяин заражается в процессе питания промежуточного хозяина. Д) Трофический уровень половозрелой стадии паразита ниже, чем трофический уровень его личинки.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

6.

25

Конъюгация инфузорий – сложный процесс. На первом этапе происходят прегамные деления ядер и элиминация (разрушение) некоторых из них. Первый этап завершается образованием «гаметических» ядер – пронуклеусов. На втором этапе две инфузории обмениваются пронуклеусами (указано стрелками), происходит слияние пронуклеусов (кариогамия, собственно половой процесс) и образуется диплоидное ядро – синкарион. На третьем этапе инфузории расходятся (указано треугольником) и восстанавливается нормальный ядерный аппарат с двумя типами ядер. Как правило, третий этап сопровождается делением не только ядер, но и цитоплазмы (постгамные деления). На рисунке представлены схемы преобразования ядерного аппарата при конъюгации у разных видов инфузорий-туфелек (род Paramecium) и филогенетическое древо рода Paramecium, построенное методом максимального правдоподобия на основе нуклеотидных последовательностей гена 18S рРНК.

Укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным и следующим из представленных данных (В) или Неверным либо не следующим из представленных данных (Н). А) Виды с четырьмя микронуклеусами составляют монофилетическую кладу. Б) В пределах рода выявляется эволюционная тенденция к увеличению числа микронуклеусов. В) У некоторых видов рода элиминация ядер начинается ещё до завершения мейоза. Г) У некоторых видов пронуклеусы происходят от разных микронуклеусов одной и той же клетки. Д) В кладе I все ядра-потомки синкариона дают начало ядрам дочерних клеток.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

7.

Рассмотрите схемы водного баланса взрослых миног в разной по солёности воде.

Укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) Рисунок 1 иллюстрирует водный баланс миноги в пресной воде. Б) В солёной воде хлоридные железы активно поглощают ионы из внешней среды. В) В солёной воде дистальные извитые канальцы почек развиты хорошо. Г) В пресной воде боуменовы капсулы в почках развиты хорошо. Д) Принципиальная схема водно-солевого баланса, изображенная на Рисунке 2, может быть также использована для описания осморегуляции костистых рыб в соленой воде.

26

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

8.

27

У птиц, способных к воспроизведению песен, в мозге есть структуры, так или иначе вовлеченные в воспроизведение песни. Одна из них – это область HVC (high vocal center). Для изучения песен птиц используют метод визуализации звука – сонограмму (или спектрограмму), которая позволяет анализировать не только временну́ю, но и частотную структуру звукового сигнала. В сонограмме по оси Х отложено время (в мс), по оси Y – частота звуковых колебаний (в кГц), цвет отражает мощность звукового сигнала (синий – минимальная мощность, красный – максимальная мощность). Изучите сонограммы, которые иллюстрируют результаты эксперимента по охлаждению области HVC.

Исходя из представленных сонограмм, укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) При помещении на HVC охлаждающего устройства происходит замедление воспроизведения песни. Б) При помещении на HVC охлаждающего устройства песня приобретает более громкое звучание без изменения скорости воспроизведения. В) При помещении на HVC охлаждающего устройства отдельные компоненты песни перемещаются из начала в конец. Г) При помещении на HVC охлаждающего устройства птицы перестают воспроизводить звуки, но продолжают открывать клюв, как при пении (эффект «немого кино»). Д) Область HVC у птиц определяет последовательность трелей песни.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

9.

28

Фокальные контакты (ФК) играют важную роль в миграции эпителиальных клеток. Однако какой именно из параметров фокальных контактов является ключевым до сих пор неизвестно. Были проведены эксперименты с линией клеток А549 (клетки аденокарциномы легкого человека), в которых использовали модель зарастания раны, а также проводили нокдаун (снижение уровня экспрессии) двух белков – винкулина и киназы фокальной адгезии (FAK), играющих ключевую роль в этом процессе. Результаты экспериментов представлены ниже:

А – зарастание раны в контроле и при нокдауне винкулина; Б – зарастание раны в контроле и при нокдауне FAK; В – время жизни фокальных контактов (ФК) в клетках А549, жирные горизонтальные линии представляют собой медианы. Рассмотрите предложенные фотографии и графики и укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) нокдаун винкулина не оказывает существенного влияния на скорость миграции клеток А549; Б) нокдаун FAK снижает подвижность и скорость миграции клеток А549; В) нокдаун винкулина не влияет на время жизни фокальных контактов; Г) нокдаун FAK снижает время жизни фокальных контактов; Д) киназа фокальной адгезии – перспективный белок для разработки противораковых препаратов.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

10.

29

Фотоактивируемые флуоресцентные белки – удобный инструмент, позволяющий проследить судьбу отдельных клеток и их потомков в составе развивающегося организма. Изучите результаты экспериментов по фотоактивации флуоресцентного белка и миграции меченных им клеток (фотографии Г-Е) в разных областях зародышей (выделены красными прямоугольными рамками на рисунках А-В).

После изучения результатов эксперимента укажите в Листе Ответов, является ли каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) доставку фотоактивируемого белка во всех случаях проводили на стадии первичной полоски; Б) область зародыша, подвергшаяся фотоактивации и представленная на рисунке Г, соответствует выделенной области на схеме В; В) в приведенных экспериментах при помощи фотоактивируемого белка были помечены клетки нервного гребня; Г) после фотоактивации помеченные клетки меняют окраску в результате изменения спектральных свойств флуоресцентного белка, использованного для мечения, под действием света определенной длины волны; Д) помеченные в представленном эксперименте клетки имеют мезодермальное происхождение.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

11.

Каротиноид-связывающий белок BmCBP, экспрессирующийся в прядильных железах тутового шелкопряда, осуществляет трансклеточный перенос каротиноидов из гемолимфы в просвет прядильной железы, что придает выделяемому шелку золотистый цвет. Однако существуют породы шелкопрядов, шелк которых не имеет окраски.

Рассмотрите предложенную схему, описывающую механизм формирования окраски шелка и определите, какие утверждения являются верными (В), а какие - неверными (В). Ответы внесите в Лист ответов. А) В рамке под «…» подразумевается мРНК; Б) Структуры, обозначенные желтыми прямоугольниками на схемах аллелей гена BmCBP, являются интронами; В) Продуктами аллелей гена BmCBP «А» и «Б» являются белки с различной первичной структурой; Г) Нарушение экспрессии белка в аллеле «В» обусловлено встраиванием транспозона в один из экзонов, что приводит к нарушению сплайсинга и утрате СТАРТ-кодона; Д) Кокон гетерозиготного шелкопряда, обладающего аллелями «А» и «В» будет иметь белую окраску.

30

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

12.

31

На рисунке изображена формула вазотоцина миноги – гормона нейрогипофиза.

Изучите формулу и определите, какие утверждения являются верными (В), а какие - неверными (Н). Ответы внесите в Лист ответов. А) На N-конце вазотоцина расположена аминокислота цистеин. Б) При нейтральных pH вазотоцин заряжен положительно. В) Исходя из структуры вазотоцина, можно заключить, что он не может быть синтезирован на рибосоме. Г) В последовательности вазотоцина представлены все протеиногенные аминокислоты. Д) Все аминокислотные остатки в вазотоцине соединены только пептидными связями и дисульфидным мостиком. 13.

Отравление этиленгликолем — довольно распространенный диагноз. Этиленгликоль в организме человека метаболизируется с образованием щавелевой кислоты. В качестве терапии человеку с таким отравлением вводят большие дозы вещества Х, которое в этом случае играет роль ингибитора реакции превращения этиленгликоля. В таблице представлены данные, показывающие зависимость скорости реакции от концентрации субстрата в присутствии и в отсутствие вещества Х. Концентрация субстрата (этиленгликоль) в присутствии Х 5 мМ 10 мМ 20 мМ 40 мМ 80 мМ

Скорость Концентрация реакции (моль/с) субстрата в присутствии Х (этиленгликоль) в отсутствие Х -7 3,0 х 10 5 мМ 5,0 х 10-7 10 мМ -6 1,0 х 10 20 мМ 1,6 х 10-6 40 мМ -6 2,0 х 10 80 мМ

Скорость реакции (моль/с) в отсутствие Х 8,0 х 10-7 1,2 х 10-6 1,8 х 10-6 1,9 х 10-6 2,0 х 10-6

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

32

Исходя из представленных данных, укажите в Листе Ответов, является каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) Вещество Х является конкурентным ингибитором. Б) Вещество Х может связываться с ферментом, катализирующим превращение этиленгликоля, в аллостерическом центре. В) Фермент, с которым связывается вещество Х, алкогольдегидрогеназа. Г) У пациента с описанным отравлением развивается алкалоз. Д) В присутствии вещества Х константа Михаэлиса фермента выше, чем в отсутствие вещества Х. 14.

Венерическая инфекционная опухоль собак CTVT широко распространена среди ездовых, охотничьих и пастушьих собак по всему миру. Секвенирование генома CTVT показало, что она наиболее генетически близка волкам из современных сибирских популяций. При этом опухоль почти полностью утратила гетерозиготность по большинству генов. Интересно, что хотя ядерные геномы CTVT, полученные от разных больных собак очень близки, митохондриальные геномы показывают существование двух разных линий опухоли. CTVT низкопатогенна и почти никогда не убивает своего хозяина. Исходя из представленных данных, укажите в Листе Ответов, является каждое из следующих утверждений об эволюции CTVT Верным (В) или Неверным (Н). А) CTVT независимо возникала дважды, у двух разных волков. Б) Отличия генотипа CTVT от генотипа хозяина позволяют развивать на нее иммунный ответ. В) Различия в митохондриальном геноме CTVT могут объясняться трогоцитозом поглощением одной клеткой части другой. Г) Гомозиготность генов была достигнута CTVT за счет одинаковых мутаций в аллельных вариантах генов. Д) клетки CTVT неоднократно подвергались митотическому кроссинговеру и нерасхождению хромосом.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

15.

33

Современные комбинированные подходы в микроскопии позволяют детализировать структуры клетки до степени, невиданной раньше. На иллюстрации результат исследования структур клетки после воздействия вещества, индуцирующего апоптоз. Одни и те же области клетки анализировались с помощью двух вариантов проведения микроскопии. Cерия фотографий a сделана через определенное количество секунд после индукции апоптоза. Масштабный отрезок обозначает 1 мкм. На иллюстрациях b, c и d – структуры клетки после 75 секунд воздействия вещества.

Исходя из представленных данных, укажите в Листе Ответов, является каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) Все структуры на иллюстрациях с-4, с-5 и d имеют трехмерную форму кольца. Б) На иллюстрациях можно найти митохондрии с пластинчатыми кристами. В) На иллюстрации d структура под цифрой 2 может относиться к эндоплазматическому ретикулуму. Г) На иллюстрации b показана окаймленная везикула. Д) Часть иллюстраций получена с помощью световой, а часть – с помощью сканирующей электронной микроскопии.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

16.

34

Негемовое железо является важным кофактором многих ферментов. Однако несмотря на высокое содержание железа в организме, количество свободных ионов железа в крови и цитоплазме клеток ничтожно мало. В свободном виде ионы железа могут реагировать с кислородом и перекисью водорода по реакции Фентона и катализировать образование активных форм кислорода, крайне опасных для клетки. В связи с этим подавляющее большинство ионов железа находится в связанном с белками состоянии (например, у животных трансферрин и лактоферрин во внеклеточной среде и ферритин в цитоплазме). Из-за низкого содержания свободного железа во внешней среде паразитические грибы и бактерии выработали оригинальный способ получения железа посредством специальных веществ - сидерофоров.

Рассмотрите представленные структуры некоторых сидерофоров из разных паразитических организмов и укажите в Листе Ответов, является каждое из следующих утверждений Верным (В) или Неверным (Н). А) Сидерофоры накапливаются внутри клетки паразита, позволяя удерживать в ней железо, закачанное трансмембранными переносчиками ионов железа; Б) Сидерофоры имеют большее сродство к железу, чем клеточные железо-связыващие белки; В) Сидерофоры являются ингибиторами трансферринового рецептора TfR1, обеспечивающего перенос железа из трансферрина в цитоплазму клетки; Г) Сидерофоры специфично расщепляют железо-связывающие белки хозяина; Д) Высокая эффективность связывания железа сидерофорами обеспечивается присутствием хелатирующих групп, отсутствующих в железо-связывающих белках.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

35

Часть 4. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 70. Заполните матрицы ответов в соответствии с требованиями заданий. [3 балла] Соотнесите группы фототрофных микроорганизмов (1 – 6) с их характерными особенностями (А–Е). Особенности не повторяются. Группа микроорганизмов Особенности 1) Галоархеи А) В основном нитчатые формы 2) Гелиобактерии Б) Строгие анаэробы, откладывают гранулы серы; 3) Зелёные серные бактерии В) Фототрофия не связана с электрон-транспортной 4) Зелёные несерные бактерии цепью 5) Пурпурные серные бактерии Г) Фотогетеротрофы 6) Пурпурные несерные бактерии Д) Способны образовывать эндоспоры Е) Аэротолеранты, откладывают гранулы серы

1.

Группа микроорганизмов

Особенности 2.

[7 баллов, по 0,5 балла за каждый верный ответ. Если ответов будет больше 14, то за каждый лишний ответ будет вычитаться 0,5 балла]. Выберите из предложенных анатомо-морфологических и физиологических характеристик (1-12) те, которые соответствуют каждой из указанных механических тканей (А-В). Некоторые характеристики присущи нескольким тканям, некоторые – ни одной.

Характеристика механических тканей: Виды механических тканей: 1) только первичная по происхождению; А) уголковая колленхима; 2) первичная и вторичная по происхождению 3) только вторичная по происхождению; Б) склеренхима 4) выполняет опорную функцию В) пластинчатая колленхима. 5) выполняет проводящую функцию; 6) выполняет ассимиляционную функцию 7) образована живыми клетками; 8) образована сначала живыми прозенхимными клетками, а затем по мере дифференциации мертвыми клетками; 9) образована мертвыми паренхимными клетками; 10) образована клетками с равномерно утолщенными, как правило, одревесневшими оболочками; 11) утолщение оболочек происходит в углах многогранных клеток; 12) в клетках утолщены тангентальные (наружные и внутренние) оболочки, вертикальные остаются тонкими, способны к растяжению и не препятствуют росту клеток; Характеристика

Виды

А Б В

10

11

12

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

3.

36

[6 баллов] На рисунке изображены различные клетки (структуры), накапливающие в себе определенные вещества. Установите соответствие между изображением клетки (структуры) (1–6), ее названием (А – Е) и типом вещества (Ж – М), которое в ней содержится.

Название клеток (структур):

Название веществ:

А) клетка алейронового слоя эндосперма;

Ж) смола;

Б) клетка запасающей паренхимы;

З) оксалат кальция;

В) кристаллоносная клетка;

И) карбонат кальция;

Г) литоциста;

К) крахмал;

Д) млечник;

Л) белок;

Е) смоляной ход;

М) каучук.

Структура Название клеток (структур) Название вещества

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

4.

37

[4,5 балла] Растения получают из почвы различные физиологически важные элементы минерального питания. Сопоставьте описания свойств (1-9) с названиями элементов (ионов) (А-Е) минерального питания растения.

Описание свойств: 1) Необходим для изменения тургорного давления в замыкающих клетках устьиц. 2) Компонент всех аминокислот, нуклеотидов и хлорофиллов. 3) Удаление этого атома из молекулы хлорофилла приводит к образованию феофитина. 4) При сильном дефиците этого иона клеточные стенки растения не приобретут должной жёсткости. 5) Помогает в нейтрализации зарядов различных анионов (нитрата, малата). 6) Для хорошего урожая репчатого лука или капусты белокочанной нужно внести под эти растения большее количество удобрений, содержащих этот ион, нежели чем под пшеницу или чёрную смородину. 7) Меняет свою степень окисления, участвуя в работе водоокисляющего комплекса фотосистемы II. 8) Является вторичным мессенджером. 9) Является «центральным» атомом гема цитохромов.

Элементы:

Описание свойств

Элементы (ионы)

А) Ca2+ Б) Mg2+ В) К+ Г) Mnn+ Д) Fen+ Е) Утверждение не соответствует ни одному иону из списка.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

5.

38

[4 балла] В фауне пресных водоёмов значительную долю составляют насекомые. При освоении новой среды обитания они должны были изменить способ газообмена. Многие хищные жесткокрылые и полужесткокрылые ныряют для охоты под воду, удерживая на поверхности тела пузырь воздуха. Пузырь не только является резервуаром атмосферного кислорода, но и функционирует как «физическая жабра» ‒ приспособление для получения кислорода из воды. Находясь под водой, насекомое расходует кислород, парциальное давление кислорода в пузыре становится ниже, чем в воде, и тогда кислород начинает диффундировать в пузырь. Большинство насекомых, которым свойственен описанный способ газообмена, бóльшую часть времени удерживаются на поверхностной плёнке воды или сидят на водных растениях. Клопы-гладыши из родов Buenoa и Anisops тоже используют «физические жабры», но отличаются от большинства водных насекомых наличием гемоглобина в специализированных клетках в брюшке.

Обозначения на графиках: Vt – общий объём пузыря, VN2, VO2 – парциальный объём азота и кислорода, Pt, - общее давление в пузыре, PN2, PO2– парциальное давление азота и кислорода. Соотнесите схемы (1-4) различных вариантов организации «физических жабр» с парами графиков (А-Г), отражающих изменение объёма и давления в газовом пузыре.

Схемы Пары графиков

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

6.

39

[6 баллов] На рисунке представлен череп черноморской акулы катрана. Установите соответствие между обозначениями на рисунке (1-12) и элементами скелета (А-М). Элементы скелета: А – меккелев хрящ; Б – губные хрящи; В – рострум; Г – жаберные дуги; Д – слуховая капсула; Е – гиоид; Ж – обонятельная капсула; З – копула; И – лучи, поддерживающие межжаберные перегородки; К – глазница; Л – нёбно-квадратный хрящ; М – гиомандибуляре (подвесок).

Обозначения

10

11

12

Элементы скелета 7.

[4 балла] Австралийский утконос (Ornithorhynchus anatinus) – уникальное животное, сочетающее свойства млекопитающих, птиц и рептилий.

Соотнесите признаки (1-8) с их наличием у разных особей (А-Е). Обратите внимание на то, что набор букв, обозначающих наличие признака, дан в избытке. Признаки: Наличие признака: 1) зубы; 2) сумчатые кости; 3) плацента; 4) клоака; 5) ушные раковины; 6) мускусная железа; 7) яйцевой зуб; 8) млечные железы с сосками. Признаки Наличие признака

А) Имеется только у новорожденного утконоса; Б) Имеется только у взрослого самца; В) Имеется только у взрослой самки; Г) Имеется у взрослых особей обоих полов; Д) Имеется у всех особей; Е) Отсутствует у данного вида. 2

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

8.

40

[2 балла] На рисунках приведены фотографии срезов одного полушария головного мозга различных видов животных. Область, выделенная квадратом, ‒ это гиппокамп (структура, вовлеченная во многие когнитивные процессы, в том числе и в пространственное поведение). Соотнесите препараты мозга (1‒4) с объектами исследования (А‒Г). Препараты мозга:

Объекты: А) Серая крыса; Б) Макак-резус; В) Человек; Г) Зебровая амадина.

Препарат мозга Объект

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

9.

[3 балла] Соотнесите электрокардиограмму (1-6) с видом животного (А-Е). Горизонтальная развертка электрограмм примерно одинаковая. Электрокардиограмма:

Виды животных: А) Беззубка утиная

1)

Б) Речной рак В) Червяга Гюнтера Г) Щука обыкновенная Д) Домовая мышь

2)

Е) Человек

3)

4)

5)

6)

Электрокардиограмма Виды животных

41

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

42

10. [5 баллов] Известно, что физиологически активные вещества, выполняющие в организме человека функции гормонов, нейротрансмиттеров (медиаторов), паракринных агентов, по своей химической природе представляют собой аминокислоты, производные аминокислот, пептиды, производные жирных кислот и производные холестерина. Соотнесите указанные вещества (1-10) с теми классами соединений, к которым они относятся (А-Д). Вещество:

Класс соединений:

1) Адреналин

6) Кортизол

А) Аминокислота

2) Альдостерон

7) Простагландин Е

Б) Производное аминокислоты

3) ГАМК

8) Серотонин

В) Пептид

4) Гастрин

9) Тироксин

5) Гистамин

10) Тромбоксан А

Г) Производное жирной кислоты

Вещество

Д) Производное холестерина

10

Класс соединений 11. [3,5 балла] На рисунке представлен путь биосинтеза аминокислоты метионина. Соотнесите номера ферментов (1–7), катализирующие представленные на рисунке реакции, с их названиями (А–Ж).

Название ферментов:

Г) Цистатион синтаза

А) Аспартокиназа

Д) Гомосерин дегидрогеназа

Б) Гомоцистеин метилтрансфераза

Е) Гомосерин О-транссукцинилаза

В) Аспартат-семиальдегид дегидрогеназа

Ж) Цистатион лиаза

Фермент Название

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

12. [2 балла] Установите соответствие между структурами на иллюстрации (1–4) и их описаниями (А–К). Количество описаний дано избыточно!

Структуры:

Описания:

1) обозначена розовой стрелкой;

А) оболочка, состоящая из двух мембран;

2) обозначены оранжевыми стрелками;

Б) оболочка, состоящая из одной мембраны;

3) обозначены синими стрелками;

Г) 80S рибосомы;

4) обозначены серыми стрелками.

Д) филаменты, относящиеся к цитоскелету;

В) 70S рибосомы;

Е) нити хроматина; Ж) ядерные поровые комплексы; З) гранулы полисахарида; И) структуры на поверхности клетки; К) мРНК. Структура Описание

43

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

44

13. [6 баллов] Сопоставьте изображения стадий раннего развития человека (1–12) с их характеристиками (возраст и состояние) (А–Е).

11

12

10 9 Характеристика (возраст, состояние) А) первые сутки, нормальное развитие; Б) вторые сутки, нормальное развитие; В) третьи сутки, нормальное развитие. Стадия Характеристика

Г) первые сутки, аномалия развития; Д) вторые сутки, аномалия развития; Е) третьи сутки, аномалия развития. 5

10

11

12

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

45

14. [3 балла] Соотнесите аномальный кариотип человека (1-6) и его наиболее вероятную причину возникновения (А-Д): Кариотип 1) 46, XX, t(15;21), +21; 2) 45, X; 3) 47, XY, +21 / 46, XY (mosaic). 4) 47, XYY; 5) 47, XY, +18; 6) 49, XXXXY. Кариотип

Причина А) нерасхождение Х-хромосом в оогенезе; Б) нерасхождение Х- и Y-хромосом в сперматогенезе; В) нерасхождение Y-хромосом в сперматогенезе; Г) нерасхождение аутосом в митозе; Д) нерасхождение аутосом в мейозе. 2

Причина 15. [4 балла] Рассмотрите схематичный рисунок теломер хромосомы человека и соотнесите ее структурные элементы на рисунке (1-8) с подписями (А-Ж).

Подписи: А) 3` конец ДНК;

Е) удлиняющаяся теломера;

Б) 5` конец ДНК;

Ж) матрица для теломерных повторов;

В) белки шелтерины;

З) ДНК-полимераза;

Г) Т-петля (интерфазная теломера);

И) теломераза.

Д) укорачивающаяся теломера; Структура Подпись

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

46

16. [7 баллов, по 0,5 балла за каждый верный ответ. Если ответов будет больше 14, то за каждый лишний ответ будет вычитаться 0,5 балла] На рисунке ниже схематично показан процесс гликолиза – анаэробного превращения глюкозы в лактат (молочную кислоту). Для простоты опущена одна из реакций гликолиза – превращение дигидроксиацетонфосфата в глицеральдегидфосфат. Обратный процесс – превращение лактата в глюкозу называется глюконеогенезом. Буквами обозначены ферментативные реакции, катализируемые соответствующими ферментами. Внимательно рассмотрите рисунок и ответьте на следующие вопросы, поставив « Х» в соответствующую клеточку. 1.Какие из реакций гликолиза являются необратимыми? 2. Какие из реакций гликолиза являются окислительно-восстановительными? 3. Какие из реакций гликолиза катализируются ферментами из класса изомераз? 4. Какие из реакций гликолиза сопровождаются субстратным фосфорилированием? 5. В процессе глюконеогенеза какие реакции (реакции, обратные указанным на рисунке) требуют других (специальных) ферментов? 6. В процессе глюконеогенеза какие реакции (реакции, обратные указанным на рисунке) требуют затрат энергии в виде АТФ? Глюкоза ↓А Глюкозо-6-фосфат ↓Б Фруктозо-6-фосфат ↓В Фруктозо-1,6-бисфосфат ↓Г Глицеральдегид-3-фосфат (2 молекулы) ↓Д 1,3-Бисфосфоглицерат (2 молекулы) ↓Е 3-Фосфоглицерат (2 молекулы) ↓Ж 2-Фосфоглицерат (2 молекулы) ↓З Фосфоенолпируват (2 молекулы) ↓И Пируват (2 молекулы) ↓К Лактат (2 молекулы)

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

47

Часть 5. Вам предлагаются расчетные задачи в формате Международной биологической олимпиады. В условиях задач содержатся все данные, которые наряду с базовыми знаниями будут необходимы и достаточны для установления верного ответа. Максимальное количество баллов, которое можно набрать –13. 1. [2 балла] Вы решили рассеять накопительную культуру, которая росла в лаборатории несколько месяцев. Для этого Вы подготовили 5 пробирок со стерильной дистиллированной водой (по 9 мл в каждой) и чашки Петри с плотной питательной средой. Далее Вы взяли 1 мл жидкой культуры, добавили к нему 9 мл стерильной дистиллированной воды, а далее приготовили последовательные разведения получившейся суспензии, последовательно перенося по 1 мл клеточной суспензии в последующую пробирку. Высеяв на чашки Петри по 100 мкл содержимого двух последних пробирок и проинкубировав их в термостате ночь, Вы посчитали, что среднее число колоний на чашках с последним разведением – 2, а с предпоследним – 20. Посчитайте число клеток в исходной накопительной культуре. Ответ запишите в виде целого числа. ОТВЕТ …

клеток

2. [7 баллов] Прочтите описание жизненного цикла представителя кокцидий (некоторые детали упрощены). Данный вид кокцидий паразитирует в клетках эпителия кишечника мелких млекопитающих. В кишечник хозяина с пищей попадают ооцисты паразита, из которых выходят одноядерные спорозоиты. Они активно внедряются в клетки эпителия кишечника, где питаются и растут. По мере роста паразита начинаются митотические деления ядра – эта стадия называется шизонт. Число ядер шизонта достигает 60. Растущий шизонт разрушает эпителиальную клетку хозяина и в конце концов целиком распадается на одноядерные мелкие клетки – мерозоиты. Мерозоиты вновь внедряются в эпителиальные клетки кишечника и дают начало второму поколению шизонтов, развитие которых проходит так же, как и шизонтов первого поколения. Мерозоиты второго поколения превращаются в шизонты третьего поколения. Образующиеся из них мерозоиты тоже внедряются в эпителиальные клетки, но не образуют шизонтов, а дифференцируются по пути гаметоцитов, то есть дают начало гаметам. Гаметы кокцидий резко дифференцированы на мужские микрогаметы и женские макрогаметы. Допустим, макро- и микрогаметоциты образуются в соотношении 1:1. Микрогаметоцит энергично растёт, митотическое деление ядер начинается рано и совершается многократно. В результате образуется несколько сот мелких ядер будущих микрогамет. Рост цитоплазмы макрогаметоцита не сопровождается делением ядра, но ядро увеличивается и приобретает крупное ядрышко. В цитоплазме накапливается большое количество гранул. Из материала этих гранул в конце развития макрогаметы образуется оболочка. На одном из полюсов макрогаметы в оболочке остается отверстие (микропиле), через которое проникает микрогамета. В момент оплодотворения формируется вторая (внутренняя) оболочка, и микропиле закрывается слизистой пробкой. Зигота, обладающая двумя оболочками, получает название ооцисты, она попадает в просвет кишечника и выходит наружу с фекальными массами, так как для дальнейшего развития необходим кислород. После мейотического деления ядра протоплазматическое содержимое ооцисты распадается на четыре споробласта. Каждый из них выделяет собственную оболочку, превращаясь в спору. В каждой споре происходит ещё одно митотическое деление и образуются одноядерные спорозоиты. На этом развитие в ооцисте заканчивается, и становится возможным заражение хозяина. Под воздействием кишечного сока пробка ооцисты разрушается, спорозоиты выходят из оболочки спор и проникают в клетки эпителия кишечника.

Биология, ЗЭ-2024, 11 класс

48

Пусть на каждом этапе 50% спорозоитов либо мерозоитов успешно заражают клетки хозяина и 90% макрогамет участвуют в половом процессе и затем успешно проходят созревание. Вычислите, сколько из каждой проглоченной хозяином ооцисты образуется: Ч.1. [1 балл] шизонтов 1-го поколения; Ч.2. [1 балл] шизонтов 2-го поколения; Ч.3. [1 балл] шизонтов 3-го поколения; Ч.4. [1 балл] макрогамет; Ч.5. [1 балл] спор; Ч.6. [1 балл] спорозоитов; Ч.7. [1 балл] Каково минимальное число митотических делений проходит за время развития шизонта, если все ядра делятся приблизительно синхронно? Ч.1

шизонтов 1

Ч.2

шизонтов 2

Ч.3

шизонтов 3

Ч.4

макрогамет

Ч.5

спор

Ч.6

спорозоитов

Ч.7

делений

3. [4 балла] Предположим, на каждый миллимоль лиганда с рецептором связывается 1012 молекул лиганда в миллисекунду. При этом на каждый миллиграмм рецептора лиганд связывается с эффективностью 104 молекул в миллисекунду. Миллиграмм рецептора приходится на 1010 клеток. Рецептор и лиганд взаимодействуют в соотношении 1 : 1. Ч.1. [2 балла] Рассчитайте количество молекул рецептора, приходящихся на одну клетку. Число Авогадро примите равным 6,02 х 1023. Ответ округлите до целого. Ч.2. [2 балла] Рассчитайте среднее время ожидания, за которое с одной молекулой рецептора свяжется одна молекула лиганда. Ответ пересчитайте в дни и округлите до целых дней. Ч.1

молекул

Ч.2

дней

Шифр 11_________________ Имя ___________________________ Регион ___________________________ Класс ___________________________ Шифр __________________________

Фамилия ___________________________

МАТРИЦА ОТВЕТОВ к заданиям теоретического тура ХL Всероссийской олимпиады школьников по биологии. ОЦ "Сириус" - 2024 г. 11 класс Внимание! Образец заполнения: Часть 1. мах. 20 баллов № а б в г № а б в 1 5 2 6 3 7 4 8 Часть 2. мах. 75 баллов № ? а б в г д ПО в 1 н

Бал.

правильный ответ № а б в 9 10 11 12

№ ? а б в в 11 н

отмена ответа -

№ а б в 13 14 15 16 г

ПО

Бал.

№ а б в 17 18 19 20

в н

12

в н

22

в н

в н

13

в н

23

в н

в н

14

в н

24

в н

в н

15

в н

25

в н

в н

16

в н

26

в н

в н

17

в н

27

в н

в н

18

в н

28

в н

в н

19

в н

29

в н

10

в н

20

в н

30

в н

Бал.

№ ? а б в в 7 н

ПО

Бал.

№ ? а б в в 21 н

Часть 3. мах. 80 баллов № ? а б в г д ПО в 1 н

№ ? а б в в 13 н

в н

в н

14

в н

в н

в н

15

в н

в н

10

в н

16

в н

в н

11

в н

в н

12

в н

ПО

Бал.

ПО

Бал.

Итого за часть 1-3

Шифр 11_________________ Имя ___________________________ Регион ___________________________ Класс ___________________________ Шифр __________________________ Часть 4. мах. 70 баллов 1. мах. 3 балла Гр-а 1 2 3 4 5 6 А Б В Г Д Е

Фамилия ___________________________

Особенности

(по 1 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

9 10 11 12

8. мах. 2 балла Пр-т 1 2 3 4 А Б В Г

11. мах. 3,5 балла Фер-т 1 2 3 4 А Б В Г Д Е Ж

Вид животных

9. мах. 3 балла Эл-ма 1 2 3 4 А Б В Г Д Е

Название

Элементы скелета

(по 0,5 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

14. мах. 3 балла Кар-п 1 2 3 4 А Б В Г Д

9 10

Подпись

Причина

Класс с-ий

15. мах. 4 балла Ст-ра 1 2 3 4 А Б В Г Д Е Ж З И

(по 0,5 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

9 10 11 12

16. мах. 7 баллов Кар-п А Б В Г Д Е Ж З И К 1 2 3 4 5 6 Причина

13. мах. 6 баллов Стадия 1 2 3 4 А Б В Г Д Е Характеристика

Описание

(по 0,5 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

12. мах. 4 балла Стр-ра 1 2 3 4 А Б В Г Д Е Ж З И К

Название …

7. мах. 4 балла Приз-ки 1 2 3 4 А Б В Г Д Е

(по 0,5 б.) __________

10. мах. 5 баллов В-во 1 2 3 4 А Б В Г Д

9 10 11 12

Наличие пр-ка

Объект

(по 0,5 б.) __________

6. мах. 6 баллов Обозн. 1 2 3 4 А Б В Г Д Е Ж З И К Л М

Пары

Элементы (ионы)

(по 0,5 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

4. мах. 4,5 балла Оп-ие 1 2 3 4 А Б В Г Д Е

5. мах. 4 балла Схемы 1 2 3 4 А Б В Г

3. мах. 6 баллов Стр-ра 1 2 3 4 А Б В Г Д Е Ж З И К Л М

Виды

2. мах. 7 баллов Х-ка 1 2 3 4 А Б В

(по 0,5 б.) __________

(по 0,5 б.) __________

Итого за часть 4

Шифр 11_________________ Имя ___________________________ Регион ___________________________ Класс ___________________________ Шифр __________________________

Фамилия ___________________________

Часть 5. мах. 13 баллов

1. мах. 2 балла 1. мах. 2 балла клеток

Запишите

Итого за часть 5 Бал.

2. мах. 7 баллов 2.1. мах. 1 балл шизонтов 1

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

Запишите

Бал.

2.2. мах. 1 балл шизонтов 2 3. мах. 4 балла 3.1. мах. 2 балла молекул

Запишите

2.3. мах. 1 балл шизонтов 3 Запишите

3.2. мах. 2 балла дней

Бал.

Бал. 2.4. мах. 1 балл макрогамет 2.5. мах. 1 балл спор 2.6. мах. 1 балл спорозоитов 2.7. мах. 1 балл делений

Проверили ИТОГО за части 1-5

Задания — прак.

ЗАДАНИЯ практического тура заключительного этапа XL Всероссийской олимпиады школьников по биологии. 2023-24 уч. год. 11 класс. БИОИНФОРМАТИКА Максимум 50 баллов Биоинформатика как отдельная дисциплина в текущем учебном году отметила своеобразный юбилей – в октябре 1963 года биохимик Эмануэль Марголиc опубликовал статью «Primary structure and evolution of cytochrome c», в которой была показана корреляция между числом различий аминокислотных последовательностей и ожидаемым временем дивергенции разных видов живых организмов. В этой статье сравнивались последовательности цитохрома с (переносчик электронов в дыхательной цепи митохондрий, гемопротеин, при этом гем ковалентно пришит к полипептиду апоцитохрому) 7 организмов, в то время как в следующей статье «Construction of phylogenetic trees» Марголис в 1967 году изучил последовательности этого белка у 20 видов живых организмов, посчитал число попарных различий между ними и в результате получил филогенетическое дерево, которое показано на рисунке ниже.

Список живых организмов: 1 – человек, 2 – макак-резус, 3 – кролик, 4 – лошадь, 5 – осел, 6 – свинья, 7 – собака, 8 – кенгуру, 9 – голубь, 10 – пингвин, 11 – курица, 12 – утка, 13 – каймановая черепаха, 14 – гремучая змея, 15 – тунец, 16 – мясная муха, 17 – шелкопряд, 18 – пекарские дрожжи, 19 – кандида, 20 – нейроспора. 1. Напишите на Листе Ответов, каким монофилетическим таксонам соответствуют ветви дерева, начинающиеся с общих предков (узлов) А, J, L, O, Р, R. Какой из трех современных способов построения деревьев: Maximum parsimony, Neighbor-joining или UPGMA наиболее похож на метод, использованный Марголисом? (7 баллов). 2. С современной точки зрения дерево Марголиса имеет ряд ошибок. Перерисуйте его на Листе Ответов, зачеркивая неверные ветви и рисуя новые верные (8 баллов). Пример оформления перерисовки показан на рисунке ниже. Каждая верная перерисовка оценивается в 2 балла. Будьте аккуратны, за новые неверные ветви при перерисовке вычитается по 1 баллу.

3. Рассмотрите выровненные аминокислотные последовательности цитохромов с этих же 20 организмов (Приложение). Найдите количество аминокислотных различий между цитохромами с: А) человека и макака, Б) утки и курицы, В) кенгуру и собаки, Г) свиньи и голубя. В какой из этих пар (А-Г) виды наиболее эволюционно близки друг другу (5 баллов)? 4. При филогенетическом анализе последовательностей особое значение имеют аутгруппы – ветви, внешние по отношению к анализируемым. Сравните последовательности цитохромов с человека и макака с другими последовательностями млекопитающих. Запишите аминокислотные замены, произошедшие в ходе эволюции: А) человека, после отделения от общего предка человека и макака, Б) макака, после отделения от общего предка человека и макака, В) общего предка человека и макака, после отделения от других млекопитающих в формате XYZ, где X – исходная аминокислота, Y – ее координаты, Z – новая аминокислота (8 баллов). Если исходную аминокислоту не получается однозначно определить, обозначьте ее буквой Х, если замен нет, поставьте знак – (прочерк). 5. Для анализа часто бывает нужно определить консенсусную последовательность – усредненную последовательность для какой-то группы. Восстановите на Листе Ответов пропущенные однобуквенные сокращения аминокислот в консенсусной последовательности цитохрома с птиц (6 баллов). 6. Замены аминокислот отражают эволюцию кодирующих последовательностей. А) Укажите, в результате какой нуклеотидной замены возникло различие между цитохромами человека и макака. Замену запишите в формате XYZ, где X – исходный нуклеотид, Y – его координаты в рамке считывания, Z – новый нуклеотид (3 балла). Б) Обратите внимание, что цитохромы с у позвоночных немного короче, чем у других организмов. Объясните, какие мутационные события к этому привели (3 балла). 7. Метод молекулярных часов позволяет соотнести скорость эволюции последовательностей и события палеонтологической летописи. Используя время дивергенции (расхождения ветвей) птиц и млекопитающих (примерно 270 млн. лет назад) и время дивергенции сумчатых и плацентарных млекопитающих (примерно 140 млн. лет назад): А) оцените как часто в среднем в последовательности цитохрома с происходят аминокислотные замены; Б) рассчитайте время дивергенции между человеком и макаком; В) рассчитайте время дивергенции между уткой и курицей (4 балла). 8. Цитохром с человека подвергается посттрансляционным модификациям некоторых аминокислот. Выберите подходящие модификации для аминокислотных остатков: C15, C18, H19, S48, Y49, A51 и K100, используя следующие коды модификаций (список избыточен): Hm – ковалентное присоединение гема, Fe – нековалентное связывание железа, S-S – дисульфидный мостик, N-G – N-гликозилирование, P – фосфорилирование, Ас – ацетилирование, # – отсутствие модификаций (7 баллов). ЖЕЛАЕМ УДАЧИ!

ПРИЛОЖЕНИЕ. Последовательности цитохрома с

ПРИЛОЖЕНИЕ. Таблица генетического кода

ЛИСТ ОТВЕТОВ. БИОИНФОРМАТИКА

Шифр_____________________ Σ_____

1.-Напишите названия монофилетических таксонов, соответствующих узлам (6 баллов) А______________________

J______________________ L__________________________

O______________________

Р______________________ R__________________________

На метод Марголиса наиболее похож метод________________________________ (1 балл) 2. Исправьте ошибки на филогенетическом дереве (8 баллов)

3. Найдите число аминокислотных различий (5 баллов) А____

Б____ В____ Г_____ Наиболее близка пара ______

4. Запишите аминокислотные замены, произошедшие в ходе эволюции (8 баллов) А___________________________

Б________________________________

В___________________________________________________________________________ 5. Заполните пробелы в консенсусной последовательности цитохрома с птиц (6 баллов) MGD__EKGKKIFVQKCSQCHTVEKGGKHKTGPNLHG__FGRKTGQAEGFSYTDANKNK GITWGEDTLMEYLENPKKYIPGTKMIFAGIKKK__ER__DLIAYLK__AT__K 6. А_____________ (3 балла) Б __________________________________________________ ______________________________________________________________________(3 балла) 7.-А) 1 раз в _________ млн. лет. Б) _________ млн. лет. В)_________ млн. лет. (3 балла) 8. Модификации аминокислот (7 баллов) Аминокислота C15 C18 H19 S48 Y49 A51 K100 Модификация

Задания практического тура заключительного этапа XL Всероссийской олимпиады школьников по биологии. 2023-24 уч. год. 11 класс БИОХИМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ Оборудование: штатив с 15 пробирками (ёмкости с 0,1% крахмалом, раствором Люголя, биуретовым реактивом и водой: 8 пустых пробирок для проведения 2-х экспериментов; 3 пробирки, обозначенные буквами А, Б и В, с гомогенатами семян); автоматическая пипетка; чашка Петри с соответствующими по размеру наконечниками для автоматической пипетки; пустой пластиковый стакан для грязных наконечников; перманентный маркер; калькулятор. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Сегодня, встав в 6 утра, Александр Михайлович приступил к получению того, что находится у Вас в пробирках, обозначенных буквами А, Б и В. Для этого он взял 3 ступки и в каждую положил по 10 граммов прорастающих семян ячменя, льна или гороха. После этого он добавил к каждой порции семян по сто миллилитров дистиллированной воды и прогомогенизировал растительный материал. Через некоторое время полученные гомогенаты Александр Михайлович пропустил через капроновый фильтр, а профильтрованные жидкости распределил между всеми участниками. Таким образом, у каждого из Вас в пробирках находится по 3 мл каждого из профильтрованных гомогенатов. Но вот проблема, его помощники перепутали, где какой из гомогенатов находится, поэтому пробирки были обозначены буквами А, Б, и В. Ваша задача проделать нижеописанные манипуляции и на основе полученных данных сопоставить характеристики материала, содержащегося в пробирках, со свойствами семян растений, из которых содержимое пробирок было получено. ДЛЯ КАЖДОГО РАСТВОРА ИСПОЛЬЗУЙТЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ НАКОНЕЧНИКИ! Задание 1. 1-1. Возьмите 4 пустые пробирки. В каждую из них автоматической пипеткой добавьте по 2 мл 0,1% раствора крахмала, после чего внесите туда ещё 100 мкл разбавленного раствора Люголя. В первые три пробирки добавьте соответственно по 200 мкл гомогената А, Б или В. В четвёртую пробирку – 200 мкл воды. Не забудьте промаркировать пробирки. Отслеживайте изменения, происходящие в пробирках в течение 3 минут, после чего занесите полученные результаты в Таблицу 1 в Листе ответов. 1-2. Возьмите ещё 4 пустые пробирки. В каждую из них автоматической пипеткой добавьте по 1600 мкл биуретового реактива. В первые три пробирки добавьте соответственно по 400 мкл гомогената А, Б или В. В четвёртую пробирку – 400 мкл воды. Не забудьте промаркировать пробирки. Отслеживайте изменения, происходящие в пробирках в течение минуты. После этого полученные результаты занесите в Таблицу 2 в Листе ответов. 1-3. Выставьте пробирки с полученными результатами в одну линию в Вашем штативе. ПОДНИМИТЕ РУКУ. К ВАМ ПОЙДЁТ ДЕЖУРНЫЙ ПО КАБИНЕТУ И ПРОВЕРИТ РЕЗУЛЬТАТЫ ВАШИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ. 1-4. Теперь, на основании полученных Вами результатов, определите, в каких из Ваших пробирок находятся гомогенаты из проросших семян льна, гороха и ячменя. Результаты своих измышлений занесите в Таблицу 3. Ответьте также на следующие вопросы в Таблице 3: 1-5. В каких тканях или структурах семени запасается основное количество питательных элементов? 1-6. Какие семена из представленных наиболее богаты белками? А какие богаты жирами и углеводами? Задание 2. Семена масличных растений накапливают в качестве запасных веществ преимущественно липиды. Однако при прорастании семена нуждаются также во многих других органических веществах, в

первую очередь – в углеводах, без которых они не могут синтезировать компоненты клеточной стенки. На рисунке 1 представлена схема мобилизации запасных липидов и их превращения в углеводы. Внимательно рассмотрите схему и ответьте на следующие далее вопросы. Ответы занесите в Лист ответов. Учтите, что обозначения n и (n-1) перед квадратами с числами означают, что в ходе процесса образовалось n и (n-1) молекул данных веществ соответственно. Рисунок 1. Метаболическая схема Х.

2-1. Какие клеточные компартменты обозначены на рисунке цифрами I-IV? Выберите из списка (названия даны в избытке): А. хлоропласт; Б. вакуоль; В. олеосома; Г. митохондрия; Д. лейкопласт; Е. цитозоль; Ж. глиоксисома. Ответ занесите в Таблицу 4 в Листе ответов. 2-2. Какой процесс в компартменте II на схеме отмечен пунктирным эллипсом? Выберите из предложенного списка: а) цикл Кребса; б) цикл фотодыхания; в) цикл Кальвина; г) цикл β-окисления. 2-3. Какой процесс в компартменте IV на схеме отмечен пунктирным прямоугольником? Выберите из предложенного списка: а) окислительный пентозофосфатный шунт; б) гликолиз; в) глюконеогенез; г) фотодыхание. 2-4. Установите соответствие между числами в квадратных рамках и веществами из приведенного ниже списка. Ответы занесите в Таблицу 5 в Листе ответов. Список веществ (среди приведенных названий есть лишние): А) 2-Фосфоглицерат Б) Альфа-кетоглутарат В) АТФ Г) Ацетил-КоА Д) Глицерин Е) Глицин Ж) Глюкозо-6-фосфат З) Жирные кислоты

И) Изоцитрат К) Малат Л) НАДН М) Оксалоацетат Н) Рибулозо-5-фосфат О) Серин П) Сукцинат Р) Сукцинил-КоА

С) Углекислый газ Т) ФАДН2 У) Фосфат Ф) Фосфоенолпируват Х) Фруктозо-1,6бисфосфат Ц) Фумарат Ч) Эритрозо-6-фосфат

Задание 3. Мука, получаемая из эндосперма пшеничного зерна, содержит 14% белка. В белке муки содержатся все заменимые и незаменимые аминокислоты, но в разных количествах. В таблице приведены данные по двум незаменимым аминокислотам.

Из 1 кг муки получается 1,4 кг хлеба. У 5-ти моряков, потерпевших кораблекрушение и попавших на необитаемый остров, из продуктов остался только один мешок муки весом 50 кг. 3-1. Сколько граммов хлеба должен съедать в сутки каждый моряк, чтобы полностью удовлетворить потребность организма в лизине? 3-2. На сколько суток морякам хватит этого мешка муки, если они будут ежедневно съедать такое количество хлеба, которое содержит необходимое количество лизина? 3-3. Сколько граммов избыточного лейцина в сутки будет при этом получать каждый моряк? 3-4. Если избыточный лейцин будет целиком окисляться для получения энергии, сколько миллимолей мочевины будет образовываться из этого избыточного лейцина в сутки у каждого моряка? 3-5. Сколько миллилитров мочи будет образовываться в сутки для выведения мочевины, образовавшейся из избыточного лейцина (содержание мочевины в моче принять равным 20 г/л)? Результаты Ваших расчетов внесите в Лист ответов. Все получаемые значения округляйте до одного знака после запятой.

№ рабочего места __________ Шифр _______________ Итого ______________ баллов ЛИСТ ОТВЕТОВ на задания практического тура заключительного этапа XL Всероссийской олимпиады школьников по биологии. 2023-24 уч. год. 11 класс БИОХИМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ Задание 1. (21 балл) 1-1. Таблица 1. (4 балла) 0,1% крахмал + раствор Люголя + гомогенат/вода А

Вода

Вода

Цвет раствора после добавления гомогената 1-2.

Таблица 2. (4 Балла) Биуретовый реактив + гомогенат/вода А

Цвет раствора после добавления гомогената 1-3.

(4 балла) Оценка за проведение реакций.

1-4.

Таблица 3. (3 балла) Где какой гомогенат? А

Тип семян (Я - ячмень, Г - горох или Л - лён)

1-5.

(3 балла) Где в семенах запасаются питательные элементы? А

Структуры или ткани семени (Э - эндосперм, П - перисперм или С семядоли)

1-6.

(3 балла) Какими веществами наиболее богаты семена? А

Преобладание группы запасных веществ (Б белки, Ж – жиры или У углеводы)

Задание 2. (19 баллов) 2-1. Таблица 4. (4 балла) Какие компартменты показаны на схеме? Компартмент

II

III

IV

Буква шифра (А – Ж) 2-2. (1 балл) Процесс в компартменте II (поставить крестик ×) Процесс

2-3. (1 балл) Процесс в компартменте IV (поставить крестик ×) Процесс

2-4. (13 баллов) Таблица 5. Расшифровка схемы метаболизма Номер вещества

10

11

12

13

Буква вещества (А – Ч)

Задание 3. (10 баллов) 3-1. (2 балла) Каждый моряк в сутки должен съедать _________ граммов хлеба. 3-2. (2 балла) Муки морякам хватит на _________ суток. 3-3. (2 балла) Каждый моряк в сутки будет получать ________ граммов избыточного лейцина. 3-4. (2 балла) Из избыточного лейцина у каждого моряка будет образовываться __________ миллимолей мочевины в сутки. 3-5. (2 балла) Для выведения этой мочевины будет образовываться _________ миллилитров мочи в сутки.

Задания практического тура заключительного этапа XL Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2023-24 уч. год. 11 класс МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ. Максимум 50 баллов. В ходе борьбы с бактериями нейтрофилы используют различные механизмы их разрушения и/или подавления их роста. В частности, они способны заключать микроорганизмы в полость фагосомы, куда происходит секреция различных эффекторов. На Рисунке 1 представлены реакции синтеза в нейтрофилах супероксид-аниона, пероксида водорода и хлорноватистой кислоты при помощи NADPH-оксидазы (NOX), супероксиддисмутазы (SOD) и миелопероксидазы (MPO).

Рисунок 1. Молекулярные механизмы окислительного стресса бактерий в полости фагосомы. У бактерий существуют сигнальные системы, которые позволяют им защищаться от окислительных повреждений. Компонентном одной из таких систем у кишечной палочки (Escherichia coli) является белок NemR, связывающийся с промоторной областью оперона nemRA-gloA, служащего для противостояния подобному стрессу. Вам необходимо определить, какие из окислителей, секретируемых нейтрофилом в полость фагосомы, или образующихся в бактериальной клетке (Рис. 1), влияют на связывание белка NemR с промоторной ДНК. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ В рамках экспериментальной работы вы будете проводить анализ сдвига подвижности ДНК в геле. Обратите внимание, что пригласить члена жюри для запуска электрофореза, вы можете не позже, чем через 30 минут после начала кабинета! При связывании молекулы ДНК белок тормозит ее движение в геле. В вашем случае такой молекулой ДНК является продукт ПЦР-амплификации промотора оперона nemRA-gloA. Вам необходимо замешать пять реакций связывания, содержащих указанные в Таблице 1 компоненты. В верхней строке таблицы в скобках указаны концентрации компонентов в исходных доступных вам пробирках. В ячейках реакций указаны конечные концентрации или количества компонентов, которые должны быть в реакциях. Обозначения вида “Nx” означают, что данный реагент в исходном растворе в N раз более концентрированный, чем должен быть в замешиваемой реакции. Таблица 1. Состав реакций связывания (на объем реакции в 8 мкл). Компонент Реакция NemR HOCl H2O2 GSSG Краситель ДНК (150 № (100 мМ) (100 мМ) (100 мМ) (8x) (25 нг/мкл) мкг/мл)

Буфер (до 8 мкл)

1x

50 нг

до 8 мкл

300 нг

1x

50 нг

до 8 мкл

300 нг

12,5 мМ

1x

50 нг

до 8 мкл

300 нг

12,5 мМ

1x

50 нг

до 8 мкл

300 нг

12,5 мМ

1x

50 нг

до 8 мкл 1

Вопрос 1 (7 баллов). На основании исходных концентраций реагентов рассчитайте необходимые объемы компонентов реакций связывания (в мкл), после чего внесите их в таблицу в листе ответов. Итоговый объем каждой реакции - 8 мкл. Реакции необходимо замешивать в пробирках стрипа (8 пробирок, скрепленных вместе). Не забывайте после добавления каждого компонента перемешивать реакции пипетированием. Не забывайте менять наконечники на пипетке перед добавлением каждого компонента. Замешайте пять реакций связывания, руководствуясь следующим протоколом: 1. Вначале во все пробирки добавьте необходимые объемы буферного раствора (пробирка подписана буквой Б) и белка NemR. 2. Далее за короткое время добавьте в пробирки №3-5 необходимые объемы окислителей. Инкубируйте реакции 1 минуту. 3. Остановите реакции окисления добавлением красителя для нанесения образцов в гель (пробирка подписана буквой К) во все пробирки. 4. Добавьте во все пробирки необходимый объем промоторной ДНК. 5. Инкубируйте реакции 3 минуты. Внесите образцы (весь объем реакции) в лунки агарозного геля, который лежит у вас в камере, в порядке их номеров в таблице выше. В шестую лунку внесите 4 мкл маркера молекулярных длин (пробирка подписана буквой М; это смесь молекул ДНК с известной длиной в диапазоне от 50 до 1000 пар нуклеотидов). Для внесения поместите наконечник с образцом в лунку и, плавно нажимая на поршень, выпустите образец. Краска для нанесения содержит глицерин, поэтому окрашенный раствор будет сам оседать на дно. Заранее выберите, в какие лунки вы будете вносить ваши образцы. Не наносите образцы в крайнюю левую и крайнюю правую лунки! Вопрос 2. Впишите номер вашего геля в лист ответов. Номер геля указан на вплавленном в него кусочке бумаги. Для запуска электрофореза пригласите члена жюри поднятием руки. НЕ ТРОГАЙТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО КАМЕРЫ ДЛЯ ГЕЛЯ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ. Время проведения электрофореза - 15 минут (засеките время самостоятельно). Спустя 15 минут пригласите члена жюри поднятием руки. НЕ ТРОГАЙТЕ САМОСТОЯТЕЛЬНО КАМЕРЫ ДЛЯ ГЕЛЯ И ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА ИЛИ ПОСЛЕ ТОГО, КАК 15 МИНУТ ЗАКОНЧИЛИСЬ. ЭЛЕКТРОФОРЕЗ ОСТАНОВИТ ПРЕПОДАВАТЕЛЬ! За нарушение этого правила вы можете быть дисквалифицированы! Пока идет электрофорез, решайте задачи из теоретической части. В дальнейшем члены жюри оценят ваш гель (12 баллов). Ниже показана фотография (Рисунок 2) геля, которую вы должны получить при корректном следовании инструкциям. Используйте эту фотографию для ответов на следующие вопросы.

Рисунок 2. Образец результатов эксперимента. 2

Вопрос 3 (3 балла). На основании данных гель-электрофореза укажите в листе ответов, как влияют окислители на связывание белка NemR с промотором nemRA-gloA оперона. Используйте знак ↑ для обозначения значительного усиления связывания (видна только полоса, соответствующая связанной ДНК), знак ↓ для значительного ослабления связывания (видна только полоса, соответствующая несвязанной ДНК), знак ⨉ для отсутствия эффекта, либо слабого, едва заметного эффекта. Вопрос 4 (1 балл). В таблице листа ответов укажите, какой из электродов (1 или 2) на Рисунке 2 соответствует катоду (отрицательный), а какой – аноду (положительный). Вопрос 5 (1 балл). Маркеры, нанесенные на гель на Рисунке 2, содержат фрагменты ДНК следующей длины: 50 пар нуклеотидов (пн), 100 пн, 150 пн, 200 пн, 250 пн, 300 пн, 400 пн, 500 пн, 600 пн, 700 пн, 800 пн, 900 пн, 1000 пн. Оцените размер промоторной ДНК (в пн), указав в листе ответов минимальный интервал длины, в который этот размер попадает. Для этого выберите два значения, соответствующие молекулам маркерной ДНК с известной длиной (например, 50-100). Вопрос 6 (2 балла). Как при помощи данных сдвига подвижности ДНК в геле можно количественно оценить эффективность связывания белка с фрагментом нуклеиновой кислоты? Кратко опишите необходимые измерения в листе ответов. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ На Рисунке 3А ниже показана карта оперона nemRA-gloA, где отмечены соответствующие рамки считывания (толстые стрелки) и положение точки начала транскрипции (перпендикулярная стрелка). На Рисунке 3Б показана последовательность нуклеотидов ДНК в районе промотора и точки начала транскрипции оперона nemRA-gloA. Стрелкой отмечена точка начала транскрипции. Также указано положение -10 и -35 элементов промотора. Пунктирной линией подчеркнут участок связывания белка NemR. Вопрос 7 (2 балла). В каком в виде, скорее всего, связывается белок NemR с промоторной ДНК показанного оперона: в виде мономера или в виде димера? Ответ обозначьте символом ✓ в листе ответов. Вопрос 8 (2 балла). Предположите, является ли белок NemR активатором или репрессором транскрипции? Ответ обозначьте символом ✓ в листе ответов.

Рисунок 3. Схема строения оперона nemRA-gloA (А) и последовательность промоторной области этого оперона (Б). На Рисунке 4А показан химический механизм, по которому происходят реакции окисления некоторых субстратов на примере H2O2. В общем виде суть процесса состоит в атаке нуклеофилом (Nu) электрофильного центра в молекуле окислителя. Электрофильный центр может быть постоянным или временным. В случае пероксида нуклеофил атакует временный положительный заряд, возникающий на одном из атомов кислорода в результате электронных флуктуаций. На Рисунке 4Б также представлены кинетические константы для взаимодействия H2O2 и HOCl с распространенными биологическими мишенями. 3

Рисунок 4. Механизм (А) и кинетические параметры (Б) окисления биологических субстратов пероксидом водорода и хлорноватистой кислотой. Вопрос 9 (9 баллов). В листе ответов нарисуйте структурную формулу цистеина, а также его производных, которые образуются при окислении десятикратным избытком H2O2 или HOCl в течение пары минут. При решении учтите электроотрицательности элементов: H (2,1 эВ1/2), O (3,5 эВ1/2), Cl (3,0 эВ1/2). Вопрос 10 (3 балла). Какой из окислителей (HOCl или H2O2) глубже проникает в клетки? Напишите обоснование в листе ответов.

Рисунок 5. Схема строения клетки E. coli. Вопрос 11 (5 баллов). На Рисунке 5 представлена схема строения клетки E. сoli, на которой отмечены два региона – на периферии и в глубине клетки. Укажите в таблице листа ответов, какие из реакций, отмеченных на Рисунке 1 цифрами 1-5, будут (✓) и не будут (⨉) интенсивно протекать в регионе 1 и регионе 2 при низкой концентрации окислителей в среде. Вопрос 12 (3 балла). У некоторых людей присутствуют мутации, которые приводят к потере функции генов, ответственных за синтез NOX и MPO (Рисунок 1). В листе ответов обоснуйте, какая из мутаций (инактивирующая NOX или инактивирующая МPO) приведет к более выраженному нарушению работы иммунитета.

Инструкция по работе с автоматической пипеткой

Для того чтобы перенести из сосуда А в сосуд Б требуемый объем жидкости необходимо выполнить следующую последовательность действий: 1. На регуляторе рабочего объема пипетки выставить необходимый объем при помощи индикатора. Не выходите за пределы рабочего диапазона! 2. Надеть наконечник на держатель наконечника. 3. Перевести рабочую кнопку в положение первого упора. 4. Погрузить конец наконечника в сосуд А. 5. Плавно отпустить рабочую кнопку в положение покоя. Пипетка наберет необходимый объем жидкости. 6. Извлечь наконечник из сосуда А. 7. Перенести наконечник в сосуд Б. 8. Плавно перевести рабочую кнопку в положение первого упора, и далее плавно дожать до второго упора. Пипетка выпустит весь объем набранной жидкости. 9. Извлечь наконечник из сосуда Б. 10. Отпустить рабочую кнопку в положение покоя. 11. Сбросить наконечник при помощи кнопки сброса. Для пипетирования (перемешивания) образца выполнить пункты 1-7, после чего: а. Перевести рабочую кнопку в положение первого упора. б. Перевести рабочую кнопку в положение покоя. в. Повторить шаги (а+б) 5-10 раз. г. Плавно перевести рабочую кнопку в положение первого упора, и далее плавно дожать до второго упора. Пипетка выпустит весь объем набранной жидкости. д. Извлечь наконечник из сосуда Б. е. Перевести рабочую кнопку в положение покоя. ж. Сбросить наконечник при помощи кнопки сброса. Обратите внимание, что у вас могут возникнуть сложности при перемешивании образцов пипеткой, настроенной на малый объем (1 мкл). В таком случае вы можете дожимать рабочую кнопку до второго, а не до первого упора (пункт а). Однако, вам следует делать это крайне медленно и аккуратно, чтобы не вспенить жидкость.

Шифр________________________

Рабочее место __________

Сумма баллов_______

ЛИСТ ОТВЕТОВ “МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ” (50 баллов)

Реакция №

Вопрос 1 (7 баллов) Компонент NemR (150 мкг/мл)

HOCl (100 мМ)

H2O2 (100 мМ)

GSSG (100 мМ)

Краситель (8x)

ДНК (25 нг/мкл)

Буфер (до 8 мкл)

1 2 3 4 5 Вопрос 2 (12 баллов)

Вопрос 3 (3 балла) HOCl

Гель №

H2O2

Вопрос 4 (1 балл) GSSG

Катод

Вопрос 5 (1 балл) Диапазон

Анод Вопрос 6 (2 балла)

Вопрос 7 (2 балла)

Цистеин

Вопрос 8 (2 балла)

Мономер

Активатор

Димер

Репрессор Вопрос 9 (9 баллов) Продукт окисления пероксидом водорода

Продукт окисления хлорноватистой кислотой

Шифр________________________

Вопрос 10 (3 балла)

Вопрос 11 (5 баллов) Реакция 1

Реакция 2

Реакция 3

Регион 1 Регион 2 Вопрос 12 (3 балла)

Реакция 4

Реакция 5

На бланках заданий ничего не писать! Для этого есть черновики!

ЗАДАНИЯ практического тура заключительного этапа XL Всероссийской олимпиады школьников по биологии. 2023-24 уч. год. 11 класс АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ Если птице отрезать руки Если ноги отрезать тоже Эта птица умрет от скуки Потому что сидеть не сможет А.М. Арканов, пародия на стих А.А. Ахматовой

Дорогие участники! Сегодня мы предлагаем вам изучить особенности физиологии движения. Оборудование и материалы: препарат цыпленка, микропрепарат среза мозга, микроскоп с осветителем, лампа настольная, лоток препаровальный с разноцветными булавками (2 набора по 7 шт), ножницы, пинцет, скальпель, лупа, карандаш, салфетка, перчатки.

Задание №1 (15 баллов). Опорно-двигательный аппарат цыпленка. 1.1. Отпрепарируйте кожные покровы нижней части зафиксированного препарата цыпленка. Остатки кожи положите на салфетку. Максимально согните, а после разогните конечность в заплюсневом и коленном суставах. Пронаблюдайте за движением лапки. Ответьте на вопросы о наблюдении в Бланке ответов. 1.2. Снимите мышцы только с правой конечности, так, чтобы были видны основные кости. Расположите препарат на подложке дорсальной стороной вверх, фалангами от себя. С левой стороны должны быть видны основные мышцы, справа – кости и суставы. Слева на подложке обозначьте булавками разных цветов мышцы, указанные в Таблице 1 Бланка ответов. Укажите вид движений, которые они выполняют (а-d, латиницей), в Таблице 1 Бланка ответов. Справа обозначьте на препарате кости, указанные в Таблице 2 Бланка ответов, булавками разных цветов. Укажите номер мышцы (арабская цифра) из Таблицы 1, которая крепится к данной кости. ВНИМАНИЕ! Булавки одного и того же цвета с одной стороны не располагать! Образцы цветов булавок можно увидеть у преподавателя, подняв руку.

Поднимите руку, чтобы преподаватель сфотографировал Ваш препарат, после чего поставьте галочку в окне «фото сделано» Бланка ответов. Задание № 2. (13 баллов). Люмбосакральный орган птиц. Птицы обладают удивительной способностью к координации движений, как при полете, так и при ходьбе. Исследователи активно изучают механизмы управления движения, используя самые разнообразные методы – от электронной микроскопии до поведенческих методов. Рассмотрите результаты приведенных ниже экспериментов и выводы запишите в Бланк ответов.

2.1. Эксперимент А. Рассмотрите поперечный (а) и продольный (в) срезы, а также трехмерную реконструкцию (с) полости (endocast) крестцового отдела позвоночника курицы.

Обозначения: SC – спинной мозг, TL – поперечная связка, LL - латеральная связка, GB - гликогеновое тело, VC – спинной мозговой канал, AL - добавочная доля спинного мозга, LSO – люмбосакральный орган, CТ - компьютерная томограмма.

2.2. Эксперимент Б. Электрофизиологическое исследование добавочных долей крестцового отдела спинного мозга курицы. Обозначение те же, что и в Задании 2.1., СС – спинномозговой канал,

Слева – волокна нейронов добавочной доли спинного мозга (AL), справа - их активность (верхняя кривая) при вибрации частотой 100 Гц, подаваемой на пигостиль (нижняя кривая). 2.3. Эксперимент В. Влияние разрушения люмбосакрального органа (ЛСО) на поведение птицы.

А. Поведение нормальной птицы, голова закрыта непрозрачной шапочкой. Б. Поведение после разрушения ЛСО В. То же, что и Б, голова птицы закрыта непрозрачной шапочкой. 2

2.4. Микрофотографии срезов пояснично-крестцового отдела двух разных видов птиц: курицы и голубя. Укажите в матрице ответов, препарат какой птицы представлен слева, и кратко обоснуйте ваш выбор на основе морфологических различий.

2.5. Исходя из результатов опытов А-В сделайте предположение о том, как образ жизни птицы связан с развитием люмбосакрального органа. Задание №3 (7 баллов). Строение мозга мыши. 3.1. Рассмотрите сагиттальный срез головного мозга мыши. Соотнесите номера структур (1-14) с их названиями (А-О) из Таблицы 3.А. и укажите в Бланке ответов.

Римскими цифрами обозначена серия фронтальных срезов, проходящих через разные отделы мозга

Таблица 3.А. Буква в Матрице ответов

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О

Название структуры

Варолиев мост Гипоталамус Гиппокамп. Кора больших полушарий Миндалевидное тело Мозжечок Мозолистое тело Обонятельная луковица. Полосатое тело Продолговатый мозг Средний мозг Таламус Спинной мозг Третий мозговой желудочек

Задание 3.2. Соотнесите структуры мозга (1-14) Таблицы 3.А. с их описанием в Таблице 3.Б. и заполните Матрицу ответов. Таблица 3.Б. Буква в Матрице Описание структуры ответов А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О

Большой тракт белого вещества, который соединяет полушария Передает сигналы между корой и мозжечком Пространство, заполненное спинномозговой жидкостью, вырабатываемой в сосудистом сплетении, окружает и омывает головной и спинной мозг Регулирует автономные функции, такие как пищеварение и кровообращение Своего рода область ретрансляции двигательных и сенсорных сигналов в различные области коры, включая первичную моторную кору Связывает нервную систему с эндокринной и контролирует высвобождение различных гормонов Содержит область, называемую компактной частью черной субстанции. Эти нейроны сильно дегенерируют при болезни Паркинсона. У людей эта область намного больше по сравнению с остальной частью мозга, в отличие от мышей. У мышей эта область намного больше по сравнению с остальной частью мозга, чем у людей Участвует координации мелкой моторики. У человека содержит больше нейронов, чем весь остальной мозг вместе взятый. Центр памяти для хранения как долговременной, так и кратковременной памяти. Первая область, поражаемая болезнью Альцгеймера Центральный компонент базальных ганглиев Часть лимбической системы, участвующая в эмоциональной реакции, в частности, в реакции «бей или беги» Содержит ядра симпатической нервной системы

Задание 4 (15 баллов). Моделирование инсульта у мыши. Травмы и повреждения сосудов мозга приводят к нарушениям его функций, порой необратимым. Для разработки новых методов терапии необходимо моделировать патологию на животных, исследовать ключевые маркеры повреждения и их временной ход. В данном эксперименте у мыши моделировали инсульт, на время перекрывая кровоток в мозговых артериях. Через неделю проводили исследование поведенческих реакций, после чего гуманно эвтаназировали и изучали состояние структур мозга. 4.1. Рассмотрите правую половину микропрепарата среза мозга мыши под микроскопом, при различных увеличениях. В Бланке ответов зарисуйте внутри контура (на его правой стороне), структуры мозга, которые вы видите. Из списка Задания 3.1. выберите и подпишите номера этих структур. 4.2. Рассмотрите левую часть микропрепарата. На левой стороне контура нарисуйте примерную область места повреждения, поставьте номер, соответствующий названию поврежденной структуры из Таблицы 3.1. 4.3. В Бланке ответов укажите, какие нарушения в поведении наблюдались у данной мыши. А: контроль произвольных движений правых конечностей, Б: контроль произвольных движений левых конечностей, В: инициация стереотипных движений, Г: тремор Д: гипотермия, Е: булимия, Ж: снижение обучаемости. 4.4. При увеличении 400 крат рассмотрите поврежденный и здоровый участки, схематично зарисуйте и подпишите в Бланке ответов обнаруженные вами клетки. В Бланке ответов схематично зарисуйте и назовите типичные гистологические элементы, которые вы видите в поврежденной области, а также гистологические элементы, наблюдаемые вами в аналогичной области интактной стороны среза. 4.5. Исходя из обнаруженных вами структур на препарате, определите, в каком месте мозга был проведен срез. Выберите номер (латинская цифра) фронтального среза мозга из Задания 3.1. Укажите цифру в Бланке ответов.

№ МЕСТА_________________

ШИФР:____________________

БЛАНК ОТВЕТОВ практического тура заключительного этапа XL Всероссийской олимпиады школьников по биологии. 2023-24 уч. год. 11 класс АНАТОМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ

Задание №1 (15 баллов). 1.1.

Какие движения производит заплюсневый сустав при сгибании сустава бедра?

Какое биологическое значение имеет данное приспособление?

1.2. Таблица 1. Внесите в Таблицу цвет булавки, соответствующий мышце, а также вид движения, который она выполняет. Название и номер мышцы Вид движения Цвет булавки (буква, латиница) 1 — длинная малоберцовая мышца красный 2 — сгибатель пальцев; желтый 3 — икроножная мышца; зеленый 4 — длинный разгибатель пальцев; синий/фиолетовый 5 — наружный сгибатель голени; белый 6 — мышца, поднимающая хвост; розовый 7 — подвздошно-большеберцовая «петля» Виды движения: a – cгибание, b- разгибание, с – вращение кнаружи, d – вращение внутрь Таблица 2. Внесите в Таблицу цвет булавки, соответствующий кости на препарате, а также номер мышцы, к которой она крепится. Номер мышцы из Название и номер кости Цвет булавки таблицы 1, к которой (римская цифра) крепится кость I - пигостиль; красный II - подвздошная; желтый III - седалищная; зеленый IV - бедренная; синий/фиолетовый V – большеберцово-заплюсневая; белый VI - цевка; розовый VII - 1-й палец «петля» Если к данной кости не крепится ни одна из указанных мышц, пишите «НЕТ»

- ФОТО СДЕЛАНО 1

№ МЕСТА_________________

ШИФР:____________________

Задание № 2. (13 баллов). 2.1. В чем основные морфологические отличия крестцового отдела курицы и человека?

2.2. Какой тип рецепторов содержит добавочная доля? ___________________ Перечислите, каким структурам вестибулярного аппарата человека эквивалентны:

Гликогеновое тело: ___________________________________ Добавочная доля спинного мозга: _______________________ Спинной мозговой канал: ______________________________ 2.3. Какие органы у птиц отвечают за равновесие? 2.4. На левом фото препарат____________________________. Обоснование:

2.5. Гипотеза о связи образа жизни птицы и развитии ЛСО:

Задание №3 (7 баллов). 3.1. Соотнесите номера структур микропрепарата сагиттального среза мозга мыши с их названиями (А-О) из Таблицы 3.А. Буква, А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О соответствующая структуре мозга Цифра на препарате 3.2. Соотнесите номера структур микропрепарата сагиттального среза мозга мыши с их описаниями (А-О) из Таблицы 3.А. Буква, А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О соответствующая описанию структуры Цифра на препарате Задание 4. (15 баллов). 4.1. Зарисуйте и подпишите видимые вами на микропрепарате структуры: интактной части среза, слева. Срез мозга лежит каудальной стороной вверх. 4.2. На правой стороне укажите примерную область повреждения и поставьте номер названия поврежденной структуры из таблицы Задания 3.1. 2

№ МЕСТА_________________

ШИФР:____________________

4.3. Буквы, соответствующие нарушениям поведения: _____________ 4.4. Нарисуйте и подпишите гистологические элементы, обнаруженные вами в поврежденной части мозга и клетки, содержащиеся в аналогичной неповрежденной части. Гистологические элементы интактной части

Гистологические элементы в центре поврежденной части

4.5. Ваш срез соответствует римской цифре: ___________сагиттального среза мозга Задания 3.1. 3