10 КЛАСС

1. Из курса химии Вам известны окислительно-восстановительные реакции. Приведите как можно больше примеров окислительно-восстановительных реакций, происходящих в живой природе. Для каждого примера укажите уравнение реакции.

2. Почему до сих пор не изобретено универсальное лекарство от рака?

3. Известно, что животные из островных популяций как правило мельче своих собратьев с материка. Предложите как можно больше объяснений этого феномена.

4. Апоптоз — это запрограммированная гибель клеток, клеточное «самоубийство». Развитие многих заболеваний связывают с апоптозом. Тем не менее, апоптоз — это не всегда плохо. Опишите случаи, когда организмы используют апоптоз «в мирных целях».

5. Перечислите все известные Вам случаи неменделевского наследования признаков. Для каждого указанного случая укажите механизм наследования признака.

6. При повышенной влажности испарение воды через устьица происходит очень медленно, и у многих растений начинается гуттация - выделение капельно-жидкой воды через особые образования - гидатоды. Гуттация в листьях, как и поглощение почвенного раствора корнем, является энергозатратным процессом. Почему растение в условиях высокой влажности воздуха не стремится избежать гуттации, например, снизив поглощение воды в корнях?

7. Какие общие приспособления свойственны многоклеточным животным, обитающим в почве?

8. В популяции людей одного города в период между 1928 и 1942 гг. родилось 26 тыс. детей, из которых 11 были больны талассемией (анемия Кули), наследуемой по рецессивному типу (двухаллельная система). Определите частоту рецессивного аллеля и генотипическую структуру популяции.

9. Как изменилась бы работа сердца человека, если бы гемоглобин был бы растворен в крови?

11 КЛАСС

1. Какие беспозвоночные используют фильтрацию как механизм питания, и на основе каких структур у них сформировались фильтрующие аппараты? Какие общие черты свойственны всем животным-фильтраторам?

2. Вновь возникающие мутации чаще всего бывают рецессивными, а по своему влиянию на приспособленность - вредными (снижают приспособленность). Как Вы думаете, почему это происходит?

3. Красный цвет венчиков цветков астры, помещенных в колбу с аммиаком, изменится. Назовите цвет цветков после воздействия аммиака и объясните механизм изменения. У всех ли растений с красными цветами будут наблюдаться такие изменения?

4. Развитие планктонных водорослей может лимитироваться биогенами, прежде всего азотом и фосфором. Придумайте схему эксперимента, который позволит определить, чем в данных конкретных условиях лимитируются водоросли - азотом или фосфором. (Исходите из того, что лимитирующий фактор только один - либо азот, либо фосфор.)

5. У животного в ответ на раздражение рецепторов кожи возникает двигательный рефлекс, который исчезает после введения препарата Х, однако при прямой стимуляции мышца сокращается. Как может действовать этот препарат? Придумайте схему эксперимента, которая сможет точно ответить на этот вопрос.

6. Для многих млекопитающих характерно оставление на различных предметах запаховых меток: различных экскретов и секретов специализированных кожных желез. Зачастую это сопровождается значительными затратами времени и энергии. Каковы функции такого поведения?

7. При повышенной влажности испарение воды через устьица происходит очень медленно, и у многих растений начинается гуттация - выделение капельно-жидкой воды через особые образования - гидатоды. Гуттация в листьях, как и поглощение почвенного раствора корнем, является энергозатратным процессом. Почему растение в условиях высокой влажности воздуха не стремится избежать гуттации, например, снизив поглощение воды в корнях?

8. Какие общие приспособления свойственны многоклеточным животным, обитающим в почве?

9. В популяции людей одного города в период между 1928 и 1942 гг. родилось 26 тыс. детей, из которых 11 были больны талассемией (анемия Кули), наследуемой по рецессивному типу (двухаллельная система). Определите частоту рецессивного аллеля и генотипическую структуру популяции.

10. Как изменилась бы работа сердца человека, если бы гемоглобин был бы растворен в крови?

11. При болезни Паркинсона в отделе мозга под названием «черная субстанция» существенно увеличивается концентрация активных форм кислорода, которые способны модифицировать ДНК и таким образом вызывать мутации. Объясните, пожалуйста, почему количество дефектных (мутантных) белков, кодируемых геномом митохондрий, в «черной субстанции» значительно больше, чем белков, кодируемых ядерным геномом.

Ответ.

Причины этого кроются в различиях ядерного и митохондриального геномов. Ядерный геном диплоидный, в тоже время в клетке существует большое число митохондрий (около 1000) несущих независимо существующие копии митохондриальной ДНК. Поэтому мутации в геноме одних митохондрий не приводят к нарушению функционирования других (клетка сохраняет нормальную жизнеспособность при повреждении 10% митохондрий), а мутантные белки в повреждённых митохондриях накапливаются. Повреждение же ядерных генов часто приводит к гибели клетки, а следовательно, мутантные белки не будут накапливаться.

Важным фактором является то, что в ядре лишь около 2% ДНК кодирует белки, то есть вероятность попадания мутации в белок равна приблизительно 1/50. В митохондриях же эта вероятность более 50%, так как почти вся ДНК в них кодирует белки или РНК. В митохондриях система репарации имеет более низкую эффективность, чем в ядре клетки, в связи с этим больше вероятность фиксации мутаций.

12. По мнению некоторых исследователей, на задних конечностях современных амфибий насчитывается не по пять, а по шесть пальцев. Дополнительный палец образует так называемый внутренний пяточный бугор. Он хорошо выражен у жаб и чесночниц и слабее развит у лягушек. Как вы думаете, для чего может быть полезен лишний палец этим животным?

Ответ:

У ископаемых амфибий известны конечности с более чем пятью пальцами. Шестой палец у современных амфибий, на самом деле предпервый палец -хрящевой. Он образует внутренний пяточный бугор - своеобразный каблучок на пятке для упора о твёрдую поверхность при хождении. Поэтому он сильнее выражен у более сухопутных обитателей, таких как жабы и чесночницы. При плавании в воде, как например у лягушек, он не нужен. Кроме того, крупный пяточный бугор используется амфибиями при рытье нор задними конечностями, например у чесночниц и их североамериканских аналогов - лопатоногов. Закапываются они при этом задом наперёд.

13. В практике сельского хозяйства для повышения урожайности перед посевом озимой ржи на новом поле первые два года сажают клевер, а непосредственно в год перед посевом поле перепахивается и ничем не засевается. В чем смысл подобной смены культур. Изменится ли скорость роста клевера на данном поле, если его не перепахивать и оставить под этой культурой в течение нескольких лет.

Ответ:

У клевера, как и у других бобовых, на корнях имеются клубеньки, в которых обитают симбиотические азотфиксирующие бактерии. Поэтому выращивание клевера обогащает почву азотом. Перепахивание участка в год перед посевом ржи приводит к тому, что зелёная масса клевера попадает в почву и там перегнивает, дополнительно обогащая её. Кроме того, это запахивание уменьшает количество сорняков, растущих на поле. Если клевер оставить на поле на больший срок, произойдёт его вытеснение другими растениями. Дело в том, что бобовые затрачивают на азотфиксацию значительную часть энергии, полученной ими в результате фотосинтеза. Пока в почве мало азота, они имеют явное преимущество перед другими растениями. Как только за счёт деятельности клевера почва обогатится азотом, другие растения, например, злаки, не затрачивающие энергию на азотфиксацию и поэтому быстрее растущие, начнут вытеснять клевер.