Олимпиады



Биологический ФАКУЛЬТЕТ

ПРАВИЛА

УЧАСТНИКАМ

ОТБОРОЧНЫЙ ЭТАП

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛЯ ПОБЕДИТЕЛЕЙ

УЧИТЕЛЯМ И РУКОВОДИТЕЛЯМ

ИСТОРИЯ

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

СМИ ОБ ОЛИМПИАДЕ

КОНТАКТЫ И ВОПРОСЫ УЧАСТНИКОВ

Главная / Олимпиада

Олимпиада школьников СПбГУ по биологии


САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО

ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

Общеобразовательный предмет: Биология

10-11 класс

2016-2017 учебный год

демонстрационная версия

eagle.jpg


ЗАДАНИЕ 1.(30 баллов)

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

 1. Считается, что хлоропласты растений произошли в процессе эволюции от цианобактерий, перешедших к жизни в цитоплазме гетеротрофной клетки. Какие из приведенных высказываний подтверждают эту теорию? 

a)      Хлоропласты содержат молекулы ДНК и рибосомы

b)      Механизмы фотосинтеза и состав фотосинтетических пигментов у цианобактерий и хлоропластов сходны

c)      Клетки цианобактерий и растений имеют клеточную стенку

d)      Хлоропласты воспроизводятся путем деления

e)      Гены, необходимые для обеспечения метаболизма хлоропластов, часто обнаруживаются в ядре клетки

 

2. Какие общие признаки и эволюционные тенденции характерны для животных, растений и грибов, ведущих паразитический образ жизни?

a)      Редукция или исчезновение некоторых структур, необходимых свободноживущим организмам

b)      Стремление уничтожить своего хозяина

c)      Повышение репродуктивного потенциала (плодовитости, рождаемости)

d)      Утрата пищеварительной системы

e)      Утрата некоторых метаболических путей

 

3. Если Вам понадобится найти папоротник, то Вы будете обращать внимание на растения, у которых

a)      Крупные листья

b)      Спорангии расположены на нижней стороне листа

c)      Нет корней

d)      Цветки мелкие и невзрачные

e)      В почве находится мощное корневище

 

4. К каким последствиям для структуры белковой молекулы может привести замена одного нуклеотида на другой, если этот нуклеотид занимает третье положение в кодоне?

a)      Первичная структура белка полностью изменится

b)      Изменится последовательность аминокислот, начиная с аминокислоты, соответствующей данному кодону

c)      Аминокислотная последовательность белка станет короче, так как образуется стоп-кодон

d)      Произойдет выпадение одной аминокислоты

e)      Первичная структура белка не изменится

 

5. Младенец, появившись на свет, должен адекватно реагировать на важнейшие для его жизни раздражители. Поэтому он уже обладает

a)      Глотательным рефлексом

b)      Хватательным рефлексом

c)      Сосательным рефлексом

d)      Поисковым рефлексом

e)      Зрачковым рефлексом

 

6. Молочнокислое брожение используется человеком в процессе производства многих продуктов, в том числе

a)      Столового уксуса

b)      Силоса

c)      Подсолнечного масла

d)      Кумыса

e)      Квашеной капусты

 

ЗАДАНИЕ 2. (5 баллов)

Внимательно прочитайте морфологическое описание растения. Выберите из перечисленных ниже таксономических групп те, к которым это растение может быть отнесено.

Среди этих растений встречаются длиннокорневищные, столонообразующие. Механизма вторичного утолщения стебля нет. Ветвление происходит в зоне кущения или в области соцветия. Стебли цилиндрические, членистые, в междоузлиях полые и называются соломинами. Листья очерёдные, двурядные, узкие, с незамкнутым влагалищем. На границе влагалища и пластинки находится плёнчатый язычок или ряд волосков.

Общие соцветия могут быть представлены колосьями, метёлками, колосовидными метелками (султан), кистями, початками. Цветки мелкие, ветро- или самоопыляемые. Цветок в типичном случае имеет нижнюю и верхнюю цветковые чешуи.

Большую часть единственного семени составляет эндосперм. Зародыш сравнительно небольшой, боковой.

Высшие растения

Покрытосеменные

Хвойные

Крестоцветные

Двудольные

Лилейные

Однодольные

Мятликовые

Голосеменные

Пырей


 


ЗАДАНИЕ 3. Работа с рисунками. (5 баллов)

В этом задании необходимо подписать рисунки или отмеченные элементы рисунков, заполнив соответствующие поля.

Укажите, к каким классам относятся животные, изображенные на рисунках

 

sample1.jpg

sample2.jpg

Класс: Земноводные

Класс: Насекомые

 

sample3.jpg

sample4.jpg

sample5.jpg

Класс: Хрящевые рыбы

Класс: Головоногие моллюски

Класс: Многощетинковые черви

 

ЗАДАНИЕ 4. Выполните биологический рисунок.(10 баллов)

Многие знают особенности строения растительной клетки, обеспечивающие её способность к фотосинтезу. А как устроена клетка фотосинтезирующей цианобактерии? Нарисуйте и подпишите основные структуры её клетки.

Рисунок должен содержать, как минимум, следующие нарисованные и подписанные элементы: клеточную стенку, плазмалемму (клеточную мембрану), цитоплазму, нуклеоид (кольцевую молекулу ДНК), тилакоиды (внутренние мембраны), рибосомы, а также газовые вакуоли.

sample6.jpg

 

ЗАДАНИЕ 5. Анализ рисунка (5 баллов)

Выберите все правильные характеристики объекта, представленного на фотографии, отметив их знаком "плюс" (+) в соответствующей ячейке таблицы.

1.

Обитатель водной среды

+

2.

Ведет прикрепленный образ жизни

+

3.

Относится к морским травам

 

4.

Относится к вторичноротым

 

5.

Это соцветия саговой пальмы

 

6.

Обладает радиальной (лучевой) симметрией

+

7.

Активный хищник, преследующий добычу

 

8.

Имеет стрекательные клетки

+

9.

Онтогенез включает подвижную расселительную стадию

+

10.

Для него характерно двойное оплодотворение

 



ЗАДАНИЕ 6. Работа с текстом.(5 баллов)

Перед Вами текст, содержащий биологические ошибки. Внимательно прочтите его, найдите ошибки и объясните, в чем они заключаются, заполнив свободные поля таблицы.

Отрывок из школьного сочинения:

«Приятно майским вечером прогуляться по опушке соснового леса: слышны звонкие и мелодичные песни черного дрозда и соловья, громко поет, сидя на ветке, бекас. Уже вылетели майские жуки, оставив шкурки-экзувии своих куколок в ближайшем озере, где обитали их личинки. Зацвели медуница, ветреница,  печеночница и можжевельник, яркие цветки которых не могут не радовать глаз натуралиста после долгой зимы. Вокруг – нега и спокойствие, хотя, конечно, приходится опасаться крупных комаров-долгоножек: они не только надоедают мне своим писком и укусами, но и могут переносить опасное заболевание – малярию. Впрочем, даже они не в состоянии испортить чудесный вечер…»

 
1.Бекас "поет" в полете при помощи хвостового оперения.
2.Личинки и куколки майского жука обитают в почве.
3.Можжевельник не может цвести, так как является голосеменным растением.
4.Комар долгоножка не кусается и не питается кровью.
5.Комар долгоножка не переносит малярию.

 

ЗАДАНИЕ 7. Работа с информацией.(10 баллов)

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

Фрагмент 1. В истории биосферы отмечено несколько массовых вымираний живых организмов. На границе ордовикского и силурийского периодов исчезли многие морские беспозвоночные (некоторые группы кораллов, членистоногих, плеченогих, иглокожих) и многие фитопланктонные организмы. Два массовых вымирания характерны для девонского периода, когда наибольшее изменение претерпел морской бентос и головоногие моллюски. Конец пермского периода ознаменовался беспрецедентным по своим масштабам массовым вымиранием морских и наземных животных. Два вымирания отмечены для мезозоя – на границе триасового и юрского периодов, когда вымирает большинство примитивных групп, переживших границу палозой-мезозой, а также в самом конце мелового периода, когда исчезли многие мезозойские группы беспозвоночных (например, аммониты, белемниты) и позвоночных (морские рептилии, динозавры) животных.

Фрагмент 2. Вымирание на границе пермского и триасового периода (т.е. на границе палеозоя и мезозоя) иногда называют величайшим массовым вымиранием всех времен. Пермское вымирание является одной из крупнейших биосферных катастроф в истории Земли, которое привело к исчезновению 96 % всех морских видов беспозвоночных и 70 % наземных видов позвоночных животных. Данная катастрофа стала единственным известным массовым вымиранием насекомых (вымерло около 57 % родов и 83 % видов). Для восстановления биосферы понадобилось гораздо больше времени, чем после любого другого массового вымирания.

 

sample7.jpg

 

Рисунок 1. Изменение количества родов морских животных в различные периоды. На графике серым цветом выделены периоды массовых вымираний и показано, сколько процентов родов вымерло.

 

1. Прочитайте фрагмент 1. Выберите правильные утверждения, основываясь на информации, изложенной в этом фрагменте:

 

a)      На границе ордовикского и силурийских периодов произошло вымирание многих фитопланктонных организмов.

b)      Вымирание на границе ордовикского и силурийского периодов затронуло как первичноротых, так и вторичноротых животных.

c)      В начале пермского периода случилось массовое вымирание морских и наземных животных.

d)      Для девонского периода характерны два массовых вымирания.

 

2. Прочитайте фрагмент 2. Выберите правильные утверждения, основываясь на информации, изложенной в этом фрагменте:

a)      Пермское вымирание было характерно только для морских животных.

b)      Данная биосферная катастрофа – первое из многих известных массовых вымираний насекомых.

c)      В конце пермского периода вымерло более половины видов наземных позвоночных.

d)      В результате пермского вымирания исчезло 96 % родов беспозвоночных.

 

3. Рассмотрите рисунок 1. На основании данных, приведенных на рисунке, выберите правильные утверждения:

a)      Разнообразие морских животных на родовом уровне в меловом периоде увеличивается.

b)      Наименьшее родовое разнообразие морских животных для мезозоя отмечено для границы триасового и юрского периодов.

c)      Количество родов морских животных в палеозое всегда меньше, чем в любом интервале мезозоя.

d)      Для начала кайнозоя массовых вымираний не отмечено.

 

4. Учитывая информацию, представленную в текстовых фрагментах и на рисунке, укажите правильные утверждения:

a) Одновременно с динозаврами исчезло 47% родов морских животных.

b) Первое массовое вымирание палеозойской эры произошло в кембрии.

c) Одновременно с появлением цветковых растений происходило массовое вымирание морских организмов.

d) Млекопитающие появились после последнего в истории Земли массового вымирания.

 

5. Основываясь на информации из текстовых фрагментов и данных, приведенных на Рисунке 1, укажите, в какие периоды не происходило массовых вымираний:

a)      Кембрий, силур, карбон, юра

b)      Кембрий, ордовик, пермь, мел 

c)      Кембрий, силур, карбон, мел

d)      Силур, девон, карбон, юра

ЗАДАНИЕ 8. (10 баллов)

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

У кошек окраска шерсти зависит от наличия клеток-меланоцитов, способных вырабатывать черный пигмент меланин. У обладателей доминантного аллеля W меланоциты в волосяных сумках отсутствуют, поэтому их шерсть оказывается совершенно белой, у гомозигот ww меланоциты имеются, и черный пигмент может вырабатываться. Другой ген, наследуемый независимо от первого, определяет распределение пигментов по длине волоса. У носителей доминантного аллеля этого гена (А-) волос имеет чередующиеся кольца черного и оранжевого пигмента, что придает им серую окраску. У гомозигот аа волос заполнен только черным пигментом, такие кошки, соответственно, черные. Какое расщепление по фенотипу следует ожидать у потомства, полученного при многократном скрещивании двух дигетерозиготных особей? Изменится ли это расщепление, если обе особи будут нести в гетерозиготном состоянии еще и аллель D, который в гомозиготе вызывает гибель эмбрионов на ранних стадиях развития? Данный ген наследуется независимо от первых двух, причем гетерозиготы Dd и гомозиготы dd жизнеспособны и не имеют видимого фенотипического проявления. Все гены – аутосомные.

Ответ.

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

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

Р: генотипы родительского поколения (согласно условию задачи)

WwAa

х

WwAa

Р: фенотипы родительского поколения

белые

белые

G (гаметы)

WA, Wa, wA, wa


WA, Wa, wA, wa

Решетка Пеннета:

Гаметы родителей

WA

Wa

wA

wa

WA

WWAA

белые

WWAa

белые

WwAA

белые

WwAa

белые

Wa

WWAa

белые

WWaa

белые

WwAa

белые

Wwaa

белые

wA

WwAA

белые

WwAa

белые

wwAA

серые

wwAa

серые

wa

WwAa

белые

Wwaa

белые

wwAa

серые

wwaa

черные

F1: генотипы потомства

W--- ; wwA- ; wwaa

F1: фенотипы потомства

белые : серые : черные

F1: соотношение фенотипических классов

12 : 3 : 1

2. Теперь представим, что обе скрещивающиеся особи несут аллели Dd. Как изменится решетка Пеннета? Каждая тригетерозиготная особь образует 8 типов гамет, и соответствующая таблица включает 8х8=64 ячейки. Однако, чтобы представить себе результат, рисовать такую огромную таблицу совершенно не обязательно. Согласно условию, эмбрионы ----DD нежизнеспособны и гибнут еще до рождения, соответствующих ячеек в таблице – 16, причем соотношение среди них такое же, как и в приведенной выше решетке. Оставшиеся ячейки соответствуют особям с той же окраской, что и в предыдущем случае, так как гены D и d на окраску не влияют. Кошки wwA--d будут серыми, wwaa-d - черными. Таким образом, ожидаемое соотношение фенотипических классов не изменится.

ЗАДАНИЕ 9. (10 баллов)

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

Когда говорят о полете у позвоночных животных, обычно сразу вспоминают про птиц, но воздушная стихия доступна не только им. Какие современные и вымершие позвоночные животные, способные к полету или к длительному планированию, Вам известны? Приведите как можно больше примеров из разных таксономических групп. Опишите разнообразие принципов и механизмов полета у этих животных.

 

Возможные ответы:

Из числа вымерших позвоночных к полету были способны птерозавры, а из современных – летучие мыши (отряд Рукокрылые). У птерозавров основой для кожистого крыла служит удлиненный палец. У летучих мышей крылья представляют собой кожные перепонки, натянутые между пальцами передних конечностей.

К планированию способны белки-летяги (отряд Грызуны), шерстокрылы (отряд Шерстокрылы), летучие рыбы, некоторые ящерицы и лягушки. У летяг и шерстокрылов между передними и задними конечностями имеется кожная складка, летучие рыбы планируют с помощью плавников, лягушки – конечностей, несущих перепонки между пальцами.

Возможны и другие варианты ответа.

 

ЗАДАНИЕ 10. (10 баллов)

Предложите возможные варианты исследования проблемы.

 Небольшое животное Trichoplax - единственный представитель типа Пластинчатых. Его часто считают примитивным организмом, может быть, даже самым примитивным многоклеточным животным на планете (см. рисунок). Действительно, его тело состоит из сравнительно небольшого числа клеток и не имеет органов и тканей, характерных для большинства многоклеточных животных. Тем не менее, есть и другая точка зрения, согласно которой трихоплакс – это вторично упрощенное трехслойное животное, возможно, даже чья-то неотеническая личинка. Ситуация осложнена тем, что эмбриональное развитие трихоплакса прослежено пока только на самых ранних стадиях. Как же выяснить, какая из двух точек зрения справедлива? Какие исследования следует для этого провести? Какие признаки трихоплакса, на Ваш взгляд, следует использовать в ходе исследования?

sample8.jpg

А

sample9.jpg

Б

Рисунок. А – Трихоплакс, ползущий по субстрату (вид с верхней стороны тела). Б – клеточный состав трихоплакса: фрагмент среза тела (все жгутики перерезаны недалеко от основания).

Ответ.

Действительно, почти все представители многоклеточных животных устроены сложнее трихоплакса. Вопрос состоит в следующем: является ли его простота исходной или же его предки были устроены сложнее и находились на более высокой ступеньке эволюции? Для этого надлежит выяснить, когда его предки отделились от общего ствола эволюционного древа многоклеточных - раньше предков всех ныне живущих групп или позже, чем хотя бы кто-то из них?

В основе таких исследований всегда лежит сравнительный анализ организмов из разных таксонов. При этом считается, что сходство означает родство, пока не доказано обратное. Какие признаки мы можем использовать в данном случае?

Для сравнения часто используют сравнительно-анатомические данные, но при этом хорошо бы иметь побольше всяких признаков. Увы, трихоплакс устроен крайне просто и в этом отношении дает мало информации. Хотя отсутствие черт, типичных для настоящих многоклеточных животных (настоящих тканей, органов), заставляет задуматься о сходстве трихоплакса с губками. По этой же причине малоинформативным окажется и сравнение с известными ископаемыми животными, тем более, что остатков трихоплакса науке неизвестно.

При «бедности» анатомических признаков особое значение имеют клеточные и внеклеточные структуры, например, строение жгутикового аппарата, межклеточные контакты, наличие базальной пластинки и прочих элементов внеклеточного матрикса, как и их химических компонентов.

Важную информацию может дать исследование эмбриогенеза, но это, применительно к трихоплаксу,  пока никому не удалось.

Таким образом, наиболее надежными оказываются молекулярно-биологические признаки. Среди них можно использовать следующие группы данных:

  • Данные о последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот -носителей наследственной информации, содержащихся в ядерном геноме клеток. После расхождения таксонов в их геномах начинают накапливаются различия, причем степень сходства пропорциональна степени родства и времени, прошедшему с момента дивергенции таксонов.
  • Данные о структуре митохондриальных ДНК: геном митохондрий несет другие гены и может использоваться в качестве еще одного независимого признака. К тому же митохондрии передаются только по материнской линии, так как сперматозоид в этих случаях передает в зиготу только свое ядро.
  • Данные о размере генома, по сравнению с другими таксонами.
  • Данные о наличии некоторых генов или иных участков ДНК, характерных для тех или иных групп животных.
  • Данные о наличии специфических белков, характерных для тех или иных групп животных, их аминокислотной последовательности.

Для получения этих данных необходимо изучить структуру генома трихоплакса («прочесть» нуклеотидную последовательность). Аналогичные данные о многих других животных уже существуют и хранятся в специальных базах данных, так что останется только сравнить их, используя специальные компьютерные программы. Если речь идет о белках, то можно получить к ним антитела и специфически выявить их комплексы, которые, например, будут светиться в специальном микроскопе.

Ответ может содержать и другие правильные элементы.


контакты       форум      карта сайта      почтовый сервер       управление

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