gazya.ru страница 1
скачать файл

X Международная дистанционная олимпиада «Эрудит»

Биология

9 класс

I тур

Рекомендуемые ответы


Ответ должен быть полным, аргументированным, логично выстроенным. Желательно использовать для ответа дополнительные источники информации и ссылаться на них.

Простое выдергивание абзацев, предложений из чужого текста и использование их в неизменном виде в вашем ответе не допустимо. За набор абзацев из чужих текстов, выдаваемых за свои мысли, ставится минимальный балл.



Задание №1 (до 20 баллов)

Из географии Вам хорошо известно, что река Енисей является одной из крупнейших рек мира: длина реки от места слияния Большого Енисея и Малого Енисея — 3487 км, от истоков Малого Енисея — 4287[6] км, от истоков Большого Енисея — 4092 (4123)[7] км. По площади бассейна (2580 тыс. км²) Енисей занимает 2-е место среди рек России (после Оби) и 7-е место среди рек мира.

Но, к сожалению, гордость Сибиряков – река Енисей не может похвастаться широко представленным разнообразием высшей водной растительности. Высшая водная растительность слабо развита в реке Енисей.
Вопросы:


  1. Что такое высшая водная растительность?

  2. Почему в реке Енисей высшая водная растительность слабо развита?

  3. Назовите причины, из-за которых в разных участках реки Енисей высшая водная растительность слабо развита?


Примерное содержание ответа:
Все растения по структурным и морфологическим особенностям делят на две большие группы: макрофиты и микрофиты.

Низшие растения (микрофиты) не имеют сложного анатомического строения, к ним относят примерно 10 видов водорослей, тело которых не расчленено на отделы.

Высшие водные растения (макрофиты) насчитывают около 300 видов. Здесь есть представители различных систематических групп: и мохообразные, и папоротникообразные, стоящие на наиболее низкой ступени развития; различные цветковые растения (нимфейные, лютиковые, колокольчиковые и сложноцветные). Макрофиты очень важны для водоемов, являются средой обитания для многих видов животных, субстратом для икрометания многих промысловых рыб, убежищем и местом нагула их молоди. Кроме того, они часто служат как индикаторы качества воды и удобрения.

Строение водных макрофитов специфично и имеет свои особенности: погруженные в воду макрофиты занимают больший объем, чем их общая масса, за счет длинных тонких стеблей и прозрачных листьев (как у рдестов) или расчлененных на мелкие нитевидные дольки (как у водяного лютика). В тканях макрофитов много воздухоносных полостей, губчатая ткань развита сильнее, чем столбчатая. У надводных растений, как правило, над поверхностью воды выступают не только стебель и соцветия, но и листья. К этой группе можно отнести камыш – Sciprus, тростник – Phragmites, рогоз – Typha, хвощ – Equisetum, частуху – Alisma, стрелолист – Sagittaria, водные злаки и другие. У надводных растений есть мощные корневища, поэтому для их закрепления необходимы особые свойства грунта. Они довольно быстро растут, и благодаря вегетативному размножению образуют густые заросли.

Есть среди макрофитов растения с плавающими листьями, которые корнями прикреплены ко дну водоема, но имеют листья и цветы, плавающие на поверхности воды. Это – рдест плавающий – Potamogeton natans с малозаметным соцветием, земноводная гречиха – Polygonum, кубышка – Nuphar, имеющая крупные желтые цветы, кувшинка – Nymphaea с плавающими белыми цветами. Но есть и другие, также имеющие контакт с грунтом, но целиком, кроме цветков, погруженные в воду. Это – рдесты (Potamogeton) – пронзеннолистный, блестящий, гребенчатый, курчавый; элодея – Elodea; уруть – Myriop-hyllum; водяная сосенка – Hippuris и другие; различные мхи – Fontinalis, Colliergon. Кроме того, в водоемах есть и свободноплавающие растения – это различные виды ряски (Limnea), лягушатник (Hydrocharis) и растения, которые плавают в толще воды: роголистник (Ceratophyllum); турча (HoHonia); пузырчатка (Utricularia) –растение-хищник. Телорез (Stratiotes) является переходным видом, стоящим между вышеперечисленными группами; он имеет колючие листья, собранные розеткой на стеблях и большую часть своей жизни проводит под водой, иногда выставляя листья на поверхность.
Особенности произрастания различных видов растений зависят от типа водоема. Скорость течения и прозрачность воды являются определяющими факторами. Енисей – быстрая и порожистая река. Для него характерны большие скорости течения вследствие большого уклона русла реки. В верховьях реки скорость течения достигает – 2-2,5 м/с. В районе Казачинского порога река суживается до полукилометра и за счет этого скорость течения достигает скорости горного потока – 5-7 м/с. Ближе к устью реки скорость течения снижается. На уровне Нижней Тунгуски ширина Енисея увеличивается до 3-5 км. и уклон русла становится невелик, течение здесь не превышает 0,24-0,25 м/с. В дельте и губе скорость течения продолжает падать и становится почти незаметной. А иногда, под влиянием сильных нагонных ветров, и, особенно, во время приливов течение может принимать обратное направление.

Такие условия характерны не только для Енисея. Именно поэтому в горных реках высшей водной растительности немного, так же обстоит дело и с многоводными реками, а в мелких речках с медленным течением для развития и роста высших водных растений условия являются оптимальными.

Во флоре быстротекущих рек с сильным течением, порогами и водопадами, в отличие от водоемов со стоячей водой, нет таких растений как осока, хвощ, стрелолист, частуха, телорез, так как их просто сносит течением, и они не могут хорошо закрепиться. Массовое развитие таких видов и расширение зоны прибрежных зарослей от береговой черты к руслу говорит о заболачивании водоема.

Если говорить о такой полноводной реке как Енисей с сильным течением, низкими температурами, преобладанием каменисто-галечных грунтов, то здесь высшая водная растительность в основном русле практически не встречается, получая преимущественное развитие только в боковых протоках, курьях, старицах, заливах и дельте. Это особенность гидрологического режима, характерная именно для Енисея. В низовьях Енисея, где значительные площади дна занимают илистые грунты и более спокойное течение, имеются более благоприятные условия для развития водорослей, но у этих растений более короткий период вегетации вследствие промерзания береговой зоны, что ограничивает их расселение и зарастание реки. Главная роль в водоеме среди всех известных для Енисея видов водных растений (23 вида) принадлежит рдестам. Их на сегодняшний день зарегистрировано 14 видов. А в верхнем и среднем течении Енисея растительность представлена в основном водорослями обрастания, что, на мой взгляд, как раз и подтверждает достаточно суровый характер реки.


Основные причины слаборазвитой высшей водной растительности мною уже были обозначены в предыдущих ответах на вопросы:


  1. Особый гидрологический режим реки: низкие температуры, высокая степень промерзания береговой зоны, и из-за этого замедление периодов роста и вегетации. Те растения, которые успевают вырасти и дать новое поколение за такое ограниченное время, имеют больше шансов для выживания, но таких видов очень мало.

  2. Особенности, связанные с рельефом местности, по которой протекает Енисей, формируют очень высокую скорость течения реки, особенно в верховьях и средней части. Более низкая скорость течения проявляется в боковых протоках, курьях, старицах, заливах и дельте. Так, на участок реки, отличающийся высокими скоростями потока, господством каменистых грунтов, приходится до 39% всей протяженности реки, а на долю низовьев, наиболее продуктивного участка, приходится только 19%, пойма развита слабо. Большая скорость течения и сопутствующая ей повышенная мутность воды тоже не способствуют закреплению макрофитов.

  3. Преобладание каменисто-галечных грунтов (до 95% от всей протяженности реки), которые не дают возможности для прочного закрепления растениям, например, имеющим развитую корневую систему. На участке от Ангары до Нижней Тунгуски значительные площади занимают песчано-галечные и песчаные грунты. От устья Нижней Тунгуски до Усть-Порта (Нижний Енисей) они заменяются илистыми, илисто-песчаными отложениями, занимающими огромные площади в дельте, губе и заливе. Чистые песчаные грунты сохраняются главным образом на прибрежных отмелях и повышенных участках дна. Для нормального произрастания макрофитов возможности получения качественного минерального питания в низовьях, где преобладают илистые грунты и более спокойное течение, гораздо выше.

  1. Немаловажным фактором является также прозрачность воды в Енисее. Она зависит от многих причин: время года, глубина, грунт и т.д. В верховьях реки из-за сильного течения прозрачность наименьшая (0,3-0,5 м), особенно весной после паводка. Ниже по течению прозрачность воды увеличивается, до 3 м, наиболее чистая вода в Енисее – осенью и зимой. Следует отметить, что прозрачность воды в верховьях реки меньше, чем в низовьях, из-за повышенного содержания в ней взвешенных частиц, связанного со значительной скоростью течения. В своих водах Енисей несет около 11 млн. тонн взвесей, река смывает с одного метра квадратного до 5 тонн взвешенных частиц в год. Конечно, высшим водным растениям тяжело приспособиться к таким условиям. Нет возможности закрепиться в грунте, нет и нормальной возможности питаться за счет энергии Солнца, так как процесс фотосинтеза возможен только на свету, а при высокой мутности воды, по-видимому, он идет очень неэффективно, не давая того питания, которое необходимо растениям.



Задание №2 (до 20 баллов)

Из курса зоологии Вам хорошо знакомы плодовые мушки рода Drosophila.



Вопросы:

  1. С какой целью самцы некоторых видов плодовых мушек Drosophila периодически отрыгивают особую питательную жидкость? Объясните причины и значение данного явления.

  2. Часто ли подобные явления встречаются в мире живой природы? Приведите примеры.

  3. Какой термин Вы предложили бы использовать для обозначения данного явления? Поясните почему.


Примерное содержание ответа:
Использование подарков различной природы в мире людей уже стало закономерностью, их дарят по разным причинам, но в основном, чтобы понравиться кому-либо или достичь каких-то важных целей.

Практика дарить «подарки» широко распространена и в мире животных. Так, самцы плодовых мушек Drosophila subobscura просто отрыгивают подарок в виде питательной жидкости для потенциальных любовниц. Шотландский ученый Майкл Ритчи, изучавший это явление, заявляет, что это очень смелый подарок, потому что самка по качеству этих «рвотных масс» сразу может догадаться, здоров ли ее будущий партнер или нет, может ли он дать качественное жизнеспособное потомство и помочь ей продолжить род.


Часто ли подобные явления встречаются в мире живой природы? Да, подобные явления не редкость в мире живой природы. Самцы южно-американских пауков вида Paratrechalea ornate оборачивают химическое вещество «феромон» шелковой паутиной. Подношение подталкивает самок принять их как продолжателей рода.

Самцы пауков-нянек Pisaura mirabilis, обитающие на травяных лугах Европы, также заворачивают в паутину подношения, но это могут быть не обязательно сладкие кусочки от их добычи, иногда самцы заворачивают в паутинку что попало, лишь бы успеть вовремя к периоду спаривания. Могут завернуть, например, высушенного муравья или кусочек подгнившего листочка, все что угодно, лишь бы самка приняла их подношение. Часто оно бывает самке совершенно не нужно. Такие «подарки» называют еще подарками-обманками.

Особенно изощренные подарки дарят своим самкам сверчки: сперматофоры, завернутые в съедобную желатиновую субстанцию, которая прикреплена к оболочке с семенной жидкостью самца. Иногда они делают очень много таких маленьких «пакетиков» специально, чтобы подольше рассматривать самку, оценивая ее в момент принятия подношения. Это может быть для них чревато нежелательными последствиями – заодно со съедобным подарком самка может съесть и самого дарителя.

Среди пернатых, например, у зимородков, тоже есть традиции привлечения самок. Чтобы соблазнить самку, самец должен дать ей рыбу, желательно не маленькую и повкуснее. Только тогда его старания оценят по достоинству.

А самцы шимпанзе дарят уже не рыбку, а подарок посущественнее – кусочек мяса.
Для данного явления больше всего подходит термин «брачный подарок», так как он предназначен для завоёвывания самок и дальнейшего их удерживания около себя, для обеспечения процесса спаривания.

Можно предложить и другой термин, чаще употребляемый в мире людей, а не животных – «свадебный подарок».



Задание №3 (до 20 баллов)

Учёным зоологам хорошо известны случаи, при которых резкие всплески численности особей в популяциях сопровождаются значительными спадами рождаемости. Это характерно для многих видов насекомых, грызунов и других быстро размножающихся животных.

В перенаселённых популяциях некоторых видов грызунов у беременных самок даже рассасываются эмбрионы, что естественно прекращает опасный всплеск численности. Очевидно, что для таких видов грызунов эта ситуация является очень хорошим механизмом, помогающим регулировать численность в популяциях.
Вопросы:


  1. Как смог такой механизм регуляции численности особей в популяциях вообще закрепиться с помощью естественного отбора? Ведь шансов оставить потомство больше у самок, не имеющих уникальную способность «рассасывать эмбрионы» в экстренных ситуациях.

  2. Объясните, как такой признак закрепился в процессе эволюции данных видов? Ведь закрепляются те признаки, которые дают преимущества.


Примерное содержание ответа:
Естественный отбор выбирает и закрепляет те признаки, которые полезны для будущего вида. Для некоторых видов грызунов такая ситуация является очень хорошим механизмом, помогающим регулировать численность в их популяциях, тем самым обеспечивая выживаемость популяции. Очевидно, что в основе таких механизмов лежат случайно возникшие мутации, давшие в будущем преимущества и закрепившиеся в наследственности. У грызунов при высокой плотности популяции возникают гормональные расстройства на почве стресса.
Данный механизм дает популяции преимущество, даже избыточное, с биологической точки зрения для выживания вида. Потомство не погибает от голода или действия других негативных факторов среды, оно просто не рождается. На него самки в критической ситуации не тратят жизненно важные ресурсы, тем самым повышая свои собственные шансы на выживание. Беременные самки в таких критических ситуациях рискуют погибнуть сами, рискуют родить нездоровое потомство. Более того, при наступлении благоприятных условий самки, избавившиеся от беременности, в критических условиях гораздо быстрее смогут восстановить силы и обзавестись потомством, т.к. их организмы будут менее истощены. Да и потомство у них в такой ситуации будет более здоровым и конкурентоспособным.

Задание №4 (до 20 баллов)

В природе существуют «живые организмы» особой формы, размножение которых происходит без участия нуклеиновых кислот. Среди них встречаются «заразные частицы», способные вызывать тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных, так называемые «медленные инфекции».


Вопросы:

  1. Как называется эта особая форма «живых организмов» - «заразных частиц»?

  2. Какие особенности у этой особой формы «живых организмов» имеет процесс размножения?

  3. На какие группы делится эта особая форма «заразных частиц» и как называются тяжелые заболевания, вызываемые ими?

  4. Какие существуют способы лечения инфекций, вызываемых этими «заразными частицами»?


Примерное содержание ответа:

Прионы — это единственные инфекционные агенты, размножение которых происходит без участия нуклеиновых кислот. Прионы являются разновидностью генетически кодируемого белка, обладающего аномальной трехмерной структурой, благодаря которой он способен напрямую катализировать структурное превращение гомологичного ему клеточного белка с нормальной структурой в себе подобный — прионный.


При попадании в здоровую клетку, патологический белок (прион) присоединяется к белку-мишени (клеточному белку с нормальной структурой), изменяет его нормальную конформацию (геометрическую форму упаковки, структуры) на прионовую аномальную. Прион катализирует переход нормального клеточного белка в прионную конформацию.

Накопление прионного белка в клетке сопровождается его агрегацией, образованием высокоупорядоченных фибрил (амилоидов), что, в конце концов, приводит к гибели клетки. Также прионовые белки способны покидать пределы клетки и проникать в соседние клетки, также вызывая их гибель.

Механизм спонтанного возникновения прионных инфекций не изучен полностью. Считается (но ещё не полностью доказано), что прионы образуются в результате ошибок в биосинтезе белков.

Человек может заразиться прионами, содержащимися в пище, так как они не разрушаются ферментами пищеварительного тракта. Беспрепятственно проникая через стенку тонкого кишечника, они в конечном итоге попадают в центральную нервную систему.


Классификация прионовых заболеваний основана на характере и особенностях возникновения болезней. В отличие от всех известных инфекционных заболеваний, прионные болезни человека могут возникать как:

  • инфекционные (приобретённые);

  • спорадические;

  • наследственные.

Таблица: Примеры прионовых заболеваний



Заболевание

Носитель

Название приона

PrPизоформа

Скрейпи

Овцы и козы

Прионскрейпи

OvPrPSc

Трансмиссивная энцефаломиопатия норок (ТЭН)

Норки

Прион ТЭН

MkPrPSc

Chronicwastingdisease (CWD)

Олени и лоси

CWD прион

MDePrPSc

Губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (ГЭКРС)

Коровы

Прион ГЭКРС

BovPrPSc

Губчатая энцефалопатия кошачьих (ГЭК)

Кошки

Прион ГЭК

FePrPSc

Губчатая энцефалопатия экзотических копытных (EUE)

Антилопы и большой куду

EUE прион

NyaPrPSc

Куру

Люди

Прион куру

HuPrPSc

Болезнь Крейтцфельдта-Якоба (БКЯ)

Люди

Прион БКЯ

HuPrPSc

(New) Variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD, nvCJD)

Люди

vCJDприон

HuPrPSc

Синдром Герстманна-Штройслера-Шейнкера (GSS)

Люди

GSS прион

HuPrPSc

Фатальная семейная бессонница (ФСБ)

Люди

Прион ФСБ



К тяжёлым заболеваниям относятся: болезнь Крейтцфельдта-Якоба, фатальная семейная бессонница, болезнь Куру, синдром Герстманна-Штройслера-Шейнкера, губчатая энцефалопатия человека, скрейпи овец.


В настоящее время прионные заболевания являются неизлечимыми и используют только предупредительные, профилактические меры. Учеными всех стран мира ведутся активные работы по поиску лекарств, способных обезвреживать прионы, но первые препараты, способные сократить прионные заражения уже появились. Это: Брефелдин A, блокаторы кальциевых каналов, амфотерицин, разветвленные полиамины, химические шапероны, фермент кератиназа, модифицированные ферменты протеазы.

Задание №5 (до 20 баллов)

Если у живой амёбы, рассматриваемой под микроскопом, аккуратно удалить ядро, амёба некоторое время будет продолжать передвигаться и питаться, но перестанет расти и размножаться.



Вопросы:

  1. Как можно объяснить такой результат эксперимента?

  2. Существуют ли подобные ситуации в природе, при которых клетки эукариот естественным образом лишают сами себя ядра? Если Вы решили сказать «ДА», то приведите аргументы в пользу своего ответа.


Примерное содержание ответа:
Ядро необходимо для обеспечения метаболических процессов (в первую очередь — для синтеза нуклеиновых кислот и белков), обеспечивающих рост и размножение клеток.

Поэтому амёба, лишённая ядра, некоторое время будет продолжать передвигаться и питаться, потому что какое-то время будут функционировать белки-ферменты, ранее синтезированные в клетке.

А вот роста и развития не будет (рост, как известно, сопровождается развитием, т. е. качественным изменением), так как для этого нужны вновь синтезированные белки. А это невозможно, т. к. отсутствует ядро, основная функция которого – координация и регуляция обмена веществ в клетке. Размножение также невозможно, т.к. в основе размножения лежит кариокинез – деление ядра, содержащего наследственную информацию, и передача наследственной информации себе подобным – редупликация и транскрипция ДНК.
У всех позвоночных, кроме млекопитающих, клетка эритроцита имеет ядро. У млекопитающих зрелые эритроциты ядер не имеют: они утрачиваются в процессе развития. На ранних стадиях развития эритроциты имеют ядро. Наличие ядра определяет процессы интенсивного роста и развития клетки. А редуцируется ядро для того, чтобы эритроцит приобрёл двояковогнутую форму, увеличив тем самым свою рабочую поверхность (способность транспортировать газы О2 и СО2).
Если ткани животных состоят только из живых клеток и межклеточного вещества, то растительные ткани могут содержать мёртвые клетки, которые иногда по численности даже превосходят живые. При этом мёртвые клетки (точнее их оболочки) зачастую выполняют основную функцию ткани, например, ксилема.

На ранних этапах развития весь зародыш растения состоит из меристем. Полярность меристематических клеток, которые детерминируются в клетке различных тканей, определяется разными факторами окружающей среды. Такие факторы могут иметь физическую природу (температура, свет, сила притяжения Земли) или химическую природу (ионы, фитогормоны и другие вещества, выделяемые микроокружением). Детерминация приводит к внутриклеточным химическим перестройкам, в результате чего клетка получает способность развиваться специализированно, т. е. морфологически дифференцироваться в специализированную клетку ткани, определённой детерминацией. В результате дифференцировки клетка приобретает окончательные размеры и форму, но утрачивает способность размножаться. Считаю, что митостатическое воздействие оказывает микроокружение (другие клетки). Склеренхима представляет собой второй тип механических тканей. В отличие от колленхимы, где все клетки живые, клеточные элементы склеренхимы мертвы. Они имеют очень толстые стенки, которые и выполняют механическую функцию. В процессе дифференциации данных клеток происходит чрезмерное утолщение оболочки, а значит, нарушается прямой и обратный транспорт веществ. В конечном итоге протопласт (в том числе и ядро) гибнет. Со временем оболочки клеток склеренхимы одревесневают.



Процесс разрушения протопласта в проводящих клетках ксилемы способен быстро (иногда в течение нескольких часов) отмирать. Этот процесс у расположенных поблизости клеток протекает очень согласованно. В цитоплазме появляется большое количество лизосом, они распадаются и находящиеся в них ферменты разрушают протопласт. При этом могут разрушаться поперечные стенки, а расположенные друг над другом цепочкой клетки образуют полый сосуд.

Если проводящие элементы ксилемы образованы мёртвыми клетками, то у флоэмы они в течение всего периода функционирования сохраняются живыми, хотя имеют сильно изменённый протопласт. Структура зрелых ситовидных клеток имеет ряд особенностей. Вакуоль отсутствует, в результате чего цитоплазма сильно разжижается, а ядро редуцируется (у покрытосеменных) или находится в сморщенном состоянии и функционально малоактивно. Зато рядом с ситовидной трубкой присутствует клетка-спутница, которая образуется в результате дифференциации вместе с ситовидной трубкой после митотического деления общей материнской клетки. Клетки-спутницы обеспечивают функциональную активность безъядерных ситовидных трубок. Они имеют более плотную цитоплазму с большим количеством активных митохондрий и полноценно функционирующее ядро. Связь с окружающими клетками ситовидных трубок осуществляется через хорошо развитый эндоплазматический ретикулум, который не только пронизывает цитоплазму, но и переходит в соседние клетки через поры ситовидных полей. Рибосомы и комплекс Гольджи также отсутствует, зато в изобилии встречаются хорошо развитые митохондрии и пластиды. Транспорт между клетками идёт через отверстия в клеточных оболочках.
скачать файл



Смотрите также:
X международная дистанционная олимпиада «Эрудит» Биология 9 класс I тур Рекомендуемые ответы
173.67kb.
2-ая Международная командная педагогическая олимпиада универсиада Итоговый тур
40.26kb.
Открытая олимпиада губернского лицея 08. 12. 13, Биология, 7-11 класс
50.73kb.
Ix дистанционная олимпиада по географии Республики Башкортостан
133.41kb.
Научно-издательский центр «Открытие» otkritieinfo ru Современная биология: вопросы и ответы материалы II международной научной конференции
1043.72kb.
Круглогодичная олимпиада по физике 8 класс 1 тур
11.32kb.
Дистанционная олимпиада по русскому языку среди учащихся 6 классов учреждений образования Минской области
36.34kb.
Дистанционная олимпиада школьников по экологии города Уфы «Столица для куницы»
60.7kb.
Всероссийская олимпиада по литературе — 2011 Школьный этап 7 класс
75.43kb.
Биология 8 класс. Задание №1. Выберите номера правильных утверждений
30.38kb.
Олимпиада по окружающему миру 2 класс
24.61kb.
Всероссийская олимпиада по русскому языку – 2010 9 класс Источник
113.63kb.