Часть 1. Химия жизни
1. Биологически важные химические элементы (14 баллов).) 9-11 вар Х По 1 б за клеточку.
| А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | К | Л | М | Н | О |
| S | B | Cu | K | Fe | I | Co | Na | F | P | Mn | Zn | Ca | Mg |
К сожалению, при верстке задания из списка элементов пропал иод. Поэтому под буквой Ж может быть иод либо написан, либо не написано ничего – в обоих случаях ставим 1 балл.
Если в Ж написан неправильный элемент, то за эту ячейку – 0 баллов.
. 2. Транспорт веществ через мембрану (20 баллов) 9-11
Вопрос 1. Отличия пассивного и активного транспорта. (5 баллов)
| Пассивный транспорт | Активный транспорт | Баллы за строку | |
| 1) | По градиенту концентрации. | Против градиента концентрации | 2 б |
| 2) | На пассивный не нужно затрат энергии. (Вытекает из п.1, но хорошо, если это укажут): | Идёт всегда с затратой энергии | 2 б |
| Также могут быть указаны менее значимые различия: | |||
| (2.1) Это может быть энергия АТФ или электрохимического градиента концентрации ионов Na+ или H+. | За любое из перечисленного в пунктах 2.1, 3, 4 – 1 балл. | ||
| 3) | Пассивный транспорт может быть без белков | Активный транспорт осуществляется только белками | |
| 4) | Может происходить простая диффузия или облегчённая | Диффузия невозможна |
Всего 5 баллов за первый вопрос.
Вопрос 2. (15 баллов)
| Транспорт | Тип | Вещества | Балл за кл с вещ | Примечание |
| 5 б за столбик (по 1б за кл) | 10 б за столбик – по 1б за верное вещество (баллы указаны в ячейках) За лишние вещества снимаем по 1б., но не ставим ниже нуля | |||
| Простая диффузия | Пассивный | Вода, кислород | 2 б | (Калий таким образом не транспортируется – только через каналы.) |
| Белок-симпорт | Активный | Na+ (глюкоза – за нее балл не даем и не снимаем) | 1 б | Глюкоза антипортом не переносится. Поэтому балл за нее не даем (но и не снимаем). |
| Белок-антипорт | Активный | Вода, Na+, К+ (глюкоза – за нее балл не даем и не снимаем) | 3 б | (Верным считать и наличие и отсутствие глюкозы в этом списке. Глюкоза пассивно переносится не каналами, а транспортёрами-унипортами, но это близко по функции к каналам.) |
| Белки-каналы | Пассивный | Вода, Na+, К+ (возможна и глюкоза) | 3 б | (Верным считать и наличие и отсутствие глюкозы в этом списке. Глюкоза пассивно переносится не каналами, а транспортёрами-унипортами, но это близко по функции к каналам.) |
| Белки-насосы (АТФазы) | Активный | Na+, К+ | 2 б |
3. Цветная кровь (18 баллов). По 1 б за ячейку 9-11 вар Х
| Пигмент | Металл | Цвет оксигенированной крови | Представ. |
| Гемоглобин | Fe (железо) | Красный | Б |
| Гемоцианин | Cu (медь) | Голубой | В |
| Хлорокруорин | Fe (железо) | Зелёный (светло-красный в больших концентрациях) | Е |
| Пиннаглобин | Mn (марганец) | Коричневый | Г |
| Гемованадий | V (ванадий) | Бесцветный (светло-зелёный) | А |
| Гемэритрин | Fe (железо) | Фиолетовый | Д |
В скобках – возможная вариация ответа (и то, и другое правильно). По 1 б за ячейку, всего 18 б.
4*. Наследование цвета крови у цвергов (24 балла). 9-11 вар Х Только для 11 класса
| А. Запишите в генетических символах, как определяется цвет крови (соответствие генотип → фенотип) – 6 баллов | Генотип: | Фенотип: |
| R_ _ _ (может быть записано как А_B_ и А_ bb) | красная кровь | |
| rr B_ | синяя кровь | |
| rr bb | леталь |
По 1 б за каждую ячейку с генотипами и правильным фенотипом напротив соответствующего генотипа.
Всего 6 баллов за табличку генотип-фенотип.
Б. Заполните схему скрещиваний
|
Примечание после проверки Новосибирска: Многие не пишут в частотах ¼, а сразу по 1/3, даже не упоминая класс rr bb.
Если класс вообще не упомянут в схеме скрещиваний или объяснениях к ней – снимаем 4 балла от максимального за схему скрещиваний. Если он упомянут, но не указана его частота – снимаем 2 балла
Если перепутаны цвет крови Грега и Бьорк – это признак списывания ответа с варианта для Сибири. В этом случае – 0 баллов за задачу.
Часть 2. Моря и океаны
5. Морские водоросли (16 баллов). 9-11 вар Х
| Хар-ка | Группа водорослей | Хар-ка | Группа водорослей | Планктон: | ||
| А | Бурые | Е | Динофитовые | Динофитовые, Диатомовые, Гаптофитовые (3 б) | ||
| Б | Диатомовые | Ж | Красные | |||
| В | Диатомовые | З | Бурые | Бентос: | ||
| Г | Красные | И | Гаптофитовые | Бурые, Красные, Ульвовые (3 б) | ||
| Д | Ульвовые | К | Динофитовые | |||
| По 1 б за клетку | По 1 б за клетку | За лишние водоросли в этом столбце по 1 б снимаем. | ||||
| Если в ячейке напротив буквы написано несколько водорослей – то 0 баллов за ячейку. |
Ответ на задачу 6 «На глубине» дальше, после задачи 10.
7. Чёрные курильщики (25 баллов). 9-11 вар Х
| Типы животных | Представители | Баллы за вопрос | ||
| Кольчатые черви (Аннелиды) | вестиментиферы | 9 б (По 1 б за верно опредленный тип каждого из десяти представителей) Т.е. все 10 представителей должны быть распределены правильно по типам | ||
| Моллюски | двустворчатые и осьминоги | |||
| Членистоногие | крабы, раки, креветки | |||
| Иглокожие | морские звёзды и офиуры | |||
| Хордовые | рыбы | |||
| Продуценты | Бактерии | 1 б | ||
| Реакция | Окисление сероводорода, сульфидов: 2Н2S + O2 = 2S + 2Н2O | (2 балла, если с реакцией, только 1 б. за название реакции) | ||
| Способ синтеза органики | Хемосинтез | 1 б | ||
| Питание вестиментифер | Переваривают бактерий (1 б), которые синтезируют органику в процессе хемосинтеза (1 б). Эти бактерии живут в организме червей (1 б) и получают из крови необходимые для хемосинтеза газы: (1 б) - сероводород, кислород, углекислый газ (1 б).. | Всего 5 баллов | ||
| Причина ярко-красной окраски | Обусловлено чрезмерно высоким содержанием гемоглобина в их крови, необходимым для доставки кислорода | 2 б | ||
| Составьте две пищевые цепи данной экосистемы | Здесь много вариантов, причём как пастбищных, так и детритных Пастбищная цепь начинается с бактерий, заканчивается осьминогом или рыбой | 3 б за одну цепь + 2 б за вторую | ||
К вопросу 7 Примеры пищевых цепей:
В конце цепи могут стоять бактерии-редуценты. За это баллы не добавляем и не снимаем.
8. Морские болезни (20 баллов). 9-11 вар Х
| Заболевание | Симптомы | Лече-ние | Причина |
| Анизакидоз | В | Паразитирование личиночной стадии нематоды семейства Анизакис (1 б), при поедании морской рыбы и водных беспозвоночных (1 б) | |
| Кессонная болезнь | Д | Быстрое понижение давления вдыхаемой газовой смеси (1 б), в результате которого газы, растворённые в крови и тканях организма, начинают выделяться в виде пузырьков (1 б). | |
| Кинетоз | Б | Воздействие на вестибулярный аппарат (1 б) из-за монотонных колебаний (1 б) | |
| Кишечная инфекция | А | Отравление водой (1 б), где обитают различные микроорганизмы (1 б) | |
| Нефролитиаз | Г | Обильное питьё морской воды (1 б) (избыток солей) (1 б) |
По 1 б за цифры и буквы и по 2 б за причины. Всего 20 баллов.
Часть 3. #10yearschallenge
9. Деревья (12 баллов). 9-11 вар Х.
Вопрос 1. Как называется слой клеток, за счёт деления которых происходит рост стебля в ширину?
Вопрос 2. К какому типу тканей растений относится этот слой клеток?
Вопрос 3. Между какими тканями располагается этот слой клеток? (В бланке ответов название внутреннего слоя запишите в графу 3-1, а внешнего - в графу 3-2).
Вопрос 4. У какого класса растений рассматриваемый слой клеток может отсутствовать?
Вопрос 5. К какому отделу относится этот класс растений?
Вопрос 6. Опишите, по какой причине мы можем наблюдать на всех годичных кольцах более плотные и менее плотные участки?
Вопрос 7. От каких факторов может зависеть скорость образования годичных колец? Перечислите не менее трёх факторов
Вопрос 8. Укажите, какой буквой на рисунке Б обозначено местоположение слоя из вопроса 1.
| 1 (1 б) | 2 (1 б) | 3-1 (1 б) | 3-2 (1 б) | 4 (1 б) | 5 (1 б) | |||
| Камбий | Образовательная (Меристема) | Древесина (Ксилема) | Луб (Флоэма) | Однодольные | Покрытосеменные (Цветковые) | |||
| 6 (2 б) | Разная скорость роста (1 б) при разных условиях окружающей среды (например: в разные времена года – 1 б) | |||||||
| 7 (3 б) | Любые три из: количество солнечного света, концентрация CO2, качество почвы, температура окружающей среды, заражение паразитами (по 1 б за каждый из трёх факторов) | 8 (1 б) | Г | |||||
10. Теломеры (10 баллов). 9-11 вар Х
| На рисунке изображена хромосома человека, которая за десять лет стала короче вследствие недорепликации теломерных (концевых) участков. В теломерном районе хромосомы человека присутствует 360 нуклеотидов, состоящих из многократно повторённой последовательности длиной в 6 нуклеотидов. За каждый раунд репликации ДНК недореплицируется участок размером в один повтор (6 нуклеотидов). Ответьте на вопросы и приведите расчеты, обосновывающие ваш ответ. | 
|
Вопрос 1. Сколько нуклеотидов останется в теломерном участке хромосомы человека после 25 циклов репликации?
Вопрос 2. Сколько ещё раз может поделиться клетка человека, если критическим размером теломеры является фрагмент, равный примерно 13 теломерным повторам?
Вопрос 3. В некоторых клетках человека работает фермент теломераза. Он наращивает нуклеотиды на концах хромо-сом, вследствие чего они не укорачиваются. В каких клетках должен/ может содержаться этот фермент?
| Вопр. 1(3 б) | Решение: 360 – 25×6 (2 б – по 1 б за каждое действие) Ответ: 210 (1 б) |
| Вопр. 2(4 б) | Решение: (210 – 13×6) / 6 (3 б – по 1 б за каждое действие) Ответ: 22 (1 б) |
| Вопр. 3(3 б) | Половые клетки, стволовые клетки зародыша, раковые клетки (3 б) |
Если расчеты будут использовать другие числа (390 вместо 360) – это списывание с ответа варианта Сибири, 0 баллов за задачу, а возможно – и за всю работу (просмотреть и другие задачи с этой точки зрения)
6. На глубине (20 баллов). 9-11
Ответ на эту задачу дайте на свободном месте бланка. Оформите его в виде таблицы такого вида:
| Особенность условий | Адаптации | Биологическое значение для выживания |
Ответ:.
| Особенность | Адаптации | Биологическое значение для выживания |
| 1. Отсутствие или нехватка света 1б | 1-1. Адаптации глаз: большие телескопические глаза– повышение чувствительности к свету | Позволяют лучше различать предметы при плохом глубинном освещении. |
| 1-2. Развитие других органов чувств: обоняния, электрорецепции, ощущения давления | Позволяют ориентироваться в темноте | |
| 1-3. Способность к свечению (биолюминисценция), наличие светящихся органов – фотофоров | Ориентация в пространстве, поиск корма | |
| 2. Низкая температура воды 1б | 2-1. Повышение доли ненасыщенных жирных кислот в липидах клеточной мембраны | Обеспечивает текучесть мембран |
| 3. Большие пространства с низкой плотностью живых существ (низкая вероятность найти полового партнёра, найти добычу) 1б | 3-1. Способность к свечению (биолюминисценция), наличие светящихся органов – фотофоров | Привлечение половых партнеров); Привлечение добычи |
| 3-2.Паразитизм самцов на самках | Гарантированная передача наследственной информации следующим поколениям, не нужно затрачивать энергию на поиск партнера. (Самцы могут «прирастать» к самке и оплодотворять в нужный момент) | |
| 4. Скудные запасы пищи или её отсутствие 1б | 4-1. Адаптации пищеварительной системы: желудок живоглотов, способный растягиваться в несколько раз, огромные пасти многих хищных рыб (шарнирно сочленённые челюсти). 4-2. Специальные приспособления для ловли добычи (например, рыбы-удильщики с отростками-приманками, снабженными фотофорами) | Возможность проглатывать пищу целиком в условиях скудных запасов пищи – запас питательных веществ на длительное время Увеличивается вероятность получение пищи |
| 5. Высокое давление 1б | 5. Проницаемость тканей рыб | 5. При высоком давлении на глубине выравнивание давлений: внутри тела рыбы и окружающей среды. |
| 5 б за факторы | По 1 баллу | По1 баллу |
Возможно, кто-то напишет и о других адаптациях. Можно учитывать ответ, если он будет разумен. Но максимальный балл за задание не должен превышать 20.
11. Бактерии (23 балла) 9-11 вар Х
| На фотографиях – чашки Петри с бактериальным газоном, который должен покрывать всю площадь чашки (выглядит светло-серым). Белые кружочки – это диски, пропитанные разными антибиотиками. Вопрос 1. Какое свойство бактерии приобрели за эти 10 лет? Вопрос 2. Какой признак на чашке Петри свидетельствует об этом свойстве? Поясните. | 
| ||
Вопрос 3. Выберите заболевания, для лечения которых приобретённое свойство бактерий неважно. Объясните, почему.
Вопрос 4. Из каких организмов обычно выделяют природные антибиотики? | 
| ||
Вопрос 5. Существуют антибиотики, которые действуют избирательно на грамположительные и грамотрицательные бактерии. Какая клеточная структура имеет различное строение у этих бактерий? Группа β–лактамных антибиотиков (пенициллин, цефалоспорины) приводит к нарушению синтеза этой клеточной структуры. На какую группу бактерий (грам+ или грам–) в основном направлено действие этих антибиотиков? Почему?. Вопрос 6. Доза препарата зависит не только от эффективной действующей концентрации, но и от скорости выведения препарата из организма человека. На рисунке вы видите три графика, отражающих содержание антибиотиков в крови в зависимости от времени после их введения. Каждая кривая соответствует препаратам А, Б и В. С какой периодичностью следует принимать эти антибиотики? Ответ поясните.
Вопрос 7. Доза назначаемого препарата может значительно варьировать в зависимости от местоположения инфекционного процесса в организме. Предположите, в каком случае следует снизить дозу антибиотика: при лечении цистита или ангины, и почему?
ОТВЕТ
| 1(1 б) | Резистентность (устойчивость) к антибиотикам. |
| 2 (3 б) | Тёмные пятна вокруг дисков с антибиотиками – это участки, где отсутствует рост бактерий из-за действия антибиотика (1 б). На старой фотографии бактерии чувствительны ко всем антибиотикам (так как вокруг каждого диска нет бактерий) (1 б). На новой фотографии таких участков практически нет, зона отсутствия роста вокруг дисков с антибиотиками уменьшилась или пропала (1 б). |
| 3(7 б) | Б, В, Д, Ж (Г) (4 балла, за каждую лишнюю букву балл снимаем, до нуля) Это вирусные заболевания (1 б). *) Примечание к букве Г. Если добавлена буква Г и написано о дизентерийной амебе – за это балл не снижать. Если просто буква Г без объяснений – то балл за нее снимаем. Разные антибиотики подавляют синтез белка, нуклеиновых кислот, клеточной стенки и др. клеточные процессы (1 б, достаточно назвать любой механизм действия). На вирусы не действуют, так как у них нет собственного обмена веществ (или не синтезируются белки, или используется аппарат белкового синтеза клетки-хозяина и т.п.) (1 б) |
| 4(2 б) | Бактерии и грибы. (Растения не считать ошибкой, но балл не добавлять) |
| 5(до 4 б) | Клеточная стенка (1 б). Грам+ (1 балл), у них более толстая клеточная стенка (1 б). За более подробное описание особенностей строения клеточных покровов бактерий (наличие двойной мембраны у грам–) – ещё 1 балл. |
| 6(4 б) | Препарат А – раз в 3–4 часа (1 б), препарат Б – раз в сутки (от 20 часов считать верным) (1 б), препарат В – раз в 5 дней (1 б). Так как по окончании этого времени концентрация антибиотика в крови будет недостаточной для действия на бактерии.(1 балл). |
| 7(2 б) | При цистите (1 б). Если антибиотик выводится через почки, он будет накапливаться в них в большей концентрации, чем в кровотоке (1 б). |
12*. Популяция эльфов* (14 баллов) 11 вар Х Только для 11 класса
(часть текста задачи, без вступительных пояснений):
Для определения по ДНК наличия отбора и его типа используют такой показатель, как отношение доли несинонимических замен (dN) к доле синонимических (dS) – dN/dS. Доля рассчитывается как отношение числа наблюдаемых замен к числу потенциальных замен данного класса в нуклеотидной позиции.
Учёные получили следующие данные для исследуемого гена:
Ответьте на вопросы.
Вопрос 1. Что такое синонимические и несинонимические замены?
Вопрос 2. В каких позициях кодона чаще происходят замены того и другого типа?
Вопрос 3. Рассчитайте dN/dS для гена роста, приведя ход решения.
Вопрос 4. Предположите, какие значения dN/dS можно ожидать при наличии / отсутствии отбора и почему?
Вопрос 5. Какой вывод можно сделать из рассчитанного вами значения dN/dS?.
ОТВЕТ
| 1(3 б) | Синонимические не приводят к смене аминикислоты (1 б) возможны из-за вырожденности генетического кода (1 б). Несинонимические – приводят к смене аминокислоты или появлению СТОП-кодона (1 б). | |||||||||
| 2 (2 б) | Синонимические замены чаще всего происходят в третьем положении кодона. (1 б) Несинонимические – в первом и втором. (1 б) Примечание: Про вырожденность кода может быть написано либо в п.1 либо в п.2 – даем за это 1 балл один раз | |||||||||
| 3(3 б) |
| |||||||||
| 4(4 б) | Объяснение: Если отбора нет, то все мутации в данном белке (и синонимические и несинонимические) нейтральны, а значит должны закрепляться с одинаковой вероятностью и dN = dS, т.е. dN/dS = 1. (2 б) При отборе мутации меняющие АК будут сохраняться либо чаще, чем нейтральные (движущий отбор, dN > dS), либо же, наоборот – отметаться отбором (стабилизирующий, dN < dS), т.е. при любом типе отбора dN ≠ dS и соотношение будет больше или меньше 1. (1 б – если сказано просто про отбор. Если указана хотя бы одна конкретная форма отбора – движущий, например, то еще 1 б добавляем. Максимум за вопрос – 4 балла. | |||||||||
| 5(2 б) | Полученное значение (2) выше единицы. С учетом сказанного в ответе на вопрос 4, гипотеза о том, что действовал естественный отбор, подтверждается. (2 б) |
Если расчеты будут использовать другие числа – это списывание с ответа варианта Сибири, 0 баллов за задачу, а возможно – и за всю работу (просмотреть и другие задачи с этой точки зрения)