В тексте пропущены некоторые термины.

На планете началась пандемия нового вируса. Создание вакцины осложняет его высокая изменчивость. Ученые всего мира разгадывали секрет этого вируса. Выяснилось, что вирус состоит из 1) капсида из нескольких типов __А__, 2) наследственного материала, представленного несколькими молекулами __Б__ и 3) нескольких ферментов, среди которых есть обратная транскриптаза. Высокая изменчивость вызвана __В__ наследственного материала, что приводит к изменению структуры капсида. (6 баллов)

Выберите из списка ниже те термины, которые надо вставить в пропуски, обозначенные А, Б, В.
1. ДНК	3. углеводы	5. белки	7. трансляция	9. хромосомная перестройка
2. РНК	4. липиды	6. ядро	8. репарация	10. мутация

Ответ. А – 5, Б – 2, В – 10

Наследственный материал РНК, а не ДНК, поскольку у вируса есть обратная транскриптаза.

4. К какому отряду вы бы отнесли членистоногих, изображенных на рисунках, и по каким признакам? (15 баллов) Система оценки: По 1 баллу за отряд и по 2 за обоснование\	1
		Раки-богомолы / Ротоногие
		Есть брюшные ноги с жабрами, что характерно для высших раков, передние конечности хватательные
2	3	4	5
Клещи	Полужесткокрылые	Сенокосцы	Двукрылые
4 пары ног, слитное с головой тело	3 пары ног, значит насекомые, полужесткие крылья, голова характерная для клопов, не торчит никаких челюстей, что может навести на мысль о колюще-сосущем ротовом аппарате	4 пары длинных ног, сегментированное брюшко, голова слитная с брюшком	3 пары ног, одна пара крыльев

5. Назовите отряды млекопитающих, черепа которых изображены на рисунках. Какие особенности строения зубов характерны для данных представителей этих отрядов? (12 баллов)Ответ: 1. Отряд непарнокопытные – резцы и клыки (небольшие) есть в верхней и нижней челюсти. 2. Отряд парнокопытные – в верхней челюсти нет ни резцов, ни клыков. Резцы есть только на нижней челюсти. 3. Отряд грызуны – нет клыков, резцы самозатачивающиеся, растут в течение всей жизни. 4. Отряд хоботные – клыков нет, резцы есть только в верхней челюсти, видоизменены в бивни. Система оценки: 1б – отряд, 2 б – объяснение

6. Все показанные на рисунке молекулы синтезируются по матричному принципу. Заполните рисунок: покажите стрелками направления матричных синтезов, в которых образуются эти молекулы. Возле каждой стрелки подпишите название соответствующего синтеза. (6 баллов)
Возможны и стрелки, показывающие обратную транскрипцию и репликацию РНК, но это не универсальные процессы, поэтому за них дополнительные баллы не даются, хотя и ошибкой они не являются. Ошибкой являются стрелки, идущие от белка (запрещенные синтезы) и от ДНК к белку, за них по 1 баллу снимается

7. Сопоставьте структурный уровень белка и типы взаимодействий, участвующих в его поддержании. (8 баллов)

Уровень структуры белка	Тип взаимодействий
1. Первичная	3. Третичная	А. ковалентные связи	В. водородные связи
2. Вторичная	4. Четвертичная	Б. ионные взаимодействия	Г. гидрофобные взаимодействия

Ответ: 1-А, 2- В, 3 – А, Б, В, Г 4-А,Б, В, Г

Часть 3. Задачи.

1. Почему хвощи и папоротники выживают в растительных сообществах, несмотря на гибель огромного количества спор? (4 балла)

Ответ. Потому что размножаются вегетативно (2 б) с помощью корневищ. (2 б)

2. Почему для борьбы с крысами используют не мощные быстродействующие яды, а вещества, нарушающие работу системы сворачивания крови? (6 баллов)

Ответ. Крысы очень умны, если одни особи видят, что их сородичи погибают, съев приманку, они не прикоснутся к ней. (2б) А нарушение свертываемости крови сразу не проявляется (2б). Но когда крысы подерутся, то небольшие ранки приводят к большим кровопотерям и смерти (2б).

3. У Шерлока Холмса новое дело, в ходе которого произошла кража фамильных драгоценностей. Грабитель не оставил никаких улик, лишь несколько капель крови. Известный детектив знает, как разгадать загадку, потому что грабитель один из четырех друзей, причем все они имеют разную группу крови. Наудачу у доктора Ватсона при себе оказался набор сывороток всех четырех групп крови. Помогите Холмсу найти вора.

Заполните таблицу групп крови, с указанием антигенов эритроцитов (агглютиногенов) и антител плазмы крови (агглютининов).. Объясните, как определить группу крови грабителя. (8 баллов)

Ответ. Заполненная таблица – 4 балла

Группа крови	Эритроциты	Плазма или сыворотка
агглютиногены А, В	агглютинины α, β
I	–	α, β
II	A	β
III	B	α
IV	AB	–

Система оценки таблицы: 2 балла за каждый верно заполненный столбец. Если одна ошибка (перестановка букв между двумя группами крови) – то 1 балл Как определить группу крови грабителя – 4 балла

Если агглютинация не происходит со всеми сыворотками, то группа крови I. Если агглютинация с сывороткой I, III групп крови, то это II группа крови. Если с сыворотками I, II, то III. И если агглютинация происходит со всеми группами крови, кроме IV, значит это IV группа крови.

4. У плодовой мушки Drosophila melanogaster недостаток пищи у личинки приводит к резкому уменьшению размера тела взрослых мух (в два и более раза). Но описан и рецессивный ген d (diminutive), находящийся в аутосоме и приводящий к такому же эффекту.

К вам в комнату залетела подозрительно маленькая муха. Как можно выяснить, это результат наличия аллеля d или голодания личинки? А может это вообще другой вид дрозофилы? Какие мухи Вам понадобятся для скрещивания, чтобы установить истину? (10 баллов)

Ответ.

1. Проверить видовую принадлежность можно, скрестив с мухами вида Drosophila melanogaster – если это другой вид, то потомки не получатся совсем или будут стерильны. 2 б за любой из этих ответов

2. Если потомки получатся, то надо определить генотип мухи – является ли он dd (генотип должен быть таким, поскольку в условии сказано, что ген рецессивный - 2 б за верно определенный генотип

(априори можно предположить, что это маловероятно: мутантные аллели генов в природе имеют слишком малую частоту, чтобы можно было найти по ним гомозиготу, но школьники этого не знают)

Определить генотип можно разными способами:

1) если под рукой имеется чистая линия dd, то скрестить с ней. – и если все потомство будет мелким – значит залетевшая муха тоже была dd.

2) скрестить между собой потомков F1, полученных от скрещивания с обычными мухами. Если исходная была dd, то все F1 будет гетерозиготами, а значит в F2 получим 3: 1.

3) потомков F1,скрестить на исходную муху. Это будет анализирующее скрещивание и расщепление 1: 1

Но при таких результатах скрещиваний 2 и 3 мы можем быть уверены только в том, что мелкий размер определяется каким-то рецессивным геном – но вовсе не обязательно это ген d, у дрозофилы могут быть и другие гены, вызывающие мелкий размер (за это рассуждение можно давать дополнительный балл, поскольку мало кто его приведет).

Если же в любом из скрещиваний 1 – 3 получатся только нормальные мухи – значит мелкий размер исследуемой мухи был вызван не генетическими причинами, а средой (недостатком питания личинки). – 4 б за любой из предложенных способов, если он описан правильно.

3. Во всех поставленных скрещиваниях важно следить, чтобы личинки питались нормально (исключить появление мелких мух по причине не генотипа, а недоедания) - 2 б

5. Какое расстояние нужно пробежать молодому человеку, чтобы сбросить 1 кг жира, если при беге в спокойном темпе (8 км/ч) его мышцы развивают суммарную мощность около 100 ккал/ч? Усредненная молекулярная масса жирных кислот в жировой ткани человека – 270 г/моль. При расщеплении одной такой молекулы жирной кислоты в митохондриях образуется примерно 140 молекул АТФ. Энергия гидролиза фосфодиэфирной связи – 7,5 ккал/моль. КПД мышц – 15%. (16 баллов)

Решение: 1 кг жира - это 1000/270=3,7 моль, при его расщеплении получаетсся 140*3,7 моль АТФ. 2 балла

При гидролизе это будет 140*3,7*7,5 = 3 885 ккал. 2 балла

За час молодой человек пробегает 8 км, при этом его мышцы развивиают мощность 100 ккал/ч, то есть на каждый км он затрачивает 12,5 ккал. 4 балла (тут нужно понимать, как связана скорость и мощность мышц)

12,5 ккал – это механическая работа, с учетом КПД в 15%, на ее осуществление мышцам потребуется 12,5/0,15 = 83,3 ккал, получаемых при гидролизе АТФ. 4 балла (тут нужно понимать, что за счет низкого КПД большая часть энергии АТФ рассеивается мышцами в тепло)

Итак, на каждый км мышцы затрачивают 83,3 ккал. Таким образом, чтобы потратить содержащиеся в 1 кг жира 3885 ккал, молодой человек должен пробежать со скоростью 8 км/ч 3885/83,3= 46,6 км 4 балла (нужно объединить полученные цифры и получить ответ)

В задаче не нужно учитывать, что первые 30 мин бега мышцами используется гликоген, потому что его запасы все равно восстанавливаются за счет жировых запасов, когда человек уже не бежит.

6. В новосибирском Институте цитологии и генетики около 50 лет назад был поставлен эксперимент по одомашниванию лисицы. В качестве исходной группы взяли животных со звероводческих ферм, где они, несмотря на много поколений жизни в неволе, сохраняли агрессивность к человеку. В ходе эксперимента лис тоже не приручали – их держали в клетках, а на опредленных этапах онтогенеза проводили оценку поведения. Использовался стандартный тест: исследователь предлагал лисятам корм с рук, пытался их погладить, взять. Животные в этой ситуации проявляют либо агрессию, либо страх, либо спокойствие и любопытство (попытки понюхать руку или даже дать к себе прикоснуться). Для размножения брали только животных последней группы. Количество особей, отбиравшихся для для размножения в каждом поколении, составляло не более 10% от всех протестированных щенков. Селекция оказалась эффективной: уже к шестому поколению появились лисы с поведением, напоминающим собак, радующиеся человеку, стремящиеся лизнуть его в лицо.

Попробуйте объяснить, почему эксперимент по одомашниванию был спланирован именно так. То есть, почему диких животных не приручали, как это делают дрессировщики? (10 баллов)

Ответ.

Это задача на понимание природы изменчивости, которая включает генетическую и модификационную (влияние среды). Как любой признак, поведение включает оба источника изменчивости. 2 балла за указание типов изменчивости.

В этом смысле приручение (фактор среды) сглаживает проявления агрессивности и увеличивает способность животного к контакту с человеком. (2 балла, если объяснено, как влияет приручение)

Казалось бы, если мы хотим добиться появления таких сособных к контакту животных, то надо его использовать. Но проблема в том, что изменения признака под влиянием среды не передаются по наследству. 2 балла за понимание ненаследуемости результата приручения

Поэтому следующее поколение надо будет приручать заново. Задача же эксперимента была как раз получить устойчиво наследуемое значение признака, а значит – выделить генетическую составляющую. В этой ситуации приручение только маскировало бы генетическую изменчивость, а значит, усложняло бы и удлиняло экрсперимент. – 4 балла, если понята цель эксперимента и из нее сделан этот вывод.