Боли в животе - Центр дополнительного образования
advertisement
ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ НА ВОПРОСЫ КОНКУРСНОЙ ВСТУПИТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО БИОЛОГИИ 6 КЛАСС Дорогой Друг! Предлагаем Вам ответы на задания конкурсной вступительной работы по биологии. Критерии оценок и максимальное количество баллов указаны отдельно по каждому вопросу. Всего за работу можно было получить 50 баллов. В этом году в конкурсе участвовало 23 школьника из Кировской области. Проходной балл на заочное обучение в ЦДООШ составил 11 баллов. 1. Согласно определению, корень – основной подземный орган растения, но у некоторых видов он отсутствует. Какие растения совсем не имеют корней и как они без них обходятся? Примерный ответ: Корень – подземный вегетативный орган растения, основной функцией которого является поглощение воды с растворенными в ней минеральными веществами. Исходя из этого, можно предположить, что корни не развиваются у растений, которые поглощают воду всей поверхностью своего тела. 2 балла Примером таких организмов являются все низшие растения, к которым относятся водоросли. 1 балл Из высших споровых растений – представители отдела Мохообразные. Ризоиды, которые развиваются у мхов, выполняют только функцию заякоривания растения. 2 балла Нет корней и у лишайников. Аналогично мхам у них развиваются ризоиды, которые располагаются на нижнем корковом слое. 2 балла У семенных растений корни развиты в той или иной степени в зависимости от места и условий обитания. Но есть исключения. Нет корней у некоторых вторичноводных растений – например, пузырчатки, вольфии бескорневой. 3 балла Разбалловка указана в тексте ответа. Максимальное количество – 10 баллов. 2. Узнав о том, что пикировка очень полезна для получения высокого урожая, Незнайка решил распикировать некоторые растения (огурец, картофель, лук, капуста, морковь, томаты), выращиваемые на своем огороде. Предположите, каким образом применение этого агротехнического приема отразиться на урожае Незнайки. Рассмотрите каждый случай в отдельности. Многие участники конкурса перепутали пикировку с пересаживанием растений, поэтому в целом результат по этому, совсем несложному вопросу оказался достаточно низким. Примерный ответ: Пикировка растений – это обрывание кончика главного корня при пересадке рассады овощей, при этом снимается его апикальное доминирование, что способствует образованию боковых корней. Пикировку рекомендуется проводить для двудольных растений, для которых характерно развитие стержневой корневой системы, но при этом не следует забывать об индивидуальных особенностях организма. Культуры Огурец Картофель Лук Объяснения Пикировку провести можно, но не нужно. Корневая система очень плохо переносит повреждения, растения долго приживаются, отстают в росте. 1) Пикировку сделать невозможно, если растение высаживается пророщенными клубнями, главный корень отсутствует, корневая система представлена многочисленными придаточными корнями. 2) Пикировка возможна и нужна при семенном размножении картофеля. Главный корень отсутствует, корневая система представлена многочисленными придаточными корнями, проведение пикировки нецелесообразно. 1 Главный корень есть, но растение плохо переносит его повреждение, отстает в росте, возможно появление грибковых заболеваний. Главный корень участвует в образовании корнеплода, его повреждение Морковь нецелесообразно. Пикировка главного корня стимулирует образование боковых и придаточных Томаты корней, что в итоге приведет к повышению урожайности. Критерии оценки: 3 балла – за пояснение пикировки, по 2 балла за объяснение использования пикировки в каждом конкретном случае. Максимальное количество – 15 баллов. Капуста 3. При приобретении нового растения необходимо поместить его в «карантинную зону». Аналогично следует поступать и с приобретенными аквариумными или террариумными животными. Почему следует соблюдать это правило? Примерный ответ: Приобретая новое растение, консультанты садового центра рекомендуют помещать питомца в карантинную зону, которой может являться изолированное помещение или емкость (в случае аквариумных рыбок, черепашек и др.). 1 балл Делать это необходимо, прежде всего, для того, чтобы обезопасить домашних питомцев от вредителей, бактерий которые можно принести в горшке с новым растением (или на поверхности покровов животных). 2 балла Также приобретенному организму необходимо адаптироваться к новым условиям. 2 балла Разбалловка указана в тексте ответа. Максимальное количество – 5 баллов. 4. Плоды растений, особенно сочные, являются источником многих полезных для человека веществ, с том числе сахаров, витаминов и минералов. Есть ли у растений вегетативные органы, аналогичные плодам в этом плане? Приведите примеры органов таких растений. Обоснуйте свой выбор. Примерный ответ: Кроме плодов человек часто использует в качестве пищевых объектов вегетативные органы растений: - корень (хрен). Придает хрену жгучий вкус гликозид синигрин, именно поэтому он является основой традиционной приправы – столового хрена; - корнеплоды (свекла очень богата бетанином, который стимулирует обменные процессы и укрепляет иммунитет; морковь – чемпион по содержанию альфа- и бетакаротина, которые заботятся о здоровье глаз, волос и кожи); - корневые шишки (корнеклубни батата имеют в своем составе много крахмала и сахара, благодаря чему растение называется в народе «сладким картофелем». Кроме того, растение богато белком, углеводами, витаминами В, С, РР, А, каротином, кальцием, фосфором, аскорбиновой кислотой, а так же он содержит железо, тиамин, рибофлавин); - почки (верхушечная гигантская почка белокочанной капусты, пазушные почки брюссельской капусты); - листья, содержащие различные полезные вещества (например, йод в шпинате, сахар в стевии, аскорбиновая кислота в луке, яблочная кислота в щавеле); - черешки листьев ревеня, которые содержат яблочную (2%), лимонную, янтарную, щавелевую и другие органические кислоты, пектиновые вещества (до 1,5%), танин и богаты витаминами С, В, каротином); - стебли спаржи содержат большое количество микроэлементов: цинк, калий, кальций, фосфор, железо и другие, а также в этом овоще содержится натуральный элемент селенит. генеративные органы растений: - соцветия (липа, цветная капуста, брокколи, мята). 2 Критерии оценки: по 1 баллу за каждый обоснованный пример. Максимальное количество – 10 баллов. 5. В садовых магазинах в продаже часто можно увидеть мицелий грибов. Какие грибы можно вырастить искусственно? Могут ли эти грибы произрастать в естественных условиях? Примерный ответ: Ответ следовало строить исходя из того, что искусственно могут выращиваться человеком только те шляпочные грибы, которые не образуют микоризы с другими растениями. 2 балла В магазины поступает в продажу чаще всего мицелий шампиньонов, вешенок, зимних опят, сморчков, японского гриба шнитаке, кольцевиков, трюфелей и др. 7 баллов Все перечисленные грибы могут произрастать в естественных условиях при наличии благоприятных условий. 1 балл Критерии оценки: обоснование выбора «искусственных» грибов – 2 балла; за каждый обоснованный пример по 1 баллу, произрастание в естественных условиях – 1 балл. Максимальное количество – 10 баллов. 7 КЛАСС Дорогой Друг! Предлагаем Вам ответы на задания конкурсной вступительной работы по биологии. Критерии оценок и максимальное количество баллов указаны отдельно по каждому вопросу. Всего за работу можно было получить 70 баллов. В этом году в конкурсе участвовало 47 школьников из Кировской области и других регионов России. Проходной балл в ЛМШ составил 29 баллов, на заочное обучение в ЦДООШ – 9 баллов. 6. У животных имеются полости тела: первичная и вторичная. Встречаются ли аналогичные полости у растений? Если, да, то для чего они нужны? Примерный ответ Первичная полость тела (схизоцель) – пространство между стенкой тела и кишечником у некоторых многоклеточных животных, в котором лежат внутренние органы. Схизоцель появляется у первичнополостных червей и характеризуется отсутствием собственной клеточной оболочки. Вторичная полость тела (целом), пространство между стенкой тела и внутренними органами; ограничено собственными эпителиальными оболочками и заполнено жидкостью. Примером целомических животных являются кольчатые черви, моллюски, членистоногие, иглокожие, хордовые и др. 3 балла Аналогичных животным полостей у растения нет. Есть полости, имеющие несколько иное происхождение и значение. (Если участник конкурса проводил логичную аналогию между функциями полостей тела животных и функциями тканей растений, такой ответ засчитывался). Типичный пример растений с полостью в середине стебля – соломина злаков. Кроме злаков полость развивается у льна и некоторых других растений. 2 балла Схизогенные и лизигенные вместилища образуются в ходе онтогенеза растений в разных его органах. Первые содержат чаще всего смолы, вторые содержат слизи и эфирные масла (защита от поедания и приспособление к перенесению неблагоприятных факторов). 4 балла Воздухоносные полости – крупные межклетники в аэренхиме органов многих водных и прибрежных растений. Служат для снабжения органов растения кислородом. 2 балла Могут появляться полости и у древесных растений в результате повреждения бактериями или жизнедеятельности патогенных грибов – разрушение сердцевины у осин. 3 балла Механические повреждения – дупла – результат работы дятлов, добывающих личинок короедов. 1 балл 3 Разбалловка указана в тексте ответа. Максимальное количество - 15 баллов. 7. Впервые зубы появляются у рыб, и в дальнейшем их развитие идет в направлении специализации захвата и перетирания пищи. Приведите примеры животных, которые используют зубы в других целях или совсем от них отказались. Почему? В природе существуют животные, которые могут совсем обходиться без зубов. Это связано, прежде всего, со способом добывания пищи и ее употреблением. Также немаловажное значение имеет образ жизни животного. Отсутствуют зубы у - Круглоротых, к которым относятся, например, миноги. Их ротовое отверстие представляет собой круглую воронку, усаженную роговыми зубцами и действующую как присоска. - Амфибий (жаб). Проталкивать пищу в ротовую полость помогают специальные мышцы глазных яблок. - Птиц. Редукция зубов привела к облегчению черепа, что является приспособлением к полету. Пища перетирается в желудке при помощи проглоченных камешков и роговых стенок самого желудка. - Беззубых китов. Питание осуществляется при помощи цедильного аппарата (многочисленные, свисающие с неба роговые пластины – китовые усы). - Муравьеда. Своим узким рылом этот зверь проникает во взломанные термитники и при помощи змееобразного языка слизывает насекомых. Непрожеванная пища перетирается в желудке при помощи проглоченных камешков и роговых стенок самого желудка. Многие животные помимо прямого предназначения зубов, используют их в других целях. - Оружие при брачных поединках. У самцов некоторых животных (слон, морж, нарвал) отдельные зубы (резцы) разрослись до гигантских размеров и превратились в бивни. - Для добывания пищи. У змей зубы сообщаются с ядовитой железой и используются для введения яда в организм жертвы. Из ящериц аналогичное использование у ядозуба. Только яд поступает у этого животного сначала в ротовую полость, а затем по бороздкам поднимается к вершинам зубов. Кабаны роют землю клыками в поисках съедобных корешков. - Защита. Оскаливание зубов хищными млекопитающими – отпугивание врагов, издавание звуков. - Как средство ухода за телом (очистка шерсти от паразитов – приматы). - Для строительства гнезд (бобры). - Для ухода за потомством (переносят свое потомство при помощи зубов кошачьи, крокодилы), у некоторых змей развивается специальный яйцевой зуб, при помощи которого они помогают появиться малышам из яйца, прорезая щель в оболочке. Критерии оценки: по 1 баллу за обоснованный пример отсутствия зубов и использования в иных целях; 3 балла за вывод – причину отсутствия зубов. Максимальное количество – 15 баллов. 8. Аркадий Фидлер в своей книге «Зов Амазонки» высказал занятную мысль: «Попадая в тропики, европеец счастлив два дня…». Продолжите мысль автора книги и поясните свои предположения. «Попадая в тропики, европеец счастлив два дня: в первый день, когда он восхищается всей красотой природы этого края, и в последний день, когда он, наконец, дожидается того, чтобы уехать оттуда». 3 балла Причины, по которым европеец торопиться покинуть тропики. В тропиках водится огромное количество животных, опасных для жизни человека (от термитов до ягуаров). 2 балла Высокая влажность способствует плохому заживанию полученных ран и их загниванию. 1 балл Можно «приобрести» букет тропических заболеваний, которые переносятся эктопаразитами. 2 балла 4 Некоторые растения могут не только вызвать повреждение, но ожоги и отравления. 2 балла Разбалловка указана в тексте ответа. Максимальное количество – 10 баллов. Комментарии: не оценивались ответы, в которых шло описание климата, который способствовал плохому самочувствию европейца. 9. Зима – неблагоприятное время года для многих организмов. Особенно сложно пережить это время года птицам, так как обмен веществ у них очень высокий, им требуется большое количество пищи, и питание должно быть регулярным. Люди стараются помочь птицам, делая кормушки. Но подкладывать корм нужно разный. Предложите различные варианты корма. Для каких птиц они будут предназначены? Почему рацион разных видов птиц сильно отличается? Ответ на этот вопрос можно было дать в двух вариантах: 1. Перечислить оседлых птиц с описанием вида корма, который они предпочитают, указать причины такого предпочтения; 2. Перечислить виды корма, указывая их пищевую ценность и привести примеры птиц, которые его могут поедать. Ниже приведен пример второго варианта. Если в ответах был приведен первый вариант, он оценивался аналогично второму. Примерный ответ: Рацион птиц будет зависеть от того в какую группу по типу питания они относятся, но также следует учитывать, что многие насекомоядные птицы, которые питались летом преимущественно насекомыми, зимой переходят на питание растительной пищей, что позволяет им благополучно перенести неблагоприятные условия. Ниже описаны основные корма, которые можно использовать в зимней подкормке. Некоторые орнитологи предлагают 75 процентов корма составлять из СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА. Они высококалорийны и являются важным энергетическим источником для многих мелких птиц. ПШЕНО, ПРОСО, ОВЕС, ПШЕНИЦА. Излюбленным кормом некоторых птиц являются семена различных растений, особенно злаков. Насыпав в кормушку пшено или овес, вы привлечете к ней воробьев, щеглов, зеленушек и других зерноядных птиц. Не стоит забывать, что голуби также с удовольствием склевывают любые зерна. САЛО, МЯСО. Эти продукты так же можно использовать для зимней подкормки птиц. Их очень любят синицы, поползни и некоторые другие виды птиц. Но стоит помнить, что птицам можно предлагать только несоленое сало или мясо. СУШЕНАЯ РЯБИНА И БОЯРЫШНИК. Ягоды рябины и боярышника привлекают самых красивых зимних посетителей кормушек – снегирей и свиристелей. Плоды нужно заготовить и высушить заранее, с осени. СЕМЕНА КЛЕНА И ЯСЕНЯ. Большая их часть облетает с деревьев осенью и становится недоступной для птиц. Крылатки собирают осенью и вывешивают на кормушки. Их любят поедать снегири, свиристели и некоторые другие посетители птичьих столовых. ШИШКИ, ЖЕЛУДИ, ОРЕХИ. Шишки служат основой зимнего рациона дятлов и клестов, а желуди и орехи – соек. ЗЕРНА КУКУРУЗЫ, СЕМЕНА АРБУЗА, ДЫНИ, ТЫКВЫ, СЕМЕНА СОРНЯКОВ – ЛЕБЕДЫ, КОНОПЛИ, КРАПИВЫ, ЧЕРТОПОЛОХА, РЕПЕЙНИКА. Семена конопли – самый универсальный корм, его любят все птицы (аналогично семенам подсолнечника очень калорийны). Семенами арбузов (лучше дробить) охотно питаются синицы и поползни. Семена дыни и тыквы едят тоже многие птицы. Семена лебеды охотно поедают многие зерноядные птицы. Лебеду срезают и хранят в виде веников. Зимой веники втыкают в снег около кормушки. Семена крапивы охотно едят большинство зерноядных птиц, а также синицы-лазорёвки. Семена репейника (лопуха) – основной корм щеглов. Семена конского щавеля и ясеня годятся только для снегирей. Ягоды рябины – любимая пища снегирей, свиристелей, щуров. Критерии оценки: по 2 балла за каждый вид корма с примерами поедающих его птиц; 3 балла за обоснование рациона птиц и смену питания в зависимости от сезона года. Максимальное количество – 20 баллов. 5 Комментарии: некоторые участники конкурса по мере написания ответа забывали о сути вопроса и перечисляли птиц перелетных, которых в зимний период у нас быть не может или хищных, которые никогда не прилетят кормиться в населенный пункт, т.к. являются очень осторожными птицами. Также усердно подкармливали ворон и галок, которые, по сути, являются полифагами и в дополнительной подкормке в зимний период особо не нуждаются. 10. Героями детских стихотворений очень часто являются животные. Авторы, зачастую увлекаясь их образами, допускают грубые биологические ошибки. Найдите их в предложенных стихотворениях. Ответ поясните. Белый северный олень Шел по тундре целый день, Ведь его пингвины Ждут на именины. (О. Корнеева) Желтые утята — Мокрые ребята — На реке играли, Крякали, ныряли. (О. Корнеева) Зайчишка-трусишка По лесу бежал, Морковку нашел, Капустку нашел. Сидит, грызет, Ай, кто-то идет! (фольклор) Примерный ответ: В перечисленных четверостишиях можно было обнаружить следующие биологические ошибки. 1. Летняя окраска меха диких оленей однотонная кофейно-бурая или серо-бурая. Бока шеи и подвес светлые. Зимняя окраска более изменчива, от довольно темной до почти белой, часто довольно пестрая, состоящая из светлых и темных участков. Олени и пингвины никогда не «найдут» друг друга, поскольку пингвины обитают на южном полюсе – в Антарктиде, а олени – на северном – в зоне тундр. 4 балла 2. Утята на самом деле могут иметь желтоватое оперение, но мокрыми их нельзя назвать, поскольку водоплавающие птицы (утки, гуси) имеют водоотталкивающее оперение, благодаря наличию копчиковой железы секретом которой птицы постоянно смазывают свой покров. 3 балла 3. Морковь и капуста выращиваются человеком на полях и огородах. В лесах, к сожалению, они не растут. При опасности зайцы могут очень отважно защищать как себя, переворачиваясь на спину и отбиваясь задними мощными лапами, так и детенышей уводя хищника от своего гнезда, поэтому трусишкой называть этих животных нельзя. 3 балла Разбалловка указана в тексте ответа. Максимальное количество – 10 баллов. 8 КЛАСС Дорогой Друг! Предлагаем Вам ответы на задания конкурсной вступительной работы по биологии. Критерии оценок и максимальное количество баллов указаны отдельно по каждому вопросу. Всего за работу можно было получить 80 баллов. В этом году в конкурсе участвовало 36 школьников из Кировской области и других регионов России. Проходной балл в ЛМШ составил 45 баллов, на заочное обучение в ЦДООШ – 13 баллов. 11. Образование колоний характерно для различных групп организмов. Причем у некоторых из них колония существует как неделимое целое, обладает морфологической и физиологической целостностью, а каждый член колонии представляет собой достаточно автономный организм. Приведите примеры таких колоний для видов, принадлежащих к разным систематическим группам. Почему этим организмам легче выжить в колонии, а не в одиночку? При внимательном чтении формулировки задания следовало обратить внимание на фразу «…колонии, обладающие морфологической и физиологической целостностью…», а это значит, что в ответе следовало рассматривать колониальные организмы, поэтому не оценивались ответы, в которых рассматривались колонии птиц и некоторых млекопитающих. Примерный ответ: Колониальные организмы – это организмы, которые при бесполом (вегетативном) размножении остаются соединенными с дочерним и последующими поколениями. 2 балла 6 Примерами таких организмов являются: - Бактерии Myxococcus xanthus, Teratobacter. Внешний вид миксобактерий напоминает многоклеточное червеобразное существо. Наблюдается четкая дифференциация бактерий по выполняемым функциям. 2 балла - Различные одноклеточные водоросли: сине-зеленые, зеленые, золотистые, желто-зеленые, диатомовые, пирофитовые, эвгленовые, вольвокс из подкласса Растительные жгутиконосцы. 3 балла - Животные некоторые радиолярии (тип Саркомастигофоры, подтип Саркодовые, класс Радиолярии), а также некоторые представители типа Инфузории; 2 балла многие губки (тип Губки); 3 балла сифонофоры (тип Кишечнополостные, класс Гидроидные, подкласс Сифонофоры), а также многие гидроидные и коралловые полипы, полипоидные поколения некоторых сцифоидных; 2 балла мшанки (тип Щупальцевые, класс Мшанки); 2 балла рабдоплевра (тип Полухордовые, класс Перистожаберные); 3 балла оболочники, сальпы и боченочники (тип Хордовые, подтип Личиночно-хордовые). 3 балла Отличительные особенности колониальных организмов От истинно многоклеточных организмов колониальные отличаются более низким уровнем целостности (например, на отдельные раздражители часто реагируют отдельные особи, а не вся колония как целое), а колониальные протисты – более низким уровнем дифференциации клеток. У многих высокоинтегрированных подвижных колоний (морские перья, сифонофоры и др.) уровень целостности достигает уровня единого организма, а отдельные особи играют роль органов колонии. У таких колоний имеется общая часть (стебель, ствол), которая не принадлежит ни одной из особей. Колониальные организмы имеют ряд преимуществ 3 балла: 1. Облегчается процесс добывания пищи; 2. Защита от хищников; 3. Экономия времени на поиск партнера при половом размножении. Разбалловка указана в тексте ответа. Максимальное количество – 25 баллов. Комментарии: принималась и аналогично основному определению оценивалась терминология Колониа́льный органи́зм – термин, который объединяет две группы организмов: 1. Организмы, состоящие из множества клеток, слабо дифференцированных и не разделенных на ткани; во многих случаях каждая такая клетка сохраняет способность к размножению (вольвоксовые зеленые водоросли Pandorina, Eudorine и др., многие виды сувоек и другие группы протистов). 2. Многоклеточные организмы, образующие колонии из нескольких особей, более или менее тесно связанных между собой, обычно имеющих одинаковый генотип и общий обмен веществ и системы регуляции. Среди животных к таким организмам относятся многие виды коралловых полипов, мшанок, губок и др. Как исключение из правил, принимался ответ про общественных насекомых, например, пчел. Ответы некоторых участников конкурса были очень обоснованные и объясняли не морфологическое, а физиологическое единство этих организмов. 12. Достаточно хорошо изучены приспособления к зимовке среди позвоночных животных. А как беспозвоночные животные переносят неблагоприятные условия? Примерный ответ: 1. Зимуют в виде цисты, которая переносит высыхание, низкие и высокие температуры (Саркомастигофоры, Инфузории); в виде оплодотворенного яйца, покрытого двумя оболочками – Кишечнополостные – гидра 1 балл. 2. В активном состоянии (в больших водоемах Простейшие, Моллюски, Ракообразные; в почве – личинка майского жука) 2 балла. 3. Диапауза, снижение процессов метаболизма на разных стадиях развития, прячутся в норки и среди растений (Плоские, Круглые черви, Членистоногие). 2 балла 7 3.1. Откладывают яйца, сами при этом погибают (Членистоногие, из насекомых – яблонная листоблошка) 1 балл. 3.2. В виде личинок (из Паукообразных – иксодовые клещи, из Насекомых – майские жуки, озимые совки) в коре деревьев, в почве 1 балл. 3.3. В виде куколок (Членистоногие – плодожорка, наездники) в почве, в растительных остатках, в коре деревьев 1 балл. 3.4. Взрослые особи уходят на зимовку, откладывают яйца, прячутся в укрытиях (Членистоногие – жуки, водомерки, гладыши) 1 балл. 4. Криобиоз – оцепенение в замерзшем субстрате (Кольчатые черви – дождевой червь, Круглые черви – почвенные нематоды) 3 балла. 5. Миграции, уход от неблагоприятных условий (Членистоногие – бабочки репейницы, монархи, божьи коровки) 3 балла. Разбалловка указана в тексте ответа. Максимальное количество – 15 баллов. Комментарии: некоторые участники в своих ответах уходили от вопроса и писали про защиту своих домиков, от хищников, личинок от голодания и т.д. Но в условии задачи конкретно описана ситуация о перенесении неблагоприятных условий связанных с зимовкой, поэтому ответы не отвечающие этому требованию, не оценивались. 13. Иногда боли в плече возникают из-за болезни не плеча, а сердца. Почему так происходит? Приведите другие примеры, когда болевые ощущения в одних органах «маскируют» заболевание (нарушение функции) в других. Примерный ответ: Часто у людей, которые жалуются на боль в сердце, на самом деле болит совсем другое. А сердечный приступ любит маскироваться под зубную боль или колики. Уместно в этом случае говорить об иррадиации. Иррадиация возбуждения (лат. irradio, irradiare – озарять, освещать) – распространение процесса возбуждения из одного участка ЦНС в другие. При иррадиации в процесс возбуждения вовлекаются соседние нервные клетки по отношению к группе клеток, непосредственно возбужденных пришедшими сигналами. Распространение происходит по ассоциативным нервным волокнам коры, которые соединяют рядом расположенные клетки. В иррадиации возбуждения могут участвовать также подкорковые образования и ретикулярная формация. Примеры подобных болей можно было сгруппировать по местам их локализации. Боли в животе Иногда под гастрит маскируются ишемическая болезнь сердца, стенокардия. Под гастрит или проблемы с сердцем иногда маскируется невралгия. Аппендицит тоже может вызывать боли в животе и иногда боль локализуется в области желудка. Боли в левой половине груди, отдающие в плечо, имитирующие сердечную боль. Обострение грудного остеохондроза, которое ведет к ущемлению нервных корешков, дает картину боли в сердце – кардиального синдрома. Но истинной причиной страданий при грудном остеохондрозе является напряжение мышц шеи и спины, вызванное стрессом или болью при ущемлении нервных корешков между деформированными дисками и позвонками. Если боль в области сердца появилась во время простуды, особенно с высокой температурой и осложнениями в виде бронхита, нужно сделать рентген грудной клетки. Возможно, воспаление с бронхов перекинулось на легочную ткань, а с нее – на наружную оболочку легких – плевру. В ней много нервных окончаний, поэтому плеврит всегда сопровождается сильной болью. Воспаление межреберных мышц тоже дает боль в левой половине груди. Приступы гастрита, панкреатита, обострение язвенной болезни желудка, печеночная колика иногда тоже похожи на сердечную боль. Зубная боль Может возникнуть при невралгии тройничного нерва, который отвечает за чувствительность лица. Боль, похожая на зубную, возникает при частых герпесах. 8 Кластерная головная боль, болевые ощущения возникают в верхней челюсти и похожи на проявление пульпита. При воспалении среднего уха начинаются болевые ощущения в области всей верхней челюсти. При гайморите боль переходит на верхнюю челюсть, это связано с тем, что корни зубов расположены близко с придаточными пазухами носа и при их воспалении бывает колющая, давящая и пульсирующая боль в нескольких зубах одновременно. При проблемах с сердцем зубная боль может развиться с левой стороны нижней челюсти. Если такие ощущения возникли после физической нагрузки, то, скорее всего это проявление стенокардии. Критерии оценки: 3 балла за пояснение механизма возникновения отраженной (иррадиирующей) боли, по 2 балла за каждый обоснованный пример. Комментарии: не оценивались ответы, в которых были описаны различные виды заболеваний. 14. Выполняя научно-исследовательскую работу по изучению состояния здоровья подростков 15-16 лет, Таня Е. и Никита Б. анализировали медицинские карты учащихся своих школ. Они определили средние показатели некоторых параметров и составили таблицу: Сила Показатели ЖЕЛ АД ЧСС Индекс массы тела кисти 31,8 кг 100/63 94,8 29,6 кг/м2 Средние значения 2561 мл Какие выводы должны сделать юные исследователи? Что они могут посоветовать подросткам, чтобы улучшить состояние своего здоровья? Примерный ответ: Показатели Значение Норма Вывод Профилактика ЖЕЛ (жизненная емкость легких) 2561 мл Мальчики – 3,3 л, Значение Девочки – 2,7 л нормы Средний показатель 3000-3800 мл Сила кисти 31,8 кг У мальчиков 39 кг, В пределах Продолжать тренировки у девочек – 22 кг нормы АД (артериальное давление) 100/63 мм. рт/ст 105/65-120/85 рт/ст ниже Больше уделить внимания физическим нагрузкам, заняться плаванием, бегом – видами спорта, позволяющими увеличить ЖЕЛ мм. Нижняя граница Контрастный нормы, начало прогулки на гипотонии воздухе ЧСС (частота 94,8 сердечных сокращений) 60-90 уд/мин Верхняя граница Больше внимания Средние показатели нормы, склонность к нагрузкам – 70-75 уд/мин тахикардии Индекс тела 18-25 кг/м2 массы 29,6 кг/м2 Превышение нормы, что коррелирует с низким показателем ЖЕЛ, чуть завышенной ЧСС душ, свежем уделить физическим Отрегулировать рацион питание, сделать его более низкокалорийным Чередовать физические нагрузки с умственной деятельностью 9 Критерии оценки: по каждому показателю: 1 балл за описание нормы и отклонение, 2 балла за вывод и профилактику. Максимальное количество – 15 баллов. 15 . В одной научной лаборатории ученые поставили серию экспериментов по влиянию жевательной резинки на память и мышление человека. По итогам экспериментов был сделан вывод: использование жевательной резинки во время чтения улучшает память. Основываясь на знаниях по физиологии высшей нервной деятельности, подтвердите или опровергните полученные результаты. Примерный ответ: Исследователи предполагают, что жевательная резинка может сделать человека умнее за счет улучшения памяти и мышления. В ходе теста по запоминанию слов было установлено, что при жевании резинки люди запоминали на 35% больше, чем без него. В то же время, ученые опровергли общераспространенное мнение, что жвачка помогает сосредоточиться. Ученые из Университета Нортумбрии в Великобритании не находят четкого объяснения тому, что под действием жвачки улучшается память, однако ведут исследования в двух направлениях. - Первая теория заключается в том, что жевание резинки повышает частоту сердечных сокращений, что обеспечивает повышение доставки кислорода и глюкозы к мозгу. - Согласно второй теории, жвачка вызывает повышенную продукцию инсулина, который стимулирует определенную часть мозга, ответственную за память. Как известно, одним из регуляторов памяти является гиппокамп – отдел мозга, расположенный в височном отделе полушарий мозга. Во время жевания происходит автоматическая выработка инсулина, т.к. организм готовиться к приему пищу. Выработанный инсулин возбуждает инсулиновые рецепторы, находящиеся в гиппокампе, стимулируя работу последнего, а значит, улучшая память. При этом информация из кратковременной памяти переходит в долговременную. Кроме этих теорий можно предположить, что при жевании происходит 1. Активация тройничного, языкоглоточного, подъязычного и лицевого нервов, которые «принимают участие» в акте жевания, стимулируют кору больших полушарий, что в свою очередь сказывается на улучшении работы головного мозга; 2. Активация проприорецепторов, расположенных в мышцах и сухожилиях, оказывающих аналогичное действие на работу головного мозга. Противоречат выше указанным теориям и предположениям следующие идеи: 1. На память влияет концентрация внимания, которая в свою очередь зависит снабжения мозга кислородом. Учитывая, что процесс жевания требует бóльшего, по сравнению с головным мозгом, притока крови, а, следовательно, и кислорода можно предположить, что при этом идет снижение концентрации внимания и способность запоминания снижается. 2. Жевание жевательной резинки представляет собой доминантный очаг, отвлекающий от запоминания и осознания прочитанного. Доктор Шоли предположил, что глубокие причины этого явления могут быть заключены в наших генах. Он сказал, что «эволюция вполне могла по совершенно иным причинам выработать этот механизм, и его действие проявилось в нашей привычке к жевательной резинке». Критерии оценки: механизм формирования памяти – 3 балла, влияние жевательной резинки – 4 балла, вывод – 3 балла. Максимальное количество - 10 баллов. Комментарии: Самый лучший ответ на этот вопрос написал Сабиров Искандер (лицейинтернат №2 г. Казани), который привел сначала все аргументы, подтверждающие положительное влияние использования жевательной резинки на память, затем описал все контраргументы и сделал вывод, в котором высказал свое личное мнение по всему выше изложенному. 10 9-10 КЛАСС Дорогой Друг! Предлагаем Вам примерные ответы на вопросы, которые предполагались членами методической комиссии в качестве вступительной работы в Летнюю многопредметную школу и (на заочное отделение для учащихся Кировской области). Все вопросы оценивались исходя из 10 баллов. Всего в конкурсе участвовало 9 класс - 34 работы, 10 класс - 35.работ. Наибольший балл (58) получили Хамидуллин Адель (9 класс, г. Казань) и Подшивалова Елизавета (10 класс, г. Череповец). 16. В известном фильме «Формула любви» граф Калиостро демонстрирует своим собеседникам способность управлять работой своего сердца: полностью останавливать сердцебиение, замедлять и учащать сердечный ритм. Насколько реальна с физиологической точки зрения такая способность человека, почему? Предполагаемый ответ: Регулировать деятельность внутренних органов сознательно человек не может, но существуют механизмы, которые способствуют опосредованному влиянию человека на их работу. Как известно, существуют две системы регуляции – нервная и гуморальная. В случае такого органа как сердце, картина несколько усложняется. Внутрисердечные рефлексы В сердце возникают периферические рефлексы, дуга которых замыкается не в ЦНС, а интрамуральных ганглиях миокарда. Дуга включает афферентные нейроны, дендриты которых образуют рецепторы растяжения на волокнах миокарда и коронарных сосудах, вставочные и эфферентные нейроны. Аксоны последних иннервируют миокард и гладкие мышцы коронарных сосудов. Указанные нейроны соединяются между собой синоптическими связями, образуют внутрисердечные рефлекторные дуги. В естественных условиях внутрисердечная нервная система не является автономной. Это лишь низшее звено сложной иерархии нервных механизмов, регулирующих деятельность сердца (2 балла). Экстракардинальные нервные механизмы Установлено (Вебер, 1845), что раздражение блуждающего нерва тормозит работу сердца вплоть до самой остановки в диастолу. При сильном раздражении блуждающих нервов работа сердца на некоторое время прекращается. В этот период возбудимость сердечной мышцы снижена. При продолжительном раздражении блуждающего нерва прекратившееся вначале сокращение восстанавливается, несмотря на продолжающееся раздражение. Это явление называют «ускользание сердца из-под влияния блуждающего нерва». При раздражении симпатических нервов ускоряется спонтанная деполяризация клеток – водителей ритма в диастолу, что приводит к учащению сердцебиения. Т.о. ритм сердца зарождается в его водителе ритма, а нервные влияния ускоряют или замедляют скорость спонтанной деполяризации клеток водителя ритма, ускоряя или замедляя таким образом частоту сердцебиений (2 балла). Учеными была установлена возможность синхронизации ритмов дыхания и сердцебиения. Как только ритм учащающегося дыхания станет равным частоте сердцебиений, оба ритма синхронизируются и учащаются или урежаются в определенном диапазоне синхронно (1 балл). Гуморальные механизмы При физических нагрузках или эмоциональном напряжении мозговой слой надпочечников выбрасывает в кровь большое количество адреналина, что приводит к усилению сердечной деятельности, необходимой в данных условиях. Гормон активирует ферменты, вызывающие расщепление внутримышечного гликогена и образования глюкозы – источника энергии для сокращающегося миокарда. Кроме того, они влияют на транспорт ионов кальция в кардиомиоциты из внеклечного пространства. Активируют работу сердца также гормоны коры надпочечников, ангиотензин и серотонин (2 балла). Условно-рефлекторная регуляция работы сердца 11 Большое значение в регуляции работы сердца имеет кора больших полушарий. Изменение ритма и силы сердечных сокращений у человека можно наблюдать при одном упоминании или воспоминании о факторах, вызывающих у него определенные эмоции. Кора большого мозга обеспечивает приспособительные реакции организма не только к текущим, но и к будущим событиям. Сигналы, предвещающие наступление этих событий или значительную вероятность их возникновения, могут вызвать перестройку функций сердца и всей сердечнососудистой системы (2 балла) . Вероятнее всего именно условно-рефлекторную регуляцию работы сердца и демонстрировал граф Калиостро своим собеседникам, замедляя или усиливая частоту сердечных сокращений. Полной остановки сердца своим волеизъявлением достичь нельзя – включаются защитные механизмы, направленные против этого (1 балл). Критерии оценок: см. в тексте ответа. 17. Известно, что с повышением температуры в водоёмах количество растворённого в воде кислорода резко снижается, развитие водных экосистем отклоняется от нормы (если так можно сказать), происходит замор рыбы, цветение воды и пр.. Существует ли нечто подобное на суше, почему? Предполагаемый ответ: Для начала следует разобраться с особенностями водной и наземной среды обитания по критериям, упомянутым в формулировке задания. А именно, как изменяется температура в водной и воздушной среде, какие другие факторы в большей степени зависят от ее колебаний в том и в другом случае и почему. Затем можно было бы предположить, как повышение температуры на суше может отразиться на живых организмах. Вода Диапазон колебаний температуры в воде обычно уже, чем на суше. Также как диапазон толерантности к температуре у водных организмов меньше, чем у соответствующих наземных животных. Таким образом, температура является часто важным, лимитирующим фактором в жизни водных экосистем. В первую очередь это связано с тем, что с повышением температуры воды, концентрация кислорода в ней уменьшается. Поэтому для водных экосистем отделить температуру от концентрации кислорода невозможно. На гидробионтов эти факторы воздействуют совместно. Суша Суша нагревается быстрее и быстрее остывает. Поэтому наземные организмы в процессе эволюции вынуждены были приспосабливаться к жизни в большом диапазоне температурных колебаний. Тем не менее, для сухопутных мест обитания колебания температуры в большей степени связаны с изменением относительной влажности воздуха. Поскольку повышение температуры ведет к уменьшению влажности, а значит к увеличению испарения. Кроме того, существенное влияние на этот процесс оказывает скорость ветра. Как и любой другой фактор, температура имеет определенные пределы положительного влияния на организмы. Незначительное ее повышение может благоприятно отразится на их жизнедеятельности. Дальнейшее повышение температуры может действовать угнетающе. Примеров, демонстрирующих ответную реакцию наземных организмов на повышение температуры очень много. Приведем здесь некоторые из них, чтобы дать общие представления об этом. I. Растения отвечают на повышение температуры благодаря некоторым биохимическим, физиологическим и морфологическим перестройкам. 1. Например, при нагревании солнечными лучами температура растения может быть выше температуры почвы и окружающего воздуха. Охлаждение происходит благодаря транспирации. Ее интенсивность определяется степенью открытия устьиц. В результате температура может понижаться на 6-10º. 2. В эпидермисе некоторых злаков имеются моторные клетки, которые способствуют скручиванию листьев и таким образом, уменьшают площадь листовой пластинки, подвергающуюся нагреванию, а также уменьшается транспирация, что значимо, поскольку часто высокие температуры сопровождаются дефицитом влаги. 12 3. У некоторых растений листья ориентируются ребром к яркому солнечному свету. Таким образом они меньше освещаются и меньше нагреваются. II. По сравнению с растениями животные обладают более разнообразными возможностями регулировать температуру тела, а именно: путем химической терморегуляции - активным изменением величины теплопродукции повышением метаболизма; путем физической терморегуляции - изменением уровня теплоотдачи на основе развития теплозащитных покровов, особенностями кровеносной системы, распределением жировых запасов, особенно в бурой жировой ткани и т. п. Кроме того, некоторые особенности поведения животных также способствуют существованию их в изменчивых условиях среды: выбор места с благоприятными микроклиматическими условиями - зарывание в песок, в норки, под камни (животные жарких степей и пустынь), активность в определенный период суток (змеи, тушканчики, суслики), сооружение хранилищ, гнезд и др. Одно из самых важных прогрессивных приспособлений - способность к терморегуляции организма у млекопитающих и птиц, их теплокровность. Благодаря этому экологически важному приспособлению высшие животные относительно независимы от температурных условий среды. Таким образом, наземные организмы безусловно, будут реагировать на повышение температуры, но нужно более точно понимать, каким будет это повышение; по сравнению с водоемом, все процессы на суше будут более сглажены; зависимости «температура – кислород» не будет такой яркой, больше будет наблюдаться зависимость «температура – влажность». Критерии оценки: 2 балла – отличительные особенности суши, по 2 балла – за примеры, 3 балла – выводы. 18. В мире постоянно появляются новые лекарства, а вслед за ними – нечувствительные к ним штаммы микроорганизмов. Почему появляются бактерии нечувствительные к самым современным антибиотикам? Появляются новые лекарства и вслед за ними – нечувствительные к ним штаммы микроорганизмов. Есть ли шанс у антибиотиков «выиграть гонку»? Предполагаемый ответ: Антибиотик – вещество микробного, животного или растительного происхождения, способное подавлять рост микроорганизмов или вызывать их гибель. Антибиотики обладают антибактериальной активностью при наружном и внутреннем применении. Действие антибиотиков связано с: нарушением синтеза клеточной стенки; нарушением функционирования мембран; подавлением синтеза нуклеиновых кислот; нарушением синтеза пуринов и пиримидинов; нарушением синтеза белка; ингибированием работы дыхательных ферментов. Устойчивость бактерий к антибиотикам возникает спонтанно вследствие мутаций и под воздействием антибиотика закрепляется в популяции. Сам по себе антибиотик не является причиной появления устойчивости (резистентности). Изучено несколько способов противостояния бактерий антибиотикам: у микроорганизма может отсутствовать структура на которую действует антибиотик (например бактерии рода микоплазма (лат. Mycoplasma) нечувствительны к пенициллину, так как не имеют клеточной стенки); микроорганизм непроницаем для антибиотика (большинство грам-отрицательных бактерий невосприимчивы к пенициллину G, поскольку клеточная стенка защищена дополнительной мембраной); микроорганизм в состоянии переводить антибиотик в неактивную форму (многие стафилококки (лат. Staphylococcus) содержат фермент β-лактамазу, который разрушает βлактамовое кольцо большинства пенициллинов) 13 вследствие генных мутаций, обмен веществ микроорганизма может быть изменён таким образом, что блокируемые антибиотиком реакции больше не являются критичными для жизнедеятельности организма; микроорганизм в состоянии выкачивать антибиотик из клетки. Таким образом, ученым вряд ли удастся выиграть гонку и победить бактерии с помощью антибиотиков, поскольку механизмы, противостоящие их действию слишком разнообразны. Критерии оценки: 2 балла – понятие «антибиотики» и описание их влияния на бактериальные клетки; по 2 балла – за способы, благодаря которым бактерии достигают резистентности к антибиотикам, 1 балл – вывод. 19. Отмечено, что организмы реагируют на изменения в окружающей среде двумя способами: изменения в ответ на изменения внешних условий; реагирование на сигнальный фактор, предвосхищающий изменения внешних условий. Приведите примеры из мира растений и животных, доказывающих эту точку зрения. Предполагаемый ответ: Прямое реагирование наблюдается в том случае, если циклические изменения условий среды выражены слабо. Например, выпадение осадков присуще даже тем местностям, где отмечается отчетливо выраженный сезонный ритм. Прорастание пустынных растений чаще всего вызывается дождем как таковым. Но такой ответ на сигнал не всегда хорош для организма. Например, млекопитающему, у которого густота меха изменяется в ответ на похолодание, придется мерзнуть до тех пор, пока смена волосяного покрова не завершится; но если это млекопитающее реагирует не на само похолодание, а на связанный с ним и предвещающий его сигнал (такой, например, как уменьшение продолжительности дня), то увеличение густоты волосяного покрова может начаться заблаговременно. Реагирование на подобные сигнальные стимулы весьма характерно для тех животных и растений, которые существуют в условиях, изменяющихся с явной и относительно стабильной цикличностью. Циклические особенности организмов представляют собой признаки, возникшие в результате естественного отбора в условиях многократно переживавшихся в прошлом циклических изменений среды обитания. Строение и образ жизни живого существа предопределяются не его собственной способностью к предвидению будущего, а жизнью и смертью предшествовавших поколений. Способ переживания каким бы то ни было организмом циклических изменений в окружающей среде зависит от продолжительности его жизненного цикла. Например, перед тем, как разделиться и образовать две новые клетки, особь из размножающейся популяции одноклеточных водорослей, подобных хлорелле (Chlorella), быть может, проживет всего лишь один день и одну ночь. В то же время жизнь дуба, слона, кита или человека вмещает многократную смену весны, лета, осени и зимы, а с ними — голодовок и пресыщений в сезоны нехватки и изобилия пищи. Если жизненный цикл организма непродолжителен, то вся его активная жизнь может быть втиснута в коротенький отрезок годового цикла и подчинена реализуемой в течение одного короткого сезона жесткой программе развития и смены особенностей образа жизни. Именно такой образ жизни ведут орехотворки: они вылетают из куколок как раз тогда, когда на растениях, служащих им хозяевами, появляются листья или цветки. Если же, напротив, жизненный цикл продолжителен по сравнению с годовым, то организму не так-то просто достигнуть высокой специализации. Засушливые или холодные периоды он может переносить в состоянии летнего, либо зимнего покоя – впадая в спячку, если это соня, или теряя листву, если это листопадное дерево; но он может обладать и достаточно гибкой системой функций, позволяющей поддерживать жизнедеятельность на более или менее высоком уровне в течение круглого года (как у белого медведя или вечнозеленого дерева). В эволюции большинства организмов неизбежно противоречие между двумя решениями. Первое состоит в том, чтобы поддерживать активную жизнедеятельность в течение очень короткого отрезка годового цикла и при этом точно соответствовать складывающимся в это время условиям; второе — в том, чтобы сохранять активность в любых условиях, справляясь так или иначе с чем угодно, но, может быть, не преуспевая ни в чем. 14 Жизненные циклы большинства птиц и млекопитающих длиннее календарного года, и многие мелкие млекопитающие, в условиях климата с отчетливо выраженной сезонностью, зимуют, впадая в спячку, т. е. снижая интенсивность обмена и прячась в укромных местах. Многие другие млекопитающие поступают иначе: на изменение условий существования они отвечают изменением степени теплоизоляции тела. В наиболее резкой форме сезонные изменения густоты меха отмечаются у крупных млекопитающих (Hart, 1956). Теплоизолирующая способность зимнего меха черного медведя на 92% выше, чем летнего. Подобные циклические изменения толщины, густоты и окраски наружных покровов характерны для сезонных реакций тех животных, которые не могут избежать неблагоприятного времени года; но из всех сезонных ритмов поведения и образа жизни подвижных животных самые замечательные — те, что предполагают перемещения. Это могут быть перемещения в убежища, а могут быть и массовые переселения в иные климатические области (наподобие ежегодных миграций северных оленей, бизонов и многих птиц). Укорененным высшим растениям и прикрепленным животным этого, конечно, не дано, зато именно у этих организмов можно наблюдать примеры наиболее ярко выраженных сезонных ритмов, затрагивающих особенности их строения. Для многих водных растений годовой цикл изменения условий внешней среды предстает прежде всего в виде колебаний уровня воды. У многих водных растений одна и та же особь может нести на себе листья более чем одного типа. Такой фенотипический полиморфизм расширяет пределы колебаний уровня воды, при котором возможна эффективная жизнедеятельность этих растений. Различные типы соответствия между растениями и изменяющейся средой обитания можно обнаружить даже в пределах одного подрода Batrachium (шелковник) рода Ranunculus. Среди растений этого подрода есть растения мономорфные, строение которых соответствует тому уровню воды, при котором они чаще всего растут. Два из них, R. hederaceus и R. omiophyllus, несут на себе только плавающие листья и обычно встречаются на болотах и мелководьях. У трех других — R. flultans, R. circinatus и R. trlchophyllus — листья всегда погруженные и тонко рассеченные; эти шелковники встречаются обыкновенно на более глубоких местах или на быстром течении. Прочие шелковники (именуемые также водяными лютиками) различаются по тому, каким образом осуществляется переход от образования листьев одной формы к образованию листьев другой формы. У R. aquatilis тип листа предопределяется продолжительностью светового дня и температурой в момент закладки, т. е. не уровнем воды, а сезонным сигнальным стимулом (см., например, Bradshaw, 1965). Рост растения начинается весной, и в течение некоторого времени оно образует погруженные листья. Со временем оно дорастает до поверхности, но и после этого образование погруженных листьев может продолжаться еще некоторое время. Затем, в ответ на температурные и фотопериодические условия, растение неожиданно выбрасывает плавающие листья. Но если такие растения содержатся в условиях короткого светового дня, то они продолжают образовывать тонко рассеченные листья — независимо от того, погружены они в воду или нет. У других водяных лютиков (например, у R. flabellaris) на определение типа формируемого листа влияют преобладающие условия водного режима. Форма листа (а он может быть либо плавающим, либо погруженным и лентовидным) предопределяется условиями обводнения, воздействующими на растение во время закладки листа, а если условия внезапно изменяются, то растение остается при листьях «неподходящего» типа (так бывает, например, при резком падении уровня воды). Для организма, который не может избежать неблагоприятных условий, наиболее эффективным решением проблемы выживания в изменяющейся среде могут оказаться сезонные изменения особенностей строения. В засушливых местообитаниях фенотипическнй полиморфизм бывает еще более резким, чем у водных растений. Некоторые растения в течение одного года образуют три поколения листьев, причем листья каждого из поколений обладают своим характерным строением. У Teucrium pollium во время влажного сезона образуются сравнительно крупные листья. Во время более засушливого сезона они опадают, а на смену им приходят мелкие листья, или чешуйки. Иногда исчезает и эта «вторая» листва, и растение проводит наиболее засушливый период лишь с зелеными стеблями да колючками (Orshan, 1963). 15 Критерии оценки: по 5 баллов за описание примеров, демонстрирующих первый и второй способ реагирования организмов на изменения окружающей среды. 20. В природе существуют виды-двойники. С чем связано их появление? Какова целесообразность этого явления? Предполагаемый ответ: Виды-двойники (англ. sibling species) – виды, не имеющие различий по большинству морфологических признаков, но репродуктивно изолированные. Чаще виды-двойники встречаются среди животных, которые используют для поиска партнера запах (насекомые, грызуны), реже – среди тех, кто пользуется зрительной и акустической сигнализацией, (например, птицы). Репродуктивная изоляция, характерная для видов-двойников, может осуществляться путём предотвращения оплодотворения или образованием нежизнеспособных (стерильных) гибридов. Она может быть предзиготической изоляцией и включать в себя - физические преграды (река, океан) между двумя популяциями; - этологические различия (в поведении); - различия в процессе деления клеток, которые приводят к несовместимостям между популяциями. Видообразование путём репродуктивной изоляции часто происходит у растений и связано с ошибками при делении клеток (митоз), которое приводит к увеличению числа хромосом. Для разных видов растений характерны различные периоды цветения, соответственно, освобождения гамет. Для животных характерно препятствие к спариванию. Несовместимость формы половых органов создает механический барьер, который приводит к репродуктивной изоляции. Часто гаметы разных видов оказываются несовместимыми и не образуют зиготу. Сперматозоиды могут содержать неподходящие ферменты для растворения оболочки яйцеклетки. Постзиготическая репродуктивная изоляция наблюдается в случае, если оплодотворение происходит, но существуют препятствия для образования гибридов. Здесь также возможны варианты: - после слияния гамет образовавшаяся клетка не делится и погибает; - зигота образуется и быстро погибает; - на стадии эмбриона или личинки происходит спонтанный выкидыш плода; - гибриды нежизнеспособны (потомство оказывается слабым, не справляется с факторами окружающей среды и погибает). Целесообразность этого явления заключается в повышении генетического разнообразия, которое приводит к повышению устойчивости биоценоза. Кроме того, любое возникающее генетическое разнообразие являются благодатным материалом для естественного отбора. Критерии оценки: понятие – 2 балла, 5 баллов – объяснение возможных механизмов их появления; 3 балла – значение. Если в ответе описывалось явление мимикрии – баллы не ставились. Привидение примеров видов-двойников дополнительно оценивалось в 2 балла. 21. Паразитизм широко распространен среди животных и растений. Также хорошо известны животные – паразиты растений. По каким причинам в природе не распространены растительные паразиты животных? Предполагаемый ответ в данном случае написать очень сложно, поскольку здесь нужно было предложить свою гипотезу, почему растения не могут быть паразитами животных. Сразу хочется отметить, что тот факт, что растениям внутри тела животных не будет хватать света – не является на наш взгляд обоснованным, поскольку облигатные паразиты растений не имеют в своем составе фотосинтезирующих тканей; все необходимые вещества они получают за счет растения-хозяина. Мы считаем, что здесь необходимо было остановиться на следующих ключевых моментах: - если даже предположить, что растения «захотят» паразитировать на животных, они «столкнуться» с трудностями (проблемами) из-за 16 - ограниченной подвижности (как попасть на поверхность подвижного существа или внутрь его); - особенностей питания (главным образом осмотическое всасывание веществ); - наличия жесткой клеточной стенки; - разницы в большинстве метаболитов, ферментном составе и пр.; - особенностей размножения и распространения в природе. Учитывая все эти (а может и какие-то другие) признаки можно было бы предположить свою модель, каким должен стать растительный паразит. И в качестве вывода можно было бы отметить, насколько целесообразны такие преобразование в природе и почему они не нашли широкого распространения. Критерии оценки: по 2 балла – сложности, возникающие у растений, 4 балла – предположение своей модели; 3 балла – объяснение невозможности широкого распространения этого явления. Ответы и комментарии к ним составлены методистами «Центра дополнительного образования детей «Одаренный школьник» – Лимоновой Еленой Николаевной Петуховой Дарьей Юрьевной 17