XI МЕЖДУНАРОДНАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ОЛИМПИАДА «ЭРУДИТ» ПО ПРЕДМЕТУ БИОЛОГИЯ

XI МЕЖДУНАРОДНАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ОЛИМПИАДА «ЭРУДИТ»
ПО ПРЕДМЕТУ БИОЛОГИЯ
Примерные ответы на задания для 9 класса
Максимальное количество баллов, выставляемое за выполненные задания – 100
баллов.
Обратите внимание!!!
1. Для получения максимального количества баллов необходимо давать четкие,
правильные, полные и логично выстроенные ответы!
2. Ответы формулируются собственными словами, содержат собственные
мысли и не должны содержать бездумно выдернутые куски текста из
Интернета!
3. Работы, содержащие одинаковые ответы будут оцениваться минимальным
количеством баллов!
4. Ответы высылаются в печатном виде (шрифт Times New Roman 12).
Задание №1 (до 25 баллов)
Прекрасно известно, что далеко не все паразиты готовы сразу высосать
все соки из своего хозяина. Некоторые из них попав в своего хозяина,
проявляют «сверхизобретательность» в стремлении как можно дольше
прожить совместно со своим хозяином, и по возможности нанести ему не
сильно ощутимый урон. Цель такого стремления очевидна – чем дольше
проживет паразит, тем он больше сможет, оставит потомков после себя.
Вопросы:
1. Как вы думаете, как далеко в таком стремлении может зайти паразит?
2. Какие примеры такого рода «сверхизобретательности» вы можете
привести?
3. Существует ли возможность использования в практической
деятельности человека знаний о такого рода «сверхизобретательности»
паразитов?
4. Если нет, то объясните почему?
5. Если, да то объясните, как такое может быть возможным?
Приведите аргументы и примеры, подтверждающие гипотезу вашего ответа.
Ключевые идеи предполагаемого ответа:
«Сверхизобретательность» паразита заключается в способности
паразита стать либо полезным для хозяина, либо неотъемлемой частью
хозяина. Например, паразит может попробовать заменить собою один из
органов хозяина. И некоторые паразиты в этом пошли дальше других.
Пример №1:
Cymothoa exigua, также называемый
«мокрица, пожирающая язык» (англ. tongueeating louse), — паразитическое ракообразное
семейства Cymothoidae (англ.). Как правило,
имеет 3—4 сантиметра в длину. Паразит
проникает через жабры и прикрепляется к
основанию языка пятнистого розового люциана (англ.) (Lutjanus guttatus). Он
высасывает кровь с помощью когтей в своей передней части, что приводит
к атрофии языка из-за недостатка крови. После этого паразит заменяет
язык рыбы, прикрепляя собственное тело к мышцам культи языка. Рыба
может использовать паразита так же, как и нормальный язык. По всей
видимости, паразит не причиняет иного ущерба хозяину.
Когда C. exigua заменяет собой язык, некоторые паразиты питаются
кровью хозяина, но большинство — слизью рыбы.
Это пока единственный известный пример паразита, который
функционально замещает собой орган хозяина.
Пример №2:
Пример вечного и неразлучного семейного союза. Морской червь
Бонеллия. Самец меньше самки (в несколько раз), ведет паразитический
образ жизни. Через хоботок самки он проникает внутрь ее организма,
мигрируют через ткани, оседают на половых органах самки и
оплодотворяют ее яйцеклетки.
Примеры использования паразитов человеком:
1. Биологические методы борьбы с насекомыми вредителями. Например,
использование Наездников, насекомых откладывающих свои личинки в
тела других насекомых. Паразитические низшие грибы (энтоморфовые)
также используют для борьбы с насекомыми.
2. Генной инженерии активно используют вирусы для создания
искусственных генетических конструкций.
3. Гирудотерапия в традиционной медицине.
4. Гельминтотерапия — умышленное заражение гельминтами в лечебных
целях. Обычно используются гельминты без способностей к
воспроизводству. Рассматривается как экспериментальный метод
(проводятся клинические исследования) для лечения некоторых
аутоиммунных болезней: болезнь Крона, целиакия, рассеянный
склероз, бронхиальная астма и т.п.
5. …………………..
6. …………………..
Задание №2 (до 25 баллов)
У человека существуют различные виды кожной чувствительности.
Каждый вид кожной чувствительности связан с соответствующими ему
рецепторными клетками.
Вопросы:
1. Какие виды кожной чувствительности вам известны?
2. Назовите и опишите рецепторные клетки, обеспечивающие работу
известных вам видов кожной чувствительности?
Приведите аргументы и примеры, подтверждающие гипотезу вашего
ответа.
Ключевые идеи предполагаемого ответа:
Согласно теории М. Фрея, традиционно принято выделять три
основных вида кожной чувствительности: тактильный, температурный и
болевой.
Тактильная чувствительность.

На прикосновение реагируют специальные рецепторные клетки (тельца
Мейснера), расположенные в сосочковом слое кожи.

На коже, покрытой волосами, на прикосновение реагируют рецепторы
волосяного фолликула, обладающие умеренной адаптацией.

На давление реагируют рецепторные образования (диски Меркеля),
расположенные небольшими группами в глубоких слоях кожи и слизистых
оболочек. Это медленно адаптирующиеся рецепторы.
Тактильная сенсорная система предназначена для анализа давления и
прикосновения. Ее рецепторы представляют собой свободные нервные
окончания и сложные образования (тельца Мейснера, тельца Паччини), в
которых нервные окончания заключены в специальную капсулу. Они
находятся в верхних и нижних слоях кожи, в кожных сосудах, в основаниях
волос. Особенно их много на пальцах рук и ног, ладонях, подошвах, губах.
Это механорецепторы, реагирующие на растяжение, давление и вибрацию.
Температурные рецепторы.
Температурный кожный анализатор реагирует на холодовые стимулы,
другие — на теплотле.
 Тепловые рецепторы — это тельца Руффини.
 Холодовые — колбы Краузе. Их значительно больше.
Существует зона температуры кожи, в пределах которой в результате
адаптации к температуре внешней среды происходит полное исчезновение
температурных ощущений. Эта зона получила название зоны комфорта, или
нейтральной зоны. Изменения температуры кожи и отклонения от зоны
комфорта происходят под влиянием факторов внешней и внутренней сред
организма и сопровождаются возникновением ощущения тепла или холода.
Болевые рецепторы.

Тельца Пачини — капсулированные рецепторы давления в округлой
многослойной капсуле. Располагаются в подкожно-жировой клетчатке.
Являются быстроадаптирующимися (реагируют только в момент начала
воздействия), то есть регистрируют силу давления. Обладают большими
рецептивными полями, то есть представляют грубую чувствительность.

Тельца Мейснера — рецепторы давления, расположенные в дерме.
Представляют собой слоистую структуру с нервным окончанием,
проходящим между слоями. Являются быстроадаптирующимися. Обладают
малыми рецептивными полями, то есть представляют тонкую
чувствительность.

Диски Меркеля — некапсулированные рецепторы давления. Являются
медленноадаптирующимися (реагируют на всей продолжительности
воздействия), то есть регистрируют продолжительность давления. Обладают
малыми рецептивными полями.

Рецепторы волосяных луковиц — реагируют на отклонение волоса.

Окончания Руффини — рецепторы растяжения. Являются медленно
адаптирующимися, обладают большими рецептивными полями.
Задание №3 (до 25 баллов)
При изучении барабанной перепонки пациента врач – стажер
обнаружил, что она очень сильно отличается от мембран таких музыкальных
инструментов как барабаны. Исходя из этого различия, её можно было
назвать «неправильной». Барабанная перепонка пациента имела
неправильную форму, неодинаковую толщину, а в разных её участках для
неё была характерна разная сила натяжения.
Вопросы:
1. Как следует отнестись к такому результату осмотра врачу - стажеру?
2. Это безобидный пример несовершенства природы?
3. Это патология и возможно пациента необходимо лечить?
4. В этом есть какой-то биологический смыл?
Приведите аргументы и примеры, подтверждающие гипотезу вашего ответа.
Ключевые идеи предполагаемого ответа:
Вывод, сделанный врачом – стажером, подтверждает его
неосведомленность в вопросе строения слухового аппарата. Видимо он
прогуливал лекции и данную тему не изучил (Цитата из работы участника
конкурса).
Каждая составляющая слухового аппарата — уникальный механизм.
Барабанная перепонка представляет собой тонкую (0,1 мм) перегородку,
имеющую форму направленной внутрь воронки.
Площадь барабанной перепонки человека значительно больше
площади перепонки овального окна внутреннего уха, поэтому обе мембраны
и связывающие их косточки выполняют функцию трансформации давления.
Естественно она очень сильно отличается от мембран ударных музыкальных
инструментов, что и привело в замешательство нерадивого врача стажера.
Мембрана барабана, натянутая на каркас,
способна издавать только один звук. Если бы
барабанная перепонка человека была одинаковой
толщины по всей площади, была туго натянута,
человек воспринимал бы очень узкий диапазон
звуков. Для того, что бы воспринимать всё многообразие звуков в природе,
барабанная перепонка имеет разную толщину (тонкие участки воспринимают
высокие звуки, толстые - низкие), и не туго натянута.
Пациент не требует лечения
В своеобразной форме нашей барабанной перепонки есть
биологический смысл. Ведь она устроена так, чтобы максимально точно
передавать колебания слуховым косточкам. Если бы она была такой же, как
мембраны ударных инструментов, звуки бы искажались.
Задание №4 (до 25 баллов)
Многочисленные прогнозы футурологов предрекают уже через 15 -- 20
лет, массовый голод из-за глобального истощения почв, увеличения
численности населения и последующего недостатка продуктов питания.
Многие ученые в качестве одного из вариантов спасения видят «энтомофагию», то есть поедание насекомых.
Вопросы:
1. Как вы отнестись к такому спасения?
2. Есть ли в этом, какой-то биологический смысл? Приведите примеры и
аргументы в пользу активного использования «энтомофагии» и
созданию ферм по разведению насекомых.
3. С какой целью разводят мушку в. Neoexaireta spinigera?
4. Как организован процесс производства на фермах по её выращиванию?
5. Что используется в качестве корма при выращивании в. Neoexaireta
spinigera?
Приведите аргументы и примеры, подтверждающие гипотезу вашего ответа.
Ключевые идеи предполагаемого ответа:
Энтомофагия (Entomophagy) — это явление, связанное с поеданием
насекомых, характерное не только для животных, но и человека. В некоторых
странах активно используют насекомых в пищу.
Название статьи: Европу научат, есть насекомых. Для чего? (Из работы
участника).
Заменить коров, овец и свиней на жуков и гусениц - концепция,
активно продвигаемая Всемирной продовольственной организацией при
ООН. Задача максимум - приучить Европу к энтомофагии - так по-научному
называется поедание насекомых.
Для Африки, Азии и Латинской Америки тараканы, сверчки, личинки и
даже пауки - полноправная часть белкового рациона. По данным ООН, в
пищу их употребляют до 2 млрд человек в 80 странах мира. То есть почти
треть населения планеты. Тараканьи и сверчковые фермы уже давно стали
нормой в Китае и Таиланде.
Хотя в так называемых развитых странах энтомофагия
ассоциируется с бедностью, такое представление не совсем верно.
Например, в КНР за последние 40 лет потребление говядины увеличилось с
10 до 45 кг на человека. При этом спрос на съедобных букашек ничуть не
упал. Наоборот, с 2010г. цена на сушеных тараканов в стране выросла в
десять раз - с 2х до 20 долл. за фунт. Справедливости ради, нужно сказать,
что используют их не только в пищу, но и для производства лекарств.
Но главный аргумент в пользу насекомоводства - его потрясающая
рентабельность. Например, маржа при разведении тараканов может
достигать 400%. Один килограмм мух Neoexaireta spinigera всего за три дня
может произвести до 300 кг съедобных личинок. При этом на единицу
массы вырабатываемого протеина жуки потребляют в 12 раз меньше
кормов и занимают в 100 раз меньше площади. Кроме того, в отличие от
коров насекомые почти не производят парниковых газов и аммиака.
Главное препятствие для распространения энтомофагии в Европе брезгливость. Впрочем, просветительская работа в этом направлении уже
ведется. Например, ЕС предложил грант в 4 млн. долл. на исследование в
области использования насекомых в пищевой промышленности, а в 2014г. в
Нидерландах пройдет грандиозная конференция под названием "Насекомые
накормят мир". Вполне вероятно, что скоро мы увидим и масштабные
кампании по популяризации новой протеиновой диеты. Кстати,
членистоногие, такие как лобстеры и креветки, на Западе тоже когда-то
считались вовсе не деликатесом, а пищей бедняков.
Еще одно небольшое но: в некоторых странах Евросоюза действуют
законы, запрещающие разведение и продажу жучков-паучков в качестве
пищевого ингредиента. Однако, власти ЕС обещают, что все санитарные
запреты в этом отношении будут отменены в ближайшие десять лет. А
дальше?
Очевидно, что самая ценная информация в ответе на данный
вопрос, это информация о том с какой целью разводят мушку в.
Neoexaireta spinigera. Это один из наиболее перспективных видов
насекомых, из тех, что предполагается массово разводить. Необходимо
было в ответе рассказать о том, как организован процесс производства
на фермах по её выращиванию и что используется в качестве корма при
выращивании в. Neoexaireta spinigera?
Т.е. нужно было продемонстрировать практическое умение
работать с информацией, используя любые ресурсы.
Для ответа на этот вопрос нужно просто было найти максимум ценной
и полезной информации в Интернете и литературно обработать.
Мушке в. Neoexaireta spinigera на фермах по её разведению
скармливают биоотходы, а точнее навоз (в развитых странах навоз является
токсичным веществом, которое требуется немедленно утилизировать). Те с
помощью нашей мушки утилизируют токсичные отходы, при этом взамен
получают ценный пищевой белок (биомасса личинок) и в довесок
биоудобрение (подобное хорошо известному вам биогумусу).
Личинок можно использовать для кормления домашних животных (в
качестве пищевых добавок) или же готовить из них пищу для человека
(например, делать белковую муку и добавлять её в шоколад вместо сухого
молока).
При организации фермы по разведению мушки в. Neoexaireta spinigera
необходимо организовать три параллельно идущих процесса:
1. Подготовка корма для мушки в. Neoexaireta spinigera.
2. Непрерывное производство яиц мушки в. Neoexaireta spinigera.
3. Откорм личинок вышедших из яиц с целью получения биомассы –
конечной продукции.
Как они могут быть организованными, вам и необходимо было
описать.
Кстати, энтомофагия в России – это не далёкие перспективы. Это
то, что уже встречается здесь и сейчас. Некоторые технологичные
продукты питания, продаваемые в супермаркетах, уже содержат
компоненты, полученные из насекомых. Пока как добавки.