Биология (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2016-2014 год)

Задание 2. Определение органов человека. (8 баллов)

Рекомендуемое время - 15 минут

Обратите внимание на находящиеся на Вашем рабочем месте конверты.

В конверте №1 находится фотография, выполненная при изучении под

световым микроскопом гистологического строения некоторого органа

человека. У некоторых участников в конверте

№1 могут содержаться

несколько фотографий, иллюстрирующих гистологическое строение одного

органа в различных его участках, либо при различных увеличениях светового

микроскопа.

Приведите название органа, гистологическое строение которого

представлено на фотографии(иях) из конверта

№1. Ответ обоснуйте

(необходимо указать структурные особенности, позволяющие Вам сделать

вывод о принадлежности препарата соответствующему органу).

Название органа (2 балла)

Обоснование (2 балла)

В конверте №2 содержится фотография просвета одного из внутренних

органов живого человека, выполненная при его обследовании в условиях больницы

эндоскопическим методом.

Определите просвет какого органа изображен на представленной Вам

фотографии. Ответ обоснуйте.

Название органа (2 балла)

Обоснование (2 балла)

Задание 3. Методы исследования человека. (6 баллов)

Рекомендуемое время - 10 минут

В современной медицине для диагностики множества заболеваний

используются методы неинвазивной (т.е. без нарушения целостности покровов

тела) визуализации различных органов и систем. Одними из данных методов

являются компьютерная томография

(КТ), магнитно-резонансная томография

(МРТ) и ультразвуковое исследование (УЗИ).

КТ является одним из методов рентгеновского исследования. Получение

любого рентгеновского изображения основано на различной плотности органов и

тканей, через которые проходят рентгеновские лучи.

При обычной рентгенографии снимок является отражением исследуемого

органа или его части. При этом мелкие патологические образования могут быть

плохо видны или вовсе не визуализироваться вследствие суперпозиции тканей

(наложения одного слоя на другой).

Для устранения этих помех в практику была введена компьютерная

томография, за которую ее создатели А. Кормак и Г.Хаунсфилд удостоены

Нобелевской премии. Метод дает возможность получения изолированного

изображения поперечного слоя

(поперечных срезов) тканей. Это достигается с

помощью вращения рентгеновской трубки с узким пучком рентгеновских лучей

вокруг пациента, а затем реконструкции изображения с помощью специальных

компьютерных программ. Изображение в поперечной плоскости, недоступное в

обычной рентгенодиагностике, часто является оптимальным для диагностики, так

как дает четкое представление о соотношении органов.

МРТ также позволяет получать изображения различных срезов

(чаще

поперечных) частей тела человека, однако принцип работы основан не на

рентгеновском излучении, а на измерении электромагнитного отклика атомных

ядер, чаще всего ядер атомов водорода, а именно на возбуждении их определённой

комбинацией электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой

напряжённости.

Принцип УЗИ основан на генерации ультразвуковых волн, сканировании

ими тела человека с дальнейшим поступлением отраженных эхосигналов в

усилитель и специальные системы реконструкции. В итоге врач получает

изображения срезов тела, имеющие различные оттенки черно-белого цвета.

Ниже Вам предлагаются 6 изображений (А - Е), полученных одним из

вышеописанных методов.

1. Для изображений А

- Г укажите примерный уровень прохождения

«поперечного срезаª (проведите маркером прямую линию на изображенной рядом

схеме силуэта человека). (2 балла)

2. На всех изображениях (А - Е), где только возможно, найдите и четко с

помощью фломастера

(находится на Вашем рабочем месте) стрелочкой

обозначьте органы

(соответственно,

№1 и №2), которые Вы определили в

предыдущем задании. (4 балла)

Приложение 1

Методика определения групп крови человека системы АВО с помощью

Цоликлонов

Цоликлоны Анти-А (флакон и содержимое красного цвета) и Анти-В (флакон

и содержимое синего цвета) предназначены для определения групп крови человека

системы АВО в прямых реакциях гемагглютинации на пластине или планшете

(имеются у Вас на рабочем месте).

1. Нанесите в различные лунки на планшете Цоликлоны Анти-А и Анти-В по

одной большой капле (0,05 мл).

2. Рядом с каплями антител нанесите из шприца по одной маленькой капле

исследуемого образца искусственной крови (0,01 - 0,03 мл).

3. С помощью пластмассовой палочки (имеется у Вас на рабочем месте)

смешайте кровь с реагентом.

4. Наблюдайте за ходом реакции с Цоликлонами визуально при легком

покачивании планшета в течение

3-х минут. Агглютинация эритроцитов с

Цоликлонами как правило наступает в первые 3 - 5 сек, но наблюдение следует

вести в течение

3-х минут ввиду более позднего появления агглютинации с

эритроцитами, содержащими слабые разновидности антигенов А и/или В.

5. Результат реакции в каждой капле может быть положительным или

отрицательным. Положительный результат выражается в агглютинации

(склеивании) эритроцитов. Агглютинаты видны невооруженным глазом в виде

мелких красных агрегатов, быстро сливающихся в крупные хлопья. При

отрицательной реакции капля остается равномерно окрашенной в красный цвет,

агглютинаты в ней не обнаруживаются.

6. В случае положительного результата реакции агглютинации с обоими

Цоликлонами необходимо исключить спонтанную неспецифическую

агглютинацию исследуемых эритроцитов. Для этого смешайте в лунке планшета 1

каплю исследуемой крови с каплей физиологического раствора (имеется у Вас на

рабочем месте). Отсутствие агглютинации эритроцитов в физиологическом

растворе позволяет исключить наличие спонтанной неспецифической

агглютинации в эксперименте с обоими Цоликлонами.

Фамилия

_______________________

Шифр __________________

Регион

_________________________

Рабочее место____________

Шифр_________________

Итого: _________________

ЗАДАНИЯ

практического тура заключительного этапа XXXI Всероссийской

олимпиады школьников по биологии. 2014-15 уч. год. 10 класс

г. Саранск

БИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

ВНИМАНИЕ! При выполнении экспериментальной части работы

необходимо использовать средства защиты: халаты и латексные перчатки!

Задание

1. Генетика и иммунология групп крови

человека (10 баллов).

Различие людей между собой по группам крови было показано австро-

венгерскими иммунологами Карлом Ландштейнером и Яном Янским в

начале прошлого века. В основе разделения людей по группам крови лежат

специфические антигены белков и гликолипидов плазматической мембраны

клеток крови, у разных людей в популяции встречаются разные сочетания

этих антигенов. В настоящее время известно около 30 систем групп крови,

одной из наиболее клинически значимых является система АВО. (Именно её

Ландштейнер описал используя буквы «Аª и «Вª для двух поверхностных

антигенов эритроцитов, и букву

«Оª

(от немецкого слова Ohne) для

отсутствия любого из этих двух антигенов (поэтому использование цифры

ноль для обозначения группы крови О является примером жаргона). Для

обозначения групп крови по предложению Янского также используют

римские цифры, I соответствует O, II - A, III - В и IV - AB. В крови людей с

группой крови А находятся антитела к антигену В, у людей с группой крови

В - к антигену А, у людей с группой крови О - оба типа этих антител, у

людей АВ нет ни анти-А, ни анти-В антител. При контакте антител с

соответствующими антигенами на поверхности клеток, клетки мишени

связываются с антителами и соединяются в плотные скопления (реакция

агглютинации). Антигены АВО представляют собой полисахариды, которые

отличаются концевыми остатками - в антигене А на этом месте находится N-

ацетил-галактозамин, в антигене В - галактоза, а людей с группой крови О

полисахарид обычно на одно звено короче и не вызывает образования

антител-агглютининов (см. Рис.1).

Рисунок 1. Различия антигенов АВО.

За синтез антигенов А и В из полисахарида-предшественника отвечает

фермент гликозилтрансфераза I. Ее ген находится на 9 хромосоме и имеет

аллели, отвечающие за присоединение к полисахариду-предшественнику N-

ацетил-галактозамина (I^A), галактозы (I^B), или отсутствие активного фермента

(i).

Для того чтобы гликозилтрансфераза узнала полисахарид-

предшественник, он должен иметь остаток фукозы, который присоединяет

другой фермент, фукозилтрансфераза Н, ген которой находится на

хромосоме. Для определения групп крови по системе АВО используют

Цоликлоны

- растворы рекомбинантных антител к антигенам А и В

соответственно (название «Цоликлонª происходит от названия учреждения,

где они были разработаны

- Центральный Ордена Ленина Институт

Переливания Крови). На Рис. 2 предложена родословная семьи, для членов

которой Вам надо определить группы крови и ответить на несколько

вопросов, связанных с группами крови.

Рисунок 2. Генеалогическое дерево к образцам № 1 - 4.

1. Какие группы крови Вы ожидали бы увидеть у членов семьи,

обозначенных цифрами 1 - 4? Учтите, что возможно несколько вариантов

для члена семьи. Ответы обозначьте знаком «+ª в таблице ниже. (1 балл)

Номер члена

I (O)

II (A)

III (B)

IV (AB)

семьи

2. Используя методику определения групп крови (Приложение 1) и образцы

крови №1 - 4 (находятся в шприцах на Вашем рабочем месте), определите

группы крови для членов семьи, обозначенных на Рис. 2 цифрами 1 - 4.

Полученные результаты обозначьте знаком «+ª в таблице ниже. (2 балла, по

0,5 балла за каждую правильно определенную группу крови).

Номер образца

I (O)

II (A)

III (B)

IV (AB)

крови

3. Чем может объясняться наличие у ребенка №1 (образец крови №1) той

группы крови, которую Вы у него определили? (1 балл)

_____________________________________________________________________________

4. Предположите, по каким молекулярно-генетическим причинам аллель i не

кодирует активную гликозилтрансферазу (1 балл).

_____________________________________________________________________________

5. Нарисуйте схематично (как на Рис.1) антигены на поверхности клеток

ребенка (№1) и его отца (№2). (2 балла, по 1 баллу за каждого).

Схема антигенов для №1

Схема антигенов для №2

6. Известно, что антитела обычно вырабатываются на введение в организм

антигена. Почему же у людей с антигеном А на поверхности клеток нет

антител к этому же антигену, а людей без антигена А они есть? (1 балл).

__________________________________________________________________

7. Какие клетки секретируют антитела-агглютинины к антигенам групп

крови? (0,5 балла)

_____________________________________________________________________________

8. Какой у антител-агглютининов изотип

(класс)? Учтите, реакция

агглютинации идет сразу после контакта антител с эритроцитами-мишенями,

предварительная иммунизация не требуется. (0,5 балла)

__________________________________________________________________

9. Какие последствия ждут эритроциты-мишени в случае конфликта групп

крови при неудачном переливании крови? Какой иммунологический

механизм при этом задействован? (1 балл, по 0,5 за правильный ответ)

__________________________________________________________________

Задание 2. Анатомия и гистология человека (10 баллов)

1. В конверте №1 находится фотография, выполненная при изучении

под световым микроскопом гистологического строения некоторого органа

человека. У некоторых участников в конверте

№1 могут содержаться

несколько фотографий, иллюстрирующих гистологическое строение одного

органа в различных его участках, либо при различных увеличениях светового

микроскопа.

Приведите название органа, гистологическое строение которого

представлено на фотографии(иях) из конверта

№1. Ответ обоснуйте

(необходимо указать структурные особенности, позволяющие Вам сделать

вывод о принадлежности препарата соответствующему органу). (2,5 балла)

Название органа (1,5 балла)

Обоснование ответа (1 балл)

Современная хирургия немыслима без миниинвазивных,

эндоскопических операций. Используя специальные инструменты, в том

числе видеокамеру со встроенным осветителем, становится возможным через

небольшие разрезы на теле человека осуществлять крупные оперативные

вмешательства на органах брюшной и грудной полостей. Операционное поле

при этом хирург наблюдает не «вживуюª, как при традиционных открытых

операциях, а на экране монитора.

Вам предлагаются цветные изображения (Рис. 3 - 5), полученные при

эндоскопических операциях на брюшной и грудной полостях. Внимательно

их рассмотрите.

а) Выпишите коды присутствующих на рисунках 3 - 5 органов

согласно нижеприведенному списку:_________________________________

_________________________________________________________________

Список органов

Аорта (брюшной отдел)

Мочеточник правый

Аппендикс

Нижняя полая вена

Двенадцатиперстная кишка

Печень

Диафрагма

Поджелудочная железа

Желудок

Почка левая

Желчный пузырь

Почка правая

Легкое

Селезенка

Матка

Сердце

Маточная труба левая

Толстая кишка

Маточная труба правая

Тонкая кишка

Мочевой пузырь

Яичник левый

Мочеточник левый

Яичник правый

б) На рисунках 3 - 5 с помощью фломастера (находится на Вашем

рабочем столе) стрелочкой четко обозначить коды всех изображенных на

них органов (согласно вышеприведенному списку). (6 баллов)

3. На всех цветных изображениях (Рис. 3 - 5), где только возможно,

найдите и четко с помощью фломастера стрелочкой и знаком

«Хª

обозначьте орган, гистологическое строение которого предложено Вам в

конверте №1 . (1,5 балла)

Приложение 1

Методика определения групп крови человека системы АВО с помощью

Цоликлонов

Цоликлоны Анти-А (флакон и содержимое красного цвета) и Анти-В

(флакон и содержимое синего цвета) предназначены для определения групп

крови человека системы АВО в прямых реакциях гемагглютинации на

пластине или планшете (имеются у Вас на рабочем месте).

1. Нанесите в различные лунки на планшете Цоликлоны Анти-А и

Анти-В по одной большой капле (0,05 мл).

2. Рядом с каплями антител нанесите из шприца по одной маленькой

капле исследуемого образца искусственной крови (0,01 - 0,03 мл).

3. С помощью пластмассовой палочки (имеется у Вас на рабочем

месте) смешайте кровь с реагентом.

4. Наблюдайте за ходом реакции с Цоликлонами визуально при легком

покачивании планшета в течение 3-х минут. Агглютинация эритроцитов с

Цоликлонами как правило наступает в первые 3 - 5 сек, но наблюдение

следует вести в течение

3-х минут ввиду более позднего появления

агглютинации с эритроцитами, содержащими слабые разновидности

антигенов А и/или В.

5. Результат реакции в каждой капле может быть положительным или

отрицательным. Положительный результат выражается в агглютинации

(склеивании) эритроцитов. Агглютинаты видны невооруженным глазом в

виде мелких красных агрегатов, быстро сливающихся в крупные хлопья. При

отрицательной реакции капля остается равномерно окрашенной в красный

цвет, агглютинаты в ней не обнаруживаются.

6. В случае положительного результата реакции агглютинации с

обоими Цоликлонами необходимо исключить спонтанную неспецифическую

агглютинацию исследуемых эритроцитов. Для этого смешайте в лунке

планшета 1 каплю исследуемой крови с каплей физиологического раствора

(имеется у Вас на рабочем месте). Отсутствие агглютинации эритроцитов в

физиологическом растворе позволяет исключить наличие спонтанной

неспецифической агглютинации в эксперименте с обоими Цоликлонами.

Шифр____________________

Рабочее место № __________

ЗАДАНИЯ

практического тура XXXI Всероссийской олимпиады школьников по биологии.

г. Саранск, 2015 г. 10 класс

ЗООЛОГИЯ ПОЗВОНОЧНЫХ

Оборудование: набор из 4 объектов: тушек, чучел или влажных препаратов различных

позвоночных животных.

Ход работы:

1. С помощью определителя выясните систематическую принадлежность предложенных

животных (класс, отряд, семейство, род, вид), впишите в таблицу 1.

Таблица 1

№ объекта

Объект № 1

Объект № 2

Объект № 3

Объект № 4

Класс

Отряд

Семейство

Род

Вид

_________ баллов

2. Укажите соответствующей цифрой в кружке положение каждого из объектов на схеме

филогенетического древа позвоночных животных.

_________ баллов

3. Определите, к какой анатомо-систематической группе относится каждый вид.

Выберите цифровые коды ответов и занесите в таблицу 2.

Коды ответов: 01 - низшие позвоночные; 02 - высшие позвоночные;

03 - Anamnia; 04 - Amniota; 05 - первичноводные; 06 - вторичноводные;

07 - первичноназемные; 08 - пойкилотермные; 09 - гомойотермные.

4. Определите характерные для каждого вида ландшафтные зоны и местообитания.

Цифровые коды ответов занесите в таблицу 2.

Коды ответов: 11 - тундра; 12 - хвойные леса; 13 - широколиственные леса; 14 - степи;

15 - пустыни; 16 - горные ландшафты; 17 - саванны; 18 - тропические леса.

21 - моря и океаны; 22 - пресные водоемы; 23 - болото; 24 - луг;

25 - в кронах деревьев; 26 - на поверхности почвы; 27 - в почве.

5. По особенностям строения зубной системы (у млекопитающих), клюва и ног (у птиц),

форме тела, зубов и плавников (у рыб) определите характер питания и место в

трофической цепи. Цифровые коды ответов занесите в таблицу 2.

Коды ответов: 31 - фитофаг; 32 - зоофаг (хищник); 33 - энтомофаг; 34 - планктонофаг;

35 - стенофаг; 36 - эврифаг.

41 - консумент 1 порядка; 42 - консумент 2 порядка; 43 - консумент 3 порядка.

Таблица 2

№ объекта

Видовое название

Анатомо-

Ландшафтные

Тип питания

(из таблицы 1)

систематические

зоны и

и место

группы

местообитания

в троф. цепи

Объект № 1

Объект № 2

Объект № 3

Объект № 4

_________ баллов

Всего баллов _________________

Подпись члена жюри _________________

Фамилия __________________________

Шифр

________________

Имя

__________________________

Рабочее место № ___________

Регион

__________________________

Шифр

___________________________

Итого баллов _________

ЗАДАНИЕ

практического тура заключительного этапа

XХХI Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2015 г.

г. Саранск

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

СВОЙСТВА ПИГМЕНТОВ ПЛОДОВ

Цель: сравнить пигментный состав околоплодника у различных генетических линий (сортов).

Оборудование: нож, разделочная доска, два шприца, наполненных ацетоновым

экстрактом околоплодника красного

(К) и оранжевого

(О) перца, две полоски

фильтровальной бумаги длиной около 10см, стакан, закрытый чашкой Петри, с ниткой,

приклеенной поперек горлышка; система растворителей на основе уайт-спирита на дне

сосуда (смесь легких углеводородов); линейка; простой карандаш; степлер.

Ход работы:

1. Рассмотрите выданный вам плод перца (Capsicum annuum).

К какому семейству относится данный объект: ___________________________ (0,5 балла)

Если необходимо, сделайте срезы объекта, чтобы установить число плодолистиков.

Считая, что органы в кругах цветка закономерно чередуются, восстановите формулу

цветка:

* Са Со А G или * Р А G

(3 балла)

Пригласите проверяющего для оценки правильности ваших выводов.

2. Для пробного нанесения используйте небольшой кусочек фильтровальной бумаги.

Затем две полоски фильтровальной бумаги шириной

2-3 см и длиной,

соответствующей высоте стакана, положите на чистую поверхность и карандашом на

бумаге без сильного нажима прочертите горизонтальную линию старта на расстоянии

2 см от края снизу.

3. С каждым экстрактом работайте на отдельной полоске! Нанесите первый экстракт

пигментов на линию старта на фильтровальной бумаге. При этом старайтесь не

допустить образования слишком широкого пятна пигментов. Бумагу подсушите на

воздухе, повторно нанесите вытяжку пигментов на линию старта еще 7-10 раз, чтобы

сконцентрировать пигменты.

4. Фильтровальную бумагу с нанесенными пигментами согните поперек в верхней части.

Подвесьте бумагу сгибом на нитку, прикрепленную поперек горлышка сосуда,

стартовой линией вниз так, чтобы край бумаги касался растворителя, но пигментное

пятно оказалось выше его уровня. Плотно закройте пробкой или крышкой. Внимание!

Открывать надолго банку с растворителем нельзя! Выдерживайте до полной

разгонки пигментов. По мере хроматографирования подготовьте полоску со вторым

экстрактом (см. п. 3 и п. 4).

5. По окончании разделения пигментов достаньте из сосуда фильтровальную бумагу с

пятнами пигментов. Тут же закройте его крышкой. Простым карандашом обведите

линию фронта (границу, до которой поднялся растворитель), а также границы пятен

пигментов. Обозначьте пигментные пятна цифрами (в порядке от фронта к старту).

Отметьте цвет каждого пятна на полоске простым карандашом.

ДЛЯ СТЕПЛЕРА

Пригласите проверяющего для оценки техники работы. После подсушивания

бумаги прикрепите ее степлером к листу ответа. (6 баллов)

6. У какого сорта пигментный состав богаче (выберите один ответ, опираясь на ваши

наблюдения): А - у красного; Б - у оранжевого; В - пигментный состав одинаков, но

отличается соотношение пигментов; Г - пигментный состав и пропорция одинаковы,

различается только суммарная концентрация пигментов. Ответ: _________ (1 балл)

7. Рассмотрите схему биосинтеза пигментов в околоплоднике сладкого перца (см. рис.).

Проверьте, соответствует ли число видимых на хроматограмме пятен числу указанных

в пути биосинтеза пигментов. Выберите два пигмента, которые, по вашему мнению,

присутствуют в плодах красного перца в наименьшей концентрации. Впишите буквы

соответствующих каротиноидов по рисунку:

(1 балл).

Биосинтез каротиноидов

№ пятна

Цвет вещества

на хроматограмме

Красн.

Оранж.

Желт.

Зелен.

Бесцв.

8. Сделайте предположение о том, какую окраску имеет каждый из указанных на схеме

пигментов в соответствии с теорией и/или с цветом пятен на хроматограмме (отметьте

знаком косого креста в таблице рядом с рисунком; в каждой строке - не более 1

отметки!). Дополнительно в каждой строке поставьте номер пятна, который, по

вашему мнению, может соответствовать указанным в пути биосинтеза пигментам

(7,5 баллов)

9. Вам известно, что при скрещиваниях доминирует красная окраска. На основании

хроматограмм сделайте вывод, на каком из этапов биосинтеза наблюдается различие

между красным и оранжевым сортами. Ответ: на стадии под номером ______ (1 балл)

Шифр _____________

Рабочее место _____________

ЗАДАНИЯ

практического тура заключительного этапа

XXXI Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2015 г.

г. Саранск. 10 класс

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

Оборудование: тонометр, термометр, спирометр со сменными мундштуками, часы и

тестовое задание на компьютере.

Для получения качественных данных постарайтесь быть максимально

расслабленными.

Задание

№ 1. (10 баллов). Проведите самообследование, следуя Таблице

№1;

результаты впишите в левый столбец (показатели в покое).

ТАБЛИЦА№1

Показатели

Изменения

Отдел нервной

в покое

после

показателей в % к

системы

выполнения

исходным

отвечающий за

задания на

(=100*после теста/

эффект?

компьютере

в покое)

(с- симпатический

п-парасимпатический

ц - соматический)

ЧСС (частота

сердечных

сокращений,

уд/мин) *

САД

(систолическое

артериальное

давление,

мм.рт.ст.)

ДАД

(диастолическое

артериальное

давление

мм.рт.ст.)

ЖЕЛ

(жизненная

емкость легких,

л)

ЗДВ (задержка

дыхания после

максимального

вдоха, сек)

Температура

кисти, ^оС

* - удобнее считать за 15 сек и умножать на 4.

Отметка жюри :__________

Внимательно прочитайте условия задания на компьютере. Выполните его за 5 минут,

сохраните данные (3 балла). Сразу после теста повторите самообследование и

заполните сверху вниз второй столбец Таблицы №1. Далее заполните остальные

столбцы таблицы.

Задание № 2. (7 баллов). Как Вы догадались, основной целью компьютерного задания

было проведение нагрузочной пробы (основные компоненты стрессовой нагрузки:

необходимость принятия решения, вероятность ошибки и дефицит времени были

смоделированы).

На рисунке ниже показаны пять основных типов реакции на нагрузочную пробу:

Условные обозначения:

===

- ЧСС, ^________ - САД,

- - - -

- ДАД.

По оси абсцисс - время после нагрузочной пробы, мин.

По оси ординат - ЧСС, 10*уд/мин; АД, мм.тр.ст.

1. Соотнесите вид реакции с его буквенным обозначением:

Тип реакции

Гипо-

Отставленный

Гипер-

Нормо-

Дис-

тонический

Буква:

2. Оцените свою реакцию на пробу.

К какому типу ближе Ваша реакция ?

(Буква ________)

3. Вычислите свой индекс кардио-респираторной системы после пробы по

формуле:

ЖЕЛ*ЗДВ/ЧСС = __________*___________/_____________=_________________

Нормальными считаются параметры от 2 до 6.

Как Вы думаете, о чем свидетельствует уменьшение данного индекса (приведите

физиологические механизмы, лежащие в основе нарушений):

4. Изменилась ли ЖЕЛ после пробы? Как Вы думаете, почему?

Фамилия __________________________

Шифр

Имя

__________________________

Регион

__________________________

Рабочее место №

______

Шифр

___________________________

Итого баллов

______

ЗАДАНИЕ

практического тура заключительного этапа

ХХХI Всероссийской олимпиады школьников по биологии 2015 г.

г. Саранск

АНАТОМИЯ, ЭВОЛЮЦИЯ И СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ

Цель работы: изучить строение стелы на поперечных срезах растительных

объектов, назвать их типы и выявить наиболее эволюционно продвинутый вариант

развития стелы.

Оборудование и объекты исследования: микроскоп, предметные и покровные

стекла, лезвие, препаровальные иглы, раствор флороглюцина, концентрированная соляная

кислота, фильтровальная бумага, кусочки пенопласта, стакан с водой, растительный

объект для приготовления временного препарата (А) и постоянные препараты (Б,В,Г).

Ход работы:

1. Сделайте поперечный срез предложенного из Вам объекта (А). Приготовьте

временный микропрепарат, соблюдая правильную методику приготовления среза и

технику работы с микроскопом (вашу работу оценивают!).

Окрасьте препарат флороглюцином. Качество приготовления среза

проконтролируйте с помощью микроскопа. Когда препарат будет готов, поднимите

руку для оценивания качества приготовленного Вами среза.

Техника приготовления среза - 2 балла

Качество среза - 3 балла

3. Зарисуйте временный препарат ( А) и обозначьте его структуры, соединив линией

название структурного элемента с его местонахождением на срезе.

Протоксилема

Эндодерма

Первичная ксилема

Перицикл

Метаксилема

Вторичная ксилема

Вторичная флоэма

Паренхима клеток коры

Эпидермис

Качество рисунка и обозначения - 4 балла

4. На основе анализа анатомической структуры назовите тип стелы (в зависимости

от взаимного расположения ксилемы и флоэмы, характерной для данного растения),

использовав для этого схему возможных эволюционных взаимоотношений стелы (см. рис.

на обороте). Выпишите название типа стелы и укажите соответствующих № по рисунку.

Тип стелы (временный препарат А): ________________________________№ на рис.

1балл

5. Определите систематическое положение растения. - 1 балл

Отдел __________________________________________________

6. Рассмотрите готовые препараты (БВГ), определите тип стелы каждого из объектов

и их систематическое положение. 6 баллов

Тип стелы (постоянный препарат Б) - _____________________________№ на рис.

Отдел _______________________________________________________________

Тип стелы (постоянный препарат В)- ______________________________№ на рис.

Отдел _______________________________________________________________

Тип стелы (постоянный препарат Г) ______________________________№ на рис.

Отдел ________________________________________________________________

7. Сравните временный препарат А с готовыми препаратами Б, В, Г. Решите, какой

вариант/ты развития стелы является наиболее эволюционного продвинутым в схеме

Тахтаджяна. Ответ обоснуйте (3 балла).

_____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

Схема эволюции стелы (по Тахтаджяну)

Штриховкой показана ксилема, точками - флоэма

1 - Протостела (Псилотовые, на ранних стадиях - у других групп); 2 - Актиностела (Псилотовые,

Плауновидные); 3 - Плектостела (Плауновидные); 4 - Эктофлойная сифоностела (на ранних

стадиях

- Папоротникообразные);

- Амфифлойная сифоностела

(у

некоторых

Папоротникообразных);

- Диктиостела

(на поздних стадиях

- Папоротникообразные);

7 - Артостела (Хвощевидные); 8 - Эустела (Двудольные); 9 - Атактостела (Однодольные).

ЗАДАНИЯ

практического тура заключительного этапа XXXI Всероссийской

олимпиады школьников по биологии. 2014-15 уч. год. 11 класс

ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ

Синаптическая передача - центральное явление в функционировании нервной

системы, включает в себя целый каскад событий, запускаемый деполяризацией на

пресинаптическом окончании, приводящих к возникновению локального

постсинаптического потенциала

(ПСП) на постсинаптической клетке. В случае

химической передачи сигнала ключевым событием является экзоцитоз везикул с

медиатором, запускаемый повышением концентрации кальция в цитозоле пресинапса.

В этом задании Вам предстоит изучить некоторые из этих процессов.

Задание 1. Изменение внутриклеточной концентрации кальция. (7 баллов)

Кальций

- важнейший вторичный посредник, участвующий в экзоцитозе,

мышечном сокращении, апоптозе и многих других процессах. Для внутриклеточной

регистрации концентрации кальция используются различные методы. Раннее

популярным был пэтч-кламп с кальций-чувствительным электродом, однако, в

последнее время, его вытеснили кальций-чувствительные флуоресцентные зонды, к

которым относятся производные BAPTA, флуоресцина и родамина, а также пептидные

сенсоры (GCaMP). Вашему вниманию предлагаются 6 фильмов, в которых происходила

электрическая стимуляция возбудимых клеток, предварительно загруженных

производным флуоресцина - Fluo-5F.

Видеофайл 1а. Культура нейронов гиппокампа мыши.

Видеофайл 1b. Культура нейронов гиппокампа мыши после нанесения раствора

нифедипина (избирательный блокатор Ca-каналов L-типа).

Видеофайл 1c. Кардиомиоцит мыши. Электрическая стимуляция.

Видеофайл 1d. Кардиомиоцит мыши после нанесения раствора нифедипина

(избирательный блокатор Ca-каналов L-типа). Электрическая стимуляция.

Видеофайл 1e. Кардиомиоцит мыши без электрической стимуляции.

Видеофайл 1f. Три кардиомиоцита мыши.

Просмотрите видеофайлы 1a - 1d и ответьте на вопросы 1.2 - 1.4.

1.1. Какие белки участвуют в увеличении концентрации кальция в цитозоле

нервной клетки? (1,6 балла)

А. Кальциевые каналы плазматической мембраны.

Б. Кальциевые каналы эндоплазматического ретикулума.

В. Кальциевый насос плазматической мембраны.

Г. Кальциевый насос эндоплазматического ретикулума.

Д. Кальциевый насос мембраны митохондрии.

Е. Натрий/кальциевый антипортер плазматической мембраны.

Ж. Натрий/кальциевый антипортер эндоплазматического ретикулума.

З. Натрий/кальциевый антипортер мембраны митохондрии.

1.2. Какие белки участвуют в понижении концентрации кальция в цитозоле

нервной клетки? (1,6 балла)

А. Кальциевые каналы плазматической мембраны.

Б. Кальциевые каналы эндоплазматического ретикулума.

В. Кальциевый насос плазматической мембраны.

Г. Кальциевый насос эндоплазматического ретикулума.

Д. Кальциевый насос мембраны митохондрии.

Е. Натрий/кальциевый антипортер плазматической мембраны.

Ж. Натрий/кальциевый антипортер эндоплазматического ретикулума.

З. Натрий/кальциевый антипортер мембраны митохондрии.

1.3. Для приведенных экспериментов (1a - 1f) к суспензии клеток был

добавлен ацетометоксиэфир Fluo-5F

(Fluo-5F AM, см Приложение). Клетки

инкубировали с ним в течение 30 минут, после чего их промыли раствором

Рингера и микроскопировали. В приложении Вам предлагается формула Fluo-5F и

Fluo-5F AM. Эфирные связи в цитозоле могут быть расщеплены эстеразами. Какие

из приведенных относительно этого эксперимента утверждений являются

верными? (1,2 балла)

А. Мембрана клеток проницаема для Fluo-5F.

Б. Интенсивность флуоресцентного сигнала в клетке в покое зависит только от

концентрации кальция в цитозоле.

В. Интенсивность флуоресцентного сигнала в клетке в покое в основном зависит

от активности эстераз.

Г. Fluo-5F преимущественно накапливается в эндоплазматическом ретикулуме.

Д. Если бы к клеткам был добавлен хелатор кальция BAPTA AM, который не

флуоресцирует в видимой области спектра, то интенсивность флуоресцентного сигнала

была бы ниже.

Е. Если бы не проводили отмывку, то в эксперименте была бы высокая

интенсивность флуоресценции вне клеток.

1.4. Какие выводы можно сделать, исходя из результатов этого

эксперимента? (1,6 балла)

А. В нейронах присутствуют Ca-каналы L-типа.

Б. В нейронах отсутствуют Ca-каналы L-типа.

В. В кардиомиоцитах присутствуют Ca-каналы L-типа.

Г. В кардиомиоцитах отсутствуют Ca-каналы L-типа.

Д. В нейронах присутствуют Ca-каналы, отличные от L-типа.

Е. В нейронах отсутствуют Ca-каналы, отличные от L-типа.

Ж. В кардиомиоцитах присутствуют Ca-каналы, отличные от L-типа.

З. В кардиоиоцитах отсутствуют Ca-каналы, отличные от L-типа.

1.5. Просмотрите видеофайла 1e и 1f. Какие выводы можно сделать исходя из

этих наблюдений? (1 балл)

А. Кардиомиоциты способны самостоятельно генерировать потенциалы действия.

Б. Кардиомиоциты в культуре способны формировать синапсы.

В. Только небольшой участок мембраны/цитоплазмы способен генерировать

локальные кальциевые волны.

Г. Наблюдаемые вами локальные кальциевые волны обладают всеми свойствами

потенциала действия.

Д. В данном эксперименте анализировали клеточную суспензию кардиомиоцитов.

Задание 2. Изучение экзоцитоза синаптических везикул. (8 баллов)

Синаптобревин - трансмембранный везикулярный белок. В этом эксперименте

клетки гиппокампа мыши, растущие в культуре, трансфецировали плазмидой,

содержащей ген синаптобревина, конъюгированного с флуорином (pHluorin) - pH-

чувствительным флуоресцентным белком. При pH

5,5 и ниже флуорин не

флуоресцирует, а при pH 6 и выше - начинает интенсивно флуоресцировать в зеленой

области спектра. Первичная структура синаптобревина приведена на рисунке ниже:

2.1. Какие утверждения о синаптобревин-флуорине верны? (1,2 балла)

А. Если конъюгировать флуорин с N-концом синаптобревина, то при экзоцитозе

флуоресценция будет расти.

Б. Если конъюгировать флуорин с N-концом синаптобревина, то при экзоцитозе

флуоресценция будет уменьшаться.

В. Если конъюгировать флуорин с N-концом синаптобревина, то при экзоцитозе

флуоресценция не изменится.

Г. Если конъюгировать флуорин с С-концом синаптобревина, то при экзоцитозе

флуоресценция будет расти.

Д. Если конъюгировать флуорин с С-концом синаптобревина, то при экзоцитозе

флуоресценция будет уменьшаться.

Е. Если конъюгировать флуорин с С-концом синаптобревина, то при экзоцитозе

флуоресценция не изменится.

В видеофайле 2 содержится запись эксперимента, в котором клетки, описанные

выше, подвергались электрической стимуляции. После этого в клеткам был добавлен

хлорид аммония. В финальной части эксперимента добавлялся MES-буфер (pH-5.0).

2.2. Какие из приведенных относительно этого эксперимента утверждений

являются верными? (0,8 балла)

А. Электрическая стимуляция приводит к слиянию незначительной доли

синаптических везикул.

Б. Компенсаторный эндоцитоз осуществляется в течение 100 - 200 мсек.

В. Хлорид аммония стимулирует экзоцитоз синаптических везикул.

Г. MES-буфер стимулирует компенсаторный эндоцитоз.

2.3. Как изменилась бы интенсивность флуоресценции в эксперименте, если бы к клеткам

добавили 300 мМ раствор хлорида калия? Ответ поясните. (2 балла)

2.4. На рисунке 2.4. в листе ответов изображена интенсивность флуоресценнции отдельно

взятого региона в ходе эксперимента. Отметьте на графике суммарную флуоресценцию всего

синаптобревина в клетке (СС), поверхностного пула синаптобревина (ПС) и внутриклеточного

синаптобревина (ВС). (2 балла).

2.5. Изобразите, как бы выглядел график интенсивности флуоресценции, если бы схожий

эксперимент проходил в бескальциевом растворе. (2 балла)

Задание 3. Разнообразие строения синапсов. (5 баллов)

На рисунке 2 (см. Приложение) изображены электронные микрофотографии

препаратов гиппокампа и сердца, содержащие синапсы.

3.1. На каких картинках изображены синапсы кардиомиоцита? (0,8 балла)

3.2. По каким характерным признакам синапсов кардиомиоцитов вы это

определили? (1,4 балла)

А. Более широкая синаптическая щель в химическом синапсе.

Б. Варикозные расширения пресинаптической мембраны.

В. Наличие везикул.

Г. Уплотнение постсинаптической мембраны.

Д. Большая площадь контакта в электрическом синапсе.

Е. Наличие астроцитов.

Ж. Наличие сквозных межклеточных каналов, окруженных мембраной (синцития)

3.3. С какими свойствами кардиомиоцита связаны данные особенности их

синапсов? (1,8 балла)

А. Са²⁺ для активации сократительного аппарата выделяется только из

саркоплазматического ретикулума.

Б.

Потенциал действия

приводит

деполяризации

мембраны

саркоплазматического ретикулума и к выходу из него Са²⁺

В. Т-трубочки развиты слабо, поэтому дигидропиридиновые рецепторы

расположены в основном в саркоплазматическом ретикулуме.

Г. В нейроне электромеханическое сопряжение быстро нарушается при удалении

Са²⁺ из наружной среды, а в сердечной сравнительно устойчиво к такому

воздействию.

Д. В кардиомиоцитах основной мишенью Са²⁺ является белок кальмодулин.

Е. Скорость передачи возбуждения с нерва на кардиомиоцит ниже.

Ж. Длительность нахождения медиатора в щели больше.

З. Передача осуществляется через рецепторы канального типа.

И. Для осуществления эффекта аксон может иннервировать не все

кардиомиоциты.

3.4. Какие белки можно обнаружить в классическом электрическом синапсе

кардиомиоцита? (1 балл)

А. Синаптобревин.

Б. Коннексин.

В. Никотиновый холинорецептор.

Г. Переносчик глутамата.

Д. Клатрин.

Желаем удачи!!!

ЗАДАНИЯ

практического тура заключительного этапа XXXI Всероссийской

олимпиады школьников по биологии. 2014-15 уч. год. 11 класс

КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ И БИОХИМИЯ

Животную ткань гомогенизировали в ножевом гомогенизаторе в буферном растворе,

гомогенат профильтровали через марлю и провели центрифугирование при 600 × g в течение 10

минут для удаления обломков клеток и ядер. После этого провели центрифугирование супернатанта

при 10000 × g в течение 15 минут. Полученный осадок суспендировали в буферном растворе и

суспензию нанесли на градиент плотности сахарозы

(1,0

1,3 г/см³). После проведения

центрифугирования были получены три фракции мембранных органоидов с плавучей плотностью

около 1,12 г/см³ (Фракция А), 1,18 г/см³ (Фракция В) и 1,23 г/см³ (Фракция С). Все фракции были

разведены буферным раствором до концентрации белка 0,01 мг/мл.

Для идентификации полученных фракций путем определения активностей маркерных

ферментов были приготовлены три субстратные смеси, которые содержат буферные растворы, соли и

необходимые субстраты в нужных концентрациях:

Смесь 1 содержит янтарную кислоту, феназинметасульфат и нитросиний тетразолий;

Смесь 2 содержит крахмал и раствор Люголя;

Смесь 3 содержит перекись водорода и 3,5-диокситолуол.

Для определения ферментативной активности к 1 мл субстратной смеси необходимо добавить 0,5

мл фракции мембранного органоида и провести инкубацию при комнатной температуре в течение

3-5 минут.

Задание 1 (9 баллов). Спланируйте и проведите эксперимент, с помощью которого Вы сможете

идентифицировать клеточные органоиды во Фракциях А, В и С, проведя минимальное количество

опытов. По ходу эксперимента заполняйте Таблицу 1 в Листе ответов. По окончании эксперимента

продемонстрируйте Ваши результаты преподавателю.

Задание 2 (6 баллов). На основании результатов Вашего эксперимента идентифицируйте органоиды

во Фракциях А, В и С и ответьте на вопросы в Таблице 2 в Листе ответов.

Задание 3 (5 баллов). Согласно закону Бугера-Ламберта-Бера оптическая плотность раствора

зависит от концентрации растворенного вещества следующим образом: D = Ɛ × l × С, где D - это

оптическая плотность раствора при определенной длине волны, Ɛ

- коэффициент молярной

экстинкции данного вещества (оптическая плотность раствора с концентрацией 1 М), l -длина

оптического пути в см, а С - молярная концентрация данного вещества.

Коэффициент молярной экстинкции окрашенного продукта ферментативной реакции в одной

из полученных фракций при длине волны «λª равен 15000 М^-1см^-1. Длина оптического пути в

спектрофотометрической кювете при измерении оптической плотности составляет 1 см. Условия

проведения опыта совпадали с условиями, предложенными Вам в Задании 1. Оптическая плотность

раствора при данной длине волны

«λª в начале реакции равнялась

0,05 единиц оптической

плотности, а через 5 минут инкубации составила 0,8 единиц оптической плотности. Рассчитайте

концентрацию окрашенного продукта в начале и в конце реакции (2 балла) и значение удельной

активности фермента (в мкмоль/мин на 1 мг белка) (3 балла). Ответы внесите в Лист ответов.

ЗАДАНИЯ

практического тура XXXI Всероссийской

олимпиады школьников по биологии.

2014-15 уч. год. 11 класс

МИКРОБИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ

Задание 1. Совместное использование микроорганизмов в биотехнологии (макс.

10 баллов)

Совместное использование микроорганизмов в биотехнологических

процессах связано с разнообразием их метаболизмов. Вам предложены

культуры двух микроорганизмов, один из которых традиционно используется

на важнейшей стадии хорошо известного микробиологическом производства.

Цель работы: исследовать микроорганизмы и предложить схему аналогичного

биотехнологического процесса, основанного на их совместном использовании.

Дано: чашки Петри с культурами микроорганизмов №1 и №2 на средах А и Б.

Оборудование: Микроскопы, спиртовки, предметные и покровные стекла, пипетки,

микробиологические петли, полоски фильтровальной бумаги, краситель фуксин или

метиленовый синий, иммерсионное масло, стаканчик с водопроводной водой,

раствор Люголя, 1% Н₂О₂, 3% КОН, универсальный индикатор, ломтик картофеля.

Ход работы:

1. Приготовьте фиксированный окрашенный препарат каждой культуры.

1) Поместите на предметное стекло маленькую каплю воды. С помощью

простерилизованной в пламени горелки петли приготовьте мазки культур №1 и №2.

2) Высушите мазки на воздухе досуха (не грейте препараты над огнем).

3) Зафиксируйте препараты в пламени горелки (для этого стекло нужно быстро

провести 2-3 раза через верхнюю часть пламени).

4) Окрасьте препараты фуксином (в течение 1 мин) или метиленовым синим (2 мин).

5) Промойте препараты водой (над кристаллизатором или другой емкостью),

просушите на воздухе или с помощью фильтровальной бумаги.

6) Поместите на мазок 1 каплю иммерсионного масла.

Техника приготовления препаратов: макс. 1 балл.

7) Поместите препарат на столик микроскопа с иммерсионным объективом,

сфокусируйте изображение. Покажите преподавателю.

Техника работы с микроскопом: макс. 1 балл.

Примечание. При необходимости можно также приготовить препарат «раздавленная капляª. Для этого на предметное

стекло поместить каплю воды. С помощью петли, простерилизованной в пламени горелки, внести в воду небольшое

количество биомассы микроорганизмов (можно также добавить 1 каплю раствора Люголя), покрыть покровным

стеклом. Поместить препарат на столик микроскопа. Сфокусировать изображение с объективом 40Х.

2. Зарисуйте препараты культур №1 и №2 на Листе ответов, отметьте характерные

морфотипы и назовите их (бактерии: кокки, стрептококки, стафилококки, палочки, цепочки клеток,

нитчатые формы, бациллы со спорами, спириллы, мицелиальные формы; эукариоты: одноклеточные, почкующиеся,

мицелиальные и т.д.).

Техника рисунков и описание морфотипов: макс. 2 балла.

3. Охарактеризуйте состав сред А и Б, на которых росли культуры №1 и №2. Для

этого, используя имеющиеся реактивы, проведите химические реакции, которые Вы

считаете необходимыми (Учтите, что часть выданных Вам реактивов может

оказаться избыточной). В чем состоит различие между средами? Исходя из

полученных результатов, выскажите предположения о различии в метаболизме

микроорганизмов

№1 и

№2. Предложите схему гипотетического

микробиологического производства, основанного на

последовательном

использовании предложенных Вам культур и имеющегося на столе субстрата.

Опишите результаты опытов и схему производства на Листе ответов. Оценка:

макс. 4 балла.

4. Напишите на Листе ответов, какие организмы или вещества используются

вместо микроорганизма

№2 в аналогичных реально существующих

биотехнологических процессах с участием микроорганизма №1. Оценка макс. 1

балл.

5. Напишите в листе ответов, в каких еще производствах используются

исследованные Вами микроорганизмы. Оценка: макс. 1 балл.

Задание 2. Биотехнология и генетика микроорганизмов (макс. 10 баллов)

При культивировании бактерий, применяемых в биотехнологических

процессах, большое значение имеет стерильность культуры и её устойчивость к

бактериофагам. Прочитайте нижеследующий текст и ответьте на Листе ответов на

вопросы, связанные с защитой прокариот от вирусов.

Устойчивость бактерий к вирусам связана с работой различных защитных

систем, направленных на идентификацию и расщепление нуклеиновых кислот,

которые бактериофаг инъецирует в зараженную клетку. К этим защитным системам

относятся системы рестрикции-модификации ДНК, система CRISPR-cas, а также ряд

других. Ответьте на Листе ответов ряд вопросов, связанных с работой этих систем.

2.1. Оперон prr кишечной палочки участвует в защите от штаммов

бактериофага Т4, не имеющих РНК-лигазы. При этом ген prrC кодирует нуклеазу,

разрезающую антикодовую петлю лизиновой тРНК E. coli, а ген кодирует белок

prrB, связывающий белок TAF бактериофага Т4. Ответьте на вопросы, посвященные

системе prr, на Листе ответов (макс. 3 балла).

2.2. Система рестрикции модификации состоит из двух основных

компонентов: эндонуклеаз рестрикции (рестриктаз) - ферментов, которые узнают

специфические последовательности (сайты рестрикции) и вносят в ДНК двунитевые

(как правило) разрывы, и метилтрансфераз

(метилаз), которые узнают те же

специфические последовательности и метилируют в них азотистые основания.

5`GAATTC

Например, рестриктаза системы EcoRI узнает последовательность

, а

3`CTTAAG

метилаза этой системы метилирует в этой последовательности

3 и 4 остатки

аденина. Если ДНК сайта рестрикции не метилирована, то она расщепляется

рестриктазой, если метилирована - не расщепляется. Метилаза может метилировать

вторую нить ДНК в сайте рестрикции, если уже прометилирована первая, а иногда -

две нити сразу de novo. Рестриктазы делятся на

3 класса, в зависимости от

субъединичного состава, механизма работы и того, на каком расстоянии от сайта

узнавания происходит разрезание ДНК. В биотехнологии и генетической инженерии

используются рестриктазы 2-го класса, которые вносят разрыв ДНК внутри самого

сайта узнавания. Ответьте на вопросы, посвященные системе рестрикции-

модификации, на Листе ответов (макс. 4 балла).

2.3. Пожалуй, даже более важное значения для генетической инженерии и

биотехнологии по сравнению с системой рестрикции-модификации в настоящее

время приобретает система CRISPR-cas. Её механизм работы был открыт в 2007

году компанией Danisco на культуре микроорганизма Streptococcus thermophilus,

использующейся в производстве йогуртовых заквасок. Оказалось, что выжившие

после заражения определенным фагом

(например, φ4241) стрептококки

приобретают устойчивость к повторному заражению этим же вирусом. Эта

устойчивость связана с встраиванием фрагментов генома фага в локус CRISPR,

который представляет собой по сути коллекцию чужеродного генетического

материала, которую бактерия использует для выявления потенциально опасных

нуклеиновых кислот. Кассету CRISPR обслуживают различные белки cas, гены

которых тесно сцеплены с CRISPR. Принцип работы системы показан на рисунке

ниже:

Для работы некоторых вариантов системы CRISPR-cas достаточно одного

белка cas9, который сравнивает последовательности ДНК с последовательностью

определенной короткой РНК (так называй «гидовой РНКª, гРНК) и делает в ДНК-

мишени двунитевой разрыв в случае комплементарного связывания её и гРНК.

Ответьте на вопросы, посвященные системе CRISPR-cas, на Листе ответов (макс. 3

балла).

Фамилия

_________________________

Шифр _________________

Имя

_________________________

Регион

_________________________

Рабочее место __________

Шифр

_________________________

Итого: __________________

ЛИСТ ОТВЕТОВ

МИКРОБИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ

Задание 1. (в сумме 10 баллов)

Препараты

Культура №1

Культура №2

Техника приготовления

препарата и работа с микро-

скопом. Макс.

1 балл за оба

препарата и

1 балл за

Подпись преподавателя

микроскопирование.

2. Рисунок клеток микроорга-

низмов. Обязательно укажите

морфотипы. Макс. 1 балл за

каждый рисунок, в сумме - 2

балла.

3. Какими реакциями Вы

исследовали состав сред А и Б?

Макс. 1 балл

4. Опишите найденные

различия между средами А и Б.

Макс. 1 балл

5. Сделайте вывод об

особенностях метаболизма

микроорганизмов №1 и №2.

Макс. 1 балл

6. Опишите схему биотехноло-

гического производства с

участием микроорганизмов №1

и №2. Зачем в ней нужен

микроорганизм №1 и зачем -

№2? Макс. 1 балл

7. Какие аналоги (вещества или

микроорганизмы) Вы можете

предложить в этой схеме для

микроорганизма №2?

Макс. 1 балл

8. В каких других биотехноло-

гических процессах можно

использовать микроорганизмы

№1 и №2 (по отдельности или

вместе с другими микроорга-

низмами)? Макс. 1 балл

Задание 2. (в сумме 10 баллов)

2.1 Отметьте символами wt для нормальных генов и mut для мутаций

«потеря функцииª,

комбинацию аллелей, обеспечивающую устойчивость штамма E. coli к штамму Т4.

Т4: Rnl (РНК-лигаза)______ TAF_______

E coli: prrB______ prrC_____ (1 балл).

Штамм фага Т4, имеющий нормальную активность РНК-лигазы, преодолевает prr-систему, потому

что________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________ (1 балл).

Бактерия, устойчивая к Т4, после заражения фагом активно делится/прекращает

трансляцию/подвергается лизису

(выберите правильный вариант), потому что____________________

_________________________________________________________________________________ (1 балл).

2.2 Когда определенный штамм бактериофага выращивают на определенном штамме бактерий,

заражение клеток фагом идет с высокой эффективностью, однако если этим же фагом инфицировать

другой штамм, эффективность заражения падает на несколько порядков. Кратко объясните,

почему.______________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________ (1 балл).

Если бактерия получит мутацию типа

«потеря функцииª в гене рестриктазы, то эта

бактерия______________________________________________________________, а если в гене

соответствующей метилазы, то_________________________________________________________(1 балл).

Нарисуйте в прямоугольнике справа модифицированное основание 6-

метиладенин (метилирование по аминогруппе), которое образуется у бактерий

под действием некоторых ДНК-метилаз (1 балл).

Оцените, сколько сайтов рестрикции для EcoRI с наибольшей

вероятностью содержится в плазмиде размером

4100 п.н., если

последовательность плазмиды близка к случайной? (Свой расчет поясните.) _____сайтов рестрикции,

потому что _________________________________________________________________________ (1 балл).

2.3 Компания Danisco запатентовала технологию получения культуры йогуртовых заквасок,

обладающей множественной устойчивостью к различным фагам. Кратко опишите её суть.

_______

____________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________ (1 балл).

Что произойдет с геном-мишенью млекопитающего, если в яйцеклетку млекопитающего ввести

плазмиду

геном

cas9

гРНК,

комплементарной

части

этого

гена

мишени?____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________ (1 балл)

Будет ли работать система CRISPR-cas после утраты части одного из cas-генов, например cas9, или

после утраты части локуса СRISPR, и если да, то что произойдет с её специфичностью?

____________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________ (1 балл)

Биология (с ответами). Всероссийская олимпиада школьников в Москве (2016-2014 год) - часть 10