Вариант 6 класса
Вопрос N 1. Вы - хозяин ручной птицы. Как определить, воспринимает она Вас как единое целое, или Ваша рука, нога, голова представляются ей отдельными существами?
Вопрос N 2. Верно ли, что чем больше на растении листьев, тем они мельче? Объясните своё мнение. Поясните свой ответ примерами.
Вопрос N 3. Ваш младший приятель получил в подарок микроскоп с маленьким увеличением, малым полем зрения и набором покровных и предметных стёкол. Предложите ему набор из 5-6 доступных и интересных разнообразных биологических объектов для наблюдения.
Вопрос N 4. Известно, что в больших городах умудряются жить многие виды животных, находя себе в них подходящие места для обитания (не всегда напоминающие те, в которых они живут в природе). Где - в подвалах, на чердаках, в парках или в квартирах - вы стали бы искать следующих животных (договоримся, что их точно можно найти и что они не прирученные): крысы, утки, голуби, белки, комары, сокола, муравьи? Имейте ввиду, что некоторых из них можно найти более чем в одном месте.
Вопрос N 5. На рисунках вы видите некоторое количество
следов и животных, которым эти следы принадлежат. Определите, где чьи следы.
Вариант 7 класса
Вопрос N 1. Чтобы услышать пение большинства певчих птиц сразу, лучше всего отправиться в лес на рассвете. А зачем птицы поют на рассвете "хором"? Ведь кажется, что они мешают друг другу! Чем выгодно для птиц такое пение?
Вопрос N 2. Осенью нередко можно увидеть цветущие растения. Как вы думаете, каковы преимущества и недостатки цветения непосредственно перед началом холодного сезона?
Вопрос N 3. У дождевого червя на спине есть маленькие поры. Из них понемногу выделяется жидкость, содержащаяся в полости тела. Зачем это может быть нужно? Попробуйте предложить несколько различных гипотез.
Вопрос N 4. Все знают, что одни древесные растения вечнозелёные, а другие - листопадные. Однако быть листопадным можно по-разному. С одних растений листва слетает буквально за одну ночь, другие сохраняют опадающие листья на протяжении нескольких месяцев, третьи вообще не сбрасывают пожелтевшую листву всю зиму, и листопад у них происходит весной. Какие преимущества имеют растения с разными "стратегиями" листопада? Обоснуйте свой ответ.
Вопрос N 5. Как вы думаете, какой образ жизни могли бы
вести эти звери, существуй они в природе?
Рисунки химер сделаны зоологами американской группы Worth1000 (http://www.worth1000.com).
Вариант 8 класса
Вопрос N 1. В одной фентезийной книжке (действие происходит в мире, внешне напоминающем Землю) описываются забавные членистоногие хищники, киркореллы, выглядящие как помесь крупного паука с кузнечиком. Известно, что киркореллы живут в норках, а когда рядом с норкой оказывается добыча, выскакивают оттуда и прыгают на неё. Каким образом киркорелла может узнать, что пора выскакивать из норки? Предложите несколько возможных вариантов ответа. Какими экспериментами вы бы стали проверять ваши предположения?
P.S. Хоть это и фентэзи, но всё же парапсихологическими (телепатическими) способностями, равно как и даром ясновидения, киркореллы не обладают.
Вопрос N 2. Почему самки перелётных птиц нередко прилетают на родину позднее самцов?
Вопрос N 3. Среди растений влажного тропического леса, в котором не бывает смены времён года (такие леса, без сухого сезона, тоже есть, хотя их и не так много), некоторые растения всё равно сбрасывают все листья хотя бы на небольшой срок. Какой биологический смысл может иметь это явление? Предложите несколько вариантов ответа.
Вопрос N 4. Однажды ботаник П. нашёл популяцию малоизвестного растения, о чём рассказал своим коллегам. На следующий год его коллега Л. решил собрать это растение для гербария. К счастью, у Л. была подробная топографическая карта, на которой местонахождение популяции было указано с точностью до нескольких десятков метров, и описание растения, сделанное П. Увы! Попытка Л. окончилась неудачей - он ничего не нашёл, несмотря на подробные и долгие поиски. На обратном пути Л. придумал несколько объяснений случившемуся. Попробуйте и Вы привести несколько биологически обоснованных объяснений.
Вопрос N 5. Аспирант получил задание сравнить скорости накопления органических веществ у нескольких столетних дубов в лесу. Как бы Вы посоветовали ему решить эту задачу? Предложите несколько вариантов.
Вариант 9 класса
Вопрос N 1. У некоторых хищных птиц (например, белоголовых орланов) на одном гнездовом участке расположено не одно, а несколько (до 7) гнёзд. Строительство гнезда требует больших затрат энергии и времени. Зачем им несколько гнёзд, если для выведения потомства используется только одно?
Вопрос N 2. Многие животные время от времени поедают своё потомство. Как Вы думаете, может ли такая привычка приносить какие-либо долговременные выгоды? Почему Вы так решили?
Вопрос N 3. Семена в колосьях пшеницы, выросшей в невесомости, крупнее и с бо'льшим запасом питательных веществ, нежели в пшенице, выросшей на Земле (при прочих равных условиях). Как вы думаете, почему?
Вопрос N 4. После возвращения беспилотного исследовательского модуля, посланного к планете Тыры-Пыры, руководитель проекта заявил: "Мы не обнаружили явной жизни на планете, но теперь уже без сомнений можно утверждать, что она там есть или была". Как Вы думаете, на чём основаны выводы ученого? (просим заметить, что не было обнаружено ни живых организмов, ни скелетов).
Вопрос N 5. Осенью листья у разных растений окрашены по-разному. Например, у клёнов (особенно североамериканских) преобладают яркие - жёлтые, красные, иногда даже фиолетовые тона. А вот у сирени, например, листья не меняют окраску до самого листопада. Как Вы думаете, имеют ли растения с яркой осенней краской листьев какие-нибудь преимущества перед теми, у которых такой окраски нет? Обоснуйте свой ответ.
Вопрос N 6. Есть болезни, которыми болеют почти исключительно дети. Как Вы думаете, с чем это может быть связано? Обоснуйте свой ответ.
Вопрос N 7. В последние годы Норвегия сумела буквально завалить магазины европейских городов "красной рыбой" (лососевыми). Дело в том, что от лова лососевых рыб норвежцы перешли к их разведению. Для этого в глубоких узких заливах-фьордах сетями выгораживаются садки, в которых, в естественной морской воде, и выращиваются рыбы. Несомненным положительным следствием такой практики (помимо рыбного изобилия в магазинах) стало то, что резко снизился пресс человека на диких лососевых рыб. Однако широкое внедрение разведения лососей в садках имеет и отрицательные последствия для дикой природы. Какие возникающие здесь проблемы вы видите?
Вариант 10 класса
Вопрос N 1. Есть водоросли и лишайники, которые живут практически в окаменелом состоянии за счёт накопления нерастворимых солей кальция и оксида кремния. Как Вы думаете, почему нет таких деревьев?
Вопрос N 2. Прибрежье берегов Белого моря покрыто густыми зарослями бурых водорослей (фукусов и др.). При волнении (необязательно штормовом) эти водоросли нередко обрываются и начинают, отдельными кустиками или большими комками, плавать по морю. По имеющимся оценкам, число таких плавающих водорослей может составлять несколько сотен (и даже превышать тысячу) экземпляров на квадратный километр моря, а их биомасса во всём Белом море достигает десятков тысяч тонн. Как вы думаете, какое значение могут иметь тикие плавающие обрывки бурых водорослей для экосистемы Белого моря? Образно говоря, что они могут "делать"?
Вопрос N 3. В прошлом веке зоолог Бергман предположил, что у теплокровных животных размер тела разных особей, принадлежащих к одному виду, в высоких широтах (то есть ближе к полюсам) увеличивается. Более подробные исследования, однако, выявили довольно много видов, где это правило не выполняется или выполняется "наоборот" - размер тела у них увеличивается к экватору. Как Вы думаете, с какими особенностями биологии животных могут быть связаны "соблюдение" и "несоблюдение" правила Бергмана?
Вопрос N 4. Среди одноклеточных протистов ("простейших") есть организмы, у которых нет классических митохондрий. Их даже объединяли в особую группу "первично безмитохондриальных эукариот", куда относились, к примеру, дизентерийная амёба, микроспоридии, лямблия, трихомонада и др. Однако в последние годы удалось доказать, что предки этих протистов когда-то имели митохондрии, и, стало быть, все современные эукариоты произошли от организма с митохондриями. Как Вы думаете, какого рода данные можно было использовать для этого доказательства? Ответ обоснуйте.
Вопрос N 5. Часто говорят, что "зараза к заразе не липнет" - если человек уже болеет какой-то инфекционной болезнью, то новая к нему уже не прилепится. Как вы думаете, действительно ли это так? Обоснуйте свой ответ.
Вопрос N 6. В книге Джеральда Дарелла "Моя семья и другие звери" рассказывается, как он, ещё ребёнком, нашёл вместе со своим учителем норки пауков, в которых пауки прятались, прикрывшись крышечкой из земли и паутины. В них пауки поджидали свою добычу, а самки - ещё и самцов...
"...Я сказал, что это самые замечательные постройки, какие мне приходилось
видеть.
- Ага, - отозвался Теодор. - Конечно, они замечательные. Но вот что
меня всегда удивляет: как это самка узнаёт о приближении самца?
Я заморгал глазами, а Теодор взглянул на меня, покачался на носках и продолжал:
- Паук, конечно, сидит внутри своей норки и дожидается, пока
какое-нибудь насекомое - муха, кузнечик или ещё кто-нибудь - не окажется
поблизости. Вероятно, паук как-то умеет определять, достаточно ли близко
насекомое, чтобы его схватить. Если оно близко, паук... э... выскакивает
вдруг из своего убежища и хватает беднягу. Ну вот, а когда самец разыскивает
самку, он ведь тоже должен пробираться к погребку через мох, и я часто думаю,
почему же его никогда... э... не сожрёт по ошибке самка. Конечно, возможно
допустить..."
Попробуйте закончить рассуждения Теодора и предложить несколько возможных вариантов решения самкой паука обсуждавшейся проблемы.
Вопрос N 7. В организме женщин в небольших количествах всегда присутствуют мужские половые гормоны, и наоборот. Какова может быть их роль в обоих случаях?
Вариант 11 класса
Вопрос N 1. Путешественники, изучавшие в 19 веке северо-западное побережье Америки, были сильно удивлены тем, что там в тёплых и тёпло-умеренных широтах (38-45 градусов северной широты) преобладают хвойные породы деревьев, в то время как на сравнимых по положению побережьях Китая, Кореи, Японии, Франции, восточном побережье Америки, черноморском побережье Кавказа - растут широколиственные леса.
Как Вы думаете, чем может быть обусловлено такое различие? Обоснуйте свой ответ.
Вопрос N 2. Всеанглийская конференция практикующих врачей выработала некоторые рекомендации, препятствующие развитию и распространению в больницах штаммов микроорганизмов, устойчивых к антибиотикам. Как вы думаете, какие это могут быть рекомендации?
Вопрос N 3. Технический уровень цивилизации планеты Гиганда весьма напоминает земной конца XX - начала XXI веков. При этом на ней нередко происходят вооружённые конфликты. Однажды наблюдатели с Земли зафиксировали такой случай: во время очередных боёв Герцогства Алайского со своими соседями, проходивших в горных районах, ударному отряду "Бойцовых Котов" было приказано тайно обойти место боя и ударить в тыл противника. Тропы в этих местах были труднопроходимы, так что Котам в качестве вьючных животных было придано несколько гиламов, местных животных размером с мелкую земную лошадь, пригодных (и обученных) для переноски тяжестей. В природе гиламы на Гиганде водились в горных цепях Южного материка, так что они были признаны наиболее подходящими для горных тропинок. Ранее гиламы в боях не использовались, что было расценено как неплохой "сюрприз" для противника. Несмотря на то, что гиламы сильно подорожали после того, как многие гиламовые хозяйства Южного материка пострадали от урагана (этот материк вообще печально знаменит своими ураганами, наводнениями, землетрясениями и прочими стихийными бедствиями), командование решило, что "на братьев-храбрецов средств жалеть нельзя", и тайно закупило два десятка гиламов, обученных носить тяжести. Однако боевой рейд с гиламами во вражеский тыл кончился провалом: при приближении к району боёв они все, поголовно, вдруг легли на землю, и категорически отказались вставать и идти дальше; и никакие понукания солдат стронуть их с места не смогли... В своём отчёте об этом случае наблюдатель указал несколько возможных причин такого поведения гиламов, заметив, что "в прнинципе, его можно было ожидать заранее". А как по-вашему, что могли не учесть гигандские авторы проекта использования гиламов как животных спецназа?
Вопрос N 4. Есть организмы, у которых в норме очень много (больше тысячи!) хромосом, а также такие, у которых их очень мало (1-4). Как Вы думаете, какие выгоды обладателям дают такие экстремальные хромосомные числа? А в чём состоят минусы?
Вопрос N 5. Почему, имея теоретическую возможность перенести все гены в ядро, некоторые гены животные всё-таки "оставили" в митохондриях?
Вопрос N 6. В 1947 г. в Чёрное море был занесён хищный моллюск рапана (Rapana venosa). Важным компонентом его питания там стала двустворки: мидии и другие, обитавшие на рыхлых грунтах (в том числе занятых скоплениями водорослей) на глубинах до ~50 м, причём молодь рапаны питалась только что осевшей на дно молодью двустворок. Со временем в системе "рапана-двустворки" установилось равновесие, и их численность не испытывала резких скачков.
Однако в 1988 г. в Чёрном море была зафиксирована вспышка численности вновь занесённого сюда вида-вселенца: планктонного хищника гребневика мнемиопсиса (Mnemiopsis leidyi). Мнемиопсисы заселили преимущественно верхний 15-20-метровый слой воды и начали активно выедать обитающий там зоопланктон, учинив в первые годы после вселения натуральный разгром планктонных сообществ.
Через несколько лет после вселения мнемиопсиса в Чёрном море произошло резкое увеличение, а вслед за ним - столь же резкое падение численности рапаны.
Попробуйте сконструировать возможную цепь событий, которые могли бы привести к колебаниям численности рапаны. (Примечание: если Вы можете предложить несколько разных вариантов таких цепей - излагайте все. И не пугайтесь: от вас требуется именно возможная, а не истинная цепь (хотя в последнем случае мы будем особо счастливы)).
Вопрос N 7. Для того чтобы выяснить родственные связи между организмами, учёные всё чаще используют сравнение последовательностей ДНК. Однако, перед тем как сравнивать, последовательности надо выровнять, то есть для каждого нуклеотида одного организма найти соотвествующий нуклеотид другого. Перед Вами три последовательности и три варианта их выравнивания. Какой из них лучше? Почему?
3 последовательности:
1) CTCTTCCAAGCCG
2) CTCTGCTCAGCCG
3) CTCTCACTCAGCG
Выравнивание 1:
CTCTTCCAAGC--C-G CTCT--GC-TCAGCCG CTCT-C-ACTCAGC-G
Выравнивание 2:
CTCT-TC-CAAGCCG CTCT-GCTCA-GCCG CTCTCACTCA-GC-G
Выравнивание 3:
CTCTTCCA--AGCCG CTCTGCTC--AGCCG CTCT-C-ACTCAGCG
Обозначения:
A - аденин; T - тимин; G - гуанин; C - цитозин; "-" - пропуск (место, где произошла вставка и/или выпадение нуклеотида).