Зональное центрифугирование. Дифференциальное центрифугирование Метод дифференциального центрифугирования
Метод замораживания-скалывания
Принципиально новые возможности электронной микроскопии открылись сравнительно недавно, после разработки метода «замораживания – скалывания». С помощью этого метода исследуются тончайшие детали строения клетки, при этом получается объемное изображение в трансмиссионном электронном микроскопе.
При обычном замораживании в клетках образуются кристаллики льда, которые заметно искажают их структуру. Во избежание этого клетки замораживают очень быстро при температуре жидкого азота (-196С). При таком мгновенном замораживании кристаллы льда не успевают образоваться, и клетка не испытывает деформаций.
Замороженный блок раскалывают лезвием ножа (отсюда и название метода). Затем, обычно в вакуумной камере, избыток льда удаляют возгонкой. Эта операция называется травлением. После травления более резко обозначается рельеф в плоскости скола. Полученный образец оттеняется, то есть на поверхность образца напыляется тонкий слой тяжелых металлов. Однако весь фокус состоит в том, что напыление производится под углом к поверхности образца. Это очень важный момент. Появляется эффект тени, изображение выглядит объемным.
В трансмиссионном микроскопе электронный луч способен проникнуть только через очень тонкие срезы. Обычная толщина оттененных образцов чрезмерно велика, поэтому органическую материю, подстилающую слой металла, необходимо растворить. В результате остается тонкая металлическая реплика (или отпечаток) с поверхности образца. Реплику и используют в трансмиссионном микроскопе.
Этот метод предоставил, например, уникальную возможность наблюдать внутреннее строение мембран клетки.
Дифференциальное центрифугирование
Помимо микроскопии, другим основным и широко распространенным методом изучения клеток является дифференциальное центрифугирование или фракционирование.
Принцип метода состоит в том, что при центрифугировании развивается центробежная сила, под воздействием которой взвешенные частицы оседают на дно центрифужной пробирки.
После того, как в начале 40-х годов начали использовать ультрацентрифугу, разделение клеточных компонентов стало вполне реальным.
Прежде, чем подвергнуть клетки центрифугированию, их необходимо разрушить – разрушить жесткий каркас клеточных оболочек. Для этого используют различные методы: ультразвуковую вибрацию, продавливание через маленькие отверстия или самое обычное измельчение растительных тканей пестиком в фарфоровой ступе. При осторожном применении методов разрушения можно сохранить некоторые органеллы целыми.
При высокоскоростном центрифугировании крупные компоненты клетки (например, ядра) быстро оседают (седиментируют), при относительно низких скоростях и образуют осадок на дне центрифужной пробирки. При более высоких скоростях в осадок выпадают более мелкие компоненты, такие как хлоропласты и митохондрии.
То есть при центрифугировании компоненты клетки распадаются на фракции: крупные и мелкие, поэтому второе название метода? фракционирование. При этом, чем выше скорость и длительность цетрифугирования, тем мельче полученная фракция.
Скорость седиментации (осаждения) компонентов выражается с помощью коэффициента седиментации, обозначаемого S.
Этапы дифференциального центрифугирования: низкая скорость (ядра, цитоскелет), средняя скорость (хлоропласты), высокая скорость (митохондрии, ризосомы, микротельца), очень высокая скорость (рибосомы).
Фракционированные клеточные экстракты, называемые также бесклеточными системами, широко используются для изучения внутриклеточных процессов. Только работая с бесклеточными экстрактами, можно установить детальный молекулярный механизм биологических процессов. Так, использование именно этого метода принесло триумфальный успех в изучении биосинтеза белка.
Ну и вообще, чистые фракции внутриклеточных структур можно подвергать любым видам анализа.
Метод культуры клеток
Клетки животных, выделенные в культуру (то есть помещенные на питательную среду), погибают после определенного числа делений, поэтому считаются трудным и неудобным объектом для культивирования. Другое дело клетки растений, способные делиться неограниченное число раз.
Метод культуры клеток облегчает изучение механизмов клеточной дифференциации у растений.
На питательной среде клетки растений образуют однородную недифференцированную клеточную массу- каллус. Каллус обрабатывают гормонами. Под влиянием гормонов клетки каллуса могут давать начало разным органам.
Помимо микроскопии, другим основным и широко распространенным методом изучения клеток является дифференциальное центрифугирование или фракционирование.
Принцип метода состоит в том, что при центрифугировании развивается центробежная сила, под воздействием которой взвешенные частицы оседают на дно центрифужной пробирки.
После того, как в начале 40-х годов начали использовать ультрацентрифугу, разделение клеточных компонентов стало вполне реальным.
Прежде, чем подвергнуть клетки центрифугированию, их необходимо разрушить - разрушить жесткий каркас клеточных оболочек. Для этого используют различные методы: ультразвуковую вибрацию, продавливание через маленькие отверстия или самое обычное измельчение растительных тканей пестиком в фарфоровой ступе. При осторожном применении методов разрушения можно сохранить некоторые органеллы целыми.
При высокоскоростном центрифугировании крупные компоненты клетки (например, ядра) быстро оседают (седиментируют), при относительно низких скоростях и образуют осадок на дне центрифужной пробирки. При более высоких скоростях в осадок выпадают более мелкие компоненты, такие как хлоропласты и митохондрии.
То есть при центрифугировании компоненты клетки распадаются на фракции: крупные и мелкие, поэтому второе название метода? фракционирование. При этом, чем выше скорость и длительность цетрифугирования, тем мельче полученная фракция.
Скорость седиментации (осаждения) компонентов выражается с помощью коэффициента седиментации, обозначаемого S.
Этапы дифференциального центрифугирования: низкая скорость (ядра, цитоскелет), средняя скорость (хлоропласты), высокая скорость (митохондрии, ризосомы, микротельца), очень высокая скорость (рибосомы).
Фракционированные клеточные экстракты, называемые также бесклеточными системами, широко используются для изучения внутриклеточных процессов. Только работая с бесклеточными экстрактами, можно установить детальный молекулярный механизм биологических процессов. Так, использование именно этого метода принесло триумфальный успех в изучении биосинтеза белка.
Этот метод основан на различиях в скоростях седиментации частиц, отличающихся друг от друга размерами и плотностью. Разделяемый материал, например гомогенат ткани, центрифугируют при ступенчатом увеличении центробежного ускорения, которое выбирается так, чтобы на каждом этапе на дно пробирки осаждалась определенная фракция. В конце каждой стадии осадок отделяют от надосадочной жидкости и несколько раз промывают, чтобы в конечном итоге получить чистую осадочную фракцию. К сожалению, получить абсолютно чистый осадок практически невозможно; чтобы понять, почему это происходит, обратимся к рассмотрению процесса, происходящего в центрифужной пробирке в начале каждой стадии центрифугирования.
Сначала все частицы гомогената распределены по объему центрифужной пробирки равномерно, поэтому получить чистые препараты осадков самых тяжелых частиц за один цикл центрифугирования невозможно: первый образовавшийся осадок содержит в основном самые тяжелые частицы, но, кроме этого, также некоторое количество всех исходных компонентов. Получить достаточно чистый препарат тяжелых частиц можно лишь при повторном суспендировании и центрифугировании исходного осадка. Дальнейшее центрифугирование супернатанта при последующем увеличении центробежного ускорения приводит к седиментации частиц средних размеров и плотности, а затем и к осаждению самых мелких частиц, имеющих наименьшую плотность. На рис. 2.3 изображена схема фракционирования гомогената печени крысы.
Дифференциальное центрифугирование является, по-видимому, самым распространенным методом выделения клеточных органелл из гомогенатов тканей. Наиболее успешно применяется этот метод для разделения таких клеточных органелл, которые значительно отличаются друг от друга по размерам и плотности. Но даже и в этом случае получаемые фракции никогда не бывают абсолютно гомогенными, и для их дальнейшего разделения применяют другие методы, описанные ниже. Эти методы, основанные на различиях в плотности органелл, обеспечивают более эффективное разделение благодаря тому, что центрифугирование осуществляют в растворах с непрерывным или ступенчатым градиентом плотности. Недостатком этих методов является то, что приходится тратить время на получение градиента плотности раствора.
Зонально-скоростное центрифугирование
Метод зонально-скоростного, или, как его еще называют, s-зонального центрифугирования, заключается в наслаивании исследуемого образца на поверхность раствора с непрерывным градиентом плотности. Затем образец центрифугируют до тех пор, пока частицы не распределятся вдоль градиента в виде дискретных зон или полос. Благодаря созданию градиента плотности удается избежать смешивания зон, возникающего в результате конвекции. Метод зонально-скоростного центрифугирования применяется для разделения гибридов РНК--ДНК, субъединиц рибосом и других клеточных компонентов.
Пояснение.
Гипотеза, предполагающая, что сходство некоторых мух с пчёлами защищает их от врагов, проверяется экспериментально
Ответ: 2
Можно ли считать простым совпадением то, что эти мухи отличаются от своих близких родичей-комнатных мух-и похожи на неродственных им пчел? Современные биологи усомнятся в этом и выдвинут гипотезу, что окраска этих мух возникла в процессе эволюции, поскольку сходство с пчелами давало им какое-то преимущество (изучением эволюции мы займемся в гл. 2). В чем может заключаться это преимущество?
Для того чтобы ответить на такой вопрос, нужны какие-то идеи или гипотезы, которые позволят объяснить сделанные наблюдения. Так, можно предположить, что сходство с пчелами защищает мух от поедания хищниками или же что оно позволяет мухам, обманув пчел, проникнуть в улей и полакомиться медом.
Следующий шаг состоит в том, чтобы разработать и провести эксперименты, которые позволят проверить выдвинутые гипотезы. Некоторые гипотезы для науки бесполезны, потому что их нельзя проверить. Например, гипотеза о том, что «хищники принимают безобидных мух за опасных пчел», не поддается проверке, так как вы не можете узнать, о чем думает то или иное животное. Но даже если гипотезу можно проверить, это обычно не удается сделать непосредственно; надо прежде придумать какое-нибудь вытекающее из нее и поддающееся проверке предсказание.
Допустим, что вы на основе своей первой гипотезы (о том, что окраска мухи защищает ее от хищников) делаете следующее предсказание: если данный хищник был ужален пчелами и научился не трогать их, то он не станет нападать на муху, которая выглядит как пчела. Это предсказание можно проверить.
Для проведения соответствующего эксперимента нужен хищник, питающийся насекомыми. Таким хищником может быть, например, жаба, которая ловит насекомых, летающих или ползающих поблизости от нее. Если в садок с «неопытной» жабой, ранее не встречавшейся с пчелами, выпустить этих насекомых, то она поймает несколько штук, поймет, что они жалят, и откажется от дальнейшей охоты. Если затем, поместив в садок муху, имеющую полосатую, черную с желтым, окраску, мы убедимся, что жаба откажется от этой мухи, то, следовательно, наша гипотеза, согласно которой сходство мухи с пчелой спасает ее от хищников, подтверждается.
Но, быть может, пчелы здесь совсем ни при чем. Быть может, жабы просто не едят полосатых мух. Чтобы проверить это, придется использовать еще одну «неопытную» жабу. Если окажется, что жаба охотно пожирает мух в черную и желтую полоску, то, значит, вы получили дополнительное подтверждение гипотезы о том, что преимущество полосатого наряда мухи объясняется его сходством с окраской пчелы.
Настоящий научный эксперимент должен непременно сопровождаться контрольным экспериментом, который отличался бы от основного эксперимента одним (и только одним) фактором. В рассматриваемом здесь случае необходимо, чтобы обе используемые жабы практически не отличались друг от друга, т.е. принадлежали к одному виду, были одного пола, одного возраста и имели одинаковые размеры. Их следует содержать в одинаковых садках, при одинаковых условиях освещения, температуры, влажности и т.п. Единственное различие между ними должно состоять в том, что одна жаба до того, как ей предложат муху, уже имела возможность столкнуться с пчелой, а другой жабе такой случай не представился. Без контрольного эксперимента может возникнуть мысль, что жаба отказывается от полосатых мух по какой- то иной, не учтенной нами причине, например потому, что она не голодна, вы же делаете ошибочное заключение, что дело здесь в сходстве с пчелами. (Фактически вы можете провести еще один контрольный эксперимент, предложив первой жабе безобидную комнатную муху после того, как она откажется от полосатой мухи; это позволит проверить, действительно ли жаба сыта.)
Итак, вы провели хорошо поставленный научный эксперимент. Какие выводы вы можете сделать? Вернемся снова к гипотезе: «сходство мухи с пчелами защищает ее от хищников». Удалось ли вам доказать это? Нет; вы всего лишь показали, что одна жаба отказалась от полосатой мухи после того, как она научилась отказываться от пчел, тогда как другая жаба, никогда не имевшая дела с пчелами, поедала полосатых мух.
Исследователи не принимают результаты эксперимента до тех пор, пока не убедятся в их воспроизводимости. Возможность многократного воспроизведения результатов позволяет избежать ошибок. Достоверность результатов можно повысить, если многократно повторить эксперимент, используя большое число жаб и в точности воспроизводя те же условия. Сколько следует использовать жаб? Чем больше, тем лучше, но было бы непрактично (и утомительно) проводить эксперимент на всех жабах земного шара. На самом деле существуют статистические методы, позволяющие определить, насколько «надежны» результаты при данной величине выборки.
Вы можете также подвергнуть проверке предсказание о том, что окраска мух отпугивает «знакомых с пчелами» хищников; для этого следует проделать дополнительные эксперименты, используя вместо жаб лягушек, птиц, ящериц и других хищников, питающихся насекомыми. Чем больше альтернативных гипотез вам удастся опровергнуть и чем большее число разных хищников откажется от полосатых мух после близкого знакомства с пчелами, тем убедительнее вы докажете правильность своей гипотезы.
Гипотеза, подтвержденная многочисленными и разнообразными данными, полученными в результате воспроизводимых экспериментов, обычно считается теорией и в конце концов рассматривается как научно установленный «факт».
Задание №1.
В основе разделения органоидов методом центрифугирования лежат их различия по
1. Строению и составу
2. Выполняемым функциям
3. Плотности и массе
4. Расположению в цитоплазме
Объяснение: при центрифугировании самые плотные (тяжелые) частицы опускаются вниз, то есть таким методом можно разделить органоиды по плотности и массе. Правильный ответ - 3.
Задание №2.
Что является структурно-функциональной единицей строения организмов всех царств?
1. ДНК
2. Ядро
3. Клетка
4. Хромосома
Объяснение: следую клеточной теории, структурно-функциональной единицей всего живого является клетка. Правильный ответ - 3.
Задание №3.
Какие вещества выполняют в клетке информационную функцию?
1. Нуклеиновые кислоты
2. Белки
3. АТФ
4. Сборка белка
Объяснение: как мы знаем, за информацию в клетке отвечают нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК). ДНК хранит генетическую информацию, а РНК способствует ее воспроизведению. Правильный ответ - 1.
Задание №4.
Какой процесс лежит в основе образования двух хроматид перед делением клетки?
1. Репликация ДНК
2. Транскрипция
3. Синтез РНК
4. Сборка белка
Объяснение: в основе образования двух хроматид лежит процесс репликации ДНК (синоним репликации - копирование). Правильный ответ - 1.
Задание №5.
Для каких организмов характерен хемосинтез?
1. Цианобактерий
2. Бактериофагов
3. Эукариот
4. Серобактерий
Объяснение: хемосинтез - процесс образования органических веществ из неорганических при помощи окисления химических веществ (как органических, так и неорганических). Хемотрофами могут быть только бактерии. Правильный ответ - 4.
Задание №6.
Какие животные имеют прямое постэмбриональное развитие?
1. Млекопитающие
2. Плоские черви
3. Земноводные
4. Бабочки
Объяснение: у насекомых различают развитие с полным и неполным превращением, у плоских червей тоже сложный цикл развития, земноводные развиваются через стадию головастика, а млекопитающие рождаются сразу похожими на взрослое животное. Правильный ответ - 1.
Задание №7.
Видовые признаки организмов сохраняются благодаря
1. Наследственности
2. Доминантности
3. Обмену веществ
4. Адаптации
Объяснение: видовые признаки сохраняются благодаря передаче данных признаков из поколения в поколение, то есть посредством наследственности. Правильный ответ - 1.
Задание №8.
У темноволосых родителей родилась светловолосая дочь. Определите генотип родителей, если известно, что темный цвет волос доминирует над светлым.
1. Аа х АА
2. Аа х Аа
3. Аа х аа
4. Аа х АА
Объяснение: такая ситуация возможна только если оба родителя гетерозиготны по этому признаку (Аа). В таком случае вероятность рождения светловолосого ребенка равна 25%. Правильный ответ - 2.
Задание №9.
Способность организмов приобретать новые признаки и свойства называют
1. Наследственностью
2. Саморегуляцией
3. Изменчивостью
4. Самовоспроизведением
Объяснение: как мы сказали в задании №7, наследственность отвечает за передачу признаков из поколения в поколение, а изменчивость способствует приобретению организмами новых признаков. Правильный ответ - 3.
Задание №10.
Микориза - это
2. Симбиоз мицелия с корнями растений
3. Болезнь растения, вызванная грибами
4. Гифы гриба, на которых развивается плодовое тело
Объяснение: микориза - это симбиоз гиф гриба и корней дерева. При этом дерево обеспечивается минеральными веществами, так как гриб разлагает органические вещества до неорганических, а гриб обеспечивается органическими веществами, так как дерево является фототрофом, то есть создает органические вещества из неорганических при помощи солнечного света. Правильный ответ - 2.
Задание №11.
На каком рисунке изображена клетка, которая не может делиться?
Объяснение: клетка, которая не может делиться изображена на рисунке 2, так как почти всю клетку занимает вакуоль, это говорит о том, что клетка уже достаточно старая, а старые клетки не делятся. Правильный ответ - 2.
Задание №12.
Зеленые водоросли относят к царству растений, так как они
1. В клетках содержат хлорофилл
2. Являются индикаторами загрязнения воды и почвы
3. Имеют клеточное строение
4. Выделяют в атмосферу углекислый газ в процессе дыхания
Объяснение: водоросли (не только зеленые) относят к растениям, так как они обладают рядом признаков, характерным растениям (неподвижны, автотрофны, имеют пигменты и т.д.), в том числе содержат хлорофилл. Правильный ответ - 1.
Задание №13.
Взрослая особь человеческой аскариды обитает в
1. Желудке
2. Надпочечниках
3. Кишечнике
4. Легких
Объяснение: рассмотрим жизненный цикл аскариды
Как видно из схемы - половозрелые взрослые особи обитают в кишечнике человека. Правильный ответ - 3.
Задание №14.
Обыкновенный дельфин, погружаясь в морские глубины, расходует кислород, который содержится в
1. Легких
2. Полостях тела
3. Воздушных мешках
4. Жабрах
Объяснение: дельфин является вторичноводным млекопитающим, то есть предки дельфина жили на суше. И, как и любое другое млекопитающее, в своей дыхательной системе имеет легкие, которыми и дышит. У него нет ни воздушных мешков (как у птиц), ни жабр (как у рыб) и в полостях тела воздух тоже не накапливается. Правильный ответ - 1.
Задание №15.
Ротовая полость человека выстлана тканью, в которой клетки
1. Соединены друг с другом отростками
2. Плотно прилегают друг к другу
3. Имеют поперечную исчерченность
4. Располагаются рыхло
Объяснение: ротовая полость человека выстлана многослойный неороговевающим эпителием. Одной из характеристик эпителия является очень низкое содержание межклеточного вещества, то есть клетки плотно прилегают друг к другу. Правильный ответ - 2.
Задание №16.
В сердце человека створчатые клапаны открываются в
1. Предсердия
2. Вену
3. Желудочки
4. Аорту
Объяснение: створчатые клапаны расположены в сердце между предсердиями и желудочками, поэтому и открываются они в желудочки. Правильный ответ - 3.
Задание №17.
Человеку, работа которого требует длительного напряжения зрения, необходимо дополнительно употреблять витамин
1. А
2. В
3. С
4. D
Объяснение: огромное значение для фоторецепции и для зрения в целом имеет нормальное содержание витамина А. Он содержится в различных окрашенных продуктах - моркови, перцах, а также в рыбе, яйцах, молоке, печени и др. Правильный ответ - 1.
Задание №18.
Гуморальная регуляция осуществляется с помощью
1. Нервных импульсов, возникающих в рецепторах
2. Веществ, образующихся в железах внутренней секреции
3. Белков, содержащихся в пище
4. Деятельности головного и спинного мозга
Объяснение: гуморальная, она же гормональная, регуляция осуществляется при помощи гормонов, циркулирующих в крови. Гормоны выделяются железами внутренней секреции. Правильный ответ - 2.
Задание №19.
После травмы головы у человека нарушилась координация движения из-за нарушения работы
1. Мозжечка
2. Переднего мозга
3. Среднего мозга
4. Продолговатого мозга
Объяснение: за координацию движений отвечает мозжечок, также он регулирует мышечный тонус, равновесие и отвечает за мышечную память. Правильный ответ - 1.
Задание №20.
Скрещиванию разных видов синиц, обитающих в пределах одного лесного массива, препятствует
1. Разных хромосомный набор
2. Различие потребляемых кормов
3. Нарушение светового режима
4. Отсутствие мест для гнездования
Объяснение: скрещивание разных видов (не только синиц) невозможно из-за различий в хромосомном наборе организмов. Правильный ответ - 1.
Задание №21.
Стабилизирующая форма естественного отбора способствует
1. Полному вытеснению редких рецессивных мутаций
2. Сохранению в популяции среднего значения признака
3. Формированию новых признаков
4. Увеличению внутривидового разнообразия
Объяснение: стабилизирующая форма естественного отбора сохраняет особей популяции со средним значением признака, выбраковывая организмы с отклонениями от нормы. Правильный ответ - 2.
Задание №22.
Копчиковая кость, аппендикс, остаток третьего века в углу глаза человека - это
1. Аналогичные органы
2. Гомологичные органы
3. Атавизмы
4. Рудименты
Объяснение: все перечисленные признаки - это органы, оставшиеся от предков и утратившие свои функции. Такие органы называют рудиментарными. Правильный ответ - 4.
Задание №23.
Какой критерий вида служит главным доказательством родства человеческих рас?
1. Морфологический
2. Географический
3. Генетический
4. Физиологический
Объяснение: сейчас, в основном, для доказательства родства организмов или определения принадлежности к определенной группе, использую различные генетические методы. И, в зависимости от процентного соотношения гомологичности ДНК, определяют родство. Так доказали и родство человеческих рас. Правильный ответ - 3.
Задание №24.
Отношения каких организмов служат примером симбиоза?
1. Клеща и собаки
2. Сосны и масленка
3. Щуки и карася
4. Растения росянки и насекомого
Задание №25.
Роль организмов-консументов в экосистеме состоит в
1. Установлении симбиоза с растениями
2. Использовании ими солнечной энергии
3. Использовании неорганических веществ
4. Преобразовании органического вещества
Объяснение: консументы является вторым звеном в пищевой цепи после продуцентов (они превращают неорганические вещества в органические), то используют созданные продуцентами органические вещества. Правильный ответ - 4.
Задание №26.
Образование залежей каменного угля в недрах Земли связано преимущественно с развитием древних
1. Водорослей
2. Покрытосеменных
3. Моховидных
4. Папоротникообразных
Объяснение: залежи каменного угля образовались из остатков разложения различных древних растений, в основном, папоротникообразных. Правильный ответ - 4.
Задание №27.
Четвертичная структура молекулы гемоглобина представляет собой
1. Глобулу из одной полипептидной цепи
2. Двойную полипептидную спираль
3. Несколько соединенных полипептидных цепей
4. Последовательность аминокислот в полипептидной цепи
Объяснение: чтобы представить четвертичную структуру, посмотрим на картинку
Как мы видим, четвертичная структура представляет собой несколько свернутых полипептидных цепочек, они могут быть соединены ионом металла (например, гемоглобин). Правильный ответ - 3.
Задание №28.
Каковы конечные продукты подготовительного этапа энергетического обмена?
1. Углекислый газ и вода
2. Мочевина и мочевая кислота
3. Триглицериды и аммиак
4. Аминокислоты и глюкоза
Объяснение: на подготовительном этапе энергетического обмена происходит расщепление сложных органических молекул - полимеров до мономером, то есть белки расщепляются до аминокислот, полисахариды до моносахаридов и т.д. Вся полученная при этом энергия рассеивается в виде тепла. Правильный ответ - 4.
Задание №29.
Анализ стадий эмбриогенеза позвоночных животных служит основой для изучения их
1. Особенностей размножения
2. Уровня обмена веществ
3. Модификационной изменчивости
4. Эволюционного происхождения
Объяснение: биогенетический закон гласит: онтогенез - повторение филогенеза, то есть в процессе развития (эмбрионального) организм повторяет все этапы эволюции, через которые проходили его предки. Правильный ответ - 4.
Задание №30.
Ускорение роста культурных растений и увеличение их биомассы за счет регулярного полива и подкормки - это изменчивость
1. Мутационная
2. Соотносительная
3. Модификационная
4. Комбинативная
Объяснение: это изменчивость, которая возникает у конкретного организма в конкретных условиях, при этом признаки не передаются потомству. Правильный ответ - 3.
Задание №31.
Увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору, получают в селекции растений путем
1. Гетерозиса
2. Близкородственного скрещивания
3. Искусственного отбора
4. Искусственного мутагенеза
Объяснение: речь идет о получении полиплоидных организмов, то есть с увеличенным набором хромосом. Такой набор можно получить только при помощи искусственного мутагенеза. Правильный ответ - 4.
Задание №32.
Лишайники, в отличие от мхов,
1. Образуют ризоиды
2. Являются комплексными организмами
3. Вступают в симбиоз с корнями высших растений
4. Размножаются спорами
Объяснение: мхи - высшие растения, лишайники - симбиоз гриба и водоросли, то есть комплексные организмы. Правильный ответ - 2.
Задание №33.
Кровь по кровеносным сосудам человека течёт
1. Прерывисто - в соответствии с прерывистой работой желудочка
2. Толчками - вследствие пульсации сосудов
3. Прерывисто - вследствие задержки ее в органах
4. Непрерывно - вследствие эластичности стенок крупных артерий
Объяснение: сердце сокращается периодически, но за счет эластичности сосудов кровь в организме циркулирует непрерывно. Правильный ответ - 4.
Задание №34.
Что характерно для внешнего торможения рефлексов?
1. Формируется в нейронах вегетативной нервной системы
2. Образуется под влиянием условного раздражителя
3. Появляется при возникновении сильного раздражителя
4. Не развивается в нейронах функционирующей рефлекторной дуги
Объяснение: внешнее торможение - это торможение, возникающее под действием какого-то сильного внешнего раздражителя (например, боль, звук и т.д.). Правильный ответ - 3.
Задание №35.
Наиболее существенные и постоянные преобразования в биосфере вызывают
1. Климатические условия
2. Природные катаклизмы
3. Сезонные изменения в природе
4. Живые организмы
Объяснение: абиотические факторы постоянно влияют на нашу планету. В вопросе речь идет о биосфере, то есть о живой оболочке Земли, изменения в которой возникают из-за воздействия живых организмов друг на друга и на оболочку Земли. Правильный ответ - 4.
Задание №36.
Верны ли следующие суждения об обмене веществ?
А. Пластический обмен представляет собой совокупность реакций расщепления органических веществ в клетке, сопровождающихся выделением энергии.
Б. Хлорофилл растительных клеток улавливает солнечную энергию, которая аккумулируется в молекулах АТФ.
1. Верно только А
2. Верно только Б
3. Верны оба суждения
4. Оба суждения неверны
Объяснение: пластический обмен - процесс образование сложных молекул из простых (полимеров из мономеров). То есть процесс, обратный расщеплению. А второе утверждение верно. Правильный ответ - 2.
Задание №37.
Какие особенности строения и свойств воды определяют её функции в клетке?
1. Способность образовывать водородные связи
2. Наличие в молекулах макроэргических связей
3. Полярность молекулы
4. Высокая теплоемкость
5. Способность образовывать ионные связи
6. Способность выделять энергию при расщеплении
Объяснение: молекула воды полярная, между молекулами воды образуются водородные связи и она является внутренней средой организма и всех клеток, в которой происходят все реакции обмена, так же она является растворителем для большинства веществ. Таким образом, выбираем - 1, 3, 4.
Задание №38.
Какую функцию выполняют вставочные нейроны в нервной системе человека?
1. Передают нервные импульсы с двигательного нейрона в головной мозг
2. Передают нервные импульсы от рабочего органа в спинной мозг
3. Передают импульсы от спинного в головной мозг
4. Передают нервные импульсы к рабочим органам
5. Воспринимают нервные импульсы от чувствительных нейронов
6. Передают нервные импульсы двигательным нейронам
Объяснение: самая простая рефлекторная дуга состоит из чувствительного, вставочного и двигательного нейронов. Вставочные нейроны воспринимают импульс от чувствительных нейронов, передают сигнал из спинного мозга в головной и передают импульс к двигательным нейронам. Правильный ответ - 1, 3, 4.
Задание №39.
Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
2. Появление кровеносной системы у кольчатых червей
3. Возникновение теплокровности у млекопитающих
4. Расположение пальцев у дятлов - два вперед и два назад
5. Развитие сосущего ротового аппарата у насекомых
6. Появление четырехкамерного сердца у птиц
Объяснение: напомним, что ароморфоз - это такое изменение организма, которое способствует повышению его уровня организации. То есть это должно быть качественное (глобальное) изменение, такое, например, как появление кровеносной системы у кольчатых червей, возникновение теплокровности и появление четырехкамерного сердца. Остальные изменения является не глобальными, а частными. Правильный ответ - 2, 3, 6.
Задание №40.
Установите соответствие между признаком организма и царством, для которого он характерен.
Признак организма Царство
А. ДНК замкнута в виде кольца 1. Грибы
Б. По способу питания - автотрофы или гетеротрофы 2. Бактерии
В. Клетки имеют оформленное ядро
Г. ДНК имеет линейное строение
Д. В клеточное стенке имеется хитин
Е. Ядерное вещество расположено в цитоплазме
Объяснение: вспоминаем, что грибы - эукариоты, а бактерии - прокариоты, соответственно у прокариот отсутствует ядерная оболочка и все мембранные органеллы, кольцевая ДНК, по типу питания они могут быть как гетеро- так и автотрофами. То есть, правильный ответ - 221112.
Задание №41.
Установите соответствие между железой в организме человека и ее типом.
Железа Тип железы
А. Молочная 1. Внутренней секреции
Б. Щитовидная 2. Внешней секреции
В. Печень
Г. Потовая
Д. Гипофиз
Е. Надпочечники
Объяснение: железы внутренней секреции выделяют гормоны, то есть это такие железы, как щитовидная, гипофиз и надпочечники. Правильный ответ - 212211.
Задание №42.
Установите соответствие между характеристикой особи и ее генотипом.
Характеристика особи Генотип
А. Не дает расщепления в потомстве 1. Гомозиготный
Б. Имеет оба доминантных аллельных гена 2. Гетерозиготный
В. В потомстве происходит расщепление признаков
Г. Генотип содержит альтернативные гены
Д. Имеет оба рецессивных аллельных гена
Е. Образует разные типы гамет
Объяснение: гомозиготный генотип не дает расщепления в потомстве, имеет оба доминантных аллеля, не содержит альтернативных генов, имеет оба рецессивных аллеля и образует один тип гамет. Правильный ответ - 112212.
Задание №43.
Установите соответствие между характеристикой экосистем и их типом.
Характеристика Тип экосистем
А. Преобладают растения одного вида 1. Природная экосистема
Б. Обитает большое разнообразие видов 2. Агроэкосистема
В. Осуществляется саморегуляция
численности популяций
Г. Круговорот веществ незамкнутый
Д. Большую роль играет антропогенный фактор
Е. Пищевые цепи длинные
Объяснение: агроэкосистема включает один или несколько видов растений, имеет незамкнутый круговорот веществ, короткие пищевые цепи и человек играет большую роль в его жизнедеятельности. Правильный ответ - 211221.
Задание №44.
Установите последовательность процессов, происходящих при фагоцитозе.
1. Поступление мономеров в цитоплазму
2. Захват клеточной мембраной питательных веществ
3. Гидролиз полимеров до мономеров
4. Образование фагоцитозного пузырька внутри клетки
5. Слияние фагоцитозного пузырька с лизосомой
Объяснение: фагоцитоз - поглощение частиц пищи. Начинается с захвата клеточной мембраной питательных веществ, затем образуется фагоцитарный пузырек внутри клетки, потом он сливается с лизосомой, в лизосоме происходит гидролиз полимеров до мономеров и, в итоге, мономеры выходят в цитоплазму. Правильный ответ - 24531.
Задание №45.
Объясните, почему сокращение численности волков из-за отстрела в биоценозах тундры приводит к уменьшению запасов ягеля - корма северных оленей.
Объяснение: это происходит, потому что волки охотятся на северных оленей. Чем меньше волков, тем большей оленей, а олени кушаю ягель. При неконтролируемом размножении северных оленей запасы ягеля резко сократятся.
Задание №46.
Определите класс цветкового растения, изображенного на рисунке. Обоснуйте Ваш ответ. Назовите органы, обозначенные на рисунке буквами А и Б, и объясните их роль в жизни растения.
Объяснение: на рисунке представлена земляника (семейство розоцветные, класс двудольные, отдел покрытосеменные - наличие цветка и плода - признак покрытосеменных). А - цветок (орган полового размножения. Б - ус (столон) - видоизмененный побег. Земляника может размножаться и вегетативно при помощи столонов.
Задание №47.
Где расположен центр безусловно-рефлекторной регуляции кровяного давления человека? Чем различаются показатели кровяного давления в аорте и половых венах? Ответ поясните.
Объяснение: центр рефлекторно-рефлекторной регуляции кровяного давления расположен в продолговатом мозге (вообще большинство безусловных рефлексов контролируется спинным мозгом). В аорте давление более высокое, так как аорта расположена в начале большого круга кровообращения, а полыми венами большой круг кровообращения заканчивается, поэтому давление здесь наиболее низкое.
Задание №48.
В природе осуществляется круговорот кислорода. Какую роль играют в этом процессе живые организмы?
Объяснение: живые организмы дышат кислородом (кислород окисляет глюкозу при клеточном дыхании), при этом образуются углекислый газ и вода. Растения фиксируют углекислый газ в цикле Кальвина и выделяют кислород при фотосинтезе в качестве побочного продукта. А некоторые бактерии, осуществляющие хемосинтез, могут использовать кислород для окисления химических веществ.
Задание №49.
В биосинтезе фрагмента молекулы белка участвовали последовательно молекулы тРНК с антикодонами АГЦ, ГЦЦ, УЦА, ЦГА, АГА. Определите аминокислотную последовательность синтезируемого фрагмента молекулы белка и нуклеотидную последовательность участка двухцепочечной молекулы ДНК, в которой закодирована информация о первичной структуре фрагмента белка. Объясните последовательность ваших действий.
Объяснение: нам дана последовательность тРНК, значит задачу мы будем решать с конца: сначала напишем комплементарную цепь иРНК, затем комплементарную двойную цепь ДНК.
тРНК: АГЦ ГЦЦ УЦА ЦГА АГА
иРНК: УЦГ ЦГГ АГУ ГЦУ УЦУ
ДНК1: АГЦ ГЦЦ ТЦА ЦГА АГА
ДНК2: ТЦГ ЦГГ АГТ ГЦТ ТЦТ
Задание №50.
При скрещивании пестрой хохлатой (В) курицы с таким же петухом было получено восемь цыплят: четыре цыпленка пестрых хохлатых, два - белых (а) хохлатых и два - черных хохлатых. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, объясните характер наследования признаков и появление особей с пестрой окраской. Какие законы наследственности проявляются в данном случае?
Объяснение: такое расщепление возможно только если родители гетерозиготны по окраске, то есть пестрая окраска имеет генотип - Аа
АА - черная окраска
аа - белая окраска
Аа - пестрая окраска
P: АаВВ х АаВВ
G: АВ, аВ
F1: АаВВ - пестрый хохлатый (4 цыпленка)
ааВВ - белый хохлатый (два цыпленка)
ААВВ - черный хохлатый
По окраске расщепление по генотипу и фенотипу одинаковое: 1:2:1, так как здесь присутствует явление неполного доминирования (между и черной и белой окраской появляется промежуточный вариант), признаки наследуются независимо.
