Завдання І Всеукраїнського турніру юних біологів

1. Голонасінні рослини виникли наприкінці Палеозою і швидко розповсюдилися по всій планеті. Наступна, Мезозойська ера тривала майже 400 млн. років і протягом всього цього часу голонасінні були пануючою групою. Це стало можливим завдяки ароморфним змінам - камбію, насінню тощо. Серед цієї групи рослин чемпіони за тривалістю життя, розмірами та стійкістю до різноманітних хвороб. У зв'язку із цим Мезозой ще називають ерою саговників та динозаврів. Але в середині крейдяного періоду з'язвляються квіткові рослини і досить швидко за геологічними мірками витісняють голонасінних, залишаючи їм субконтинентальні райони з досить несприятливими кліматичними умовами. Маючи значно меншу тривалість життя і стійкість до хвороб, ці рослини однак зайняли панівне становище у сучасній флорі планети. Поясніть, чому?

2. Імунна система організму людини в наші часи є однією із загадкових. Незважаючи на надзвичайні зусилля вчених, вона і досі не поспішає розкривати своїх таємниць. Наприклад, при респіраторних захворюваннях обов'язково рекомендовано постільний режим під наглядом лікаря, хоча відомо, що більшість наших ліків просо не діють на віруси. Ми просто очікуємо, поки спрацює імунний захист та знищить небажані антигени. Ще одна загадка не дає вченим спокою. Статичтично відомо, що певний відсоток безнадійно хворих на злоякісні пухлини, раптово видужують, чим дивують лікарів. Так, в Японії відомо вже понад сотню таких випадків. Запропонуйте свій варіант пояснення цього феномену, адже пересічні громаданяи вважають, як правило, це чудом і приписують його екстрасенсам, космічним силам, тощо.

3. Медицині відомий випадок, коли при застосуванні певних харчових барвників люди, які вживали таку їжу, починали худнути. Цим миттєво скористалися бізнесмени, запропонувавши засіб для схуднення. Такою речовиною був барвник жовтого кольору динітрофенол (ДНФ), який надавав хлібним виробам вигляд здоби. Експеримент закінчився трагічно, оскільки кілька людей померло. Дайте пояснення такому факту, виходячи із відомостей про молекулярний механіхм взаємодії ДНФ з мембранами мітохондрій

4. Травневий хрущ та колордський жук належать до одного ряду - Жуки або Жорсткокрилі - класу Комахи. Проте, цикли їх розвитку суттєво різняться. Так, розвиток хрущів триває 4-5 років, а колорадський жуків - всього 3 тижні. Поясніть, будь-ласка, біологічні закономірності, які лежать в основі цієї різниці.

5. Нижче зображений так званий щілинний контакт або нексус.
Спробуйте пояснити на молекулярному рівні значення білків, що пронизують обидві мембрани - так званих "конексонів".

6. На малюнку зображено схему двох рецепторних клітин сенсорного епітелію вестибулярного апарату людини та їх нервові волокна. Запропонуйте будь-яке пояснення роботи цього органу.

7. Встановлено, що метелики мають надчутливий нюх. Так, самець білана капустяного здатний відшукати самку за запахом феромонів на відстані до 10 км. Водночас ці метелики мають чітко виражений статевий диморфізм - темні плями на крилах. Поясніть, навіщо цим метеликам, які мають таку чутливу нюхову сенсорну систему, ще й мітки на крилах?

8. Всім відомо, що під час більш-менш затяжної хвороби людина худне. Спробуйте пояснити на рівні функціонування клітинних мембран причини такого похудіння.

9. Засновник генетики Г. Мендель, надрукувавши свою роботу "Досліди над рослинними гібридами" відіслав один з примірників знаменитому ботаніку тих часів Карлу Вільгельму Нагелі. Взаглі, цю працю Г. Менделя отримали 120 бібліотек і лише три з них були прочитані. К. Негелі запропонував Менделю повторити свої досліди на іншій рослині - нечуйвітері. Він з подвоєною енергією взявся до роботи, але... з плином часу ентузіазм Менделя поступово згасав, він менше листувався з відомим ботаніком, та врешті-решт, припинив наукову діяльність. Ознайомтеся з історією цього випадку та поясніть, чому подальша дослідницька робота батька генетики припинилася?

10. На малюнку (на жаль відсутній - biology.org.ua) зображено процеси перенесення електронів у різних груп організмів (циклічний потік електронів у пурпурних несірчастих бактерій, хлоропласти рослин та ціанобактерій, мітохондрії - biology.org.ua). Визначіть, які процеси тут схематизовані, що в них спільного, та опишіть по можливості механізм такого транспорту.

11. З часів виникнення людства сексуальні відносини особин виду Homo sapiens набули значної винятковості. Біологічна функція розмноження перетворилася на досить складні ритуали, набула особливої специфіки. З'явилися такі поняття як кохання, вірність, любовна зрада, шлюб, а також різні відхилення (в авторській версії - "збочення" - biology.org.ua) - гомосексуалізм, транссексуалізм тощо. Спробуйте дослідити це цікаве явище з біологічної та соціальної точок зору. Спробуйте розмежувати біологічну сутність кохання та соціальні нашарування, на які так багате це багатостраждальне явище.

12. При травленні в травній системі людини виділяється значна кількість різноспецифічних ферментів. Звичайно, ці ферменти діють активно не лише на харчовий субстрат, але і на власні структури, тому в процесі еволюції виробилися спеціальні механізми їх захисту. Так, слизова оболонка шлунку виділяє слиз з високим рН, який нейтралізує кислоту, і активна форма пепсиногену не перетворюється на пепсин. Як результат - травлення в шлунку відбувається виключно в йог порожнині. У всіх наступних відділах тракту хімус має лужну реакцію. Поясніть, яким чином відбувається захист слизових оболонок кишечнику від агресивних ферментів кишкового соку?

13. Як ви гадаєте, чому іноді після створення заповідника з відповідним режимом чисельність видів на його території продовжує скорочуватися?

14. Птахи С– ссавці мають постійну температуру тіла РІ межах 30-42°C. Чому РІ процесі еволюції закріпився саме такий діапазон температур внутрішньої регуляції?

15. Перевиховавшись, Бармалей вирішив влаштувати ботанічний сад, у якому в відкритому грунті росли б і розмножувалися усі види рослин Землі. Для цього він розчистив певну ділянку землі в долині р. Лімпопо. Проаналізуйте складність реалізації цього проекту, перелічіть та обгрунтуйте всі можливі проблеи, які можуть виникнути при цьому. по этой ссылке. посетить вебсайт

16. Вчений висунув гіпотезу, що певні речовини вивчених ним рослин захищають їх від деяких видів комах. Однак, з'ясувалося, що комах саме цих видів часто знаходять на цих рослинах. Як, на Вашу думку, чи заперечують ці факти запропонованій гіпотезі? Як експериментально перевірити, правий він чи ні?

17. В процесах гуморальної та нервової регуляції на певних етапах застосовуються так звані біологічно активні речовини. Проте, обидва типи регуляції принципово відрізняються за складом цих речовин. Покажіть цю різницю, пояснивши молекулярні механізми обох типів регуляції.

17. Зима для більшості тварин - час бідувань та голоду. Деякі з них залягають в сплячку, а хижаки часто переходять на живлення падлом. Олені та лосі витоптують сніг на певних ділянках лісу, щоб мати модливість попастися під час заметілі, а птахи мандрують в теплі краї. Слід відмітити, що процент загибелі особин під час зимівлі досить великий. Наприклад, з десяти синиць, що залишаються на зиму, до весни доживає тільки одна -дві. погодьтеся, не зовсім солодко переживати зиму птахам та звірам, особливо видам досить крупних розмірів. З іншого боку, і птахи, і ссавці мають змогу вільно пересуватися на великі відстані та могли б мігрувати в більш теплі регіони, де достатньо їжі. Поясніть, чому ж тварини, маючт змогу мігрувати в більш сприятливі регіони, залишаються в місцях, де на них чекає напівголодне життя?

Автор запитаннь РЎ. Рњ. Шевченко (доцент РЎСѓРјСЃСЊРєРѕРіРѕ національного аграрного університету, канд. Р±С–РѕР». наук) 
деякі запитання частково подані у редакції авторів сайту.