Задачи III Харьковского открытого турнира юных биологов

1. "Размер клетки" Средний размер клеток составляет от 10 до 100 микрометров. Встречаются клетки, у которых одно измерение во много раз превосходит все остальные. Это вытянутые клетки. Однако остальные измерения остаются у них в пределах клеточных размеров. Поэтому эти клетки остаются невидимыми невооруженным глазом. Что ограничивает изменение средних размеров клеток в ту или иную сторону?

2. "Деревья-солдаты" В трагедии Шекспира "Макбет" Третий призрак пророчит главному герою:

… Никем и никаким
Врагом и бунтом ты непобедим.
Пока не двинется наперерез
На Дунсинанский холм Бирнамский лес.

Но Макбет скептически воспринимает это предсказание:

Но этого не может быть! Я рад.
Нельзя нанять деревья, как солдат.
Нельзя стволам скомандовать: вперед!

Обоснуйте позицию Макбета с использованием современных биологических воззрений.

3. "Помогите вегетарианцам" Вегетарианцы сталкиваются с тем, что большинство растительных белков неполноценны. Что это значит? Какие растительные белки полноценны? Как составить из растительных продуктов полноценный по белкам рацион?

4. "Биологическое оружие" Можно ли считать споры сибирской язвы биологическим оружием? Какими свойствами должен обладать его носитель? Предложите санитарные мероприятия по предотвращению тяжелых последствий биологической войны в Украине.

5. "Эти странные кошки" Почему кошки облизывают нос после того, как они тщательно обнюхали какой-то предмет? Для каких еще животных характерно такое поведение? Объясните его биологическое значение.

6. "Аминокислоты" В составе живых клеток обнаружено более трех сотен различных аминокислот. Однако только 20 из них являются протеиногенными, т.е. используются для образования белков. Где используются остальные аминокислоты? Какова их биологическая роль?

7. "Роналд Фишер" В одном из школьных учебников приведены такие слова: "Некоторые историки науки считают, что среди ученых ХХ века набольшее влияние на развитие биологии оказал Роналд Фишер (1890-1962)". Разделяете ли вы точку зрения этих историков науки? Какое же именно влияние на биологию оказали работы Фишера?

8. "Жидкие кристаллы" Все знают, что жидкие кристаллы используются в электронных часах или калькуляторах. Но без жидких кристаллов невозможна и сама жизнь. Где в живых организмах встречаются жидкие кристаллы? Какие свойства жидких кристаллов делают их незаменимыми для жизни?

9. "Закон Менделя" Юные генетики решили проверить один из законов Менделя. Для этого они поехали в деревню и собрали на поле семена гороха. Они их рассортировали, отобрали нужные и попытались воспроизвести эксперимент. В потомстве они получили 20135 желтых семян и 10327 зеленых. Этот результат не удовлетворил юных генетиков, и они в генетическом институте взяли семена чистых линий и снова попытались воспроизвести эксперимент Менделя. На этот раз они получили 21465 желтых семян и 13789 зеленых. Какой закон Менделя пытались проверить юные генетики, и почему у них ничего не получилось?

10. "Два экологических правила" С точки зрения приспособления к климату имеют значения различия в характере телосложения между разными популяциями одного вида. В XIX веке были сформулированы два важных экологических правила об этих различиях. Позже Дж. Хаксли доказал применимость этих правил к подавляющему большинству гомойотермных видов. В отношении человека эти правила также "работают". Проиллюстрировать их можно следующими данными:

Отношение массы тела (кг) к площади поверхности (м2)
Французы	38	Сомалийцы	35
Албанцы	37	Мексиканцы	35
Арабы	36	Жители Андаманских островов	32

О каких правилах идет речь? Объясните их с точки зрения современной биологии человека.

Вселенная безгранична, поговорим об асимметрии мозга…

12. "Кто же прав?" Растительный покров гор характеризуется сменой поясов от основания хребта до его вершины или до верхней границы жизни. Ряд ученых выделяют сообщества, нигде в горах не образующие "своего" пояса. Они назвали такие сообщества межпоясными. Однако другие ученые считают, что никаких межпоясных сообществ не существует. Так, например, К. В. Станюкович пишет: "Там в горах, где царствует ксерофитная растительность, мезофитная, какое бы она ничтожное место не занимала, также располагается в своем поясном порядке". Согласны ли вы с точкой зрения Станюковича? Приведите аргументы в защиту этого мнения или опровергните его.

13. "Изучая сперму" "Как известно, в Базеле весьма активно ведется лов рейнского лосося (Salmo salar). В ноябре, в период нереста, эти крупные рыбы продаются на городском рынке. Зрелые половые продукты этих рыб идут в отходы. Для физиолога здесь открываются исключительно широкие возможности в смысле получения спермы. Иногда мне удавалось с разрешения продавца собирать за один раз от одной рыбы почти целую кружку маслянистой жидкости, которую называют "лососевым молоком". Наиболее чистый секрет в виде ослепительно белого крема можно получить от живой рыбы; от мертвой рыбы вместе с молоком выделяется также желчь, моча и кровь".
Таково начало одной из статей замечательного биолога XIX века. Чем знаменит этот био-лог? В чем значение его работ? Как повлияли открытия этого ученого на развитие биологии с конца XIX века до наших дней?

14. "Когда физики приходят в биологию..." В 1964 году появилась теорема порога возрастания энтропии в биосфере, сформулированная К. С. Тринчером. Согласно ей, продукция энтропии живым веществом биосферы возрастает до порога, определяемого уравнением:

15. "Закон отклонения гомеостаза" Если стабильность внутренней среды - обязательное условие свободной жизни организма, то непременным условием развития организма является запрограммированное нарушение стабильности. Соответственно наряду с законом постоянства внутренней среды существует закон отклонения гомеостаза. Попробуйте сформулировать этот закон. Каково значение отклонения гомеостаза для жизни?

16. "Обучение насекомого" Возможно ли обучение насекомого? Представьте, что это и весь вопрос, но ответьте на него как можно более обстоятельно.

17. "Жаберные дуги" Между жаберными отверстиями низших позвоночных находится ряд хрящевых или костных жаберных дуг, поддерживающих жабры. В ходе эволюции жаберные дуги видоизменялись и начинали выполнять новые функции. Даже у амниот, у которых жабры как таковые исчезли, остатки видоизмененных жаберных дуг можно найти в разнообразнейших образованиях. Так какие же органы и структуры происходят из жаберных дуг у разных позвоночных?

18. "Пьер Кюри и Лев Толстой" "Это был огромный, в два обхвата дуб, с обломанными, давно видно, суками и с обломанной корой, заросшей старыми болячками. С огромными своими неуклюже, несим-метрично растопыренными корявыми руками и пальцами, он старым, сердитым и презрительным уродом стоял между улыбающимися березами."

Так что же, этот толстовский дуб действительно противоречит принципу симметрии Пьера Кюри?

Авторы задач: А. Л. Загайко, Л. А. Красильникова, Ю. А. Садовниченко, Р. В. Шаламов