Максимальное количество баллов, выставляемое за выполненные задания – 100 баллов. Задание №1




Дата канвертавання21.04.2016
Памер150.36 Kb.
XI МЕЖДУНАРОДНАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ОЛИМПИАДА «ЭРУДИТ»

ПО ПРЕДМЕТУ БИОЛОГИЯ

Примерные ответы на задания для 9 класса

Максимальное количество баллов, выставляемое за выполненные задания – 100 баллов.
Задание №1 (мах 25 баллов):

Известно, что в одной таблетке лекарственного препарата «N», все которой составляет 70 мг, содержится всего лишь 4% активного вещества. Остальной вес приходится на вещества, которые являются: наполнителями, консервантами, вкусовыми добавками, образуют защитную оболочку таблетки. Врачи назначают лекарственный препарат «N» детям в возрасте до 6 месяцев из расчета 1,05 мг активного вещества на каждый килограмм веса ребёнка в сутки.



Вопросы:

  1. Если возникла необходимость использовать лекарственный препарат «N» в процессе лечения заболевания, то, сколько таблеток необходимо дать ребёнку, набравшего вес 8 кг и достигшего возраста пяти месяцев в течение суток для того, чтобы получить желательный фармакологический эффект?

  2. Если врач прописал грудному ребёнку принимать по 4 таблетки + ещё 1/2 лекарственного препарата «N» в сутки, то чему будет равен его вес?

Оформите схему решения задачи в соответствии с существующими правилами и нормами.
Ответ на вопрос:

Дано:

Решение:

1 таблетка препарата «N» весом 70 мг содержится всего 4% активного вещества.

Врачи назначают лекарственный препарат «N» детям в возрасте до 6 месяцев из расчета 1,05 мг активного вещества на каждый килограмм веса ребёнка в сутки.


1. найдем количество активного вещества в одной таблетке:

70 мг/100%*4% = 2.8 мг
2. определим количество таблеток необходимое ребёнку, если его вес = 8 кг, а возраст 5 месяцев в течение суток для того, чтобы получить желательный фармакологический эффект:

1.05 мг/кг*8 кг = 8.4 мг – масса необходимого активного вещества для того, чтобы получить желательный фармакологический эффект.

8.4 мг /2.8 мг = 3 таблетки – необходимое количество таблеток.
3. определим, сколько будет весить ребёнок, если врач прописал грудному ребёнку принимать по 4 таблетки + ещё половинку лекарственного препарата «N» в сутки:

2.8 мг активного вещества *4.5 количество таблеток = 12.6 мг

12.6 мг/1.05 мг/кг = 12 кг


Найти:

1. Сколько таблеток необходимо ребёнку, если его вес = 8 кг, а возраст 5 месяцев в течение суток для того, чтобы получить желательный фармакологический эффект?

2. Сколько будет весить ребёнок, если врач прописал грудному ребёнку принимать по 4 таблетки + ещё половинку лекарственного препарата «N» в сутки?


Ответ:

1. 3 таблетки - количество таблеток необходимое ребёнку, если его вес = 8 кг, а возраст 5 месяцев в течение суток для того, чтобы получить желательный фармакологический эффект

2. Ребёнок будет весить 12 кг, если врач прописал грудному ребёнку принимать по 4 таблетки + ещё половинку лекарственного препарата «N» в сутки.

Задание №2 (мах 25 баллов):

В ХХI веке человечество всерьёз намеревается освоить такие планеты как Марс и Венера, а также совершить пилотируемый полёт за пределы солнечной системы. Инженеры - конструкторы утверждают, что все технические проблемы будут решены. Уже в 20 – ых годах этого столетия планируется построить первую колонию - поселение на Марсе. Практически объявлен набор добровольцев, желающих стать колонистами - первопоселенцами, обитателями первой колонии на Марсе. Правда, пока, с билетом в один конец. Но так ли безоблачно эта ситуация выглядит с биологической точки зрения? Например, космонавтам постоянно требуется пища, а усреднённое время полета до Марса составляет 250 дней. По данным NASA, отправка в космос только 1 кг груза сегодня обходится в сумму, примерно равную 9 тысячам долларов. Да и вряд ли могу похвастаться большой грузоподъемностью сегодняшние космические корабли.



Оцените возможность обеспечения космонавтов пищей, полученной с помощью космического животноводства во время длительных космических экспедиций.

Вопросы:

  1. С какими проблемами сталкиваются животные на разных стадиях онтогенеза в условиях невесомости?

  2. Назовите причины, которые мешают нормальной жизнедеятельности животных в условиях невесомости?

  3. Оценить возможность обеспечения космонавтов пищей, полученной с помощью космического животноводства.


До 25 баллов можно было заработать за содержание ответа. Большее количество баллов выставлялось при наличии в ответе рассуждений, сопоставлений, сравнений.
В качестве примера ответ на вопрос одного из учеников.
Невесомость - это состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой (вес тела), возникающая в связи с гравитационным притяжением, действием других массовых сил, отсутствует.

Тело под действием внешних сил будет в состоянии невесомости, если:

а) действующие внешние силы являются только массовыми (силы тяготения);

б) поле этих массовых сил локально однородно, т. е. силы поля сообщают всем частицам тела в каждом его положении одинаковые по величине и направлению ускорения;

в) начальные скорости всех частиц тела по величине и направлению одинаковы (тело движется поступательно).
Вследствие значительного отличия условий невесомости от земных условий, проблема невесомости занимает важное место среди других проблем космобиологии.

При рассмотрении проблемы невесомости следует исходить из положения, что жизнь на Земле возникла и развивалась в условиях гравитационного поля. Значит, все структуры организма адаптированы к этим условиям. Условия невесомости оказывают серьезное воздействие на ряд жизненных функций биологических организмов.

Возможность обеспечения космонавтов во время длительных космических экспедиций пищей, полученной с помощью космического животноводства, можно оценить, как сложно выполнимую по следующим причинам:

а) Пищевые качества полученных таким образом мясных продуктов будут постоянно ухудшаться (атрофия мышечных волокон, перестройка молекулярного состава белков, ожирение). Нормальной жизнедеятельности животных мешает тот факт, что в условиях нулевой гравитации мышцы атрофируются. К тому же животные будут испытывать стресс в непривычных условиях.

б) Как правило, животные имеют большой вес и занимают много места. Необходимо отдельное помещение со специальными условиями, где животные будут содержаться.

в) Для нормального роста животных с целью обеспечения человека пищей им самим необходима пища, кроме того животные так же, как и человек, поглощают кислород из воздуха, Животным надо питаться, для чего в космическую экспедицию необходимо брать большое количество корма (пусть даже гранулированного), воды, кислорода.

г) При содержании животных имеются отходы их жизнедеятельности, которые надо утилизировать. Возникает проблема их утилизации.

д) В условиях космической невесомости маловероятно использование репродуктивной функции животных в космосе. Возникает проблема с их воспроизводством. С пагубным влиянием невесомости на материнскую особь при вынашивании плода. Она сильно теряет в весе, костная ткань более интенсивно теряет кальций. Оказывается, влияние и на развитие плода, выражающееся в задержке прироста массы тела и развития участков окостенения в скелете.

е) Время роста традиционно выращиваемых животных очень велико – до нескольких лет.

ё) На организмы в условиях космоса действует космическая радиация, от которой на Земле нас защищают слои атмосферы. Повышенное облучение может привести к раковым заболеваниям, мутациям.

ж) Снижается двигательная активность, замедляется прирост массы тела,

з) В условиях невесомости происходит инволюция лимфоидных органов, атрофия мышечной ткани, остеопороз, снижение иммунореактивности – наблюдается ускоренное старение организма.

и) С негативным влиянием невесомости на опорно - двигательный аппарат, при котором имеет место атрофия групп мышц, отвечающих за противодействие тяжести в земных условиях, расстройство систем, координирующих движения в условиях гравитации, потеря кальция костной ткани из-за чего кости становятся ломкими. Снижается гравитационная нагрузка на опорно-двигательный аппарат и снижается механическая компрессия костей и мышц. Начинается усиленное выделение кальция из организма. Происходит декальцинация скелета и костного мозга. Именно в костном мозге происходит синтез клеток крови.

к) С неблагоприятным влиянием невесомости на сердечно - сосудистую систему, вследствие чего снижается переносимость физических нагрузок, повышается утомляемость и развивается общее ослабление организма. Нарушается минеральный обмен в организме, изменяется метаболизм липидов, воды и электролитов. Нарушается синтез клеток крови, что приводит к анемии, а также снижается иммунный статус организма. С отрицательным влиянием невесомости на кровеносную систему, в результате чего кровь приливает к голове, уменьшается объем циркуляции крови, происходит обезвоживание организма;

л) Взрослые животные могут адаптироваться в условиях невесомости. Новорожденные же в невесомости птенцы японского перепела не способны адаптироваться к агравитационной среде, при этом их комплекс врожденных моторных координаций находится в полном противоречии с внешними условиями, что приводит к невозможности реализации их врожденных двигательных инстинктов, а, в итоге, к гибели.
Все это делает невозможным использование высших животных в качестве источников питания космонавтов.

Возможность обеспечения космонавтов пищей, полученной с помощью космического животноводства на ближайшее время нереализуема, т.к.:

во-первых, это очень дорого,

во-вторых, космическое животноводство- задача, которая связана, прежде всего, с выбором животных организмов, у которых комплекс врожденных моторных координаций наименее зависим от гравитации,

в-третьих, это невыгодно, ведь животные, так же, как и люди, потребляют кислород, воду и пищу, поэтому придется сделать очень большие запасы продовольствия и воздуха.

Вполне вероятно использование культур клеток или одноклеточных животных, с целью получения белковой биомассы для питания космонавтов. Подобные культуры просты в содержании, масса нарастает в сотни раз быстрее, чем у высших животных, не требовательны к питанию. Над созданием подобных культур растений и животных, разведение которых в условиях космического корабля или другой планеты позволит обеспечить космонавтов или первых поселенцев питательной биомассой, работают современные ученые. И возможно, что к экспедиции на Марс подобные культуры будут созданы и отработаны эффективные методы их содержания.
Задание №3 (мах 25 баллов):

Известно, что мышцы ног бегуна при беге на длинные дистанции со средней скоростью за 1 мин расходуют 24 - 25 кдж энергии.



Вопросы:

  1. Определите сколько глюкозы (в граммах) израсходуют мышцы ног за 25 мин бега, при условии, что кислород к мышцам доставляется кровью в достаточном количестве?

  2. За 1,5 часа бега, при тех же условиях?

Оформите схему решения задачи в соответствии с существующими правилами и нормами.

Ответ на вопрос:

Дано:

Решение:

Мышцы ног бегуна при беге на длинные дистанции со средней скоростью за 1 мин расходуют 24 - 25 кдж энергии.

  1. Определим сколько Е необходимо мышцам для работы на 25 мин. Бега.

24 кДж * 25 мин = 600 кДж

  1. Определим количество моль АТФ необходимое для работы мышц.

600кДж/40кДж = 15 моль

  1. По уравнению определим, количество вещества C6H12O6 необходимое для образования 38 моль АТФ:


С6 Н12 О6 + 6 О2 → 6 СО2 + 6 Н2О + 38 АТФ
Х =1 моль (C6H12O6) * 15 моль (АТФ)/ 38 моль (АТФ)

Х = 0,4моль (C6H12O6)

  1. Переведём количество C6H12O6 в граммы:


1 моль (C6H12O6) – 180 г

0.4 моль (C6H12O6) – Х г

Х = 180*0.4/1 = 72 г (C6H12O6)

  1. Определим массу C6H12O6 необходимую мышцам на 1,5 ч (90 мин) бега.


25 мин. – 72г (C6H12O6)

90 мин. – Хг (C6H12O6)

Х = 72*90/25 = 259 г

Найти:

1. Какое количество C6H12O6 израсходуют мышцы ног за 25 мин бега?

2. Какое количество C6H12O6 израсходуют мышцы ног за 1,5 часа бега, при тех же условиях?

При условии, что кислород к мышцам доставляется кровью в достаточном количестве.


Ответ: Мышцы ног бегуна за 25 мин бега израсходуют 72 г. C6H12O6. А за 90 мин - 259г. глюкозы
Задание №4 (мах 25 баллов): Творческое задание «Конструирование живых организмов»:

Эволюция цветка различных энтомофильных растений, прежде всего, связана с адаптациями и приспособлениями, направленными на повышение успешности процесса опыления, немаловажного для образования семян и появления новых поколений растений. При рассмотрении строения разных видов цветков у растений, на первый взгляд, кажется, что одни из них лучше, а другие хуже соответствуют этой цели. Но все они сегодня существуют. Вспомните разнообразие строения цветков растений, существующих в природе. Проанализируйте и сравните их. Оцените их слабые и сильные стороны.



Постройте модель идеального цветка для растения, опыляемого насекомыми (животными).

  1. Модель универсально приспособленного цветка для опыления насекомыми (животными).

  2. Цветка максимально привлекательного для насекомых (животных) опылителей. Приведите как можно больше аргументов в пользу Вашей конструкции - модели.

  3. Какие причины препятствуют появлению универсально приспособленного цветка для опыления насекомыми (животными) в результате эволюции?

  4. Почему реально существующие виды цветков энтомофильных растений весьма разнообразны? А нам видеться, что одни из них лучше, а другие хуже соответствуют этой цели.


До 15 баллов можно было заработать за текстовое сопровождение ответа. Большее количество баллов выставлялось при наличии в ответе рассуждений, сопоставлений, сравнений.

За наличие рисунков, схем, трехмерных моделей представленных в виде фотографий в ответе отдельно выставлялись баллы. До 10 баллов.
В качестве примера ответ на вопрос одного из учеников.

Основной задачей энтомофильных растений является осуществление перекрестного опыления за счет насекомых. Если опыление происходит с помощью животных – такие растения называют зоофильными.

С точки зрения современной науки перекрестное опыление позволяет получать потомство с улучшенными фенотипическими характеристиками, а также способствует эволюционному развитию вида. Т.о. становится понятно, почему у значительного числа высших цветковых растений в процессе эволюции выработались многочисленные приспособления для осуществления перекрестного опыления с помощью насекомых (животных). Насекомые в свою очередь получают от растений пищу, кров и место обитания своих личинок, а также ряд других «услуг».

Насекомые и энтомофильные растения являются одним из наиболее поразительных примеров взаимной и притом "дружеской" зависимости между организмами, которая сформировалась в процессе эволюции. Особая форма симбиотических взаимоотношений, возникшая в результате коэволюции.

Цветки у покрытосеменных растений – это орган семенного размножения. Главными частями цветка являются тычинки и пестики, в которых созревают мужские и женские гаметы соответственно. Остальные элементы цветка: венчик, чашечка, цветоложе, цветоножка – это вспомогательные части цветка, предназначенные для защиты главных элементов (пестики и тычинки). Они защищают от воздействия сильного ветра, воды, механических повреждений, и т.д. а также у насекомоопыляемых растений служат для привлечения опылителей.

Насекомоопыляемые цветковые растения занимают особое место в мире растений. Всех их характеризует наличие хорошо заметных и красивых цветков (орхидея, мак, василек, одуванчик)
1) Модель универсально приспособленного цветка для опыления насекомыми (животными).
Оценив слабые и сильные стороны различных видов насекомоопыляемых покрытосеменных растений, я пришла к выводу, что модель идеального – универсального цветка, который опыляется насекомыми, должна иметь следящие признаки:

  1. Универсальный цветок должен иметь яркий, хорошо заметный венчик. Лучше будет если разные части, элементы венчика будут окрашены в разные цвета, т.к. разные группы насекомых имеют разные варианты цветовосприятия, лучше видят в разных зонах светового спектра.

  2. Для того, чтобы обратить на себя внимание ночных насекомых, универсальный цветок должен иметь элементы венчика, окрашенные в белый цвет. Он хорошо виден ночью.

  3. Не стоит забывать о том, что многие насекомые гораздо лучше видят в ультрафиолетовом спектре, поэтому в ультрафиолете цветок должен быть хорошо заметен и хорошо выделятся на общем фоне.

  4. Ещё лучше будет, если цветки будут собраны в соцветия. В этом случае в соцветии желательно наличие цветков с разными вариантами окраски венчиков.

  5. Цветение продолжительное. Растение имеет длительный период цветения, цветы появляются не все одновременно, а последовательно.

  6. Хорошо развитая чашечка цветка в неблагоприятные периоды, при неблагоприятной погоде должна хорошо защищать цветок, продлевая ему тем самым время цветения. Цветы закрываются ночью и в плохую погоду, когда нет насекомых, закрывая пыльцу от воды. А так же для защиты пыльцы «колокольчики» наклонены вниз.

  7. Большие размеры самого цветка (либо соцветия) также будут желательными, т.к. с больше вероятностью заметят и у больших насекомых или животных опылителей не будет проблем с посадкой во время опыления.

  8. Сильный, медовый аромат, но без резких составляющих, вызывающий интерес у большинства насекомых. Будет ещё лучше если аромат цветка будет меняться во времени (в течении суток, в процессе развития).

  9. Необходимо наличие хорошо развитых нектарников, дающих ценный, обильный и питательный нектар. Цветы должны накапливать значительное количество нектара, выделяемого специальными железами – нектарниками и содержит в своем составе сахара (от 30 % до 75 %), которые и привлекают насекомых.

  10. Необходим высокий цветонос. Цветки должны быть приподняты над растением, а не находится в глубине его кроны.

  11. Внутри цветка тычинки и пестик или расположены на разном уровне внутри цветка (тычинки длинные, пыльники находятся на уровне края лепестков, а пестик короткий, укрыт в глубине цветка или наоборот). Это явление носит название гетеростилия. Или же тычинки и пестик созревают в разное время. Это явление носит название Дихогамии – протеандрия (когда ранее созревают пыльник) и протогиния (ранее созревает пестик).

  12. Пыльца должна быть липкая, легко пристающая к телу насекомых. Мелкая, не тяжёлая для мелких насекомых.

  13. Рыльце пестика тоже липкое, мохнатое, перистое, хорошо развитое.



3) Главной причиной является сама эволюция. В процессе эволюции изменяются все живые существа, приспосабливаясь к меняющимся условиям окружающей среды. Предположим, что природа создала идеальный цветок, но идеальным он будет лишь до тех пор, пока не изменятся условия. Каждое важное приспособление относительно. Поэтому идеальными являются такие приспособления, которые максимально отвечают данным конкретным условиям.
Причины, по которым невозможно существование идеального цветка

А. Растения существуют в различных природно-климатических условиях (разный по длине, температуре, влажности и освещенности вегетационный период).

Б. Растения опыляются различными группами насекомых, эволюция цветка энтомофильного растения связана с приспособлением его к отдельной группе насекомых.

По группам опылителей можно классифицировать энтомофильные растения на:

  • Мелитофильные растения, опыляемые крупными пчелами, например, Genista tinctoria (дрок);

  • Микромелитофильные растения, опыляемые мелкими пчёлами, например, Herminium Monorchis;

  • Миофильные растения, опыляемые разнообразными двукрылыми, например, Evonimus europaeus (бересклет);

  • Микромииофильные растения, опыляемые специально мелкими двукрылыми; таковы, например, Aristolochia Clematitis, Arum maculatum;

  • Сапромииофильные растения, опыляемые трупными и навозными мухами, например, Stapelia, Rafflesia;

  • Кантарофильные растения, опыляемые жуками, например, Magnolia;

  • психофильные растения, опыляемые дневными бабочками, например, Dianthus (гвоздика);

  • Сфингофильные растения, опыляемые ночными бабочками, например, Lonicera Caprifolium (жимолость).

В. Энтомофильные растения имеются в различных таксонах цветковых растений, которые

различаются в своем строении, и процесс эволюции не может привести их к единообразию.
4) Каждое из энтомофильных растений приспосабливается к конкретному виду насекомых-опылителей. Бывает так, что одному виду растений соответствует один вид насекомых-опылителей. Например, у орхидей. Разнообразие насекомых-опылителей приводит к разнообразию насекомоопыляемых растений.

Каждое ныне существующее растение является результатом длительного эволюционного процесса конкретного вида растения, который продолжается. И невозможно говорить о том, что какой-то вид лучше приспособлен, какой-то хуже – все они существуют в заданных условиях, способны к опылению, созреванию семян, а значит, продолжению рода. И приспособления каждого максимально соответствуют условиям окружающей среды.


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка