Банк заданий
ЕГЭ по биологии Задание №22 Методология биологического исследования

Учёный изучал влияние температуры на процесс фотосинтеза. Свой эксперимент исследователь проводил в специальной теплице, в которой растения выращивались под источником искусственного освещения. С помощью датчиков учёный фиксировал показатели скорости фотосинтеза при разной температуре, которые приведены на графике ниже.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Почему учёный выращивал растения под источником искусственного, а не естественного освещения? Как и почему изменялась интенсивность фотосинтеза при повышении температуры?

*Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Экспериментатор изучал динамику размножения бактерий в молоке при разных температурах. Для этого им было взято свеженадоенное молоко. Равные объемы молока разлили по одинаковым пробиркам и поставили в термостаты при разных температурах (4С○, 7С○, 12С○). Результаты эксперимента представлены на графике.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать исследователь перед постановкой эксперимента? Объясните, почему в эксперименте необходимо использовать молоко, полученное от одной коровы. Почему результаты эксперимента могут быть недостоверными, если известно, что часть пробирок оставляли открытой?

*Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Учёный изучал такую характеристику, как патогенность, у бактерий. Для этого он исследовал бактерии рода Pneumococcus двух штаммов: R-штамма (бактерии не имеют защитной капсулы) и S-штамма (бактерии имеют защитную капсулу). Мыши, заражённые бактериями R-штамма, оставались здоровыми. Мыши, заражённые бактериями S-штамма, погибали. В ходе исследования учёный инъецировал культуру живых бактерий R-штамма вместе с S-штаммом, убитым высокой температурой. Спустя время заражённые мыши погибли, и из них были выделены живые бактерии S-штамма.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Для чего до начала эксперимента учёный заражал мышей разными штаммами бактерий Pneumococcus? Почему в последнем эксперименте мыши погибли несмотря на то, что бактерии S-штамма были предварительно убиты высокой температурой?

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Ученые решили исследовать, защищает ли двухкомпонентная вакцина «Спутник V» от заражения вирусом SARS-CoV-2. Испытуемых разделили случайным образом на две группы, первой вводили вакцину, а второй — плацебо. При этом испытуемые не знали, в какой из групп они находятся. Далее ученые регистрировали данные о случаях заражения в обеих группах в течение нескольких месяцев, начиная с момента формирования иммунного ответа, и обнаружили, что среди вакцинированных доля заразившихся составляет 0,0027%, а среди не вакцинированных — 1,1%.

Какую нулевую гипотезу* сформулировали исследователи? Почему контрольной группе вводили плацебо? Почему испытуемым из контрольной группы не сообщали, что им введена не вакцина, а плацебо? Почему данные эксперимента могут быть не достоверны, если известно, что люди из одной из групп соблюдали режим самоизоляции?

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Исследователи изучали поведенческие адаптации лягушек. На первом этапе эксперимента одну группу амфибий содержали в течение 8 часов в воде с концентрацией соли 0 г/л, вторую — с концентрацией 10 г/л. На втором этапе эксперимента каждую лягушку помещали на середину платформы, соединенной с двумя аквариумами, наполненными водой с разным содержанием солей (см. рис). Лягушка могла свободно перемещаться из одного аквариума в другой. Исследователи в течение 2 часов фиксировали время пребывания животного в каждом из аквариумов.

Какую нулевую гипотезу* смогли сформулировать исследователи перед постановкой эксперимента? Объясните, почему лягушки обеих групп должны были содержаться на одинаковом рационе. Почему результаты эксперимента могут быть недостоверными, если эксперимент с двумя группами лягушек проводился в разное время суток?

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение о том, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Растительность в африканской саванне — это трава и деревья акации. Обитающие в саваннах слоны питаются деревьями акации, однако ученые заметили, что существует один вид акации, которым слоны не питаются. Похоже, что слоны питаются в основном листвой и корой акациевых деревьев вида Б, но при этом игнорируют деревья вида А.

Известно, что на деревьях вида А живут большие колонии муравьев. Деревья вида Б муравьев не привлекают, и муравьиных колоний на них нет. Ученые провели ряд экспериментов, чтобы определить, защищают ли муравьи деревья вида А от слонов.

Эксперимент заключался в том, что содержащимся в неволе слонам предлагали равное количество веток обоих видов деревьев. Из половины веток деревьев вида А муравьев удалили, а в половину веток деревьев вида Б муравьев поселили. Все ветки были равного размера и с примерно одинаковым количеством листьев.

Все четыре типа веток были предложены слонам в момент времени, обозначенный как 0, и в течение часа каждые 10 минут проводились проверки. В ходе эксперимента были получены данные, представленные на графике ниже.

Какая переменная в этом эксперименте зависимая (изменяющаяся), а какая — независимая (задаваемая)? Объясните, как в данном эксперименте был поставлен отрицательный контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить?

*Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль (опыт), при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию при сохранении всех остальных условий.

Экспериментатор решила установить, какое количество бактерий из капсулы пробиотика (препарат, содержащий кишечные бактерии) выживает и оказывается в толстом кишечнике после приёма. Для этого она инкубировала капсулы пробиотика в желудочном соке и соке поджелудочной железы. После этого бактерии отделялись от содержимого сока центрифугированием и высевались на чашки Петри. Определялось количество колоний бактерий на чашке после выращивания. Результаты эксперимента заносились в таблицу.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. Почему важно инкубировать капсулы пробиотика во всех повторах при одной и той же температуре?

* Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль (опыт), при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию при сохранении всех остальных условий.

Экспериментаторы исследовали влияние препарата, нарушающего реабсорбцию ионов натрия в извитых канальцах нефрона, на объем мочи у кроликов. Животные одного возраста и пола были разделены на две группы — контрольную и экспериментальную. Животным экспериментальной группы в ушную вену вводили 3 мг препарата в расчете на 1 кг тела. В течение суток у кроликов обеих групп определяли средний объем выделившейся мочи. Результаты эксперимента отражены в таблице.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте был поставлен отрицательный контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить? Почему экспериментаторы оценивали не абсолютный объем мочи у животных, а относительный (рассчитанный на 1 кг массы тела)?

* Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль (опыт), при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию при сохранении всех остальных условий.

Учёный исследовал, как изменяется концентрация иммунных клеток — Т-хелперов — в селезёнке мышей с течением времени после введения циклоспорина. Для эксперимента он взял мышей одной чистой линии, содержавшихся в одинаковых условиях. Животным вводили препарат в одинаковой дозе, после чего через заданные промежутки времени определяли концентрацию Т-хелперов в их селезёнке. Результаты эксперимента показаны на графике. За 100 % принята концентрация Т-хелперов до введения препарата.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо ставить такой контроль?

*Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль (опыт), при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию при сохранении всех остальных условий.

Экспериментатор поместил сердце травяной лягушки (Rana temporaria) в физиологический раствор и зарегистрировал силу сокращения сердечной мышцы. Затем это же сердце лягушки он поместил в раствор адреналина и произвел измерения еще раз. Полученные результаты отражены на графике.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать исследователь перед постановкой эксперимента? Объясните, почему сердце помещалось в физиологический раствор, а не в дистиллированную воду.

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Экспериментатор изучал особенности физиологии собак. Для этого он помещал группу животных одной породы в камеру и изменял в ней температуру при постоянной 50%-ной влажности. Полученные результаты представлены в таблице.

Какую нулевую гипотезу* можно сформулировать перед постановкой эксперимента? Объясните, почему в эксперимент были взяты собаки одной породы. Почему результаты эксперимента могут быть недостоверными, если во время его проведения животные увидят приход/уход хозяина?

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Экспериментатор решил изучить тканевое дыхание. Для этого он взял серию пробирок с известковой водой на дне и поместил в них живые лапки лягушек с удаленной кожей. Известно, что с помощью известковой воды можно оценить интенсивность дыхания, протекающего в клетках. Через пробку пробирки пропускались две тонкие изолированные проволоки, соединенные с источником электрического тока. Концы проволоки присоединялись к отпрепарированному нерву лапки, прикрепленной к пробке так, как показано на рисунке ниже. Ученый подавал на нервы ток различной интенсивности – по возрастанию от первой пробирки к последней, а затем зарисовал результаты эксперимента.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая – независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо такой контроль ставить?

* Отрицательный контроль – это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию.

Группа добровольцев участвовала в эксперименте по изучению физиологии питания. Вначале у добровольцев оценивали колебания в уровне глюкозы в крови в течение дня, а затем они переходили на диету, подразумевающую дробное питание. Результаты приведены на графике ниже.

Сформулируйте две *нулевые гипотезы для данного эксперимента. Объясните, почему в эксперименте до и после перехода на диету участвовала одна и та же группа добровольцев. Почему результаты эксперимента могут быть недостоверными, если до перехода на диету в день взятия образцов для анализа каждый из добровольцев принимал пищу, различающуюся по составу, в разных количествах?

*Нулевая гипотеза - принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами. 

Учёный решил изучить процесс сокращения скелетной мышцы у человека. Для этого испытуемый совершал упражнения одной рукой с одним и тем же весом с перерывом между упражнениями в одну секунду. Каждый раз экспериментатор записывал силу сокращения мышцы при помощи динамометра. Результаты измерений приведены на графике.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо такой контроль ставить?

* Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию.

Учёный изучал влияние гормона вазопрессина на кровяное давление у домовой мыши (Mus musculus). Для этого он измерял давление крови у контрольной группы мышей. У другой группы мышей — экспериментальной — он измерял кровяное давление после введения в кровь гормона вазопрессина, регулирующего объём выделяемой мочи. 

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Каким образом изменилось кровяное давление у экспериментальной группы мышей по сравнению с контрольной? Опишите механизм изменения кровяного давления у мышей, которым вводили вазопрессин.

Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами. 

У двух групп альпинистов измеряли уровень гематокрита (гематокрит – отношение объема эритроцитов к общей емкости крови) после того, как они провели на базе 14 дней, на высоте 2000 м и 4000 м. В каждой группе было 15 альпинистов со сходными антропометрическими показателями (рост, вес) и сходным уровнем физической подготовки. Результаты представлены в таблице.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая – независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо такой контроль ставить? Для чего исследователь оценивал средний показатель уровня гематокрита 15 альпинистов, а не одного?

* Отрицательный контроль – это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию.

Учёный изучал процессы жизнедеятельности эвглены зелёной. Культуру эвглен учёный содержал под источником искусственного освещения. Внимательно изучив простейших, учёный выяснил, что их клетки содержат зелёные пластиды. Затем учёный на длительное время поместил культуру эвглен в тёмное место. Учёный обнаружил, что эвглены живы, но утратили зелёную окраску. Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо такой контроль ставить? 

* Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию.

Учёный решил изучить регуляцию работы сердца амфибии. Для этого он выделил сердце травяной лягушки (Rana temporaria), поместил его в физиологический раствор и измерил нормальную силу его сокращения. Затем он добавил в раствор ацетилхолин и измерил силу сокращения ещё раз. Результаты опыта представлены на графике. 

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Объясните, почему в эксперименте сердце помещалось в физиологический раствор. Какие изменения в работе сердца наблюдал бы учёный, если бы вместо ацетилхолина добавил в физиологический раствор адреналин?   

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Учёный провёл эксперимент с цианобактериями. Для этого он сделал две жидкие идентичные культуральные среды, содержавшие глюкозу, аминокислоты и другие необходимые для жизнедеятельности бактерий вещества. В каждую из сред он поместил одинаковое количество цианобактерий от одной материнской культуры. Культуру в первой среде учёный поставил под круглосуточное освещение, а культуру во второй поместил в условия полного отсутствия света. Обе культуры находились в стерильных условиях и имели доступ атмосферного воздуха. В течение нескольких месяцев учёный измерял биомассу бактерий в двух культурах. Результаты измерений приведены на графике.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Почему биомасса бактерий, культивируемых учёным в условиях полного отсутствия света, оказалась значительно меньше биомассы бактерий, культивируемых под круглосуточным освещением?   

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Учёный изучал влияние температуры на процесс фотосинтеза. Свой эксперимент исследователь проводил в специальной теплице, в которой растения выращивались под источником искусственного освещения. С помощью датчиков учёный фиксировал показатели скорости фотосинтеза при разной температуре, которые приведены на графике ниже.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Почему учёный выращивал растения под источником искусственного, а не естественного освещения? Как и почему изменялась интенсивность фотосинтеза при повышении температуры?

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Учёный провел эксперимент с фрагментами мякоти яблока. Равные по размеру и массе фрагменты яблока он поместил в две емкости. Одну емкость он заполнил дистиллированной водой, а другую — 20% раствором поваренной соли. После выдерживания образцов в жидкостях в течении 3 часов, он снова их взвесил. Результаты взвешивания приведены в таблице.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Почему масса фрагмента яблока изменилась после выдерживания в дистиллированной воде и в 20% растворе поваренной соли?

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Учёный изучал процесс всасывания воды корнями растения. Для этого он срезал комнатное растение на высоте 10 сантиметров и на пенёк надел резиновую трубку, которую соединил со стеклянной трубкой. Учёный обнаружил, что при поливе почвы тёплой водой, вода поднимается по трубке и выливается из неё. Если почву поливать холодной водой, то вода не вытекает из трубки.

Какую нулевую гипотезу* смог сформулировать учёный перед постановкой эксперимента? Объясните полученные результаты. Какие ещё факторы, помимо температуры воды, влияют на скорость поглощения воды корнями? 

* Нулевая гипотеза — принимаемое по умолчанию предположение, что не существует связи между двумя наблюдаемыми событиями, феноменами.

Учёный изучал изменения состава крови у человека, выполняющего физические упражнения. У группы добровольцев осуществлялся забор крови перед началом эксперимента, через 15, 30 и 45 минут после начала кардио–тренировки умеренной интенсивности. Учёный измерял уровень глюкозы в крови у добровольцев. Результаты эксперимента представлены в таблице. 

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*. С какой целью необходимо такой контроль ставить?

* Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному.

Экспериментатор решил изучить процессы основного обмена у домовой мыши (Mus musculus). Для этого он вкалывал в брюшную полость мышам тиреоидные гормоны в разных количествах и кормил их фиксированным количеством корма. Результаты эксперимента представлены в виде изображения.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить?

*Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию

Ученый провел эксперимент с хламидомонадой. Для этого он помещал культуру клеток хламидомонад в растворы с разной осмолярностью и измерял выброс сократительной вакуоли в минуту. Результаты эксперимента представлены в таблице.

Какая переменная в этом эксперименте будет зависимой (изменяющейся), а какая — независимой (задаваемой)? Объясните, как в данном эксперименте можно поставить отрицательный контроль*? С какой целью необходимо такой контроль ставить? 

*Отрицательный контроль — это экспериментальный контроль, при котором изучаемый объект не подвергается экспериментальному воздействию.