Банк заданий
ЕГЭ по биологии Задание №23 Применение биологических знаний в исследованиях

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.

Как изменились бы результаты эксперимента, если бы учёный проводил его в отсутствии освещения? Какие факторы, помимо температуры, влияют на интенсивность фотосинтеза? Каким образом, помимо измерения концентрации выделяемого растением кислорода, можно оценить интенсивность фотосинтеза?

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.

Каким образом происходит размножение бактерий? Опишите данный процесс. Что происходит с молоком в процессе размножения в нем бактерий, а также осуществления ими процессов своей жизнедеятельности? Какой тип питания имеют бактерии, размножающиеся в молоке? Как на результаты эксперимента повлияет добавление антибиотиков в корм коровы? Ответ поясните.

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.

Каким образом бактерии способны передавать друг другу такое свойство, как патогенность? Как называется процесс такой передачи? Какое применение в биотехнологии нашла данная способность бактерий?

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%.

Чем могут быть представлены разные противовирусные вакцины? Какие виды иммунитета формируются у вакцинированных и переболевших людей? С какой целью у уже переболевших вирусом SARS-CoV-2 и восстановившихся после болезни людей осуществляется забор донорской крови? Каким образом работает иммунитет против вирусов?

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.

Какая из групп лягушек дольше находилась в аквариуме с концентрацией соли 0 г/л на втором этапе эксперимента? Ответ поясните. Как и почему изменилась масса лягушек этой группы в течение второго этапа эксперимента?

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.

Какие выводы можно сделать на основании результатов эксперимента? Что вероятнее всего произойдет, если деревья вида Б выработают способность привлекать и удерживать колонии муравьев? Действие какой формы естественного отбора может привести к возникновению такого приспособления?

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.

Исследуемый пробиотик представляет собой порошок бактерий в желатиновой оболочке. Производитель утверждает, что такая оболочка не переваривается, пока не окажется в кишечнике, поэтому он эффективен. Объясните, в чем ошибочность такого утверждения. Почему на самом деле обсуждаемый пробиотик эффективен для восстановления микрофлоры кишечника?

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.

Объясните, почему у животных экспериментальной группы объем мочи был выше, чем в контрольной группе. Какие вещества помимо ионов натрия и воды подвергаются обратному всасыванию из первичной мочи? Назовите не менее трех пунктов.

Ученый исследовал влияние препарата Циклоспорина на количество иммунных клеток организма (Т-хелперов). Для этого он взял мышей одной чистой линии и вводил им данный препарат, после чего измерял количество Т-хелперов в их селезенке. Результаты эксперимента показаны на графике.

Что происходит с концентрацией Т-хелперов на 20 сутки эксперимента? Каково значение (со стороны реципиента) такого изменения концентрации Т-хелперов под воздействием препарата в случае пересадки донорских органов? Какие последствия для организма человека может иметь изменение количества Т-хелперов, видимое на 20-ый день опыта? Назовите не менее двух последствий.

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.

Как действует адреналин на сердце лягушки в этом эксперименте? Приведите два примера. Действию какого иона аналогично действие адреналина? В каких железах в норме происходит выделение адреналина?

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.

Как можно объяснить полученные результаты, учитывая особенности анатомии и физиологии собаки? Какая ответная реакция у человека будет наблюдаться в условиях описанного эксперимента? Ответ поясните.

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.

Почему при раздражении нерва лапки лягушки наблюдается помутнение известковой воды? Ответ поясните. Предположите, будет ли происходить помутнение без воздействия электрическим током на нерв.

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.

Предположите, кривая под каким номером соответствует результатам добровольцев до перехода на дробное питание. Ответ поясните. Как происходит метаболизм глюкозы в мышцах млекопитающих при нормальном количестве и недостатке кислорода? Какое количество АТФ при этом выделяется из расчёта на одну молекулу глюкозы.

Экспериментатор решил изучить влияние гормона вазопрессина на процесс образования мочи у домовой мыши (Mus musculs). Он измерял количество мочи у экспериментальной группы мышей, которым он вводил в кровь гормон вазопрессин. Также, была контрольная группа, которой, вазопрессин не вводился. Результаты эксперимента представлены в таблице. Предположите, у мышей из какой группы концентрация солей в моче была выше. Ответ поясните. Почему у мышей из экспериментальной группы концентрация собственного вазопрессина будет понижена? 

Учёный изучал регуляцию секреции слюны в полость рта собаки. Для этого перед кормлением собаки он включал метроном, стучавший с частотой 120 ударов в минуту. Через некоторое время учёный отметил, что у собаки слюна выделялась при включении метронома, даже если после этого не следовало кормления. 

Объясните, почему через некоторое время слюна у собаки начинала выделяться при включении метронома? Что будет, если учёный включит метроном, стучащий с частотой 60 ударов в минуту вместо 120? Ответ поясните. 

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.

Почему эвглены за время нахождения в тёмном месте утратили зелёную окраску? Как поведут себя эвглены, если половина чашки Петри, в которой культивирует их учёный, будет освещена, а вторая — затенена? Какое свойство живого будет лежать в основе их поведения? 

Ученый решил исследовать влияние препарата (Циклоспорин) на количество специальных иммунных клеток организма (Т-хелперов). Для этого он взял мышей одной чистой линии и вводил им данный препарат, после чего измерял количество Т-хелперов в их селезенке. Результаты эксперимента показаны на графике.

Опишите результаты эксперимента. Как на организм человека повлияет снижение лимфоцитов Т-хелперов. Как ВИЧ влияет на количество Т-хелперов?

Учёный изучал процессы жизнедеятельности растений. Для этого он взял две колбы с одинаковым количеством воды, на поверхность воды налил одинаковый слой растительного масла. В одну из колб он также поместил побег с листьями. На следующий день учёный измерил уровень воды в обеих колбах. 

Как называется процесс жизнедеятельности растений, влияющий на количество воды в колбе? Какие структуры растения участвуют в этом процессе? Как изменится интенсивность данного процесса при повышении температуры? Как изменится интенсивность данного процесса при повышении влажности (при условии, что температура не изменится)? 

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.

Каким образом изменились бы данные эксперимента, если бы учёный вместо цианобактерий культивировал колонии дрожжей? Назовите черты сходства (не менее трёх) и различия (не менее двух) между цианобактериями и одноклеточными зелёными водорослями.

Учёный решил изучить деление клеток, выделенных из организма серой крысы (Rattus norvegicus). Для этого он измерял количество клеток в культуре с добавлением вещества колхицина. Результаты эксперимента представлены на графике.

Как и почему изменялось количество клеток при добавлении колхицина? Для чего колхицин применяется в селекции растений? К возникновению какой мутации в делящейся клетке приводит использование колхицина? 

Учёный изучал роль нуклеиновых кислот в жизнедеятельности клеток. Для этого он выращивал две культуры бактериальных клеток на питательных средах. Питательная среда, на которой размножались клетки первой культуры, содержала глюкозу, весь набор аминокислот и дезоксирибонуклеотиды. Питательная среда, на которой размножались клетки второй культуры, содержала глюкозу, весь набор аминокислот, дезоксирибонуклеотиды и рибонуклеотиды. Результаты эксперимента представлены на графике.

Зачем, помимо нуклеотидов и аминокислот, учёный добавлял в культуральные среды глюкозу? Чем отличаются нуклеотиды ДНК от нуклеотидов РНК? Приведите не менее двух отличий. Какую роль играют нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) в биосинтезе белка у эукариот? 

Учёный изучал рост бактерий E. Coli на искусственной питательной среде. Он культивировал колонии E. Coli в двух чашках Петри, в одной из которых были только бактерии, а в другой — бактерии и гриб пеницилл. Через некоторое время учёный отметил, что рост колоний бактерий в чашке Петри, содержащей пеницилл, замедлился, а затем и вовсе прекратился. В чашке Петри, не содержащей пеницилл, колонии E. Coli заняли всю поверхность питательной среды.

Каким образом и в какой области полученные при постановке данного эксперимента знания можно бы было использовать? Каким образом, используя метод микроскопии, можно отличить колонии E. Coli от колоний пеницилла?

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. 

Как изменялся уровень глюкозы в крови у добровольцев с течение тренировки и почему? Каким образов в крови здорового человека повышается уровень глюкозы? Действие какого отдела вегетативной нервной системы приводит к повышению уровня глюкозы в крови? 

В 1958 году учеными был открыт полуконсервативный принцип репликации ДНК. В качестве объекта эксперимента использовали кишечную палочку. Бактерии длительное время выращивались на питательной среде, содержащий тяжелый изотоп азота N15. Затем данные бактерии были перенесены на питательную среду, содержащую лёгкий изотоп азота N14 для однократного деления. Все клетки полученные после этого деления содержали примерно равные количества цепей ДНК, с тяжелыми (N15) и лёгкими (N14) изотопами азота. Объясните результат эксперимента, исходя из принципа полуконсервативного принципа репликации ДНК. Как называется используемый в эксперименте метод? 

Экспериментатор провёл эксперимент на курах для изучения регуляции дыхания. Для этого он помещал птиц в герметичную камеру, где менял концентрацию углекислого газа в подаваемом воздухе. Результаты эксперимента представлены на графике.

Как можно объяснить полученные в эксперименте результаты? За счет каких физиологических изменений в работе легких может усиливаться насыщение крови кислородом? Какие мышцы у птиц обеспечивают дыхание в покое?