Банк заданий
ОГЭ по биологии Задание №23 Биологические эксперименты

Одним из важнейших научных экспериментов Яна ван Гельмонта стала попытка установить, откуда растения получают вещества для своего развития. Для своего эксперимента он взял иву – растение, неприхотливое в питании и быстрорастущее. Учёный взял большой горшок, засыпал в него 80 кг почвы и посадил саженец весом 2 кг. Далее он только поливал свой саженец дождевой водой – чистота опыта должна была создать условия, схожие с природными. Эксперимент Яна ван Гельмонта длился пять лет, по завершении которых он аккуратно извлёк из почвы выросшее дерево. Взвешивание растения показало, что его масса увеличилась примерно на 74 кг, а масса почвы уменьшилась на 60 г. Какую гипотезу проверял Ян ван Гельмонт в ходе своего эксперимента? Какой вывод мог сделать учёный по итогам эксперимента?

Студенты изучали влияние кофе на частоту сердечных сокращений. В группу испытуемых набрали студентов, не употребляющих кофе. Каждый испытуемый пробегал по лестнице два этажа вниз, затем вверх, после чего измерялся пульс. Через несколько минут испытуемый выпивал маленькую чашку кофе, и эксперимент повторялся. Оказалось, что после употребления кофе пульс поднимался выше, чем в эксперименте до этого.

Какой вывод смогли сделать студенты? Почему в качестве испытуемых участвовали только юноши?

Производители лекарств утверждают, что пробиотики (препараты, содержащие живые культуры бактерий) выживают в желудке человека. Для проверки данного утверждения исследователь сделал раствор соляной кислоты и пепсина в воде, аналогичный по составу желудочному соку человека, поместил туда на 5 минут таблетку пробиотика. Содержимое второй таблетки он поместил на 5 минут в отфильтрованную пресную воду. Через 5 минут бактерии были отделены от растворов и помещены в питательную среду. Оценивалось количество бактерий в питательной среде через сутки после эксперимента. Оказалось, что после инкубации в желудочном соке бактерий меньше, чем после инкубации в воде, но их всё равно довольно много.

Для чего исследователь поместил вторую таблетку в отфильтрованную пресную воду? Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

Ученица 10 класса изучала цветение воды. Она брала воду из водоёма, наливала её в одинаковые ёмкости и добавляла в ёмкости удобрения в разных концентрациях. Через две недели она оценивала интенсивность зелёного цвета плёнки на поверхности воды. Оказалось, что чем выше концентрация удобрений, тем интенсивнее окрашивалась вода.

Какие организмы размножаются в воде при её цветении? Основываясь на результатах исследования, объясните, какой эффект оказывают удобрения на эти организмы.

Ученица решила изучить, как выживают бактерии в желудке человека. Для этого она сделала раствор соляной кислоты и пепсина в воде, аналогичный по составу желудочному соку человека, поместила туда таблетку пробиотика (препарат, содержащий живые культуры бактерий). Вторую таблетку она поместила в отфильтрованную пресную воду. Через 5 минут бактерии были отделены от растворов и помещены в питательную среду. Оценивалось количество бактерий в питательной среде через сутки после эксперимента. Оказалось, что после инкубации в желудочном соке бактерий меньше, чем после инкубации в воде, но их всё равно довольно много.

На какой вопрос пыталась ответить ученица своим исследованием? Стоит ли верить сообщениям производителей лекарств, в которых говорится о том, что пробиотики выживают в желудке человека? Обоснуйте свой ответ с помощью результатов исследования.

В XVIII в. французский учёный провёл следующий опыт. Он давал крупным хищным птицам проглатывать туго набитые мясом металлические трубочки с большим числом дырочек в стенках. Примерно через сутки птицы извергали трубочки через клюв обратно. И каждый раз мясо в этих трубочках отсутствовало.

Какой процесс жизнедеятельности птиц исследовал учёный в своём эксперименте? Какой вывод о продолжительности переваривания мяса хищными птицами сделал учёный?

Лауреат Нобелевской премии по физиологии И. П. Павлов проделал следующий эксперимент, получивший в науке название «мнимое кормление». В желудок подопытной собаки учёный накладывал фистулу (искусственный канал из желудка наружу), а пищевод выводил на кожу шеи. После чего учёный кормил животное маленькими кусочками мяса. Проглоченные, они тотчас выпадали. Уже через 5–7 минут после начала кормления у собаки в желудке начиналось обильное сокоотделение, которое продолжалось 2–3 часа, хотя сам процесс приёма пищи длился всего несколько минут.

Какой вывод можно сделать из данного опыта? Почему данный опыт получил название «мнимое кормление»?

Учёные провели исследование физиологических показателей у туристов, совершающих восхождение на Эверест. Тесты и анализы проводились три раза: перед началом экспедиции в Лондоне (уровень моря), в городке Намче (3500 м над уровнем моря) и в базовом лагере на высоте 5300 м. Выяснилось, что чем больше высота, тем ниже насыщение артериального гемоглобина кислородом, но тем выше содержание гемоглобина в крови.

С чем связано повышение содержания в крови гемоглобина на высоте? Объясните снижение насыщения гемоглобина кислородом с точки зрения физиологии.

Французский учёный Ж. Б. Буссенго провёл следующий эксперимент. Он взял растение и посадил его в горшок под стеклянный герметичный колпак, в котором экспериментатор заменил воздух газовой смесью, состоящей из кислорода, углекислого газа и других газов, но без азота, и стал наблюдать. В течение всего опыта учёный поливал растение водным раствором нитратов. По его окончании оказалось, что сколько азота «исчезает» из раствора нитратов, столько же обнаруживается в самом растении.

Какой вывод можно сделать из эксперимента? Какие организмы способны усваивать азот из атмосферы?

Ученик 10 класса решил изучить, как дорога влияет на качество воздуха, используя метод биоиндикации. Он двигался от дороги в глубь парка и через каждые 5 метров оценивал количество и разнообразие лишайников на стволах деревьев. Оказалось, что чем глубже в парк, тем большую площадь на стволах занимали лишайники и тем большее многообразие лишайников наблюдалось.

Какую гипотезу проверял ученик в своём исследовании? В чём суть метода биоиндикации?

На занятиях биологического кружка Елена изучала содержание витамина С в лимонном соке с помощью индикатора йода. Она провела следующий эксперимент. Отжала сок из лимона и разлила поровну в два контейнера. Первый контейнер она подвергла нагреванию до 80 °C, а второй оставила при комнатной температуре. Затем Елена взяла две пробирки с индикатором йода и добавила в первую 5 мл нагретого сока, а во вторую 5 мл сока комнатной температуры. В первой пробирке раствор оказался темнее, что говорит о меньшем содержании витамина С в нагретом соке.

Влияние какого фактора на содержание витамина С в лимонном соке изучала Елена? Какой вывод можно сделать по результатам данного эксперимента?

В 1679 году итальянский учёный поставил следующий эксперимент. Он удалил с дерева кольцо коры и таким образом нарушил непрерывность проводящей ткани — луба (он расположен непосредственно под корой, и если снять с дерева кору, то примыкающий к ней луб также отделяется от древесины, оставляя нетронутой саму древесину дерева). После этой процедуры над оголённым участком наблюдалось разрастание коры, из которой выделялась жидкость, сладкая на вкус. В течение многих дней листья, казалось бы, не испытывали никакого неблагоприятного воздействия. Однако постепенно они начинали увядать и отмирать, а вскоре погибало и всё дерево.

Что исследовал учёный в своём эксперименте? Почему листва растения долгое время не испытывала проблем из-за удаления коры с лубом?

Учёные исследовали влияние рыбных ферм, организованных в реках, на численность и многообразие беспозвоночных, населяющих эти реки. Учёные брали пробы на различном расстоянии вниз по течению от ферм и оценивали количество и многообразие водных беспозвоночных в образцах. Оказалось, что многообразие и численность растут с расстоянием от фермы.

Можно ли использовать численность и многообразие исследованных беспозвоночных как биоиндикатор загрязнения воды в реках? Аргументируйте свой ответ.

В 1930 году российский учёный Г. Ф. Гаузе впервые обратился к экспериментальному изучению взаимодействия видов, живущих в сходных условиях. Учёный использовал два вида инфузорий-туфелек — хвостатую и ушастую. Инфузории выращивались в пробирках, куда ежедневно добавляли ограниченные порции корма — бактерии сенного настоя или дрожжи. При раздельном содержании оба вида хорошо размножались, их численность росла и вскоре стабилизировалась. При совместном содержании в среде, где кормом служили бактерии, сначала численность обоих видов увеличивалась, но затем численность туфельки хвостатой снижалась, и в итоге этот вид исчезал.

Как называются взаимоотношения, устанавливающиеся между этими двумя видами инфузорий? Как Вы думаете, почему выжили именно ушастые инфузории-туфельки?

Ученица 10 класса изучала влияние хлоргексидина (распространённый антибактериальный агент) на рост бактерий. Она приготовила две чашки Петри с питательной средой. В первой чашке Петри была среда без каких-либо добавок, а во второй чашке Петри — с добавлением хлоргексидина. На обе чашки было высажено одинаковое количество бактерий.

Предположите, в какой чашке Петри выросло больше колоний бактерий. Почему колонии выросли в обеих чашках, несмотря на добавление хлоргексидина?

Учёные разрабатывали новую синтетическую вакцину от гриппа. Для анализа её эффективности вакцину вводили мышам и оценивали динамику изменения концентрации антител в крови. В качестве контроля использовали вакцину старого поколения, содержащую белок, выделенный из оболочки вируса. Оказалось, что форма графика и достигаемые значения концентрации антител практически идентичны.

Какой вывод относительно эффективности формирования иммунитета можно сделать из этого исследования? Объясните, почему учёные всё равно предлагают использовать новую синтетическую вакцину, а не белок, использовавшийся в качестве контроля.

Ученики изучали условия протекания фотосинтеза. Они поместили в два стакана с водой побеги водного растения элодеи, накрыли их воронками, на которые надели пробирки, заполненные водой. При фотосинтезе элодея выделяет пузырьки кислорода, который вытесняет из пробирки воду. Первый стакан поставили на ярко освещённый солнцем подоконник, а второй — под яркую электрическую лампу. Через некоторое время ребята обратили внимание на то, что количество вытесненной кислородом воды в двух пробирках одинаково.

Влияние какого условия на протекание фотосинтеза изучали ребята? Какой вывод можно сделать по итогам данного эксперимента?

В XVII веке итальянский учёный Ф. Реди поставил следующий опыт. Он взял кусок мяса, разрезал его на 8 частей. Четыре кусочка он поместил в сосуды и сверху обвязал их тонкой марлей. Оставшиеся кусочки были помещены в четыре сосуда, но их естествоиспытатель накрывать марлей не стал. Через несколько дней Реди обнаружил, что во второй группе сосудов появились белые «червячки» (личинки мух), а потом оттуда стали вылетать молодые мухи. А в первой группе сосудов личинки и мухи отсутствовали.

Какую гипотезу проверял Ф. Реди в своём опыте? Как Вы думаете, осталось ли мясо свежим в сосудах, в которых не завелись мухи? Ответ поясните.

Школьники изучали рост растений. Они посадили по несколько растений на две грядки и одну из них обработали небольшим количеством комплексного минерального удобрения, а другую — чрезмерным количеством комплексного минерального удобрения. Через две недели после появления проростков школьники измерили их длину и обнаружили, что средняя длина проростков на грядке с чрезмерным количеством удобрений меньше, чем на грядке с небольшим количеством добавленного удобрения.

На какой вопрос пытались ответить школьники в своём эксперименте? Какой вывод о применении удобрений можно сделать на основании данного эксперимента?

Учёные исследовали популяции высших обезьян в двух лесах Танзании: охраняемом заповеднике и неохраняемом лесу. Учёные статистически корректно собирали данные о том, сколько семей высших обезьян определённого вида встречается им при проходе через лес. Оказалось, что в лесу на территории заповедника количество встречаемых обезьян постоянно, а в неохраняемом лесу снижается при каждом походе в лес, притом что сам лес остаётся без изменений (не вырубается).

Какой вывод можно сделать из этого исследования? Из-за чего могут наблюдаться такие эффекты в неохраняемом лесу? Ответ поясните.

Итальянский естествоиспытатель Ж. Жюрин ещё в середине XVIII века обратил внимание на то, что летучие мыши свободно летают в абсолютно тёмной комнате (где оказываются беспомощными даже совы), не задевая предметов. Жюрин решил выяснить причины такой способности. Учёный взял группу летучих мышей, части из которых залепил воском уши, а второй части — контрольной — он этого делать не стал. Всех летучих мышей Жюрин выпустил в тёмную комнату и стал наблюдать. Оказалось, что мыши, у которых уши были залеплены воском, натыкались на все предметы, находящиеся в комнате, в отличие от мышей контрольной группы.

Какой вывод мог сделать Ж. Жюрин на основании проведённого эксперимента? Как можно объяснить результаты, полученные естествоиспытателем, с позиции современных знаний об ориентации этих рукокрылых?

Учёный изучал калорийность различных зерновых продуктов. Для этого определённое количество продукта помещалось в специальный держатель и поджигалось. Определялось количество энергии, которое выделяется при сжигании одинаковых количеств продукта. Сравнивалась теплота сжигания риса и пшеницы.

Предположите, какой из продуктов выделил больше тепла при сжигании. Почему при сжигании выделяется больше тепла, чем усваивается организмом при пищеварении в реальных условиях?

Школьники изучали реакцию организма человека на физические нагрузки. Для этого они помещали на грудь испытуемым датчик, регистрирующий частоту сердечных сокращений (ЧСС). После чего испытуемые подвергались кратковременной физической нагрузке. Оценивалось, как сильно изменяется ЧСС. Испытуемых поделили на две группы: регулярно занимающихся спортом (группа 1) и нерегулярно или вообще не занимающихся спортом (группа 2).

Предположите, у испытуемых из какой группы ЧСС после нагрузки поднималась до меньших значений. Для чего при физической нагрузке повышается ЧСС?

Учёный провёл следующий эксперимент. Он взял группу летучих мышей, части из которых заткнул воском уши, а второй — контрольной — он этого делать не стал. Всех мышей учёный выпустил в тёмную комнату и стал наблюдать. Оказалось, что мыши, у которых уши были залеплены воском, натыкались на все предметы, находящиеся в комнате.

Что исследовал учёный в своём эксперименте? Какой вывод он мог сделать по результатам своего эксперимента?

Учёные исследовали влияние мутации в определённом гене у мышей на развитие жировой ткани. Выяснилось, что при одинаковом режиме питания у мутантных мышей процентное содержание жировой ткани в организме ниже, чем у нормальных (не мутантных) мышей, а костной и мышечной — выше.

Какой вывод о влиянии исследуемой мутации на развитие жировой ткани можно сделать из этого исследования? Как Вы думаете, чем можно объяснить изменение соотношения тканей в организме мутантных мышей?