Банк заданий
ОГЭ по биологии Задание №24 Анализ биологического текста, Общебиологические закономерности

ГИПОТЕЗА СПОНТАННОГО ЗАРОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

Возникновение жизни на Земле – процесс превращения неживой природы в живую.

Гипотеза спонтанного самозарождения жизни была широко распространена в Древнем Китае, Древнем Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала в то время. Среди тех, кто придерживался этой точки зрения, был Аристотель – один из знаменитых мыслителей Древней Греции, самый выдающийся исследователь природы тех времён, «отец современного природоведения». Согласно его взглядам определённые «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворённом яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

В Средние века теория спонтанного зарождения жизни оказалась не в чести: её признали лишь те, кто верил в колдовство и поклонялся нечистой силе, но эта идея всё продолжала существовать где-то на заднем плане в течение ещё многих веков.

Известный голландский учёный эпохи Возрождения В. Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели эксперимента якобы создал мышей. Для этого ему нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши В. Гельмонт считал человеческий пот.

Во второй половине XIX века проблемой происхождения жизни занялся французский химик Л. Пастер. Своими опытами он доказал, что бактерии вездесущи и что неживые материалы легко могут быть заражены живыми существами, если их не стерилизовать должным образом. В результате учёный окончательно опроверг теорию спонтанного зарождения жизни.

Используя содержание текста «Теория спонтанного зарождения жизни» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) В чём суть гипотезы спонтанного зарождения жизни?

2) Как пришёл к своим взглядам Аристотель?

3) Что являлось активным началом зарождения жизни по Ван Гельмонту?

СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ОРГАНИЗМОВ

Водная среда обитания была первой освоена организмами. Она имеет высокую плотность, давление, малое содержание кислорода. Высокая плотность создаёт опору для тела. Так, одноклеточные водоросли, простейшие, медузы имеют выросты на теле, увеличивающие площадь соприкосновения с водой, что обеспечивает их плавучесть. Другие водные обитатели, например рыбы, удерживают тело в толще воды при помощи плавательного пузыря. Сопротивление воды организмы преодолевают благодаря обтекаемой форме тела и плавникам. Недостаток кислорода в воде компенсируется жаберным дыханием или дыханием через поверхность тела.

Наземно-воздушная среда обитания характеризуется низкой плотностью и давлением, высоким содержанием кислорода. Ей присущи значительные перепады температуры и неравномерное распределение влаги. Обитатели наземно-воздушной среды имеют ряд общих черт строения. Так, у растений и животных развились опорные и проводящие системы, механизмы терморегуляции и дыхания, защитные образования, помогающие сберечь влагу. Большинство обитателей наземно-воздушной среды активно передвигаются, в связи с чем у них появились рычажные конечности, а у некоторых – крылья и выросты, обеспечивающие полёт.

Почвенная среда обитания характеризуется высокой плотностью, отсутствием света, незначительными температурными колебаниями, низким содержанием кислорода и высоким – углекислого газа. Для почвенных организмов характерны небольшие размеры тела, прочные кожные покровы, недоразвитость или отсутствие органов зрения.

Используя содержание текста «Среды обитания организмов» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) Какие приспособления имеются у животных, освоивших водную среду обитания?

2) Какие физико-химические особенности характерны для наземно-воздушной среды обитания?

3) Какая существующая в природе среда не упомянута в приведённом тексте?

ЭКОСИСТЕМЫ

Экосистема – это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов, среды их обитания, системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Совокупность живых организмов экосистемы называется биоценозом, а среда их обитания в данной экосистеме – биотопом.

Все компоненты экосистемы взаимосвязаны. Функциональные группы организмов образуют пищевые цепи. Продуценты, образующие органические вещества из неорганических, то есть первичную продукцию и биомассу, являющуюся источником пищи и энергии для всех остальных обитателей экосистемы, являются первым звеном пастбищной пищевой цепи. Вторым звеном выступают консументы первого порядка – травоядные животные. Они питаются продуцентами. Хищники и паразиты травоядных образуют третье звено цепи и являются функциональной группой консументов второго порядка. Далее следуют консументы следующих порядков, каждый из которых питается животными предыдущего звена. Мёртвые организмы всех звеньев пищевой цепи разлагают редуценты, питаясь ими. Живые организмы экосистемы взаимодействуют и с компонентами неживой природы – водой, воздухом, минералами, почвой и др.

Пример экосистемы – озеро с обитающими в нём растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, составляющими живой компонент системы. Для озера как экосистемы характерны донные отложения определённого состава, физические параметры (прозрачность и температура воды), химический состав (ионный состав, концентрация растворённых газов), показатели биологической продуктивности, трофический статус водоёма и его специфические условия.

Другой пример экологической системы – лиственный лес в средней полосе России. Для него характерны определённый состав лесной подстилки и тип почвы, а также устойчивое растительное сообщество. В результате взаимодействия этих компонентов в лесу складывается микроклимат с характерными температурой, влажностью, освещённостью. В таких условиях среды формируется соответствующий комплекс животных организмов.

Трофическая структура сообщества и соотношение продуцентов, консументов и редуцентов, а также показатели продуктивности позволяют определять типы и границы экосистем.

Используя содержание текста «Экосистемы» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) Каким звеном пищевой цепи и какой функциональной группой экосистемы являются травоядные животные?

2) Какие параметры характеризуют биотоп озера?

3) Какие группы организмов выполняют роль редуцентов в экосистемах?

СУКЦЕССИИ

Сукцессия – это процесс последовательного изменения сообществ организмов на определённой территории с течением времени. Этот процесс начинается с первичной сукцессии, когда на открытой поверхности, такой как пустошь, вулканический склон или отвал горной породы, появляются первичные колонизаторы: лишайники, мхи и некоторые виды травянистых растений. Эти организмы создают условия для дальнейшего развития экосистемы, создавая почву и улучшая её качество за счёт выделения органических веществ.

На следующем этапе сукцессии появляются более крупные и долгоживущие растения, такие как кустарники и молодые деревья. Кустарники, например шиповник и черёмуха, создают дополнительную тень, что способствует вытеснению светолюбивых трав. Деревья, такие как берёзы и осины, быстро распространяются на этом этапе, поскольку их семена хорошо прорастают на богатой органикой почве.

На третьем этапе происходит развитие зрелого леса. В зависимости от климатических условий и почвы могут развиваться лиственные или хвойные леса. В умеренных климатических зонах часто формируется лиственный лес, где доминируют дубы, буки и липы. В северных областях преобладают хвойные леса, отличающиеся более медленным ростом и большей устойчивостью к неблагоприятным условиям, что делает их особенно важными для регионов с суровыми зимами. Зрелые леса являются климаксными, то есть стабильными, или устойчивыми, сообществами. В них достигается равновесие между видами, и их структура и состав остаются относительно постоянными на протяжении длительного времени.

Процесс сукцессии может быть нарушен внешними факторами, такими как пожар, вырубка или изменение климата. В таких случаях начинается вторичная сукцессия, при которой на уже существующей почве развиваются новые сообщества. Например, после пожара на месте выгоревших деревьев могут появиться засухоустойчивые травы и кустарники, которые со временем будут заменены более крупными деревьями.

Сукцессии играют ключевую роль в формировании и устойчивости экосистем, обеспечивая их развитие и адаптацию к меняющимся условиям.

Используя содержание текста «Сукцессии» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) Каковы признаки климаксного сообщества?

2) Что такое вторичная сукцессия?

3) Почему лишайники могут поселяться даже на голых скалах?

КРУГОВОРОТ УГЛЕРОДА

Углерод непрерывно циркулирует в биосфере Земли под влиянием химических и биологических процессов. Основные запасы углерода на Земле находятся в виде содержащегося в атмосфере и растворённого в Мировом океане углекислого газа (СО2).

Растения поглощают молекулы СО2, находящиеся в атмосфере, и в процессе фотосинтеза встраивают атомы углерода в разнообразные органические соединения. Таким образом, углерод включается в структуру растений. Далее углерод может оставаться в растениях, пока они не погибнут. Тогда углеродсодержащие молекулы пойдут в пищу редуцентам, таким как грибы и бактерии. В результате деятельности редуцентов мёртвое органическое вещество разрушается до простых неорганических соединений. В конце концов углерод вернётся в атмосферу в виде CO2. Если умершие растения оказались глубоко под землёй или в болоте, то в итоге они превратятся в ископаемое топливо, например уголь или торф.

Если живые растения съедены травоядными животными, то углерод в составе органических соединений будет передаваться по цепям питания. Затем в процессе дыхания животных либо при их разложении после смерти углерод вернётся в атмосферу в виде CO2.

В случае растворения углекислого газа в морской воде он может или просто вернуться в атмосферу, или войти в ткани морских растений, а затем животных. Тогда CO2 будет постепенно накапливаться в виде отложений на дне Мирового океана и в конце концов превратится в известняк. Если углерод вошёл в состав осадочных отложений или ископаемого топлива, он изымается из круговорота. При сжигании топлива, вулканических извержениях и других геотермальных процессах СО2 опять поступает в атмосферу.

Используя содержание текста «Круговорот углерода» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) Как углерод встраивается в структуру растений?

2) Где образуется ископаемое топливо?

3) Какие действия человека нарушают естественный круговорот углерода? Укажите не менее двух таких действий.

ОХРАНА ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО ЛЕОПАРДА

В самом дальнем уголке России, где сопки покрыты кедрово-широколиственными лесами, а туман Японского моря окутывает скалистые берега, живёт «призрак». Он невероятно тихий, невидимый и неосязаемый для большинства. Это не мистическое существо, а самая редкая кошка на Земле – дальневосточный леопард. Ещё в конце XX века эти великолепные хищники, обитающие только на юго-западе Приморского края, оказались на грани полного исчезновения. Главная проблема заключалась в том, что леопард – вершина пищевой пирамиды. А чтобы пирамида стояла, нужен прочный фундамент. Его фундамент рушился на глазах. Виду угрожала тройная беда: браконьерство, масштабные вырубки лесов и сокращение кормовой базы (изюбрей, кабанов, пятнистых оленей и косуль). Критическая ситуация потребовала чрезвычайных мер охраны.

В 2012 году был создан национальный парк «Земля леопарда», который взял под защиту около 70 % ареала вида. Это стало переломным моментом. Борьба с браконьерством активизировалась, а научные исследования вышли на новый уровень. Для мониторинга популяции повсеместно используются фотоловушки, позволяющие точно идентифицировать каждую особь по уникальному узору пятен.

Эти усилия дали впечатляющий результат. Если в 2000-х годах в дикой природе оставалось лишь около 30–35 леопардов, то в настоящее время их популяция превышает 120 особей. Учёные теперь фиксируют не только рост численности, но и расширение ареала – звери начинают осваивать новые территории.

Однако проблема фрагментации среды обитания и конфликтов с человеком остаётся актуальной. Сохранение дальневосточного леопарда – это непрерывная работа по защите хрупкой экосистемы, где благополучие вершины пищевой цепи означает здоровье всего дальневосточного леса.

Используя содержание текста «Охрана дальневосточного леопарда» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) Какие три основные причины привели дальневосточного леопарда на грань исчезновения в конце XX века?

2) Сравните данные о численности популяции в 2000-х годах и в настоящее время. Насколько усилия по охране оказались успешными?

3) Какой научный метод является основным для мониторинга численности и изучения жизни этих леопардов?

ВЕЧНАЯ МЕРЗЛОТА

Вечная мерзлота – это верхняя часть земной коры, температура которой не поднимается выше 0 °C в период от двух лет до нескольких тысячелетий. Глубина промерзания грунта может превышать 500 м, а в горах – до 1500 м.

Учёные считают, что образовалась вечная мерзлота 1–2 млн лет назад. Произошло это в тех районах, где климат был сухим и морозным, а толщина наземного ледникового покрова – незначительной. Вечная мерзлота занимает четверть суши земного шара и встречается даже в высокогорных районах Африки. Единственный материк, где она отсутствует, – это Австралия.

В России зона вечной мерзлоты занимает 60–65 % территории, в основном это Сибирь и Забайкалье: от Кольского полуострова на восток почти по Северному полярному кругу до Урала, далее на восток и юг, за исключением юга Камчатки, острова Сахалин, Приморья и ещё некоторых районов.

Растения, обитающие в зоне вечной мерзлоты, развили уникальные особенности, которые помогают им противостоять суровым условиям. Одним из наиболее заметных приспособлений является карликовый рост – большинство видов в высоту не превышают 15 см. Это позволяет растениям укрываться от холодных ветров за снежным покровом и сохранять тепло. Листья растений тундры обычно мелкие, часто покрыты восковым налётом или волосками. Такая структура помогает минимизировать испарение воды и защищает от переохлаждения. У некоторых видов листья образуют розетку, которая аккумулирует солнечное тепло. Волоски на листьях многих растений повышают температуру поверхности листа на несколько градусов.

Цветки растений тундры часто крупные и ярко окрашенные, что увеличивает их привлекательность для насекомых-опылителей во время короткого периода цветения. Некоторые виды способны поворачивать свои органы вслед за солнцем, максимизируя фотосинтетическую активность.

Используя содержание текста «Вечная мерзлота» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) В течение какого минимального срока почва должна быть замёрзшей, чтобы она считалась вечной мерзлотой?

2) Какие морфологические особенности листьев встречаются у растений, обитающих в зоне вечной мерзлоты?

3) Почему для растений зоны вечной мерзлоты характерны поверхностные корневые системы?

ПИЩЕВЫЕ СЕТИ МИРОВОГО ОКЕАНА

Мировой океан покрывает 71 % поверхности Земли. Эти водные пространства являются домом для более чем 2 миллионов видов организмов – от микроскопического фитопланктона до 30-метровых синих китов. Пищевые сети океана демонстрируют удивительную взаимозависимость всех живых существ, где каждый организм играет свою уникальную роль в поддержании экологического баланса.

Основу этих сетей составляют фотосинтезирующие организмы – фитопланктон и водоросли, которые производят около 50 % всего кислорода на планете. В холодных арктических водах особенно распространены диатомовые водоросли, тогда как в тропиках преобладают кокколитофориды. Эти микроскопические растения поедает зоопланктон, включающий в себя веслоногих рачков (например, калануса), криль и личинок рыб.

Интересно, что некоторые крупные животные, такие как китовые акулы и усатые киты, приспособились к питанию непосредственно зоопланктоном, пропуская несколько звеньев пищевой цепи. На коралловых рифах формируются другие трофические цепи: коралловые полипы питаются зоопланктоном, а сами служат пищей для рыб бабочек и некоторых моллюсков.

Глубоководные экосистемы демонстрируют уникальные адаптации: здесь существуют хемосинтезирующие бактерии, образующие основу пищевых цепей вокруг гидротермальных источников. Эти бактерии становятся пищей для гигантских трубчатых червей и особых видов крабов.

Особую роль в морских экосистемах играют «ключевые» виды. Например, исчезновение морских выдр приводит к взрывному росту популяции морских ежей, которые уничтожают водорослевые леса. Современные исследования показывают, что загрязнение Мирового океана пластиком и тяжёлыми металлами нарушает трофические связи, а это может привести к необратимым изменениям в морских экосистемах. Сохранение этих сложных пищевых сетей критически важно для поддержания жизни на нашей планете.

Используя содержание текста «Пищевые сети Мирового океана» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) Почему фитопланктон составляет основу пищевых сетей океана?

2) Какова роль зоопланктона в пищевых цепях?

3) Какие организмы являются основой пищевых сетей в наземных экосистемах?

ТОРФООБРАЗОВАНИЕ

Торфообразование – это сложный биологический и химический процесс, происходящий в условиях избыточного увлажнения болотных экосистем. Он начинается с накопления растительных остатков, чаще всего мхов, осок, древесной коры и других болотных растений в водонасыщенных местах, где доступ кислорода ограничен. В таких условиях микроорганизмы, отвечающие за разложение органики, работают медленнее. Происходит накопление растительных остатков, что создаёт идеальные условия для формирования торфа.

Сначала растительные остатки частично разлагаются под действием воды, углекислоты и слабых органических кислот; этот этап называется олиготрофным. Затем начинается гумификация – образование гумусовых веществ при участии различных микроорганизмов и ферментов. На этом этапе формируются основные компоненты торфа – гуминовые кислоты

и фульвокислоты, которые играют ключевую роль в поддержании питательного баланса в экосистеме торфяного болота.

Среди важных факторов, влияющих на торфообразование, выделяют тип растительности, степень заселённости болота, уровень грунтовых вод, температуру и кислотность среды. Например, на верховых болотах, где доминируют сфагновые мхи, торф имеет высокую кислотность и низкое содержание минеральных веществ. В переходных и низинных болотах преобладает более минерализованная растительность, что существенно влияет на состав и характеристики торфа.

Торфообразование происходит очень медленно – в среднем около 1 мм в год. Со временем может образоваться слой торфа толщиной до нескольких метров. Эти залежи служат важными природными резервуарами углерода, что значительно способствует борьбе с глобальным потеплением. Торф также широко используется в сельском хозяйстве, энергетике и ландшафтном дизайне. Процесс торфообразования влияет на биоразнообразие, создавая уникальные экосистемы, жизненно необходимые для многих видов флоры и фауны.

Используя содержание текста «Торфообразование» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1) Почему в заболоченных местах накапливается торф?

2) Какие факторы влияют на процесс торфообразования?

3) Благодаря какой особенности строения сфагновые мхи могут запасать в своих вегетативных телах много воды?

КРУГОВОРОТ АЗОТА

Азот – один из важнейших химических элементов, необходимых для жизни на Земле. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, таких как ДНК и РНК, а также многих других жизненно важных соединений. Атмосфера нашей планеты на 78 % состоит из молекулярного азота (N₂). Однако большинство живых организмов не способно непосредственно использовать газообразный азот, так как молекулы N₂ очень стабильны и нереактивны.

Круговорот азота – это комплексный природный процесс, состоящий  из нескольких последовательных этапов. Сначала азот из атмосферы фиксируется, то есть преобразуется в растворимые и усваиваемые формы. Этот процесс осуществляется специальными бактериями – азотфиксирующими микроорганизмами, которые обитают в почве или живут в симбиозе с корнями некоторых растений. Азотфиксаторы переводят молекулярный азот в аммиак, который затем бактерии нитрифицируют в нитриты и нитраты – важные источники азота для растений.

Кроме бактериальной фиксации, азот также фиксируется во время грозы. Молнии вызывают высокотемпературные реакции, в результате которых молекулярный азот и кислород атмосферы вступают в химические реакции, образуя оксиды азота. Эти соединения, растворяясь в дождевой воде, попадают в почву в виде нитратов – усваиваемой растениями формы азота.

Растения усваивают эти соединения через корни, после чего азот встраивается в органические соединения. В виде белков и нуклеиновых кислот азот поступает в пищевые цепи. После смерти организмов или выделения отходов жизнедеятельности азот возвращается в почву, где микроорганизмы разлагают органику, превращая её обратно в аммиак и соли. Затем денитрифицирующие бактерии преобразуют нитраты в молекулярный азот, возвращая его в атмосферу и замыкая цикл.

Таким образом, круговорот азота поддерживает плодородие почв, способствует росту растений и обеспечивает жизнь на Земле, играя ключевую роль в биосфере планеты.

Используя содержание текста «Круговорот азота» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы и выполните здание.

1) В состав каких жизненно важных соединений входит азот?

2) В какой форме азот может усваиваться растениями?

3) Приведите пример растения, живущего в симбиозе с азотфиксирующими бактериями.