ТЕМА: Організм людини як біологічна система. Нервова регуляція. Нервова система. 

Розгляньмо функції відділів мозку:

А Проміжний – регулює обмін речовин, температуру тіла, відчуття голоду, спраги, цикли сну та неспання. Через нього проходять усі сенсорні сигнали (крім нюху) до кори півкуль. Керує ендокринною системою (через гіпофіз).

Б середній – центр первинних зорових і слухових орієнтувальних рефлексів (наприклад, поворот голови на різкий звук або спалах світла). Також відповідає за тонус м'язів і підтримання пози.

В Довгастий – бере участь у регуляції життєво важливих функцій (дихання, роботу серця, судинний тонус). Тут розташовані центри захисних рефлексів: кашлю, чхання, блювання, сльозовиділення, а також харчових рефлексів (смоктання, ковтання).

Г Мозочок – відповідає за координацію складних рухів, підтримання рівноваги та контроль за тонусом м'язів.

Кашель – це захисний рефлекс, який виникає у відповідь на подразнення рецепторів дихальних шляхів. Центри життєво важливих рефлексів (дихання, серцебиття, ковтання, кашель, чхання) розташовані саме в довгастому мозку.

Правильна відповідь – В.

ТЕМА: Організм людини як біологічна система. Опорно-рухова система людини.

Класифікація кісток в організмі людини базується на їхній формі, внутрішній будові та функціях, які вони виконують. Виділяють чотири основні групи:

• трубчасті: стегнова, плечова, гомілкові, променева кістки;
• плоскі: лопатка, груднина, тазові кістки, кістки черепа (тім’яна, потилична);
• губчасті: кістки зап'ястка, передплесна;
• змішані: хребці, нижня щелепа.

Правильна відповідь – Г.

ТЕМА: Організм людини як біологічна система. Будова тіла людини. Нервова регуляція. Внутрішнє середовище організму. Опорно-рухова система. Травна система людини.

Розгляньмо функції запропонованих систем організму людини.

А кровоносна система забезпечує циркуляцію крові, транспортує кисень, поживні речовини та гормони до тканин; виводить вуглекислий газ і продукти метаболізму, підтримуючи гомеостаз 

Б травна система забезпечує механічне та хімічне оброблення їжі, розщеплення складних сполук до поживних речовин, їх всмоктування в кров і лімфу та виведення неперетравлених залишків. 

В опорно-рухова система – формує каркас тіла, підтримує його вертикальне положення, захищає внутрішні органи та забезпечує пересування й активні рухи. 

Г нервова система координує всі процеси в організмі, сприймає подразнення із зовнішнього та внутрішнього середовища, обробляє інформацію та формує адекватні відповідні реакції. 

Хоча безпосередній рух виконують м'язи, саме нервова система виступає головною керівною ланкою. Вона генерує та надсилає нервові імпульси, координує послідовність скорочень окремих груп м'язів і контролює рівновагу тіла. Без сигналів, що надходять від центральної нервової системи, м'язова робота стає неможливою. 

Правильна відповідь – Г.

ТЕМА: Біорізноманіття. Різноманітність і розмноження мохів, папоротей, хвощів, плаунів. Різноманітність, розмноження голонасінних і покритонасінних рослин.

Для визначення найточнішого співвідношення ознак трьох груп рослин у запропонованих діаграмах Венна, треба визначити покроково ознаки, що притаманні мохам, голонасінним і покритонасінним рослинам.

За таблицею визначмо ознаки, властиві:

• мохоподібним – 1, 5;
• голонасінним – 1, 3, 4, 5;
• покритонасінним – 1, 2, 3, 4, 5.

Порівняймо комбінації спільних і відмінних ознак. 

Спільні ознаки для всіх трьох груп: 1 (наявність хлорофілу) і 5 (наявність диференційованих тканин та органів).

Спільні ознаки для голонасінних і покритонасінних: 3 (формування насінних зачатків), 4 (розвиток гаметофіта на спорофіті).

Важливо: ознака 2 (утворення квіток і плодів) властива лише покритонасінним рослинам.

Спільних ознак, окрім тих, що вже є спільними для усіх трьох груп, між мохоподібними та покритонасінними немає.

Правильна відповідь – Б.

ТЕМА: Біорізноманіття. Рослини. Вегетативні органи та життєві функції рослин.

А Епідерма (шкірка) – первинна покривна тканина, що складається із живих клітин. Вона захищає органи рослини від висихання, механічних пошкоджень і проникнення мікроорганізмів, проте не забезпечує росту в товщину.

Б Ксилема (деревина) – провідна тканина, що складається із судин (трахеїд і трахей). Вона забезпечує висхідний потік води та розчинених у ній мінеральних речовин від кореневої системи до надземних частин рослини.

В Флоема (луб) – провідна тканина, яка містить ситоподібні трубки. Вона забезпечує низхідний потік розчинів органічних речовин (цукрів), синтезованих у процесі фотосинтезу, від листків до коренів та місць запасання.

Г Камбій – латеральна (бічна) твірна тканина (меристема). Завдяки постійному поділу її клітин забезпечується вторинний ріст стебла та кореня в товщину. 

Правильна відповідь – Г.

ТЕМА: Біорізноманіття. Гриби.

Пеніцилін – це перший у світі антибіотик, отриманий із цвілевих грибів роду Penicillium. Його відкриття 1928 року Александром Флемінгом стало революцією в медицині.

Науковець помітив, що колонія плісняви, яка випадково потрапила в чашку Петрі на поживне середовище, спричинила лізис (руйнування) бактерій золотистого стафілокока навколо себе. Гриб синтезує пеніцилін як засіб конкурентної боротьби за ресурси. Пеніцилін пригнічує синтез пептидоглікану (основи клітинної стінки бактерій), що спричиняє їхню загибель.

Відкриття довело, що продукти життєдіяльності одних організмів (грибів) можна ефективно використовувати для пригнічення росту або повного знищення інших (патогенних бактерій).

Правильна відповідь – В.

ТЕМА: Біорізноманіття. Одноклітинні гетеротрофні еукаріотичні організми.

Визначмо органи руху організмів, про які йдеться в завданні.

А Амеба протей: органели руху – псевдоподії (несправжні ніжки). Це тимчасові вирости цитоплазми, що формуються завдяки її перетіканню в певному напрямку (амебоїдний рух). 

Б Евглена зелена: органела руху – джгутик. Це довгий ниткоподібний виріст на передньому кінці тіла, забезпечує гвинтоподібний рух у товщі води. 

В Інфузорія-туфелька: органели руху – війки. Це численні короткі вирости цитоплазми, що вкривають усю поверхню клітини та забезпечують швидке плавання завдяки синхронним веслувальним ударам. 

Г Пінулярія (діатомова водорость) у вегетативному стані не має спеціалізованих органел руху – джгутиків чи війок. Рухається завдяки ковзанню панцира по субстрату за допомогою слизу, який виділяє через спеціальну щілину – шов. 

Правильна відповідь – В.

ТЕМА: Біорізноманіття. Віруси. Віроїди. Пріони.

Віруси потрапляють від інфікованих організмів до здорових різними способами, що залежать від стійкості віріона в довкіллі та його специфічності до клітин-хазяїв:

Повітряно-крапельний – збудник потрапляє в повітря з дрібними краплями слизу під час кашлю, чхання або розмови (наприклад, віруси грипу, кору, SARS-CoV-2).

Контактно-побутовий – передання через прямий фізичний контакт або через забруднені предмети (іграшки, ручки дверей, посуд).

Фекально-оральний – потрапляння вірусу через немиті руки, заражену воду чи їжу (характерно для ротавірусів, гепатиту А).

Парентеральний (гематогенний) – через кров або інші біологічні рідини під час медичних маніпуляцій, використання нестерильних інструментів, татуювання чи пірсингу.

Статевий – передача під час незахищених статевих контактів (ВІЛ, вірус герпесу, ВПЛ).

Трансмісивний – інфікування через укуси кровосисних комах-переносників – комарів, кліщів (наприклад, вірус кліщового енцефаліту, лихоманка Зіка).

Генетичний матеріал вірусів представлений лише одним типом нуклеїнової кислоти – або ДНК, або РНК (які можуть бути і одно-, і дволанцюговими). Геном вірусу містить інформацію про структуру капсидних білків та ферменти, необхідні для перехоплення метаболізму клітини-хазяїна та подальшої реплікації вірусних частинок.

Аналіз характеристик показує, що обидва наведені твердження (щодо різноманітності шляхів передання та специфічності вірусного геному) правильні.

Правильна відповідь – В.

ТЕМА: Закономірності спадковості і мінливості. Селекція організмів. Біотехнологія. 

Колхіцин – це специфічний мутаген (алкалоїд), що  внаслідок руйнування мікротрубочок перешкоджає утворенню веретена поділу. На етапі поділу клітини хромосоми вже репліковані (подвоєні), проте через відсутність веретена вони не можуть розійтися до протилежних полюсів. Як наслідок, формується одна клітина з кратним збільшенням кількості хромосом – поліплоїд.

Рослини дуже стійкі до кратного збільшення кількості геномів. Поліплоїдним сортам зазвичай властивий гігантизм: вони мають більші квіти, плоди та листя, а також вищу врожайність і стійкість до несприятливих умов.

Тварини (зокрема ссавці та птахи): для більшості представників подвоєння геномупризводить до летальних наслідків. Складні механізми генної регуляції та процес визначення статі у тварин легко порушуються в разі поліплоїдії, тому в селекції тварин цей метод майже не використовують.

Бактерії – прокаріоти, що діляться простим поділом навпіл і не мають мітотичного веретена поділу, тому колхіцин на них не діє.

Віруси – неклітинні форми життя, які не здатні до самостійного поділу (мітозу), тому метод штучної поліплоїдії до них непридатний.

Тобто метод штучної поліплоїдії – один із найефективніших інструментів саме в селекції рослин, оскільки він дає змогу створювати продуктивні та життєздатні сорти.

Правильна відповідь – Б.

ТЕМА: Вступ. Клітина. Реалізація спадкової інформації.

За таблицею генетичного коду визначмо триплети (кодони) іРНК, які кодують амінокислоту валін (Вал). Такими триплетами є: ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ.

Спираючись на принцип комплементарності, де навпроти нуклеотидів РНК стають відповідні нуклеотиди ДНК (А–Т, У–А, Г–Ц, Ц–Г), відтворімо послідовність триплетів у матричному ланцюзі ДНК:

• ГУУ (іРНК) – ЦАА (ДНК)
• ГУЦ (іРНК) – ЦАГ (ДНК)
• ГУА (іРНК) – ЦАТ (ДНК)
• ГУГ (іРНК) – ЦАЦ (ДНК)

З-поміж запропонованих варіантів лише варіант А містить нуклеотидну послідовність ДНК, яка відповідає генетичному коду амінокислоти валін. 

Правильна відповідь – А.

ТЕМА: Вступ. Клітина. Компоненти цитоплазми еукаріотичної клітини. 

На малюнку зображено апарат (комплекс) Гольджі. На це вказують такі характерні ознаки:

• диктіосоми – система плоских одномембранних цистерн, що нагадують стос мішечків;
• транспортні везикули – пухирці, що відокремлюються від диктіосом для сортування та виведення речовин;
• одномембранна будова – органела побудована з однієї мембрани, що відрізняє її від двомембранних хлоропластів чи мітохондрій.

У цій органелі відбувається модифікація, сортування та пакування білків, ліпідів і вуглеводів.

Інші варіанти відповіді неправильні:

• хлоропласт – двомембранна органела; її внутрішній простір заповнений стромою, де розташовані тилакоїди, зібрані у стоси – грани; зазвичай на схемах має зелений колір; містить власні рибосоми та кільцеву молекулу ДНК;
• мітохондрія – двомембранна органела; внутрішня мембрана утворює численні складки – кристи, що збільшують її робочу поверхню; містить власний матрикс, рибосоми та молекули ДНК;
• клітинний центр – немембранна органела; складається з двох центріолей, побудованих із мікротрубочок, які зазвичай розташовані перпендикулярно одна до одної.

Правильна відповідь – Г.

Натрій-калієвий насос – це спеціалізований молекулярний комплекс (транспортна АТФаза), що забезпечує виведення катіонів Натрію (Na+) із клітини та транспортування катіонів Калію (K+) усередину. Цей процес відбувається проти градієнта їхньої концентрації, тому потребує витрат енергії, яка вивільняється внаслідок гідролізу (розщеплення) молекул АТФ.

Висновок першого учня помилковий. Унаслідок активної роботи натрій-калієвого насоса концентрація йонів Натрію в цитоплазмі знижується, а концентрація йонів Калію – підвищується.

Висновок другого учня також помилковий. Під час роботи насоса енергія не накопичується, а витрачається. Молекули АТФ не синтезуються, а розщеплюються (зазнають гідролізу). Натрій-калієвий насос – класичний приклад активного транспорту, який неможливий без безпосереднього використання енергії АТФ.

Правильна відповідь – Г.

ТЕМА: Вступ. Органічні сполуки. Білки. Вуглеводи. Ліпіди. Нуклеїнові кислоти.

Для визначення правильної відповіді треба зіставити назви речовин із їхніми біологічними класами, спираючись на опис функцій та будови.

Урацил (А) – це азотиста основа, залишок якої – складник нуклеотидів. Урацил є частиною структури нуклеїнових кислот, оскільки бере участь у кодуванні генетичної інформації в РНК.

Глікоген (Б) – це складний вуглевод (полісахарид). Він виконує запасальну функцію в організмах тварин і грибів.

Фібриноген (В) – це високомолекулярний білок, розчинений у плазмі крові. Він критично важливий для процесу зсідання крові (гемостазу).

Холестерол (Г) – представник ліпідів (стероїд). Він входить до складу мембран, є попередником вітаміну D, жовчних кислот і стероїдних гормонів.

Правильна відповідь – В.

ТЕМА: Вступ. Біологія як наука про живе.

Щоб розташувати об’єкти в порядку зростання їхнього рівня організації, треба ідентифікувати кожен із них і визначити його місце в біологічній ієрархії.

Об’єкт 1: тваринна клітина – елементарна одиниця будови та життєдіяльності живих організмів.

Об’єкт 2: леопард – окрема цілісна біологічна особина.

Об’єкт 3: молекула ДНК – біополімер, що забезпечує збереження та передачу спадкової інформації.

Рівні організації живої матерії (від нижчого до вищого):

1) молекулярний – представлений неорганічними сполуками та біомолекулами (білками, ліпідами, вуглеводами, нуклеїновими кислотами);

2) клітинний – охоплює будову та функціонування клітин як окремих систем;

3) організмовий – представлений цілісними особинами, здатними до самостійного існування та взаємодії з довкіллям;

4) популяційно-видовий – сукупність особин одного виду, що тривалий час проживають на спільній території та вільно схрещуються;

5) екосистемний (біогеоценотичний) – взаємодія популяцій різних видів між собою та з чинниками неживої природи.

6) біосферний – найвищий рівень, що об’єднує всі екосистеми планети в єдину цілісну систему.

Правильна відповідь – Г.