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.

ТЕМА: Основи екології та еволюційного вчення. Екосистеми. Харчові ланцюги. 

Кожен із зображених трофічних ланцюгів базується на взаємодії трьох функціональних груп організмів:

Продуценти – автотрофні організми (рослини, ціанобактерії), які синтезують органічні речовини з неорганічних, використовуючи енергію світла.

Консументи – гетеротрофні організми, що живляться готовою органікою (іншими живими істотами). Поділяються на консументів І порядку (рослиноїдні), II та наступних порядків (хижаки).

Редуценти – організми (гриби, бактерії), які розкладають рештки відмерлих організмів до простих неорганічних сполук, замикаючи колообіг речовин.

На рисунку зображено харчову мережу, що складається з кількох ланцюгів виїдання. Для вибору правильної комбінації відповідей проаналізуймо кожну групу організмів.

Організми А, Б, В належать до консументів (варіант 3). Усі вони є гетеротрофами, які живляться готовою органічною речовиною. А (коник, кріль, миша) споживають рослини, а Б (вуж, ящірка) та В (хижий птах) – інших тварин. Вони не належать до редуцентів чи детритофагів, оскільки не розкладають відмерлу органічну речовину, а полюють на живих істот.

Травоїдний організм А (варіант 1). Це консументи I порядку. На схемі стрілки від дерева (продуцента) йдуть безпосередньо до коника, кроля та миші. Саме вони першими споживають енергію рослин.

Може займати третій і четвертий рівні в ланцюгах живлення організм В (варіант 3). Хижий птах вершинний хижак, його положення залежить від довжини конкретного ланцюга.

3-й рівень: рослина → кріль → птах.

4-й рівень: рослина → миша → ящірка → птах.

Правильна відповідь: 3, 1, 3.

ТЕМА: Організм людини як біологічна система. Кровоносна та лімфатична системи людини.

Капіляри великого кола кровообігу охоплюють усе тіло людини. Їхня головна функція — доставити кисень і поживні речовини до кожної клітини організму. Саме через їхні тонкі стінки (одношаровий епітелій) відбувається газообмін між кров’ю та тканинною рідиною: кров віддає кисень і поживні речовини та забирає вуглекислий газ і продукти метаболізму.

Капіляри малого кола кровообігу щільно обплітають легеневі міхурці – альвеоли. Тут відбувається газообмін між кров’ю та повітрям: кров насичується киснем із вдихуваного повітря та виділяє вуглекислий газ, який потім виводиться з організму під час видиху.

Артерії малого кола кровообігу (легеневі артерії) – це судини, які несуть кров від серця до легень. Попри назву артерії, вони транспортують венозну (бідну на кисень) кров для її подальшого очищення від вуглекислого газу.

Артерії великого кола кровообігу виходять із лівого шлуночка серця (найбільша з них – аорта). Вони несуть артеріальну кров, уже збагачену киснем у легенях, до всіх органів і тканин. Їхня функція – швидке транспортування крові під високим тиском від серця до периферії організму.

Правильна відповідь: 1 – А, 2 – Б, 3 – Д, 4 – Г.

ТЕМА: Біорізноманіття. Членистоногі. Хордові. Риби. Амфібії. Птахи. 

Зображені на рисунках тварини, належать до представників чотирьох груп тварин: Риб, Амфібій (Земноводних), Членистоногих (класу Павуки), Птахів. Розгляньмо особливості покривів кожної групи.

Членистоногі (клас Павуки) – тіло вкрите щільною хітиновою кутикулою (екзоскелетом), що захищає від механічних пошкоджень та пересихання. Покриви часто вкриті волосками та щетинками. 

Риби – покриви представлені шкірою, яка ззовні вкрита лускою зі слизовими залозами, які продукують слиз. Луска надає міцного захисту, слиз своєю чергою зменшує силу тертя під час плавання у воді.

Амфібії (Земноводні) – гола тонка шкіра, яка ззовні вкрита слизом для збереження вологи та шкірного дихання. 

Птахи – суха шкіра, майже позбавлена залоз, вкрита пір'ям. Забезпечує теплорегуляцію, захист від впливу навколишнього середовища, обтічність під час польоту.

Правильна відповідь: 1 – В, 2 – Б, 3 – А, 4 – Г.

ТЕМА: Біорізноманіття. Генеративні органи покритонасінних рослин.

Для встановлення відповідності між типом суцвіття та його зображенням, визначимо найпоширеніших представників рослинного світу, які мають такі суцвіття.

А Колос – просте суцвіття із видовженою віссю та сидячими квітками (подорожник, вербена, осока).

Б Зонтик – просте суцвіття у якому квітки розташовані на квітконіжках однієї довжини в одній площині, нагадуючи парасольку (вишня, цибуля, первоцвіт).

В Головка – просте суцвіття з вкороченою, потовщеною, часто кулястою головною віссю, на якій щільно розташовані сидячі квітки або квітки на вкорочених квітконіжках (конюшина, люцерна, хміль).

Г Кошик – просте суцвіття із розширеною, чашкоподібною віссю, на розширеному квітколожі скупчено розташовані сидячі, без квітконіжок, численні дрібні квітки (соняшник, ромашка, кульбаба).

Д Щиток – просте суцвіття у якому квітки розташовані на квітконіжках різної довжини, проте утворюють єдину верхню площину (яблуня, груша, глід) – зайвий варіант відповіді.

Правильна відповідь: 1 – А, 2 – В, 3 – Г, 4 – Б.

ТЕМА: Вступ. Органічні сполуки. Білки. 

Речовини, про які йдеться в завданні, належать органічних полімерних сполук – білків.

Амілаза – основний фермент слини, який продукується у ротовій порожнині, відповідає за первинне розщеплення вуглеводів. 

Пепсин – основний фермент шлункового соку (продукується стінками шлунку), який відповідає за розщеплення білків до їх мономерів амінокислот.

Гемоглобін – транспортний білок крові людини, який утворює нестійкі сполуки з киснем та вуглекислим газом. Міститься в еритроцитах. 

Актин – скоротливий білок, ключовий компонент скорочувального апарату мʼязів людини.

Правильна відповідь: 1 – Г, 2 – А, 3 – Б, 4 – Д.