Всероссийская олимпиада по биологии «Биологический кругозор: природа, наука, будущее» проходит с 28 февраля по 23 марта текущего года. 

1. В процессе интенсивной физической нагрузки происходит увеличение потребления кислорода тканями в 15-20 раз. Какой биохимический процесс обеспечивает максимальный выход АТФ при аэробном катаболизме пирувата в митохондриях работающих мышц?
Субстратное фосфорилирование в цикле Кребса
Окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи 
Нет правильного ответа
Бета-окисление жирных кислот
Гликолиз с образованием лактата

2. При активации симпатической нервной системы происходит пилоэрекция — феномен «гусиной кожи». Какой молекулярный механизм обеспечивает сокращение гладкомышечных клеток, поднимающих волосяные фолликулы?
Нет правильного ответа
Активация В2-адренорецепторов и повышение уровня цАМФ
Открытие потенциал-зависимых натриевых каналов
Высвобождение ацетилхолина из нервных окончаний
Связывание норадреналина с а1-адренорецепторами и активация фосфолипазы С 

Пояснение: При активации симпатической нервной системы выделяется норадреналин, который связывается с α1-адренорецепторами на гладкомышечных клетках, поднимающих волосяные фолликулы (мышцы, отвечающие за пилоэрекцию). Это приводит к активации Gq-белка, который стимулирует фермент фосфолипазу С. Фосфолипаза С расщепляет фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (PIP2) на инозитолтрифосфат (IP3) и диацилглицерин (DAG). IP3 вызывает высвобождение кальция (Ca²⁺) из внутриклеточных депо, что приводит к сокращению гладкомышечных клеток и поднятию волосяных фолликулов, проявляясь как «гусиная кожа».
Другие варианты неверны:
Активация β2-адренорецепторов и повышение уровня цАМФ обычно связаны с расслаблением гладких мышц.
Открытие потенциал-зависимых натриевых каналов характерно для возбудимых клеток (например, нейронов), но не для сокращения гладких мышц.
Высвобождение ацетилхолина из нервных окончаний характерно для парасимпатической нервной системы, а не для симпатической.

3. Биоминерализация перламутра и жемчуга у двустворчатых моллюсков происходит путем отложения кристаллов арагонита на органической матрице. Какие специализированные клетки мантии обеспечивают этот процесс?
Амебоциты гемолимфы, транспортирующие ионы кальция
Секреторные клетки среднего слоя мантии
Нет правильного ответа
Миоэпителиальные клетки внутреннего слоя
Эпителиальные клетки наружного слоя мантии с минерализующими везикулами 

4. Механизм действия пенициллина связан с нарушением синтеза пептидогликана клеточной стенки бактерий. Какой тип межвидовых взаимодействий привел к появлению этого вторичного метаболита
у грибов рода Penicillium?
Антагонистические отношения между грибами и бактериями за ресурсы 
Аменсализм бактерий по отношению к грибам
Протокооперация с другими почвенными микроорганизмами
Нет правильного ответа
Мутуализм между грибами и актиномицетами

Пояснение: Пенициллин, как антибиотик, ингибирует рост и размножение бактерий, нарушая синтез пептидогликана — ключевого компонента их клеточной стенки. Этот механизм действия указывает на то, что пенициллин возник у грибов рода Penicillium как средство конкурентной борьбы с бактериями за жизненно важные ресурсы в их общей среде обитания (почва). Грибы, производя пенициллин, получают преимущество, подавляя рост бактерий и уменьшая конкуренцию за пищу и пространство. Другие варианты не соответствуют наблюдаемому механизму действия пенициллина и его роли в межвидовых отношениях.

5. Симбиотическая азотфиксация в корневых клубеньках бобовых растений обеспечивается бактериями рода Rhizobium. Какие гены растения-хозяина активируются Nod-факторами бактерий для формирования симбиосомы?
Гены устойчивости к патогенам
Гены транспорта минеральных веществ
Нет правильного ответа
Гены синтеза флавоноидных соединений
Гены нодулинов, контролирующие развитие клубеньков 

6. В каком случае наблюдается отклонение от универсального генетического кода?
В геноме прокариот и архей
В митохондриальном геноме человека UGA кодирует триптофан 
В ядерной ДНК всех эукариот
Нет правильного ответа
В хлоропластной ДНК растений

Пояснение:  Универсальный генетический код определяет соответствие между кодонами (тройками нуклеотидов) и аминокислотами. Однако в некоторых случаях наблюдаются отклонения от этого кода. Например, в митохондриальном геноме человека кодон UGA, который в стандартном коде является стоп-кодоном, кодирует аминокислоту триптофан. Это один из примеров отклонения от универсального генетического кода.

7. Дальтонизм является Х-сцепленным рецессивным заболеванием, вызванным мутациями в гене OPN1MW. При наличии двух братьев с данным фенотипом и здоровой сестры, какой тип наследования наиболее вероятен?
Митохондриальное наследование
Наследование от матери-носительницы мутантного аллеля
Спонтанная мутация в половых клетках отца
Нет правильного ответа
Аутосомно-доминантное наследование 

8. Тургорное давление в растительных клетках обеспечивается осмотическими процессами. При каком молекулярном механизме происходит быстрое восстановление тургора после регидратации увядших тканей?
Гидратация рибосомальных комплексов
Реактивация цитоскелета
Активация аквапоринов тонопласта и накопление К+ в вакуоли 
Нет правильного ответа
Осмотическое набухание хлоропластов

9. В темное время суток у растений наблюдается смещение баланса газообмена. Какой биохимический процесс приводит к увеличению потребления О2 ночью?
Переход на САМ-метаболизм
Активация цикла Кальвина
Усиление активности альтернативной оксидазы дыхательной цепи 
Нет правильного ответа
Интенсификация гликолиза

Пояснение: В темное время суток у растений фотосинтез прекращается, так как отсутствует свет, необходимый для светозависимых реакций. Однако дыхание (клеточное дыхание) продолжается, и именно оно является основным процессом, приводящим к потреблению кислорода (O₂).

10. Стероидные гормоны реализуют свое действие через внутриклеточные рецепторы. Какой механизм характерен для передачи сигнала тестостерона?
Фосфорилирование белков-мишеней
Нет правильного ответа
Активация мембранных рецепторов
Модуляция ионных каналов
Прямая регуляция транскрипции через связывание с ДНК 

11. Эволюция кровеносной системы хордовых сопровождалась разделением большого и малого кругов кровообращения. У какого класса впервые появляется неполная перегородка в желудочке?
У птиц
У земноводных
У костных рыб
Нет правильного ответа
У рептилий (кроме крокодилов) 

12. Плод картофеля представляет собой многосемянную ягоду, содержащую соланин. Какой биосинтетический путь приводит к образованию этого гликоалкалоида?
Модификация алкалоидов никотинового ряда
Конденсация холестерина с сахарами
Путь шикимовой кислоты
Биосинтез через мевалоновую кислоту 
Нет правильного ответа

13. При наличии у родителей генотипов IAi и IBi вероятность появления потомка с IV группой крови определяется законами Менделя. Какова вероятность генотипа IAIB?
Нет правильного ответа
50%
75%
25% 

Для определения вероятности появления потомка с генотипом IAIB (что соответствует IV группе крови) у родителей с генотипами IAi и IBi, рассмотрим возможные комбинации аллелей, которые могут передать родители своему потомку.

1. Генотипы родителей:

   • Родитель 1: IAi (может передать либо IA, либо i).

   • Родитель 2: IBi (может передать либо IB, либо i).

2. Возможные комбинации аллелей у потомка:

   • IA от родителя 1 и IB от родителя 2 → IAIB (IV группа крови).

   • IA от родителя 1 и i от родителя 2 → IAi (II группа крови).

   • i от родителя 1 и IB от родителя 2 → IBi (III группа крови).

   • i от родителя 1 и i от родителя 2 → ii (I группа крови).

3. Вероятности передачи аллелей:

   • Каждый родитель с вероятностью 50% передает один из своих аллелей.

   • Вероятность передачи IA от родителя 1: 1/2.

   • Вероятность передачи IB от родителя 2: 1/2.

4. Вероятность генотипа IAIB:

   • Вероятность того, что потомок получит IA от родителя 1 и IB от родителя 2, равна произведению вероятностей:

     1/2×1/2=1/4​

Таким образом, вероятность появления потомка с генотипом IAIB (IV группа крови) составляет 25%.

14. При картировании трех генов получены следующие частоты кроссинговера: между генами А и В — 20%, между В и С — 5%, между А и С — 15%. Определите правильный порядок расположения генов в хромосоме.
CBA
ACB 
Нет правильного ответа
BAC
ABC

Дано:

• Частота кроссинговера между A и B: 20%.

• Частота кроссинговера между B и C: 5%.

• Частота кроссинговера между A и C: 15%.

Анализ:

1. Расстояние между A и B (20%):

   • Это наибольшее расстояние, что указывает на то, что гены A и B находятся на противоположных концах хромосомы.

2. Расстояние между B и C (5%):

   • Это наименьшее расстояние, что указывает на то, что гены B и C расположены близко друг к другу.

3. Расстояние между A и C (15%):

   • Это промежуточное расстояние, что подтверждает, что ген C находится между A и B.

Порядок генов:

На основе частот кроссинговера гены расположены в следующем порядке:

$$A(15\%)C(5\%)B$$

Проверка:

Сумма расстояний между A и C (15%) и между C и B (5%) должна равняться расстоянию между A и B:

15%+5%=20%.

Это подтверждает правильность расположения генов.

Ответ: ACB

15. При дивергенции видов происходит накопление различий в последовательностях гомологичных генов. Какой молекулярно-генетический метод позволяет определить время расхождения видов?
Гибридизация соматических клеток
Секвенирование экзонов
Сравнительный анализ кариотипов
Метод молекулярных часов на основе нейтральных мутаций 
Нет правильного ответа