Примерные ответы на задания для 8 класса баллов.

XI МЕЖДУНАРОДНАЯ ДИСТАНЦИОННАЯ ОЛИМПИАДА «ЭРУДИТ»
ПО ПРЕДМЕТУ БИОЛОГИЯ
Примерные ответы на задания для 8 класса
Максимальное количество баллов, выставляемое за выполненные задания – 100
баллов.
Задание №1 (мах 25 баллов):
Из научных литературных источников известно, что за один вегетационный период,
посевы кукурузы, растущие на поле площадью равной 1 га, испаряют, примерно 3 500 000 л.
воды. Кленовый лес, площадью равной 1 га за то же время испаряет уже более 7 000 000 л.
воды. А вот заросли кактусов сагуаро и опунциями, встречающиеся в Аризонской пустыне и
занимающие площадь равную 1 га. расходуют всего лишь чуть более 2750 л. воды.
Вопросы:
1. Чем можно объяснить такую разницу в количестве испаряемой воды у таких растений
как: кукуруза, клён и кактусы из Аризонской пустыни?
2. Приведите примеры растений рекордсменов в расходовании воды на испарение.
3. Приведите примеры растений рекордсменов в плане экономии воды на испарение.
Примерное содержание ответа на задание ***:
Очевидно, что растения, рассматриваемые в задаче, произрастают в разных
средах обитания. Разные среды обитания представлены разными вариантами
сочетания экологических факторов. Следовательно, растения, произрастающие в
разных средах обитания, вынуждены по-разному приспосабливаться к тем условиям
существования, которые сложились в разных средах обитания.
Также очевидно, и то, что растения, рассматриваемые в задаче,
произрастают в разных природных зонах, принципиально отличающихся друг от
друга количеством влаги, выпадающей в виде осадков, количеством падающей
солнечной радиации и среднегодовой температурой.
По отношению к воде эти растения относят к разным экологическим
группам: …….
Связи с этим растения рассматриваемые нами имеют три варианта
фотосинтеза С3, С4 и САМ. Т.е. там, где в дефиците влага, возникают
приспособления её сохранения даже при осуществлении процесса фотосинтеза,
например, у растений фотосинтезом САМ (по типу толстянковых). Отсюда и
разница в потреблении воды (это ключевая мысль для идеального ответа).
Нужно было указать и на морфо – физиологические отличия, существующие
между этими разновидностями растений. Например, кукуруза в очень жаркие
периоды суток, несмотря на необходимость экономии влаги, испаряет влагу с
поверхности своих листьев для охлаждения. А вот растения пустынь этого не
делают. Они способны переносить нагрев вегетативного тела до 65*С, а также
они имеют покров с металлизированным отливом, позволяющим отражать
солнечные лучи подобно зеркалу.
Необходимо было сравнить и жизненные формы растений между собой с
точки зрения потребления воды. Очевидно, что такая жизненная форма растений
как деревья в разы тратит больше влаги (воды) на транспирацию необходимую для
создания дополнительной сосущей силы, поднимающей воду с минеральными
веществами к листьям кроны деревьев. Именно на это тратится большая часть
испаряемой воды.
Чем больше правильных идей и предположений по тематики данного вопроса
высказывается, тем больший получается итоговый балл. Идеального ответа на
этот вопрос жюри не ожидает. Данный вопрос является - вопросом повышенной
сложности, вопросом маркеров, позволяющим ранжировать участников олимпиады
более достоверно (Возможность использовать Интернет есть у всех, но не все
умеют пользоваться им, как и источниками информации).
Рекордсмены:
Эвкалипт – растение насос, нередко используемое для осушения болотистой
местности. Одно дерево в течение года способно испарить до 14 тонн воды (более
40 вёдер за сутки).
Секвойя – самое высокое дерево, испаряет до 300 л воды в сутки (до 30 вёдер).
Капуста белокочанная с 1 га капустного поля испаряет примерно 8000 т
воды.
Задание №2 (мах 25 баллов):
Известно, что в одной таблетке лекарственного препарата «N» весом 70 мг содержится
всего 4% активного вещества. Остальной вес приходится на вещества, которые являются:
наполнителями, консервантами, вкусовыми добавками, образуют защитную оболочку
таблетки. Врачи назначают лекарственный препарат «N» детям в возрасте до 6 месяцев из
расчета 1,05 мг активного вещества на каждый килограмм веса ребёнка в сутки.
Вопросы:
1. Если возникла необходимость использовать лекарственный препарат «N» в процессе
лечения заболевания, то, сколько таблеток необходимо дать ребёнку, набравшего вес 8
кг и достигшего возраста пяти месяцев в течение суток для того, чтобы получить
желательный фармакологический эффект?
2. Если врач прописал грудному ребёнку принимать по 4 таблетки + ещё половинку
лекарственного препарата «N» в сутки, то чему будет равен его вес?
Оформите схему решения задачи в соответствии с существующими правилами и нормами.
Примерное содержание ответа на задание:
Ответ на вопрос:
Дано:
1 таблетка препарата «N»
весом 70 мг содержится всего 4%
активного вещества.
Врачи назначают
лекарственный препарат «N»
детям в возрасте до 6 месяцев из
расчета 1,05 мг активного
вещества на каждый килограмм
веса ребёнка в сутки.
Найти:
Решение:
1. найдем количество активного вещества в
одной таблетке:
70 мг/100%*4% = 2.8 мг
2. определим количество таблеток необходимое
ребёнку, если его вес = 8 кг, а возраст 5 месяцев в
течение суток для того, чтобы получить
желательный фармакологический эффект:
1.05 мг/кг*8 кг = 8.4 мг – масса необходимого
1. Сколько таблеток необходимо
ребёнку, если его вес = 8 кг, а
возраст 5 месяцев в течение суток
для того, чтобы получить
желательный фармакологический
эффект?
2. Сколько будет весить ребёнок,
если врач прописал грудному
ребёнку принимать по 4 таблетки
+ ещё половинку лекарственного
препарата «N» в сутки?
активного вещества для того, чтобы получить
желательный фармакологический эффект.
8.4 мг /2.8 мг = 3 таблетки – необходимое
количество таблеток.
3. определим, сколько будет весить ребёнок, если
врач прописал грудному ребёнку принимать по 4
таблетки + ещё половинку лекарственного препарата
«N» в сутки:
2.8 мг активного вещества *4.5 количество
таблеток = 12.6 мг
12.6 мг /1.05 мг /кг = 12 кг
Ответ:
1. 3 таблетки - количество таблеток необходимое ребёнку, если его вес = 8 кг,
а возраст 5 месяцев в течение суток для того, чтобы получить
желательный фармакологический эффект
2. Ребёнок будет весить 12 кг, если врач прописал грудному ребёнку
принимать по 4 таблетки + ещё половинку лекарственного препарата «N» в
сутки.
Задание №3 (мах 25 баллов):
В ХХI веке человечество всерьёз намеревается освоить такие планеты как Марс и Венера,
а также совершить пилотируемый полёт за пределы солнечной системы. Инженеры конструкторы утверждают, что все технические проблемы будут решены. Уже в 20 – ых годах
этого столетия планируется построить первую колонию - поселение на Марсе. Практически
объявлен набор добровольцев, желающих стать колонистами - первопоселенцами,
обитателями первой колонии на Марсе. Правда, пока, с билетом в один конец. Но так ли
безоблачно эта ситуация выглядит с биологической точки зрения? Например, космонавтам
постоянно требуется пища, а усреднённое время полета до Марса составляет 250 дней. По
данным NASA, отправка в космос только 1 кг груза сегодня обходится в сумму, примерно
равную 9 тысячам долларов. Да и вряд ли могу похвастаться большой грузоподъемностью
сегодняшние космические корабли.
Оцените возможность обеспечения космонавтов пищей, полученной с помощью
космического растениеводства во время длительных космических экспедиций.
Вопросы:
1. С какими проблемами сталкиваются растения на разных стадиях онтогенеза в условиях
невесомости?
2. Назовите причины, которые мешают нормальной жизнедеятельности растений в
условиях невесомости?
3. Оценить возможность обеспечения космонавтов пищей, полученной с помощью
космического растениеводства.
До 25 баллов можно было заработать за содержание ответа. Большее
количество баллов выставлялось при наличии в ответе рассуждений,
сопоставлений, сравнений.
В качестве примера ответ на вопрос одного из учеников.
Опыты, проведённые с растениями, в космосе показали, что:
1. Изначальные фазы роста проростков в космосе не отличаются от
контрольных, выращиваемых на Земле. Но в дальнейшем рост проростков в
условиях невесомости замедляется, и они погибают на разных стадиях развития.
2. Характерная черта растений, выращенных во время космического полета, угнетение образования корневой системы, нарушение белкового и углеводного
обменов, изменения в структуре органелл. Таким образом, в условиях невесомости
растения не могут осуществить весь цикл своего развития и погибают.
3. На различных стадиях развития, отмечалось значительное отставание
темпов прохождения стадий онтогенеза в условиях космического полет.
4.
Полное отсутствие гравитации мешает нормальному росту и
функционированию так называемых пыльцевых трубок, по которым мужские
половые клетки мигрируют к растительным «яйцеклеткам» внутри пестика.
Гравитация мешает росту оболочки этой клетки, из-за чего гаметы не могут
соединиться.
Проблемы возникали из-за того, что гравитация мешает
нормальному передвижению цитоплазмы в таких клетках, что негативно
сказывается на росте клеточной стенки пыльцевой трубки. Следовательно, с
размножением у растений в космосе возникает серьёзные проблемы.
Основной причиной является сила тяжести - необходимый экологический
фактор для роста, образования органов и размножения растения, в космосе сила
тяжести отсутствует, и поэтому растения не могут размножаться. Сегодня
разработаны
технологии
культивирования,
позволяющие
компенсировать
изменения физических условий среды в невесомости и обеспечить растения всем
необходимым для их нормального развития, но пока они весьма затратные.
Массовое выращивание растений в космосе потребует следующих затрат:
1. Наличие отдельных помещений, отсеков для размещения «космического
огорода». А это серьёзное увеличение массы космического корабля.
2. Затраты на поддержание определённой температуры, влажности и
освещённости. Это также отразится на массе космического корабля.
3. Дополнительный запас воды, минеральные удобрения, стимуляторы роста.
4. Запас семенного материала для посадки, если планируется выращивать
быстрорастущие растения с коротким вегетационным периодом.
Питаться на космическом корабле с помощью растений возможно. Но
выращивать растения в космосе сложно и весьма затратно. МКС существует не
один год, а до сих пор космонавты, работающие там, так и не научились
обеспечивать себя растительной пищей собственного производства. Да и не
смотря на значительные размеры МКС, свободное место под «космический огород»
вряд ли сегодня найдётся. Да и до Земли не так далеко, чтоб завести всё
необходимое для создания «космического огорода», но почему-то так и не завезли.
Скорее всего, высшие растения для космоса не подойдут — для них
необходимы земные условия, а вот водоросли, особенно, такие как одноклеточные,
менее привередливы.
Найден и наиболее подходящий вид водоросли — знаменитая хлорелла. Она
наиболее подходит для обеспечения космонавтов пищей. Они, к тому же выделяют
кислород в достаточном количестве, за сутки могут увеличить свой вес в семь раз.
Из питательной среды, содержащей азот, водоросли синтезируют в большом
количестве жиры, белки, углеводы, многие витамины. Это весьма важный момент
при утилизации продуктов жизнедеятельности космонавтов.
Я думаю, что космонавтов обеспечить пищей, полученной с помощью
«космического растениеводства» можно осуществить частично. Можно в космосе
получить только зелёную «биомассу» растений (например, вырастить листья
капусты, салата, лука).
Задание №4 (мах 25 баллов) Творческое задание «Конструирование живых организмов»:
Эволюция цветка различных энтомофильных растений, прежде всего, связана с
адаптациями и приспособлениями, направленными на повышение успешности процесса
опыления, немаловажного для образования семян и появления новых поколений растений.
При рассмотрении строения разных видов цветков у растений, на первый взгляд, кажется, что
одни из них лучше, а другие хуже соответствуют этой цели. Но все они сегодня существуют.
Вспомните разнообразие строения цветков растений, существующих в природе.
Проанализируйте и сравните их. Оцените их слабые и сильные стороны.
Постройте модель идеального цветка для растения, опыляемого насекомыми (животными).
1. Модель универсально приспособленного цветка для опыления насекомыми
(животными).
2. Цветка максимально привлекательного для насекомых (животных) опылителей.
Приведите как можно больше аргументов в пользу Вашей конструкции - модели.
3. Какие причины препятствуют появлению универсально приспособленного цветка для
опыления насекомыми (животными) в результате эволюции?
4. Почему реально существующие виды цветков энтомофильных растений весьма
разнообразны? А нам видеться, что одни из них лучше, а другие хуже соответствуют этой
цели.
До 15 баллов можно было заработать за текстовое сопровождение ответа.
Большее количество баллов выставлялось при наличии в ответе рассуждений,
сопоставлений, сравнений.
За наличие рисунков, схем, трехмерных моделей представленных в виде
фотографий в ответе отдельно выставлялись баллы. До 10 баллов.
В качестве примера ответ на вопрос одного из учеников.
Основной задачей энтомофильных растений является осуществление
перекрестного опыления за счет насекомых. Если опыление происходит с помощью
животных – такие растения называют зоофильными.
С точки зрения современной науки перекрестное опыление позволяет
получать потомство с улучшенными фенотипическими характеристиками, а также
способствует эволюционному развитию вида. Т.о. становится понятно, почему у
значительного числа высших цветковых растений в процессе эволюции
выработались многочисленные приспособления для осуществления перекрестного
опыления с помощью насекомых (животных). Насекомые в свою очередь получают
от растений пищу, кров и место обитания своих личинок, а также ряд других
«услуг».
Насекомые и энтомофильные растения являются одним из наиболее
поразительных примеров взаимной и притом "дружеской" зависимости между
организмами, которая сформировалась в процессе эволюции. Особая форма
симбиотических взаимоотношений, возникшая в результате коэволюции.
Цветки у покрытосеменных растений – это орган семенного размножения.
Главными частями цветка являются тычинки и пестики, в которых созревают
мужские и женские гаметы соответственно. Остальные элементы цветка: венчик,
чашечка, цветоложе, цветоножка – это вспомогательные части цветка,
предназначенные для защиты главных элементов (пестики и тычинки). Они
защищают от воздействия сильного ветра, воды, механических повреждений, и т.д.
а также у насекомоопыляемых растений служат для привлечения опылителей.
Насекомоопыляемые цветковые растения занимают особое место в мире
растений. Всех их характеризует наличие хорошо заметных и красивых цветков
(орхидея, мак, василек, одуванчик)
1) Модель универсально приспособленного цветка для опыления насекомыми
(животными).
Оценив слабые и сильные стороны различных видов насекомоопыляемых
покрытосеменных растений, я пришла к выводу, что модель идеального –
универсального цветка, который опыляется насекомыми, должна иметь следящие
признаки:
1. Универсальный цветок должен иметь яркий, хорошо заметный венчик.
Лучше будет если разные части, элементы венчика будут окрашены в
разные цвета, т.к. разные группы насекомых имеют разные варианты
цветовосприятия, лучше видят в разных зонах светового спектра.
2. Для того, чтобы обратить на себя внимание ночных насекомых,
универсальный цветок должен иметь элементы венчика, окрашенные в
белый цвет. Он хорошо виден ночью.
3. Не стоит забывать о том, что многие насекомые гораздо лучше видят в
ультрафиолетовом спектре, поэтому в ультрафиолете цветок должен
быть хорошо заметен и хорошо выделятся на общем фоне.
4. Ещё лучше будет, если цветки будут собраны в соцветия. В этом случае в
соцветии желательно наличие цветков с разными вариантами окраски
венчиков.
5. Цветение продолжительное. Растение имеет длительный период
цветения, цветы появляются не все одновременно, а последовательно.
6. Хорошо развитая чашечка цветка в неблагоприятные периоды, при
неблагоприятной погоде должна хорошо защищать цветок, продлевая ему
тем самым время цветения. Цветы закрываются ночью и в плохую погоду,
когда нет насекомых, закрывая пыльцу от воды. А так же для защиты
пыльцы «колокольчики» наклонены вниз.
7. Большие размеры самого цветка (либо соцветия) также будут
желательными, т.к. с больше вероятностью заметят и у больших
насекомых или животных опылителей не будет проблем с посадкой во
время опыления.
8. Сильный, медовый аромат, но без резких составляющих, вызывающий
интерес у большинства насекомых. Будет ещё лучше если аромат цветка
будет меняться во времени (в течении суток, в процессе развития).
9. Необходимо наличие хорошо развитых нектарников, дающих ценный,
обильный и питательный нектар. Цветы должны накапливать
значительное количество нектара, выделяемого специальными железами –
нектарниками и содержит в своем составе сахара (от 30 % до 75 %),
которые и привлекают насекомых.
10. Необходим высокий цветонос. Цветки должны быть приподняты над
растением, а не находится в глубине его кроны.
11. Внутри цветка тычинки и пестик или расположены на разном уровне
внутри цветка (тычинки длинные, пыльники находятся на уровне края
лепестков, а пестик короткий, укрыт в глубине цветка или наоборот).
Это явление носит название гетеростилия. Или же тычинки и пестик
созревают в разное время. Это явление носит название Дихогамии –
протеандрия (когда ранее созревают пыльник) и протогиния (ранее
созревает пестик).
12. Пыльца должна быть липкая, легко пристающая к телу насекомых. Мелкая,
не тяжёлая для мелких насекомых.
13. Рыльце пестика тоже липкое, мохнатое, перистое, хорошо развитое.
3) Главной причиной является сама эволюция. В процессе эволюции
изменяются все живые существа, приспосабливаясь к меняющимся условиям
окружающей среды. Предположим, что природа создала идеальный цветок, но
идеальным он будет лишь до тех пор, пока не изменятся условия. Каждое важное
приспособление относительно. Поэтому идеальными являются такие
приспособления, которые максимально отвечают данным конкретным условиям.
Причины, по которым невозможно существование идеального цветка
А. Растения существуют в различных природно-климатических условиях
(разный по длине, температуре, влажности и освещенности вегетационный
период).
Б. Растения опыляются различными группами насекомых, эволюция цветка
энтомофильного растения связана с приспособлением его к отдельной группе
насекомых.
По группам опылителей можно классифицировать энтомофильные растения
на:
 Мелитофильные растения, опыляемые крупными пчелами, например
Genista tinctoria (дрок);
 Микромелитофильные растения, опыляемые мелкими пчёлами,
например Herminium Monorchis;
 Миофильные растения, опыляемые разнообразными двукрылыми,
например Evonimus europaeus (бересклет);
 Микромииофильные растения, опыляемые специально мелкими
двукрылыми; таковы, например, Aristolochia Clematitis, Arum maculatum;
 Сапромииофильные растения, опыляемые трупными и навозными
мухами, например Stapelia, Rafflesia;
 Кантарофильные растения, опыляемые жуками, например, Magnolia;
 психофильные растения, опыляемые дневными бабочками, например,
Dianthus (гвоздика);
 Сфингофильные растения, опыляемые ночными бабочками, например,
Lonicera Caprifolium (жимолость).
В. Энтомофильные растения имеются в различных таксонах цветковых
растений, которые
различаются в своем строении, и процесс эволюции не может привести их к
единообразию.
4) Каждое из энтомофильных растений приспосабливается к конкретному
виду насекомых-опылителей. Бывает так, что одному виду растений
соответствует один вид насекомых-опылителей. Например, у орхидей.
Разнообразие насекомых-опылителей приводит к разнообразию насекомоопыляемых
растений.
Каждое ныне существующее растение является результатом длительного
эволюционного процесса конкретного вида растения, который продолжается. И
невозможно говорить о том, что какой-то вид лучше приспособлен, какой-то хуже –
все они существуют в заданных условиях, способны к опылению, созреванию семян,
а значит, продолжению рода. И приспособления каждого максимально
соответствуют условиям окружающей среды.