|
Всесибирская олимпиада по биологии. Второй (заочный) тур 2010-11.
Задания с ответами.
Список призеров и победителей.
Как всегда, после проверки работ – разбор типичных ошибок. Самая распространенная – это оформление. Ребята, «правила выполнения заданий» пишутся для того, чтобы их читали, а не для красоты.
В этих правилах был приведен пример, как надо называть файл, если вы отправляете его по электронной почте: фамилию анлийскими буквами и предмет. И это не просто так – при пересылке и перетаскивании с компьютера на компьютер (а жюри – это не один человек) русские названия файлов часто превращаются в зючки. И как проверяющий должен догадываться, чья перед ним работа? Тем более, что многие нарушили и второе требование – включить в работу заполненную анкету с личными данными.
В результате одна из работ у нас так и осталась файлом под названием "Олимпиада по биологии". Без каких-либо опознавательных знаков внутри. А ведь кто-то старался и что-то в нем писал.
Далее разобраны некоторые из задач заочного тура.
11 класс. Задание 3. Хромосомы
Условие задачи
При изучении хромосом близких видов малярийного комара между ними было обнаружено, как и ожидалось, высокое генетическое сходство. Число хромосом у всех видов было одинаковым, но порядок генов в хромосомах иногда отличался.
Ниже приведена последовательность генов в одной из хромосом у семи изученных видов.
- А Б В Г Д Е Ж З И
- З Д Е Б А Ж В Г И
- А Б Е Д Г В Ж З И
- А Б Е В Ж З Д Г И
- А Б Е Д З Ж В Г И
- А Б В Д Г Е Ж З И
- А Б В Д Ж Е Г З И
1) Объясните, какие события привели к изменению порядка генов.
2) Постройте гипотетическое эволюционное древо для этих видов, иллюстрирующее, кто от кого произошел, если известно, что предковым видом был вид 1. (Постарайтесь построить такое древо, в котором образование каждого вида сопровождалось бы только одним событием в данной хромосоме).
3) Какими другими методами или исследованиями можно было бы подтвердить или опровергнуть правильность вашей филогенетической реконструкции?
 Предлагалось построить филогенетическое древо для видов комара по приведенному порядку генов в одной из хромосом. Большинство верно определили, что в данном случае это - инверсии. Но невнимательно читали условие задачи, где говорилось о том, что образование каждого вида должно сопровождаться минимальным числом хромосомных перестроек (что соответствует реальному процессу видообразования: закрепление какой-либо перестройки - событие достаточно редкое, чтобы предполагать, что в ходе образования вида их произошло более, чем одно). Поэтому максимальный балл ставился именно за такие деревья. Не ставился максимальный балл, если дерево было верным, но без пояснений, какое событие на каком шаге произошло. Некоторые привлекали транспозиции, что тоже возможно.
Гораздо меньше правильных ответов было на вторую часть задания - как проверить правильность построенного древа. Чаще всего встречались общие слова про цитогенетические и молекулярно-биологические методы. Это все верно, но надо было конкретизировать их применение к данной ситуации - что именно следует делать. Поскольку таких методов много.
Из курьезных предложений можно упомянуть отсылку к палеонтологической летописи. Вряд ли она содержит много ископаемых комаров.
11 класс. Задание 4. Задача по генетике.
Условие задачи
В лабораторном аквариуме аспиранты в свободное время разводили черных водных лягушек. Однажды у них вылупился головастик необычного серебряного цвета, хотя все его предки на протяжении нескольких поколений были черными. Когда этот головастик вырос в прекрасного серебряного самца, его скрещивали с разными черными самочками – как родственными, так и неродственными, но всегда получали половину серебряных и половину черных потомков. Определите
- характер наследования признака «серебряный цвет»
- генотипы серебряного самца и черных самочек, с которыми его скрещивали, а также их потомков
- как мог появиться такой необычный самец от своих черных предков?
 Вопрос 1) - характер наследования признака - предполагает краткий ответ, включающий выбор одной из альтернатив по следующим пунктам:
- Моногенный или полигенный
- Доминантный или рецессивный
- Аутосомный или сцепленный с полом.
Таким образом, ответ на этот вопрос должен быть таким: "доминантный аутосомный" ("моногенный" в таком ответе подразумевается) или "рецессивный, сцепленный с полом" или "взаимодействие двух генов: эпистаз".
Далее необходимо было обосновать свой выбор, чтобы предложенная схема наследования не противоречила условиям задачи. Многие не утруждались объяснениями вообще. Другие – и их, к сожалению, большинство, пошли стандартным путем, исходя из схем, запомненных на уроках. Забыв, что олимпиада проверяет в первую очередь умение логически рассуждать, а не применять готовые схемы.
Примеры таких схем:
- Родители серебряного лягушонка были черными, поэтому признак рецессивный, а родители гетерозиготы.
Почему неверно 1
Гипотеза была бы верна, если бы дальше в задаче не говорилось, что при скрещивании с любыми черными самками получается половина серебряных и черных. В случае рецессивности серебряной окраски это будет выполняться только, если ВСЕ самки гетерозиготны - что крайне маловероятно.
- Расщепление 1 : 1 бывает при сцеплении с полом, поэтому признак сцеплен с полом.
Почему неверно 2
Сцпеление с полом можно было бы предполагать, если бы в условии говорилось, что расщепление по цвету было разным среди самок и самцов. А об этом не сказано – значит, его и не было. Расщепление же 1 : 1 типично для анализирующего скрещивания по обычному аутосомному гену.
- Родился самец и признак передается половине потомков, поэтому ген серебряного цвета находится в Y-хромосоме.
Почему неверно 3
Совершенно то же относится и гипотезе наследования через Y-хромосому - никакого указания на то, что серебряными были только самцы, в задаче нет.
Многие, кстати, путали понятия "сцепленный с полом" и "Y-сцепленный" - это разные вещи. Из-за малочисленности генов, находящихся в игреке и, соответственно, редкости признаков, которые ими определяются, понятие "сцеплен с полом" по сложившейся традции синонимично с "ген находится в Х-хромосоме".
- Взаимодействие двух генов – серебряный цвет у предков подавлялся аллелем другого гена.
Почему неверно 4
Неверна из-за своей избыточности. Не надо привлекать два гена там, где можно обойтись одним (бритва Оккама).
- Так как большинство лягушек черные, ген черного цвета – доминантный.
Почему неверно 5
Абсолютно неверное рассуждение по сути. Частота признака в популяции никоим образом не связана с его доминантностью или рецессивностью, а только с частотой аллеля - но это уже из области популяционной генетики.
В конечном итоге, наиболее простое решение, объясняющее все, данное в условии – это доминантный аутосомный ген. Его возникновение объясняется мутацией (и здесь не надо привлекать никакую радиацию, вредные вещества аквариума и подобное - мутационный процесс идет всегда, безо всяких внешних причин). Поэтому именно за это решение с объяснениями давался максимальный балл.
11 класс. Задание 5. Рестриктазы
Условие задачи
Молодому ученому Андрюше Забывайко нужно было разрезать кольцевую молекулу ДНК. Для этого он использовал рестриктазу BamHI- специальный фермент, который режет молекулу ДНК в том месте, где встречается последовательность нуклеотидов "GGATCC". В качестве исходной молекулы Андрюша использовал следующую:
AAAAAAACGATCCTTTTATTATTTATTAGATCCCCCCCCCGGAACCAAGGAT CCGGGGGGGGAAAAAATTTTTTTCCCCCCGGATCCAATTAAATTCCCCGATC CAAAGGAACCCCCCAAAAAATTTTTGGAGCCAAAAAAATTTTTCCCCC
Для того, чтобы быть уверенным в результате эксперимента, Забывайко добавил побольше фермента в реакционную смесь и оставил при температуре 37ºС.
Конечно же, к вечеру Забывайко забыл о реакции, и вспомнил только утром. Проведя анализ смеси на следующий день, ученый с удивлением обнаружил в ней более 5 фрагментов ДНК различной длины.
Что, по вашему мнению, ожидал обнаружить ученый? Почему полученный результат не совпадал с его ожиданиями? Что сделал неправильно Андрюша в своем эксперименте?
Ошибка одна, но типичная. При разрезании кольцевой молекулы ДНК ферментом по двум сайтам рестрикции, в нормальных (специфических для данной рестриктазы) условиях образуется не три (как предположили многие, видимо имея перед глазами написанную в виде "линии" последовательность нуклеотидов), а два фрагмента.
9 и 10 классы. Продолговатый мозг.
Условие задачи
Чем опасно двустороннее поражение продолговатого мозга?
Решение задачи имело три части:
- указание на дыхательный и сосудодвигательный центры и последствия их поражения
- указание на ядра IX – XII и последствия их поражения
- указание проводниковых структур: двигательные (нисходящие пути) и чувствительные (восходящие) пути, и последствий их поражения
Части (1) и (2) встречались практически в каждой работе, тогда как указание на проводниковые структуры было для жюри достаточно редкой находкой. Разумеется, продолговатый мозг содержит ещё некоторые элементы (ретикулярную формацию, например), упоминание школьниками которых поощрялось.
Принципиально решение состояло в выделении основных структур продолговатого мозга, их функций и представлении последствий поражения этих структур в виде выпадения функций. Решения задачи, полученные именно таким путём, были оценены высоко. Более того, решения, где школьник пытался преобразовать термины из литературы в доступный для него язык, а не просто приводил цитаты из учебников неврологии, членам жюри были значительно более симпатичны.
Именно неточное понимание терминов из используемой литературы являлось наиболее частой причиной снижения оценок за задачу. Часто встречалась ошибка, когда школьник после описания признаков выпадения функции IX–XII пар черепных нервов, связанного с поражением ядер этих нервов в стволе мозга и именуемое бульбарным параличом (от лат. bulbus – луковица, которую этот отдел мозга напоминает по форме), зачем-то описывал и псевдобульбарный паралич.
О том, что последнее не связано с поражением продолговатого мозга, свидетельствует даже имеющаяся в этом термине приставка псевдо-. Действительно, псевдобульбарный паралич имеет признаки бульбарного, но возникает при поражении не продолговатого мозга, а более высоких (ростральных) отделов.
Довольно интересная ошибка встретилась в одной работе, где школьница, описывая потерю всех видов чувствительности (т. е. и тактильной, и болевой) на поверхности тела, почему-то называла это явление диссоциированным расстройством чувствительности. Термин диссоциированная означает прямо противоположное - потерю только одного из видов чувствительности, например, тактильной при сохранении болевой. Либо наоборот.
Достаточно много олимпиадников при описании последствий поражения двигательных путей именовали произошедшее гемиплегией, что означает паралич половины тела (а точнее руки и ноги этой половины). Однако, в условии задачи указано двустороннее поражение, следовательно, в данном случае будет иметь место не геми-, а тетраплегия (т. е. паралич обеих рук и обеих ног).
Необходимо отдельно указать на этические аспекты формулировки решения подобных задач. Так, ученица 9-го класса описывает последствия поражения сосудодвигательного центра фразой «становится грустно» и далее ставит смайлик. Профессиональный юмор позволителен медицинским работникам в разговорах между собой, но недопустимо употребление штампов медицинских сериалов школьниками 14–16 лет в письменной олимпиадной работе.
|
Олимпиады 
