Возможный вариант экзаменационных вопросов по биологии

(11-й класс)

Предлагаемый вашему вниманию вариант экзаменационных билетов составлен на основе примерных вопросов Министерства просвещения для устного экзамена по биологии за курс средней общеобразовательной школы и может быть использован при изучении биологии как по учебнику Ю.И. Полянского, так и по учебнику Д.К. Беляева. Общее количество вопросов относительно невелико – 15 билетов по 2 вопроса в каждом. Однако ответ на каждый вопрос требует знания достаточного большого объема информации – иногда нескольких параграфов учебника, что исключает элемент случайности при получении оценки.

Билет 1

Вопрос 1. Учение о клетке как биологической системе

В 1665 г. Роберт Гук, рассматривая в микроскоп тонкий срез пробкового дерева, увидел ячеистые структуры, которые он предложил назвать клетками. Позже клеточное строение растений подтвердили ботаники М.Мальпиги (1675) и Н.Грю (1682), которые обнаружили «пузырьки» и «мешочки» и рассмотрели клеточную стенку. Голландский ученый Антони Ван Левенгук в 1674 г. открыл одноклеточные организмы – бактерии – и увидел красные кровяные тельца – эритроциты.
Клетка – способная к саморегуляции и самовоспроизведению система, являющаяся основной структурной и функциональной единицей живой материи.
На уровне клетки проявляются такие свойства живого, как обмен веществ, энергии, информации, авторегуляция, рост, размножение, раздражение, развитие и т.д. (которые не проявляются в более мелких единицах, например рибосомах, хлоропластах: выделенные при помощи центрифугирования, они в течение некоторого времени могут выполнять только определенные функции)¹. Если клетка получила повреждения, которые не может устранить, она довольно быстро теряет свойства живого.
Немецкий зоолог Т.Шванн и немецкий ботаник М.Шлейден в 1839 г. создали клеточную теорию, основной постулат которой: клетка – структурная и функциональная единица всего живого. Важное дополнение в клеточную теорию внес другой немецкий ученый – Р.Вирхов, доказавший, что «клетка происходит только от клетки» (1855).
Современная клеточная теория включает следующие положения.

1. Клетка – основная единица строения, развития, жизнедеятельности, размножения живого.
2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
3. Клетки возникают только в результате деления исходной клетки.
4. Рост и развитие многоклеточного организма – следствие роста и развития одной или нескольких исходных клеток.
5. Клетки многоклеточных организмов специализируются по функциям и образуют ткани. (Ткани образуют органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены системам нервной и гуморальной регуляции.)
6. Клеточное строение организмов – свидетельство единства в происхождении живого.

Свойства клетки

1. Обмен веществ и энергозависимость: клетка – открытая система, являющаяся устойчивой только при условии непрерывного обмена веществом и энергией с окружающей средой.
2. Саморегуляция: клетка постоянно находится в состоянии динамического равновесия, что обусловлено ее способностью к поддержанию постоянства химического состава и интенсивности метаболизма.
3. Раздражимость и возбудимость: способность клетки отвечать на воздействие внешних факторов специфическими реакциями.
4. Рост и развитие: каждой клетке свойственно увеличение размеров и изменение собственной структуры в течение жизни.
5. Размножение: воспроизведение себе подобных клеток, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Клетка размножается только делением. (При этом центральная роль принадлежит генетическому материалу, который у прокариот не обособлен от цитоплазмы, а у эукариот заключен в ядерную оболочку.)

Вопрос 2. Сравнительная характеристика ДНК и РНК

Признак	РНК	ДНК
Определения (Открытия)	Биополимер, осуществляющий реализацию генетической информации (т.е.участвующий в синтезе белков) (Открыты в 1869 г. швейцарским химиком Ф.Миллером в ядрах лейкоцитов).	Биополимер, выполняющий функции хранения, передачи и воспроизведения генетической информации. (Играет ключевую роль в ее реализации в процессе онтогенеза и жизнедеятельности). (В 1953 г. Ф.Крик. и Дж. Уотсон установили двуспиральное строение молекулы; в 1944 г. О.Эвери, С.Маклеод и М.Маккартни доказали генетическую роль ДНК).
Структура	Одинарная полинуклеотидная цепочка, имеющая различные формы: транспортная РНК – клеверный лист; рибосомальная РНК – глобулярная форма. Мономеры – нуклеотиды. Азотистые основания: пурины (аденин, гуанин), пиримидины (цитозин, урацил).	Двойная спираль: две полинуклеотидные цепочки, спирально закрученные одна относительно другой благодаря водородным связям и ионам К⁺ и Na⁺. Мономеры – нуклеотиды. Азотистые основания: пурины (аденин, гуанин), пиримидины (цитозин, тимин). Соединены водородными связями по принципу комплементарности (А-Т, Г-Ц) (интроны и экзоны).
Строение нуклеотида	рибоза + основание + РО₄^-3.	дезоксирибоза + основание + Н₃РО₄.
Свойства	Не способна к самоудвоению, но (при помощи ревертазы) на ней может идти синтез ДНК. (Не стабильна, разрушается рибонуклеазами, если находится в свободном виде. Сплайсинг РНК – вырезание некодирующих участков – интронов. Процессинг – модификация РНК для выполнения своих функций. В РНК-содержащих вирусах, содержится фермент РНК-зависимая РНК полимераза (РНК-репликаза), осуществляющая синтез дочерней РНК на материнской цепи).	Самоудваивается при помощи ДНК-полимеразы. Стабильная структура. (Входит в комплекс с гистоновыми белками, содержащими в большом количестве лизин и аргенин. В процессе редупликации (самоудвоения) происходит укорочение концевых участков – теломер. Транскрипция, редупликация, репарация).
Функции	Информационная РНК – перенос генетической информации к месту синтеза белка; транспортная РНК – транспортировка аминокислот к функциональному центру рибосом; рибосомальная РНК – входит в состав рибосом, т.е. выполняет структурную функцию.	В виде триплетов нуклеотидов в ДНК закодирована информация о структуре белков.
Места локализации в клетке	Цитоплазма, рибосомы, ядро, ядрышко, в составе мелких рибосом находится в пластидах и митохондриях.	В ядре в составе хроматина, в виде кольцевых молекул в хлоропластах, митохондриях, пластидах.

Билет 2.

Вопрос 1. Генетика – наука о закономерностях изменчивости и наследственности

Генетика (от греч. – происхождение) – наука, изучающая наследственность и изменчивость живых организмов, а также методы управления ими. В ее основу легли закономерности наследования признаков, обнаруженные Г.Менделем при скрещивании различных сортов гороха (1865), а также мутационная теория Г.Де Фриза (1901–1903). (Рождение генетики принято относить к 1900 г., когда Г.Де Фриз, К.Корринс, Э.Чермак вторично «открыли» законы Менделя. Термин «генетика» предложил в 1906 г. У.Бэтсон.)
Наследственность – свойство организмов передавать свои признаки и особенности развития из поколения в поколение. Это обеспечивается за счет репликации ДНК и равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками при мейотическом делении.
Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки под воздействием различных факторов. Механизмы изменчивости заключаются в изменении структуры единицы генетической информации – гена. Модифицированный ген осуществляет кодировку измененного белка, который в конечном итоге способствует формированию нового, ранее не свойственного организму признака. Источником изменчивости организма служат не только изменение генов, но и другие процессы: взаимодействие генов, кроссинговер, полиплоидизация, случайное расхождение хромосом в анафазе I и II делений мейоза.
Основоположник генетики чешский ученый Грегор Иоганн Мендель выявил важнейшие законы наследственности и показал дискретность наследственных факторов. Анализируя наследование признаков у всех потомков от каждой родительской пары, Мендель установил следующие закономерности:

– единообразие гибридов первого поколения;
– закон расщепления;
– независимое наследование признаков.

В 1906 г. Иогансен предложил термин «ген» – участок молекулы ДНК, отвечающий за развитие отдельного, элементарного признака. В 1910–1911 гг. Т.Г. Морган создал хромосомную теорию наследственности.
Генетика служит основой для разработки теории и методов селекции (от лат. selectio – выбор, отбор) – отрасли практической деятельности человека, направленной на выведение сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов, обладающих ценными свойствами.
Бурное развитие молекулярной и клеточной биологии привело к тому, что на современном этапе происходит процесс интеграции генетики с другими биологическими науками, при этом генетика активно использует цитологические, биологические, онтогенетические и другие методы исследований. Достижения генетики широко используются в фармацевтической и микробиологической промышленности и в сельском хозяйстве.

Вопрос 2. Органические вещества клетки

Клетка представляет собой совокупность органических молекул, согласованная деятельность которых определяет ее основные свойства и свойства организма в целом.

Вещества	Строение, свойства	Функции в клетке
Белки	Природные линейные полимеры аминокислот (гетерополимеры a-аминокислот), соединенные пептидными связями. Простые белки (протеины) состоят только из аминокислот, а сложные (протеиды) содержат иные группы атомов. Например, гемопротеиды включают в себя гем. Различают первичную (линейную), вторичную (спираль), третичную (глобула), четвертичную (несколько цепей, соединенные в надмолекулярный агрегат) структуры белка.	каталитическая (ферменты); сигнальная (рецепторы); гормональная (инсулин); транспортная (гемоглобин); строительная (коллаген, кератин); защитная (антитела); гомеостазисная (регуляция рН); двигательная (актин, миозин); резервная (белок куриного яйца); энергетическая (белки пищи); токсигенная (токсины и яды) гемостатическая (фибриноген).
АТФ	Аденин + рибоза + 3 фосфата. (В свободном виде существует, как соль магния). Имеет 2 макроэргические связи по 30,6 кДж каждая.	Универсальный переносчик и аккумулятор энергии, образующейся при расщеплении органических веществ (в цепи переноса электрона). Участвует во всех биохимических циклах, связанных с затратами энергии (сокращение мышц, пластический обмен). (Путем фосфорилирования активирует многие ферменты (фосфорилаза), является кофактором и ингибитором ферментных систем, участвует в синтезе ДНК и РНК.)
Углеводы	Моносахариды: глюкоза, фруктоза. (Триозы, пентозы). Дисахариды: два моносахарида, соединенные гликозидными связями – лактоза, сахароза. (Олигосахариды: молекулы содержат 2–12 моносахаридных остатков продукты конденсации с белками (гликопротеиды) или липидами (гликолипиды) формируют гликокаликс клеток животных.) Полисахариды – полимеры из моносахаридов (крахмал, гликоген, целлюлоза).	Источник энергии. Рибоза и дезоксирибоза – компоненты ДНК, РНК, АТФ. Строительная и защитная функции: целлюлоза в клеточных стенках растений, хитин в покровах членистоногих. (Осуществляют транспорт продуктов метаболизма в виде гликозидов, водорастворимые углеводы участвуют в поддержании водного баланса клеток – антифризы.) Углеводы гликокаликса участвуют в специфических процессах узнавания «своих» клеток, передаче сигналов внутрь клетки, скрепления клеток в ткань.
Липиды	Жироподобные гидрофобные вещества, входящие в состав всех живых клеток. Простые липиды состоят только из остатков высших жирных кислот (или альдегидов) и спиртов. Триглицериды, или жиры. Сложные липиды – комплексы липидов с белками (липопротеиды), производными Н₃РО₄ (фосфолипиды), остатками сахаров (гликолипиды). Свойства липидов определяются наличием в молекулах как полярных, так и неполярных группировок (–СООН; –ОН; –NH₂; –С_xН_y).	Одни из основных компонентов биологических мембран. Влияют на проницаемость оболочек клеток и активность многих ферментов, участвуют в передаче нервного импульса, мышечном сокращении, иммунохимических процессах. Другие функции – запасание энергии, создание теплоизоляционных покровов, защита внутренних органов от механических повреждений. (Компоненты витаминов, растительных пигментов. Участвуют в биохимических циклах в составе более сложных веществ: убихинон, коэнзим-А).
ДНК и РНК	Характеристику см. в ответе на вопрос 2 билета 1.

Билет 3

Вопрос 1. Развитие половых клеток и оплодотворение. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организма человека. Влияние алкоголя и наркотиков на развитие плода

Зона	Тип деления клеток	Сперматогенез	Оогенез
Размножения	Митоз	Клетки сперматогенной ткани делятся, образуя сперматоциты I порядка (диплоидные) с однохроматидными хромосомами (2n 1c).	Образуются ооциты I порядка (2n 1с).
Роста	Интерфаза	Сперматоциты увеличиваются в размерах. Идет редупликация ДНК.	Ооциты увеличиваются в размерах. Идет редупликация ДНК.
Созревания	Мейоз	При первом делении образуются два сперматоцита II порядка, после второго деления образуются сперматиды.	Профаза первого деления мейоза осуществляется в эмбриональном периоде, далее все происходит после полового созревания организма. Первое деление мейоза завершается образованием ооцита II порядка и полярного тельца. На стадии метафазы второго деления ооцит овулирует – выходит из яичника. После оплодотворения образуется еще одно тельце. (Всего полярных телец три, т.к. первое также делится на два)
Формирования		Формирование происходит только при сперматогенезе. Сперматиды приобретают форму и строение, характерные для сперматозоида: образуются акросома, шейка, хвостик, значительно уменьшается объем цитоплазмы и ядра.

Оплодотворение – процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением геномов отцовского и материнского организмов и завершающийся образованием зиготы.
Различают наружное оплодотворение, когда половые клетки сливаются вне организма, и внутреннее – половые клетки сливаются внутри половых путей особи. Кроме того, выделяют перекрестное и самооплодотворение.
У человека процесс оплодотворения происходит в маточной трубе, куда после овуляции поступает ооцит II порядка и – после полового акта – многочисленные сперматозоиды. (При контакте с оболочкой яйцеклетки акросома сперматозоида выделяет фермент акромазу, растворяющий оболочку. После проникновения сперматозоида, на поверхности яйцеклетки формируется толстая непроницаемая оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению внутрь других сперматозоидов). Проникновение сперматозоида стимулирует ооцит II порядка к дальнейшему мейотическому делению (анафаза II и телофаза II). В итоге, после отделения второго полярного тельца, в цитоплазме яйцеклетки оказывается два гаплоидных ядра – мужское и женское, которые затем сливаются.

Онтогенез человека делится на 2 периода: эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональный период

1. Дробление зиготы. Зигота митотически делится на 2, 4, 8 и т.д. клеток – бластомеров. Они не растут, в результате чего образуется шарообразная бластула с полостью внутри – бластоцелем. Процесс происходит в маточной трубе.

2. Образование зародышевых листков. Бластула, переместившись в матку, внедряется в ее стенку. После перемещения и дифференцировки клеток образуется двуслойная гаструла. Через некоторое время между клетками экто- и энтодермы появляется 3-й слой – мезодерма.

3. Органогенез. Из зародышевых листков формируются зачатки органов. Сначала закладывается и формируется внезародышевые органы: аллантоис – мешок, связанный с кишкой зародыша, пронизанный кровеносными сосудами, он формирует основную часть плодной плаценты. (А также желточный мешок, выполняющий функцию кроветворения, здесь же формируются первичные половые клетки; амнион – мешок, заполненный жидкостью, которая окружает зародыш, защищая его от механических повреждений; хорион – ворсинчатая оболочка поверх амниона, образующая часть плаценты и секретирущая прогестероноподобные гормоны, поддерживающие нормальное течение беременности). Наряду с ними формируются зачатки следующих органов: из энтодермы – пищеварительный канал, печень, легкие; из мезодермы – скелет, мышцы, кровеносная система, выделительная система, половые органы; из эктодермы – кожа, хорда, нервная трубка.

4. Образование плода. В амнионе, заполненном жидкостью, формируется пупочный канатик, соединяющий зародыш с плацентой, которая к тому времени прорастает в стенку матки. У плода формируется один круг кровообращения, органы тела (руки, ноги и т.д.).

После родов начинается постэмбриональный период развития, имеющий следующие стадии.

1. Новорожденный. крупная голова, короткие ноги и руки. Несросшиеся кости черепа соединены кожаными родничками, позвоночник без изгибов.

2. Грудной (до 12 месяцев). ребенок поднимает голову, ложится на живот, встает. Это способствует образованию изгибов позвоночника: шейного, грудного, поясничного. Появляются молочные зубы.

3. Ясельный (1–3 года). Уменьшается размер головы, удлиняются конечности, появляется членораздельная речь, ребенок переходит на питание обычной пищей. Ускоренное формообразование и созревание структур головного мозга, что приводит к росту познавательных возможностей.

4. Дошкольный (3–7 лет). Замена молочных зубов на постоянные, дальнейшая дифференцировка клеток мозга, формирование условно-рефлекторных центров речи и письма.

5. Школьный (7–17 лет). Усиленное развитие костно-мышечной системы в связи с половым созреванием. Появление вторичных половых признаков, завершение дифференцировки клеток больших полушарий, создание условий для высших форм деятельности мозга.

Употребление беременной женщиной алкоголя, наркотиков, табака приносит огромный вред развивающемуся ребенку. Через плаценту ядовитые вещества проникают в молодой организм, разрушая его клетки и вызывая отклонения от нормального развития. В конечном итоге возможно рождение умственно отсталого и физически недоразвитого ребенка, а также мертворождение.

Продолжение следует

¹ Редакция считает необходимым выделить материал, знание которого для ответа на билет не обязательно. Такие сведения взяты в скобки и выделены курсивом. – Прим. ред.