Почвенные бактерии и их ценность. Как бактерии питаются? Строение и жизнедеятельность бактерий Борьба с вредоносными гостями

Введение.

Строение и жизнедеятельность бактерий.
Сенсорные функции и поведение.
Размножение и генетика.
Метаболизм.
Главные источники энергии.
Классификация.
Экология.
Бактерии в промышленности.
Заболевания от бактерий.

Введение

Бактерии - обширная группа одноклеточных микроорганизмов, характеризующихся отсутствием окруженного оболочкой клеточного ядра. Вместе с тем генетический материал бактерии (дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК) занимает в клетке вполне определенное место – зону, называемую нуклеоидом. Организмы с таким строением клеток называются прокариотами («доядерными») в отличие от всех остальных – эукариот («истинно ядерных»), ДНК которых находится в окруженном оболочкой ядре.

Бактерии, ранее считавшиеся микроскопическими растениями, сейчас выделены в самостоятельное царство Monera – одно из пяти в нынешней системе классификации наряду с растениями, животными, грибами и протистами.

История

Вероятно, бактерии – древнейшая известная группа организмов. Слоистые каменные структуры – строматолиты, – датируемые в ряде случаев началом археозоя (архея), т.е. возникшие 3,5 млрд. лет назад, – результат жизнедеятельности бактерий, обычно фотосинтезирующих, т.н. сине-зеленых водорослей . Подобные структуры (пропитанные карбонатами бактериальные пленки) образуются и сейчас, главным образом у побережья Австралии, Багамских островов, в Калифорнийском и Персидском заливах, однако они относительно редки и не достигают крупных размеров, потому что ими питаются растительноядные организмы, например брюхоногие моллюски . В наши дни строматолиты растут в основном там, где эти животные отсутствуют из-за высокой солености воды или по другим причинам, однако до появления в ходе эволюции растительноядных форм они могли достигать огромных размеров, составляя существенный элемент океанического мелководья, сравнимый с современными коралловыми рифами. В некоторых древних горных породах обнаружены крохотные обугленные сферы, которые также считаются остатками бактерий. Первые ядерные, т.е. эукариотические, клетки произошли от бактерий примерно 1,4 млрд. лет назад.

Строение и жизнедеятельность бактерий

Бактерии гораздо мельче клеток многоклеточных растений и животных. Толщина их обычно составляет 0,5–2,0 мкм, а длина – 1,0–8,0 мкм. Разглядеть некоторые формы едва позволяет разрешающая способность стандартных световых микроскопов (примерно 0,3 мкм), но известны и виды длиной более 10 мкм и шириной, также выходящей за указанные рамки, а ряд очень тонких бактерий может превышать в длину 50 мкм. На поверхности, соответствующей поставленной карандашом точке, уместится четверть миллиона средних по величине представителей этого царства.

По особенностям морфологии выделяют следующие группы бактерий: кокки (более или менее сферические), бациллы (палочки или цилиндры с закругленными концами), спириллы (жесткие спирали) и спирохеты (тонкие и гибкие волосовидные формы). Некоторые авторы склонны объединять две последние группы в одну – спириллы. Прокариоты отличаются от эукариот главным образом отсутствием оформленного ядра и наличием в типичном случае всего одной хромосомы – очень длинной кольцевой молекулы ДНК, прикрепленной в одной точке к клеточной мембране. У прокариот нет и окруженных мембранами внутриклеточных органелл, называемых митохондриями и хлоропластами. У эукариот митохондрии вырабатывают энергию в процессе дыхания, а в хлоропластах идет фотосинтез. У прокариот вся клетка целиком (и в первую очередь – клеточная мембрана) берет на себя функцию митохондрии, а у фотосинтезирующих форм – заодно и хлоропласта. Как и у эукариот, внутри бактерии находятся мелкие нуклеопротеиновые структуры – рибосомы, необходимые для синтеза белка, но они не связаны с какими-либо мембранами. За очень немногими исключениями, бактерии не способны синтезировать стеролы – важные компоненты мембран эукариотической клетки.

Снаружи от клеточной мембраны большинство бактерий одето клеточной стенкой, несколько напоминающей целлюлозную стенку растительных клеток, но состоящей из других полимеров (в их состав входят не только углеводы, но и аминокислоты и специфические для бактерий вещества). Эта оболочка не дает бактериальной клетке лопнуть, когда в нее за счет осмоса поступает вода. Поверх клеточной стенки часто находится защитная слизистая капсула. Многие бактерии снабжены жгутиками, с помощью которых они активно плавают. Жгутики бактерий устроены проще и несколько иначе, чем аналогичные структуры эукариот.

Рисунок 1 – Строение типичной бактериальной клетки

Бактерии — самая древняя группа организмов из ныне существующих на Земле. Первые бактерии появились, вероятно, более 3,5 млрд лет назад и на протяжении почти миллиарда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Поскольку это были первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение.

Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии и сейчас ещё сохранили примитивные черты своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоёмов.

Большинство бактерий бесцветно. Только немногие окрашены в пурпурный или в зелёный цвет. Но колонии многих бактерий имеют яркую окраску, которая обусловливается выделением окрашенного вещества в окружающую среду или пигментированием клеток.

Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук — голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз.

Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство — Бактерии.

Форма тела

Бактерии — многочисленные и разнообразные организмы. Они различаются по форме.

Название бактерии	Форма бактерии	Изображение бактерии
Кокки		Шарообразная
Бацилла		Палочковидная
Вибрион		Изогнутая в виде запятой
Спирилла		Спиралевидная
Стрептококки		Цепочка из кокков
Стафилококки		Грозди кокков
Диплококки		Две круглые бактерии, заключённые в одной слизистой капсуле

Способы передвижения

Среди бактерий есть подвижные и неподвижные формы. Подвижные передвигаются за счёт волнообразных сокращений или при помощи жгутиков (скрученные винтообразные нити), которые состоят из особого белка флагеллина. Жгутиков может быть один или несколько. Располагаются они у одних бактерий на одном конце клетки, у других — на двух или по всей поверхности.

Но движение присуще и многим иным бактериям, у которых жгутики отсутствуют. Так, бактерии, покрытые снаружи слизью, способны к скользящему движению.

У некоторых лишённых жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. В клетке может быть 40-60 вакуолей. Каждая из них заполнена газом (предположительно — азотом). Регулируя количество газа в вакуолях, водные бактерии могут погружаться в толщу воды или подниматься на её поверхность, а почвенные бактерии — передвигаться в капиллярах почвы.

Место обитания

В силу простоты организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии обнаружены везде: в капле даже самой чистой родниковой воды, в крупинках почвы, в воздухе, на скалах, в полярных снегах, песках пустынь, на дне океана, в добытой с огромной глубины нефти и даже в воде горячих источников с температурой около 80ºС. Обитают они на растениях, плодах, у различных животных и у человека в кишечнике, ротовой полости, на конечностях, на поверхности тела.

Бактерии — самые мелкие и самые многочисленные живые существа. Благодаря малым размерам они легко проникают в любые трещины, щели, поры. Очень выносливы и приспособлены к различным условиям существования. Переносят высушивание, сильные холода, нагревание до 90ºС, не теряя при этом жизнеспособность.

Практически нет места на Земле, где не встречались бы бактерии, но в разных количествах. Условия жизни бактерий разнообразны. Одним из них необходим кислород воздуха, другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде.

В воздухе: бактерии поднимаются в верхние слои атмосферы до 30 км. и больше.

Особенно много их в почве. В 1 г. почвы могут содержаться сотни миллионов бактерий.

В воде: в поверхностных слоях воды открытых водоёмов. Полезные водные бактерии минерализуют органические остатки.

В живых организмах: болезнетворные бактерии попадают в организм из внешней среды, но лишь в благоприятных условиях вызываю заболевания. Симбиотические живут в органах пищеварения, помогая расщеплять и усваивать пищу, синтезируют витамины.

Внешнее строение

Клетка бактерии одета особой плотной оболочкой — клеточной стенкой, которая выполняет защитную и опорную функции, а также придаёт бактерии постоянную, характерную для неё форму. Клеточная стенка бактерии напоминает оболочку растительной клетки. Она проницаема: через неё питательные вещества свободно проходят в клетку, а продукты обмена веществ выходят в окружающую среду. Часто поверх клеточной стенки у бактерий вырабатывается дополнительный защитный слой слизи — капсула. Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула — не обязательная часть клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Она предохраняет бактерию от высыхания.

На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превышать разметы тела бактерии. С помощью жгутиков и ворсинок бактерии передвигаются.

Внутреннее строение

Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистое строение, вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы. Клетки бактерий не имеют ядра. В центральной части их клетки сконцентрировано вещество, несущее наследственную информации. Бактерии, — нуклеиновая кислота — ДНК. Но это вещество не оформлено в ядро.

Внутренняя организация бактериальной клетки сложна и имеет свои специфические особенности. Цитоплазма отделяется от клеточной стенки цитоплазматической мембраной. В цитоплазме различают основное вещество, или матрикс, рибосомы и небольшое количество мембранных структур, выполняющих самые различные функции (аналоги митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи). В цитоплазме клеток бактерий часто содержатся гранулы различной формы и размеров. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источником энергии и углерода. В бактериальной клетке встречаются и капельки жира.

В центральной части клетки локализовано ядерное вещество — ДНК, не отграниченная от цитоплазмы мембраной. Это аналог ядра — нуклеоид. Нуклеоид не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом.

Способы питания

У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы — организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания.

Растения нуждаются в азоте, но сами усваивают азот воздуха не могут. Некоторые бактерии соединяют содержащиеся в воздухе молекулы азота с другими молекулами, в результате чего получаются вещества, доступные для растений.

Эти бактерии поселяются в клетках молодых корней, что приводит к образованию на корнях утолщений, называемых клубеньками. Такие клубеньки образуются на корнях растений семейства бобовых и некоторых других растений.

Корни дают бактериям углеводы, а бактерии корням — такие содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением. Их сожительство взаимовыгодно.

Корни растений выделяют много органических веществ (сахара, аминокислоты и другие), которыми питаются бактерии. Поэтому в слое почвы, окружающем корни, поселяется особенно много бактерий. Эти бактерии превращают отмершие остатки растений в доступные для растения вещества. Этот слой почвы называют ризосферой.

Существует несколько гипотез о проникновении клубеньковых бактерий в ткани корня:

через повреждения эпидермальной и коровой ткани;
через корневые волоски;
только через молодую клеточную оболочку;
благодаря бактериям-спутникам, продуцирующим пектинолитические ферменты;
благодаря стимуляции синтеза В-индолилуксусной кислоты из триптофана, всегда имеющегося в корневых выделениях растений.

Процесс внедрения клубеньковых бактерий в ткань корня состоит из двух фаз:

инфицирование корневых волосков;
процесс образования клубеньков.

В большинстве случаев внедрившаяся клетка, активно размножается, образует так называемые инфекционные нити и уже в виде таких нитей перемещается в ткани растения. Клубеньковые бактерии, вышедшие из инфекционной нити, продолжают размножаться в ткани хозяина.

Наполняющиеся быстро размножающимися клетками клубеньковых бактерий растительные клетки начинают усиленно делиться. Связь молодого клубенька с корнем бобового растения осуществляется благодаря сосудисто-волокнистым пучкам. В период функционирования клубеньки обычно плотные. К моменту проявления оптимальной активности клубеньки приобретают розовую окраску (благодаря пигменту легоглобину). Фиксировать азот способны лишь те бактерии, которые содержат легоглобин.

Бактерии клубеньков создают десятки и сотни килограммов азотных удобрений на гектаре почвы.

Обмен веществ

Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ. У одних он идёт при участии кислорода, у других — без его участия.

Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Лишь некоторые из них (сине-зелёные, или цианобактерии), способны создавать органические вещества из неорганических. Они сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.

Бактерии впитывают вещества извне, разрывают их молекулы на части, из этих частей собирают свою оболочку и пополняют своё содержимое (так они растут), а ненужные молекулы выбрасывают наружу. Оболочка и мембрана бактерии позволяет ей впитывать только нужные вещества.

Если бы оболочка и мембрана бактерии были полностью непроницаемыми, в клетку не попали бы никакие вещества. Если бы они были проницаемыми для всех веществ, содержимое клетки перемешалось бы со средой — раствором, в которой обитает бактерия. Для выживания бактерии необходима оболочка, которая нужные вещества пропускает, а ненужные — нет.

Бактерия поглощает находящиеся близ неё питательные вещества. Что происходит потом? Если она может самостоятельно передвигаться (двигая жгутик или выталкивая назад слизь), то она перемещается, пока не найдёт необходимые вещества.

Если она двигаться не может, то ждёт, пока диффузия (способность молекул одного вещества проникать в гущу молекул другого вещества) не принесёт к ней необходимые молекулы.

Бактерии в совокупности с другими группами микроорганизмов выполняют огромную химическую работу. Превращая различные соединения, они получают необходимую для их жизнедеятельности энергию и питательные вещества. Процессы обмена веществ, способы добывания энергии и потребности в материалах для построения веществ своего тела у бактерий разнообразны.

Другие бактерии все потребности в углероде, необходимом для синтеза органических веществ тела, удовлетворяют за счёт неорганических соединений. Они называются автотрофами. Автотрофные бактерии способны синтезировать органические вещества из неорганических. Среди них различают:

Хемосинтез

Использование лучистой энергии — важнейший, но не единственный путь создания органического вещества из углекислого газа и воды. Известны бактерии, которые в качестве источника энергии для такого синтеза используют не солнечный свет, а энергию химических связей, происходящих в клетках организмов при окислении некоторых неорганических соединений — сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотной кислоты, закисных соединений железа и марганца. Образованное с использованием этой химической энергии органическое вещество они используют для построения клеток своего тела. Поэтому такой процесс называют хемосинтезом.

Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии. Эти бактерии живут в почве и осуществляют окисление аммиака, образовавшегося при гниении органических остатков, до азотной кислоты. Последняя, реагирует с минеральными соединениями почвы, превращаются в соли азотной кислоты. Этот процесс проходит в две фазы.

Железобактерии превращают закисное железо в окисное. Образованная гидроокись железа оседает и образует так называемую болотную железную руду.

Некоторые микроорганизмы существуют за счёт окисления молекулярного водорода, обеспечивая тем самым автотрофный способ питания.

Характерной особенностью водородных бактерий является способность переключаться на гетеротрофный образ жизни при обеспечении их органическими соединениями и отсутствии водорода.

Таким образом, хемоавтотрофы являются типичными автотрофами, так как самостоятельно синтезируют из неорганических веществ необходимые органические соединения, а не берут их в готовом виде от других организмов, как гетеротрофы. От фототрофных растений хемоавтотрофные бактерии отличаются полной независимостью от света как источника энергии.

Бактериальный фотосинтез

Некоторые пигментосодержащие серобактерии (пурпурные, зелёные), содержащие специфические пигменты — бактериохлорофиллы, способны поглощать солнечную энергию, с помощью которой сероводород в их организмах расщепляется и отдаёт атомы водорода для восстановления соответствующих соединений. Этот процесс имеет много общего с фотосинтезом и отличается только тем, что у пурпурных и зелёных бактерий донором водорода является сероводород (изредка — карбоновые кислоты), а у зелёных растений — вода. У тех и других отщепление и перенесение водорода осуществляется благодаря энергии поглощённых солнечных лучей.

Такой бактериальный фотосинтез, который происходит без выделения кислорода, называется фоторедукцией. Фоторедукция углекислого газа связана с перенесением водорода не от воды, а от сероводорода:

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О

Биологическое значение хемосинтеза и бактериального фотосинтеза в масштабах планеты относительно невелико. Только хемосинтезирующие бактерии играют существенную роль в процессе круговорота серы в природе. Поглощаясь зелёными растениями в форме солей серной кислоты, сера восстанавливается и входит в состав белковых молекул. Далее при разрушении отмерших растительных и животных остатков гнилостными бактериями сера выделяется в виде сероводорода, который окисляется серобактериями до свободной серы (или серной кислоты), образующий в почве доступные для растения сульфиты. Хемо- и фотоавтотрофные бактерии имеют существенное значение в круговороте азота и серы.

Спорообразование

Внутри бактериальной клетки образуются споры. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к неблагоприятным условиям внешней среды (высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и др.). Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий.

Споры — не обязательная стадия жизненного цикла бактерий. Спорообразование начинается лишь при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное проммораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий — это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Размножение

Размножаются бактерии делением одной клетки на две. Достигнув определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает питаться, растёт, делится и так далее.

После удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, а затем дочерние клетки расходятся; у многих бактерий в определённых условиях клетки после деления остаются связанными в характерные группы. При этом в зависимости от направления плоскости деления и числа делений возникают разные формы. Размножение почкованием встречается у бактерий как исключение.

При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Простой подсчёт показывает, что за сутки может образоваться 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести в вес — 4720 тонн. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65-100ºС, в результате борьбы между видами и т.д.

Бактерия (1), поглотившая достаточно пищи, увеличивается в размерах (2) и начинает готовиться к размножению (делению клетки). Её ДНК (у бактерии молекула ДНК замкнута в кольцо) удваивается (бактерия производит копию этой молекулы). Обе молекулы ДНК (3,4) оказываются, прикреплены к стенке бактерии и при удлинении бактерии расходятся в стороны (5,6). Сначала делится нуклеотид, затем цитоплазма.

После расхождения двух молекул ДНК на бактерии появляется перетяжка, которая постепенно разделяет тело бактерии на две части, в каждой из которых есть молекула ДНК (7).

Бывает (у сенной палочки), две бактерии слипаются, и между ними образуется перемычка (1,2).

По перемычке ДНК из одной бактерии переправляется в другую (3). Оказавшись в одной бактерии, молекулы ДНК сплетаются, слипаются в некоторых местах (4), после чего обмениваются участками (5).

Роль бактерий в природе

Круговорот

Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе. Растения создают сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей почвы. Эти вещества возвращаются в почву с отмершими грибами, растениями и трупами животных. Бактерии разлагают сложные вещества на простые, которые снова используют растения.

Бактерии разрушают сложные органические вещества отмерших растений и трупов животных, выделения живых организмов и разные отбросы. Питаясь этими органическими веществами, сапрофитные бактерии гниения превращают их в перегной. Это своеобразные санитары нашей планеты. Таким образом, бактерии активно участвуют в круговороте веществ в природе.

Почвообразование

Поскольку бактерии распространены практически повсеместно и встречаются в огромном количестве, они во многом определяют различные процессы, происходящие в природе. Осенью опадают листья деревьев и кустарников, отмирают надземные побеги трав, опадают старые ветки, время от времени падают стволы старых деревьев. Всё это постепенно превращается в перегной. В 1 см 3 . поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов сапрофитных почвенных бактерий нескольких видов. Эти бактерии превращают перегной в различные минеральные вещества, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений.

Некоторые почвенные бактерии способны поглощать азот из воздуха, используя его в процессах жизнедеятельности. Эти азотофиксирующие бактерии живут самостоятельно или поселяются в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков.

Эти бактерии выделяют азотные соединения, которые используют растения. От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Таким образом, между бобовым растением и клубеньковыми бактериями существует тесная связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление носит название симбиоза.

Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая.

Распространение в природе

Микроорганизмы распространены повсеместно. Исключение составляют лишь кратеры действующих вулканов и небольшие площадки в эпицентрах взорванных атомных бомб. Ни низкие температуры Антарктики, ни кипящие струи гейзеров, ни насыщенные растворы солей в соляных бассейнах, ни сильная инсоляция горных вершин, ни жёсткое облучение атомных реакторов не мешают существованию и развитию микрофлоры. Все живые существа постоянно взаимодействуют с микроорганизмами, являясь часто не только их хранилищами, но и распространителями. Микроорганизмы — аборигены нашей планеты, активно осваивающие самые невероятные природные субстраты.

Микрофлора почвы

Количество бактерий в почве чрезвычайно велико — сотни миллионов и миллиардов особей в 1 грамме. В почве их значительно больше, чем в воде и воздухе. Общее количество бактерий в почвах меняется. Количество бактерий зависит от типа почв, их состояния, глубины расположения слоёв.

На поверхности почвенных частиц микроорганизмы располагаются небольшими микроколониями (по 20-100 клеток в каждой). Часто они развиваются в толщах сгустков органического вещества, на живых и отмирающих корнях растений, в тонких капиллярах и внутри комочков.

Микрофлора почвы очень разнообразна. Здесь встречаются разные физиологические группы бактерий: бактерии гниения, нитрифицирующие, азотфиксирующие, серобактерии и др. среди них есть аэробы и анаэробы, споровые и не споровые формы. Микрофлора — один из факторов образования почв.

Областью развития микроорганизмов в почве является зона, примыкающая к корням живых растений. Её называют ризосферой, а совокупность микроорганизмов, содержащихся в ней, — ризосферной микрофлорой.

Микрофлора водоёмов

Вода — природная среда, где в большом количестве развиваются микроорганизмы. Основная масса их попадает в воду из почвы. Фактор, определяющий количество бактерий в воде, наличие в ней питательных веществ. Наиболее чистыми являются воды артезианских скважин и родниковые. Очень богаты бактериями открытые водоёмы, реки. Наибольшее количество бактерий находится в поверхностных слоях воды, ближе к берегу. При удалении от берега и увеличении глубины количество бактерий уменьшается.

Чистая вода содержит 100-200 бактерий в 1 мл., а загрязнённая — 100-300 тыс. и более. Много бактерий в донном иле, особенно в поверхностном слое, где бактерии образуют плёнку. В этой плёнке много серо- и железобактерий, которые окисляют сероводород до серной кислоты и тем самым предотвращают замор рыбы. В иле больше спороносных форм, в то время как в воде преобладают неспороносные.

По видовому составу микрофлора воды сходна с микрофлорой почвы, но встречаются и специфические формы. Разрушая различные отбросы, попавшие в воду, микроорганизмы постепенно осуществляют так называемое биологическое очищение воды.

Микрофлора воздуха

Микрофлора воздуха менее многочисленна, чем микрофлора почвы и воды. Бактерии поднимаются в воздух с пылью, некоторое время могут находиться там, а затем оседают на поверхность земли и гибнут от недостатка питания или под действием ультрафиолетовых лучей. Количество микроорганизмов в воздухе зависит от географической зоны, местности, времени года, загрязнённостью пылью и др. каждая пылинка является носителем микроорганизмов. Больше всего бактерий в воздухе над промышленными предприятиями. Воздух сельской местности чище. Наиболее чистый воздух над лесами, горами, снежными пространствами. Верхние слои воздуха содержат меньше микробов. В микрофлоре воздуха много пигментированных и спороносных бактерий, которые более устойчивы, чем другие, к ультрафиолетовым лучам.

Микрофлора организма человека

Тело человека, даже полностью здорового, всегда является носителем микрофлоры. При соприкосновении тела человека с воздухом и почвой на одежде и коже оседают разнообразные микроорганизмы, в том числе и патогенные (палочки столбняка, газовой гангрены и др.). Наиболее часто загрязняются открытые части человеческого тела. На руках обнаруживают кишечные палочки, стафилококки. В ротовой полости насчитывают свыше 100 видов микробов. Рот с его температурой, влажностью, питательными остатками — прекрасная среда для развития микроорганизмов.

Желудок имеет кислую реакцию, поэтому основная масса микроорганизмов в нём гибнет. Начиная с тонкого кишечника реакция становится щелочной, т.е. благоприятной для микробов. В толстых кишках микрофлора очень разнообразна. Каждый взрослый человек выделяет ежедневно с экскрементами около 18 млрд. бактерий, т.е. больше особей, чем людей на земном шаре.

Внутренние органы, не соединяющиеся с внешней средой (мозг, сердце, печень, мочевой пузырь и др.), обычно свободны от микробов. В эти органы микробы попадают только во время болезни.

Бактерии в круговороте веществ

Микроорганизмы вообще и бактерии в частности играют большую роль в биологически важных круговоротах веществ на Земле, осуществляя химические превращения, совершенно недоступные ни растениям, ни животным. Различные этапы круговорота элементов осуществляются организмами разного типа. Существование каждой отдельной группы организмов зависит от химического превращения элементов, осуществляемого другими группами.

Круговорот азота

Циклическое превращение азотистых соединений играет первостепенную роль в снабжении необходимыми формами азота различных по пищевым потребностям организмов биосферы. Свыше 90% общей фиксации азота обусловлено метаболической активностью определённых бактерий.

Круговорот углерода

Биологическое превращение органического углерода в углекислый газ, сопровождающееся восстановлением молекулярного кислорода, требует совместной метаболической активности разнообразных микроорганизмов. Многие аэробные бактерии осуществляют полное окисление органических веществ. В аэробных условиях органические соединения первоначально расщепляются путём сбраживания, а органические конечные продукты брожения окисляются далее в результате анаэробного дыхания, если имеются неорганические акцепторы водорода (нитрат, сульфат или СО 2).

Круговорот серы

Для живых организмов сера доступна в основном в форме растворимых сульфатов или восстановленных органических соединений серы.

Круговорот железа

В некоторых водоёмах с пресной водой содержатся в высоких концентрациях восстановленные соли железа. В таких местах развивается специфическая бактериальная микрофлора — железобактерии, окисляющие восстановленное железо. Они участвуют в образовании болотных железных руд и водных источников, богатых солями железа.

Бактерии являются самыми древними организмами, появившимися около 3,5 млрд. лет назад в архее. Около 2,5 млрд. лет они доминировали на Земле, формируя биосферу, участвовали в образовании кислородной атмосферы.

Бактерии являются одними из наиболее просто устроенных живых организмов (кроме вирусов). Полагают, что они - первые организмы, появившиеся на Земле.

Почвы, которые сегодня присутствуют на Земле, были образованы в результате жизнедеятельности бактерий. Перерабатывая минеральные частицы горных пород и смешивая их с продуктами переработки отмерших органических соединений и результатом собственной жизнедеятельности, микроорганизмы постепенно превратили безжизненные скалистые долины нашей планеты в плодородные земли. Живые микроорганизмы и бактерии - важнейший элемент цепи естественного круговорота в природе. Считается, что именно они являются двигателем этого процесса.

В природе их очень много: всего в одном грамме лесного грунта содержатся десятки и даже сотни миллионов почвенных бактерий разных видов и подвидов.

Естественный круговорот

В процессе роста растения воспроизводят сложнейшие органические вещества из простых веществ: воды, минеральных солей и углекислого газа. Микроорганизмы, живущие в почве, в результате своей жизнедеятельности перерабатывают отмершие части растений и погибшие организмы в перегной, разлагая тем самым сложные вещества на простые. Эти компоненты растения могут снова использовать для своего развития и роста.

Распространение почвенных микроорганизмов

Бактерий вокруг нас великое множество и распространены они почти везде. Их нет разве что в кратерах действующих вулканов и на небольших участках испытательных полигонов, где проводятся взрывы атомного оружия. Никакие другие жесткие условия окружающей среды не мешают существованию бактерий. Они спокойно переносят ледники Антарктики и живут в воде обжигающих кипящих источников, спокойно приспосабливаются к раскаленным пескам жарких пустынь и живут на скалистых склонах горных вершин. Их настолько много, что вполне возможно, что некоторые названия почвенных бактерий мы еще даже не знаем. На Земле все живые существа постоянно взаимодействуют с микрофлорой, часто выполняя при этом роль ее хранителя и распространителя.

Микрофлора почвы очень богата и разнообразна. Всего в одном кубическом сантиметре может встречаться до миллиарда бактерий. Однако популяция почвенных микроорганизмов может изменяться. Это зависит от типа и состава почвы, ее состояния, а также глубины изучаемого слоя.

Как питаются бактерии

Почвенные микроорганизмы могут получать энергию несколькими способами. Некоторые из бактерий этой группы являются автотрофными, то есть могут самостоятельно вырабатывать собственные вещества для питания, а какие-то из них в качестве питания используют в пищу органические соединения. Именно последняя группа, представляющая гетеротрофные бактерии, и заслуживает отдельного внимания. Среди гетеротрофных представителей царства микроорганизмов, выделяют три основные группы бактерий:

У каждой из этих категорий не только различный способ питания, но и образ жизни совершенно разный. Какие-то виды могут существовать только в воздушной или кисломолочной среде, каким-то микроорганизмам для полноценного существования нужен процесс гниения и разложения, а какие-то представители могут прекрасно чувствовать себя в безвоздушном пространстве. Такие бактерии могут встречаться абсолютно везде на нашей планете.

Почвенные бактерии

Среда обитания таких бактерий - почва. Они представляют собой мельчайшие одноклеточные микроорганизмы. Обитают эти существа в тончайших водных пленках в почве вокруг корневых систем различных растений. Благодаря своим небольшим размерам, они могут расти, развиваться и адаптироваться к быстро изменяющимся условиям окружающей среды гораздо быстрее, чем другие более крупные и сложные микроорганизмы. Особенности их формы позволяют этим бактериям прекрасно приспосабливаться к среде обитания, поэтому их строение за всю историю эволюции осталось в неизменном виде. Обычно такие микроорганизмы имеют форму шара, палочки или имеют изогнутую геометрию.

В своем большинстве бактерии почвенные являются хемосинтетиками, т. е. питаются продуктами, полученными в результате окислительно-восстановительных реакций при участии углекислого газа. В процессе своей жизнедеятельности они производят вещества, необходимые для роста и развития других микроорганизмов.

Семейство почвенных микроорганизмов достаточно разнообразно. Здесь присутствуют такие бактерии, как:

Азотофиксаторы

Уникальной способностью этой группы почвенных бактерий является умение усваивать молекулы азота из воздуха, что невозможно для растений. Однако в результате синтеза, произведенного азотофиксаторами, азот может усваиваться растениями. По образу существования эти бактерии делятся на свободноживущих и симбионтов, то есть тех, которым необходимо взаимодействовать с другими микроорганизмами.

Клубеньковые азотфиксаторы - симбионты, имеющие продолговатую овальную или палочкообразную форму. Обычно они вступают во взаимодействие с бобовыми культурами, такими как горох, чечевица, люцерна и т. д.

Поселившись в корневой системе, они образуют шарообразные узелки, которые видны даже невооруженным глазом, и живут внутри них. Симбиоз бактерий и растения приносит обоюдную выгоду. Данный вид микроорганизмов поставляет в корневища азот, в то время как питание почвенных бактерий происходит за счет переработки продуктов, получаемых непосредственно из растения и его отмерших частиц. Для многих растений клубеньковые уплотнения - единственный источник азотсодержащих соединений. Однако в средах с повышенным содержанием азота клубеньковые микроорганизмы прекращают вступать во взаимодействие с некоторыми растениями. Они очень избирательны и активируются только в определенных видах и сортах.

Сегодня принято делить фиксирующие азотные соединения организмы на две группы. Первая группа - это микробы, способные вступить в симбиоз с растениями. К их числу относят такие виды, как Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium и Azorhizobium, которые могут жить и свободно, не вступая во взаимосвязь. Вторая группа почвенных ассоциативных азотфиксаторов - это более приспособленные к свободному существованию в почве. В качестве примера почвенных бактерий можно назвать Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter, Clostridium, Azotobacter, Beijerinckia и другие роды.

Бактерии гниения

Сапрофиты (бактерии гниения) обычно живут на поверхности грунта. Они обитают в верхних слоях почвы, на отмерших частях корневых систем растений, на поверхности погибших личинок. В качестве источника своей жизнедеятельности используют органическую мертвую ткань: в огромных количествах обнаруживаются на останках животных, упавших листьях и плодах растений. Результатом их жизнедеятельности является быстрое разложение и утилизация мертвых тканей. Они в значительной степени улучшают состав почвы, наполняя ее питательными веществами.

К семейству сапрофитов относится большая часть представителей почвенных бактерий. Существует два вида подобных микроорганизмов. Одни из них живут в бескислородных средах, а другим для полноценной жизнедеятельности обязательно нужен воздух. Это свободноживущие организмы, которые никогда не вступают в симбиоз.

К питательным органическим соединениям сапрофиты достаточно требовательны. Любой перерабатываемый ими продукт должен содержать определенные компоненты, что влияет на процесс их роста, развития и жизнедеятельности. Обязательные питательные соединения - это:

азотосодержащие соединения или определенный набор аминокислот;
витамины, белковые и углеводные соединения;
пептиды, нуклеотиды.

Как происходит процесс

Гниение органики происходит благодаря тому, что микроорганизмы, способствующие разложению материи, обладают метаболизмом. В результате этого процесса разрушаются химические связи молекул ткани, содержащей соединения азота. Питание микроорганизмов осуществляется вследствие захвата элементов, содержащих белок и аминокислоты. В результате ферментации продуктов, поступающих в организм бактерии, из белковых соединений высвобождается аммиак и сероводород. Таким образом микроорганизмы получают энергию для своего дальнейшего существования.

В природе бактерии гниения играют первостепенную роль в восстановлении и минерализации почвы. Отсюда и часто встречающееся название бактерий этого типа - редуцент. В процессе своей жизнедеятельности редуценты превращают органические вещества и биомассы в простейшие соединения СО 2 , Н 2 О, NH 3 и другие. Среди гнилостных бактерий широко распространены аммонифицирующие микроорганизмы - неспорообразующие энтеробактерии, бациллы, спорообразующие клостридии.

Бактерии брожения

Способ питания почвенных бактерий брожения заключен в переработке органических сахаров. В естественной природной среде они обычно встречаются на поверхности растений, плодов и ягод, в молочных продуктах и в различных слоях эпителия птиц, животных, рыб и человека. В результате их жизнедеятельности происходит скисание продуктов с образованием молочной кислоты. Благодаря такому свойству их повсеместно используют в приготовлении всевозможных заквасок и кисломолочных продуктов. Молочнокислые бактерии также являются первостепенными участниками при заготовительном силосовании растительных кормов для сельскохозяйственных животных.

Почвенные молочнокислые микроорганизмы преимущественно имеют две формы - могут быть вытянуты в виде палочки или иметь сферическую форму.

Болезнетворные бактерии

Бактерии гниения (сапрофиты) и другие условно патогенные микробы, попавшие в организм человека из окружающей среды, при наличии определенных условий могут вызвать тяжелые заболевания как у людей, так и у животных. Особенно подвержены такому воздействию люди с ослабленным иммунитетом и пациенты, страдающие от авитаминоза, неврозов и постоянного переутомления. Бывают случаи, когда вызванные резидентной микрофлорой заболевания заканчиваются летальным исходом.

Сапрофитные микроорганизмы, попав в организм человека, могут вызвать бактериальный шок, развивающийся вследствие поступления в кровь большого количества условно патогенных микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Обычно подобное явление происходит на фоне длительных очаговых инфекций.

Нередко представители резидентной почвенной микрофлоры способствуют возникновению гнойно-воспалительных процессов и абсцессов в организме.

Однако отрицательное воздействие условно патогенные микроорганизмы на организм живых существ могут оказать лишь при появлении благоприятных для их жизнедеятельности факторов. Для улучшения земельных почв, их обогащения и минерализации такая микрофлора необходима. Ведь без нее земли вовсе перестанут быть плодородными, а это, несомненно, станет негативным фактором для естественного круговорота жизни на Земле.

Борьба с вредоносными гостями

Хорошо известно, что сапрофиты, попав в продукты питания, вызывают их порчу. Как правило, такой процесс сопровожден большим выделением ядовитых для человека веществ, сероводорода и аммиака. Субстрат может нагреваться, доходя порой до самовозгорания. Поэтому человек создает условия, в которых микроорганизмы, вызывающие гниение и разложение, теряют способность к размножению или вовсе погибают. К подобным мерам относится пастеризация, стерилизацию, соление, копчение, кипячение, засахаривание или высушивание продуктов.

Функции и значение бактерий

Почвенные микроорганизмы способствуют быстрому разложению неживой органической субстанции, образуя при этом высококачественный гумус в различных слоях грунта, необходимый для нормального развития растений. Некоторые бактерии способны ассимилировать почвенные источники азота, фосфора и железа. Они могут трансформировать или перераспределять метаболиты между частями растения. Эндорфитные микроорганизмы, живущие во внутренних слоях корневой системы растений, оказывают положительное влияние на их рост и развитие. Данная группа бактерий не только борется с патогенными микроорганизмами, но даже способна продуцировать для растения витамины и гормоны. Поэтому важность почвенной микрофлоры сложно переоценить.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Биология, МЭ_МО–2012, 11 класс

Задания
муниципального этапа XXVIII Всероссийской олимпиады
школьников по биологии. Московская область – 2011-12 уч. год

11 класс

Часть II. Вам предлагаются тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех возможных, но требующих предварительного множественного выбора. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 30 (по 2 балла за каждое тестовое задание). Индекс ответа, который вы считаете наиболее полным и правильным, укажите в матрице ответов.

Общими, для грибов и растений, являются следующие признаки:
1) гетеротрофность; 2) наличие хорошо выраженной клеточной стенки, включающей хитин; 3) наличие хлоропластов; 4) накапливание гликогена, как запасного вещества; 5) способность к размножению спорами.
а) только 1;
б) только 1, 2;
в) только 1, 2, 5;
г) только 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
Лишайники:
1) могут поселяться на голых скалах и способны поглощать влагу всей поверхностью тела;
2) могут восстанавливаться из части слоевища;
3) имеют стебель с листьями;
4) с помощью придаточных нитевидных корней удерживаются на скалах;
5) представляют собой симбиотический организм.
а) только 1;
б) только 1, 2;
в) только 1, 2, 5;
г) только 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
Из перечисленных организмов могут производить шелкоподобные нити:
1) пауки; 2) клещи; 3) насекомые; 4) мечехвосты; 5) многоножки.
а) 1, 2, 4;
б) 1, 2, 3;
в) 1, 3, 5;
г) 1, 4, 5;
д) 2, 3, 4.
Известно, что в процессе изготовления краски для окрашивания ткани, человек использовал животных: 1) насекомых; 2) иглокожих; 3) брюхоногих моллюсков;
4) головоногих моллюсков; 5) простейших.
а) 1, 3;
б) 2, 5;
в) 1, 3, 4;
г) 3, 4, 5;
д) 2, 3, 5.
Не встречаются в пресных водоёмах представители следующих групп беспозвоночных: 1) губки; 2) плоские черви; 3) головоногие моллюски; 4) иглокожие;
5) кольчатые черви.
а) 1, 2;
б) 2, 5;
в) 3, 4;
г) 1, 4, 5;
д) 2, 3, 4.
Насекомые, у которых передняя пара крыльев не используется для полёта:
1) уховёртки; 2) стрекозы; 3) перепончатокрылые; 4) двукрылые; 5) жесткокрылые.
а) 1, 2;
б) 2, 4;
в) 1, 5;
г) 1, 2, 5;
д) 3, 4, 5.
На лапках у комнатной мухи находятся органы чувств:
1) зрения; 2) обоняния; 3) осязания; 4) вкуса; 5) слуха.
а) 2, 3;
б) 3, 4;
в) 1, 4, 5;
г) 2, 3, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
Из перечисленных организмов в состоянии зиготы зимуют:
1) гидра
2) речной рак
3) дафния
4) стрекоза
5) серебряный карась.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 2, 4;
г) 3, 5;
д) 1, 3, 4.
Четырехкамерное сердце встречается у представителей классов:
1) костные рыбы; 2) земноводные, 3) пресмыкающиеся; 4) птицы; 5) млекопитающие.
а) 1, 2;
б) 1, 2, 3;
в) 2, 3;
г) 2, 3, 4;
д) 3, 4, 5.
Для осуществления свертывания крови необходимы вещества:
1) калий; 2) кальций; 3) протромбин; 4) фибриноген; 5) гепарин.
а) 1, 2, 3;
б) 2, 3, 4;
в) 2, 3, 5;
г) 1, 3, 4;
д) 2, 4, 5.
При спокойном выдохе воздух «покидает» легкие, потому что:
1) уменьшается объем грудной клетки;
2) сокращаются мышечные волокна в стенках легких;
3) диафрагма расслабляется и выпячивается в грудную полость;
4) расслабляются мышцы грудной клетки;
5) сокращаются мышцы грудной клетки.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 1, 3, 5;
г) 1, 3, 4, 5;
д) 1, 2, 3, 4, 5.
Из перечисленных веществ полимерами являются: 1) аденин; 2) целлюлоза;
3) аланин; 4) тимин; д) инсулин.
а) 1, 2;
б) 2, 3;
в) 2, 5;
г) 1, 3, 4;
д) 2, 4, 5.
Из аппарата Гольджи белки могут поступать: 1) в лизосомы; 2) в митохондрии;
3) в ядро; 4) на наружную мембрану; 5) во внеклеточную среду.
а) 1, 2, 4;
б) 1, 3, 5;
в) 1, 4, 5;
г) 1, 2, 4, 5;
д) 1, 3, 4, 5.
РНК содержится в:
1) цитоплазматической мембране;
2) гладком эндоплазматическом ретикулуме;
3) шероховатом эндоплазматическом ретикулуме;
4) аппарате Гольджи;
5) ядре.
а) 1, 2;
б) 1, 3;
в) 3, 4;
г) 3, 5;
д) 1, 3, 4.
Кроссинговер обычно происходит в мейозе при конъюгации:
1) у мужчин и женщин в любой из 22 пар аутосом;
2) у женщин в паре половых хромосом; 3) у мужчин в паре половых хромосом;
4) у кур в паре половых хромосом;
5) у петухов в паре половых хромосом.
а) 1, 2, 4;
б) 1, 3, 5;
в) 1, 2, 5;
г) 2, 4, 5;
д) 3, 4, 5.

Часть 3. Вам предлагаются тестовые задания в виде суждений, с каждым из которых следует либо согласиться, либо отклонить. В матрице ответов укажите вариант ответа «да» или «нет». Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 25 (по 1 баллу за каждое тестовое задание).

Всем папоротниковидным для оплодотворения нужна вода.
Черешок выполняет важнейшую функцию – ориентирует листовую пластинку относительно света.
Фотосинтез характерен для всех клеток зеленых растений.
Все простейшие имеют локомоторные органы, обеспечивающие их активность.
Эвглена зеленая размножается только вегетативно.
Кровеносная система кольчатых червей замкнутая.
Характерной чертой пресмыкающихся является дыхание только при помощи легких и постоянная температура тела.
Земноводные обладают трехкамерным сердцем и одним кругом кровообращения.
Иглы ежа – видоизмененные волосы.
Приспособление к ночному образу жизни у животных выражается прежде всего в строении глаза.
У летучих мышей на грудине имеется киль.
Стенка правого желудочка сердца человека имеет большую толщину, чем у левого желудочка.
В организме мужчины при отсутствии патологий никогда не образуются женские половые гормоны.
Резервный объем выдоха – объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного вдоха.
Длина пищевой цепи живых организмов в экосистеме лимитируется количеством пищи на каждом трофическом уровне.
При сильном похолодании некоторые птицы могут впадать в спячку.
Доказано, что искусственная селекция может приводить к образованию новых видов.
Млекопитающие появились после вымирания динозавров.
Паутинные бородавки у пауков гомологичны брюшным конечностям.
Актин и миозин встречаются не только в мышечных клетках.
Каждому кодону соответствует не более одной аминокислоты.
Молекула сахарозы состоит из двух остатков глюкозы.
Водородные связи участвуют в образовании первичной структуры белка.
Белки – это неразветвленные полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.
Катаболизм – это совокупность реакций распада и окисления различных соединений в организме.

Часть 4. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия. Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 14,5. Заполните матрицы ответов в соответствии с требованиями заданий.

Задание 1. [мах. 3 балла] На рисунке изображены листовые пластинки двух типов – простые (А) и сложные (Б). Соотносите их цифровые обозначения (1-12) с типом листовой пластинки, к которому они относятся.

Задание 2. [мах. 3 балла] Кровь (гемолимфа) у беспозвоночных животных имеет различную окраску. Выберите для объектов (1–6) характерный цвет крови/гемолимфы (А–Е).

Задание 3. [мах. 3 балла] Соотнесите отряды насекомых (А, Б) с признаками (1 – 6), характерными для их представителей.

Признаки отряда
Отряд насекомых

Задание 4. [мах. 3 балла] Соотнесите форменные элементы крови человека (А, Б) с признаками (1 – 6), характерными для них.

Задание 5. [мах. 2,5 балла] Соотнесите органическое вещество (А-Д) и название биологического материала, в котором его можно обнаружить (1–5).

Предварительный просмотр:

10 класс

Задание 1. На каждый вопрос выберите только один ответ, который вы считаете наиболее полным и правильным. Около индекса выбранного ответа поставьте знак «+». В случае исправления знак «+» должен быть продублирован.

1. Гибкость протокутикулы членистоногих обеспечивает:

а) резилин;

б) хитин;

в) артроподин;

в) известь.

2. Выходу первых позвоночных на сушу в процессе эволюции способствовало появление у них:

а) питания готовыми органическими веществами и полового размножения;

б) пятипалых конечностей и теплокровности;

в)приспособлений для дыхания атмосферным кислородом и передвижения по поверхности суши;

г) легочного дыхания и полового процесса.

3. Плацента млекопитающих – это:

а) орган, в котором развивается зародыш;

б) орган дыхания зародыша;

в) участок стенки матки, в который врастают ворсинки оболочки зародыша;

г) участок стенки брюшной полости, в котором развивается зародыш.

4. К рыбам, способным выдерживать очень слабое содержание в воде кислорода относятся:

а) линь;

б) хариус;

в) кумжа;

г) гольян.

5. Барсук, хорь, выдра относятся к отряду:

а) хищных;

б) грызунов;

в) насекомоядных;

г) неполнозубых.

6. Общие черты организации осетровых и хрящевых рыб:

а) нижний поперечный рот, рострум, равнолопастной хвостовой плавник;

б) рострум, парные плавники располагаются горизонтально, осевой скелет хорда;

в) артериальный конус у сердца, спиральный клапан в кишечнике, неравнолопастной хвостовой плавник, рострум;

г) длинный тонкий кишечник, луковица аорты, хорда, пилорические отростки.

7. К перепончатокрылым насекомым относятся;

а) саранча;

б) наездник;

в) богомол;

г) слепни.

8. Смена в жизненном цикле двух промежуточных хозяев: первого – веслоногого рачка, второго – рыбы:

а) печеночного сосальщика;

б) бычьего цепня;

в) эхинококка;

г) широкого лентеца.

9. Зачатки подкожной мускулатуры впервые появляются у:

а) земноводных;

б) пресмыкающихся;

в) птиц;

г) млекопитающих.

10. В отличие от амфибий глаза рептилий:

а) могут втягиваться;

б) могут вращаться;

в) проталкивают пищу;

г) имеют мигательную перепонку.

11. Функции корневого чехлика:

а) играет роль смазки;

б) выделительную функцию;

в) образовательную функцию;

г) всасывающую функцию.

12. Половой процесс, называемый конъюгацией происходит у:

а) кладофоры;

б) хламидомонады;

б) спирогиры;

г) хлореллы.

13. Непарноперистосложный лист имеет:

а) шиповник;

б) береза;

в) чина;

г) рябина.

14. Кокки – это:

а) вирусы;

б) бактерии;

в) водоросли;

г) грибы.

15. Молочно-кислые бактерии – это:

а) никрофиты;

б) сапрофиты;

г) свободно-живущие.

16. Сине-зеленые водоросли – это:

а) гетеротрофы;

в) автотрофы;

г) никрофиты.

17. Грибы это:

а) сапрофиты;

б) гетеротрофы;

в) автотрофы;

18. Шляпочные грибы:

а) головневые;

б) ржавчинные

в) подберезовики;

г) плесневые.

19. Воздухоносные клетки у:

а) кукушкина льна;

б) кукурузы;

в) сфагнума;

г) золотнянки.

20. Ч 4 Л 4 Т 9+1 П 1 – это формула относится к:

а) сосне;

б) шиповнику;

в) редьке;

г) картофелю.

21. ДНК содержится:

а) в ядре;

б) митохондриях;

в) лизосомах;

г) ядре, митохондриях, цитоплазме.

22. Триплеты кодируют:

а) белки;

б) аминокислоты;

в) активность;

г) синтез.

23. Норма реакции:

а) ограничивает адаптацию;

б) расширяет адаптацию;

в) характеризует вариационный размах признака;

г) стабилизирует признаки.

24 Неклеточные формы жизни это:

а) черви;

б) человек;

в) вирусы;

г) бактерии.

25. Между аденином и тимином:

а) 2 водородные связи;

б) 1 водородная связь;

в) 3 водородные связи;

г) нет водородных связей.

26. Кристы – это образования:

а) мембраны ядра;

б) слепые ветви ЭПС;

в) мембраны лизосом;

г) внутренней мембраны митохондрий.

27. Негомологичные хромосомы различаются по:

а) цвету;

б) размеру;

в) форме;

г) строению, размеру, форме.

28. Человек существует как вид с:

а) мезозойской эры

б) палеозойской эры

в) кайнозойской эры

г) протерозойской эры

29. Мезосома – это:

а) оболочка кольцевой хромосомы

б) ядерное вещество

в) многослойный мембранный комплекс

г) часть рибосомы

30. Двухмембранные органеллы:

а) митохондрии

б) клеточный центр

в) лизосомы

г) ЭПС

31. Необратимые процессы клетки:

а) дыхание

б) раздражимость

в) движение

г) рост и развитие

32. Триплет:

а) сочетание 3-х нуклеотидов

б) сочетание рибосомы, фермента и РНК

в) связь ДНК, белка и фермента

г) 3 участка гена

33. Симпатической иннервации нет в:

а) сердце;

б) легких;

в) потовых железах;

г) сфинктерах.

34. Обязательный фактор свертывания крови:

а) фибрин;

б) гемоглобин;

в) ион кальция;

г) хлористый натрий.

35. Какой процесс происходит в толстом кишечнике:

а) всасывание основной части воды;

б) расщепление желчных пигментов;

в) сбраживание углеводов;

г) интенсивное всасывание питательных веществ.

а) одним суставом;

б) двумя суставами;

в) тремя суставами;

г) четырмя суставами.

37. Антитело – это:

а) молекула фермента;

б) молекула белка;

в) клетки костного мозга;

г) один из видов лейкоцитов.

38. Первичные центры рефлекса мочеиспускания находятся в:

а) передних рогах спинного мозга;

б) продолговатом мозге;

в) среднем мозге;

г) боковых рогах спинного мозга.

39. Функцией извитого канальца является:

а) обратное всасывание веществ в кровь;

б) выведение мочи во внешнюю среду;

в) фильтрация крови;

г) образование первичной мочи.

40. Вторая сигнальная система:

а) обеспечивает конкретное мышление

б) имеется у млекопитающих и человека

в) осуществляет анализ конкретных сигналов внешнего мира

г) обеспечивает абстрактное мышление

Задание 2. Задание с несколькими вариантами ответа (от 0-я до 5-ти). Около индексов выбранных ответов поставьте знак «+». В случае исправлений знак «+» должен быть продублирован.

1. Кровеносная система моллюсков:

а) замкнутая;

б) имеет капилляры, из которых кровь выходит в пространство между органами;

в) незамкнутая;

г) имеет сердце, состоящее из камер;

д) сердце имеет только предсердие.

2. Жировое тело насекомых выполняет функцию:

а) запасания питательных веществ;

б) запасания воды;

в) накопления продуктов жизнедеятельности;

г) выведения продуктов обмена веществ;

д) железа внутренней секреции.

3. Двустворчатые моллюски:

а) слизни,

б) устрицы;

в) мидии;

г) гребешки;

д) катушки.

а) первичная полость тела, заполненная паренхимой;

б) тело покрыто ресничным эпителием;

в) имеются органы чувств;

г) гермафродитизм;

д) протонефридиальная выделительная система.

5. Бамбуковый медведь:

а) обитает в Китае;

б) от настоящих медведей отличается строением зубов и более длинным хвостом;

в) занесен в международную Красную книгу;

г) имеет длинные конечности;

д) обитает в Северной Америке.

6. Органы дыхания растений:

а) устье;

б) трахеи;

в) чечевички;

г) ситовидные трубки;

д) склереиды.

7. Лес представляет собой:

а) биогеоценоз;

б) биоценоз;

в) систему ярусов;

г) независимую структуру;

д) агроценоз.

8. Сфагнум обладает:

а) бактерицидными свойствами;

б) способностью резервировать воду;

в) фотосинтезом;

г) гетеротрофностью;

д) активным перемещением в пространстве.

9. В цикле развития кукушкина льна имеют место:

а) заросток;

б) предросток;

в) гаметофиты;

г) спорофит;

д) споры.

10. Конъюгация хромосом:

а) происходит в интерфазе;

б) происходит в период деления клеток;

в) приводит к кроссинговеру;

г) обеспечивает обмен аллельными генами;

д) имеет место в гомологичной паре.

11. Гетерозис:

а) обеспечивает гибридную мощь;

б) возможен при гибридизации;

в) обеспечивает устойчивость чистой линии;

г) имеет место только у животных;

д) может быть достигнут только при клонировании.

12. Прокариоты отличаются от эукариот отсутствием

а) ядра;

б) рибосом;

в) ЭПС;

г) оболочки;

д) ядерной мембраны

13. Для пептидной цепочки характерно наличие:

а) пептидной связи;

Б) аминокислот;

в) аминогруппы;

г) карбоксильной группы;

д) цитрохром

14. Расстояние между двумя соседними генами:

а) измеряется в Морганидах;

б) рассчитывается в %;

в) определяет вероятность кроссинговера;

г) указывает на сцепленность ген;

д) характеризует целостность хромосомы.

15. Работу скелетных мышц контролируют отделы нервной системы:

а) спинной мозг;

б) соматическая;

в) кора больших полушарий головного мозга;

г) мозжечок;

д) вегетативная нервная система.

16. Речь:

а) носит рефлекторный характер;

б) 2-ая сигнальная система;

в) 3-ая сигнальная система;

г) условно-рефлекторная функция;

д) обусловлена деятельностью больших полушарий.

17. Академик И.П.Павлов является основоположником учений:

а) уловные рефлексы;

б) анализаторы;

в) функциональные системы;

г) фагоцитоз;

д) типы ВНД.

Задание 3. Задание на определение правильности суждений (Поставьте знак «+» рядом с номерами правильных суждений).

Развитие с полным метаморфозом представляет собой непрямое развитие и характерно для медведки.
Сообщение плавательного пузыря с органом равновесия называют аппаратом Вебера.
В антеридиях, как правило, образуется большое количество мелких мужских гамет – сперматозоидов.
Соматические клетки отличаются между собой, т.к. у них разные генотипы.
Нейрон и сперматозоид содержат одинаковое количество хромосом.
Болезнь Дауна обусловлена полиплоидностью в хромосомном наборе.
Геномные мутации – это изменение числа хромосом.
p 2 – 2pq + q 2 =1 - математическая модель популяционной генетики по Четверикову.
В растущем организме преобладают процессы диссимиляции, в связи с этим необходимо потребление большого количества белка
У спортсменов при выполнении физической нагрузки параллельно возрастает частота и глубина дыхания, у болельщиков такая реакция отсутствует и наступает кислородное голодание сердечной мышцы.
На долю корковых центров приходится большая часть площади коры больших полушарий.
Паратгормон, введенный в организм человека вызывает уменьшение концентрации кальция в крови.

Ответ: 2, 5, 6, 10, 11 – (+)

Задание 4. Распределите перечисленные признаки в соответствии с их принадлежностью к типам:

Кишечнополостные_____ 01, 03, 04

Плоские черви __________ 02, 05, 06, 09 .

Круглые черви ___________ 02, 05, 07, 0,9.

Членистоногие ____________ 02, 05, 08, 09

Хордовые _________________ 02, 05, 08, 10

Признаки:

радиальносимметричные;
билатеральносимметричные;
низшие многоклеточные;
двухслойные;
трехслойные;
бесполостные;
первичнополостные;
вторичнополостные;
первичноротые;
вторичноротые.

Задание 5. Решите биологическую задачу.

Ребенок получил от родителей разные группы ген. От матери – 2% пенетрантных, 5% комплементарных, 40% доминантных и 15% полимерных. От отца - 1 % пенетрантных, 5% полимерных, 20% доминантных 10% полимерных ген. Пенетрантные и комплементарные гены имели аллельное расположение. С кем из родителей больше фенотипического сходства у ребенка? Укажите в %.

Ответ:

с матерью (0,5 баллов)
на 26% больше, чем с отцом (0,5 баллов)

Предварительный просмотр:

ВСЕРОССИЙСКАЯ ОЛИМПИАДА ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ

В.В.Пасечник, А.М.Рубцов, Г.Г.Швецов

Москва 2012

всероссийской олимпиады школьников по биологии в 2012/2013 учебном году

ЧАСТЬ II.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ВСЕРОССИЙСКОЙ ОЛИМПИАДЫ

ШКОЛЬНИКОВ ПО БИОЛОГИИ

Часть I. Вам предлагаются тестовые задания, требующие выбора только одного ответа

из четырех возможных. Максимальное количество баллов, которое можно набрать –

60 (по 1 баллу за каждое тестовое задание). Индекс ответа, который вы считаете наиболее

полным и правильным, укажите в матрице ответов.

1. В благоприятных условиях спора бактерии:

а) делится, образуя 3 – 6 новых спор;

б) сливается с другой спорой с последующим делением;

в) погибает;

г) прорастает в новую бактериальную клетку. +

2. Оформленных оболочкой ядер нет в клетках водорослей:

а) зеленых;

б) красных;

в) бурых;

г) сине-зеленых. +

3. В клетках грибов нельзя обнаружить:

а) вакуоли;

б) митохондрии;

в) пластиды; +

г) рибосомы.

4. Сфагнум размножается:

а) семенами;

б) пыльцой;

в) спорами; +

г) зооспорами.

5. Большинство клеток зародышевого мешка цветковых растений имеет:

а) гаплоидный набор хромосом; +

б) диплоидный набор хромосом;

в) триплоидный набор хромосом;

г) тетраплоидный набор хромосом.

6. Человек употребляет в пишу орган(-ы) цветной капусты:

а) видоизмененную верхушечную почку;

б) утолщенный реповидный стебель;

в) видоизмененное соцветие; +

г) боковые видоизмененные почки.

7. Соцветие колос характерно для:

а) ландыша;

б) сирени;

в) ржи;

г) подорожника. +

8. Семена без эндосперма у:

а) клещевины;

б) липы;

в) томата;

г) частухи подорожниковой. +

9. Корневые шишки – это сильно утолщенные:

а) придаточные корни; +

б) корневые волоски;

в) главные корни;

г) воздушные клубни.

10. Соплодие характерно для:

а) груши;

б) ананаса; +

в) банана;

г) айвы.

11. К корнеотпрысковым растениям относят:

а) облепиху крушиновидную;

б) осот полевой;

в) осину дрожащую;

г) все перечисленные растения. +

12. Ваниль душистая – многолетняя цепляющаяся лиана сем. Орхидные. В

кондитерском производстве используют ее:

а) стебли;

б) стебли и листья;

в) соцветия;

г) плоды. +

13. Манную крупу изготовляют из:

а) пшеницы; +

б) проса;

в) овса;

г) ячменя.

а) развитие из спор;

б) наличие цветка;

в) развитие из семени; +

г) редукция спорофита.

а) корненожки;

б) жгутиконосцы;

в) солнечники;

г) споровики. +

16. Муха цеце является переносчиком трипанозом, вызывающих у человека:

а) сонную болезнь; +

б) восточную язву;

в) малярию;

г) кокцидиоз.

17. Изучение добытого экземпляра губки выявило наличие у нее прочного,

но хрупкого кремниевого скелета. Наиболее вероятно, что данная губка является:

а) мелководным обитателем;

б) глубоководным обитателем; +

в) наземным обитателем;

г) обитателем приливно-отливной зоны.

18. Спектр цветового зрения у медоносной пчелы:

а) такой же, как у человека;

б) сдвинут в инфракрасную часть спектра;

в) сдвинут в ультрафиолетовую часть спектра; +

г) значительно шире, чем у человека, в обе стороны спектра.

19. Развитие личинок из яиц, отложенных аскаридами происходит:

а) при температуре 37оС, высокой концентрации СО2, в течение двух недель;

б) при температуре 20-30оС, высокой концентрации СО2, в течение двух недель;

в) при температуре 37оС, высокой концентрации О2, в течение недели;

г) при температуре 20-30оС, высокой концентрации О2, в течение двух недель. +

20. В отличие от круглых червей, у кольчатых червей появилась:

а) пищеварительная система;

б) выделительная система;

в) кровеносная система; +

г) нервная система.

21. Крылья у насекомых находятся на спинной стороне:

а) груди и брюшка;

б) груди; +

в) головогруди и брюшка;

г) головогруди.

22. Рабочие пчелы являются:

а) самками, отложившими яйца и приступившими к уходу за потомством;

б) самками, у которых на развиты половые железы; +

в) молодыми самками, способными через год отложить яйца;

г) самцами, развившимися из неоплодотворенных яиц.

23. Морские игуаны, живущие на Галапагосских островах, выводят избыток

соли из организма:

а) с мочой;

б) через солевые железы; +

в) через поры в коже;

г) с экскрементами.

24. У страуса нанду насиживает яйца и опекает птенцов:

а) только самка;

б) только самец; +

в) по очереди оба родителя;

г) приемные родители, в гнездо которых подброшены яйца.

25. Самые большие гнезда среди птиц строят:

а) орлы;

б) пеликаны;

в) страусы;

г) африканские ткачики. +

26. Из перечисленных организмов наиболее прогрессивными чертами

строения обладают:

а) амеба;

б) дождевой червь; +

в) гидра;

г) вольвокс.

27. Усложнение кровеносной системы соответствует эволюции хордовых в

ряду следующих животных:

а) жаба – кролик – крокодил – акула;

б) акула – лягушка – крокодил – кролик; +

в) акула – крокодил – лягушка – кролик;

г) крокодил – акула – жаба – собака.

28. Наибольшее видовое многообразие обитателей Мирового океана наблюдается:

а) на коралловых рифах; +

б) в открытом океане в тропиках;

в) в приполярных областях;

г) в глубоководных впадинах.

29. Считается, что при переносе информации из кратковременной памяти в

долговременную теряется информации:

а) 5%;

б) 10%;

в) 50%;

г) более 90%. +

30. Целлюлоза, попавшая в желудочно-кишечный тракт человека:

а) не расщепляется из-за отсутствия специфического фермента;

б) частично расщепляется бактериями в толстом кишечнике; +

в) расщепляется.-амилазой слюны;

г) расщепляется панкреатической.-амилазой.

31. Какова реакция среды в двенадцатиперстной кишке:

а) слабокислая;

б) нейтральная;

в) слабощелочная; +

г) щелочная.

32. Не известны гормоны, которые являются производными:

а) белков;

б) аминокислот;

в) липидов;

г) углеводов. +

33. В процессе пищеварения переваривании белки расщепляются до:

а) глицерола;

б) жирных кислот;

в) моносахаридов;

г) аминокислот. +

34. Такие симптомы как поражение слизистой оболочки рта, шелушение

кожи, трещины губ, слезоточивость, светобоязнь, указывают на недостаток:

а) токоферола;

б) пиридоксина;

в) рибофлавина; +

г) фолиевой кислоты.

35. Рецептор кожи, реагирующий на холод:

а) тельце Пчини;

б) тельце Мейснера;

в) нервное сплетение вокруг волосяной луковицы;

г) колба Краузе. +

36. К вирусным заболеваниям не относится:

а) корь;

б) клещевой энцефалит;

в) краснуха;

г) дифтерия. +

37. Пищевая цепь – это:

а) последовательность организмов в природном сообществе, каждый элемент которой является

пищей для следующего; +

б) последовательное прохождение пищи по различным разделам пищеварительного тракта;

в) зависимость растений от травоядных животных, их, в свою очередь, от хищников;

г) совокупность всех пищевых связей в экосистеме.

38. Постоянное вмешательство со стороны человека требуется для существования:

а) экосистем пресных вод;

б) природных экосистем суши;

в) экосистемы Мирового океана;

г) агроценозов. +

39. В природных условиях естественными носителями возбудителя чумы

являются:

а) птицы;

б) грызуны; +

в) копытные;

г) человек.

40. В обширных лесных массивах Севера часто проводятся так называемые

концентрированные рубки с использованием тяжелой техники, которые приводят:

а) к смене лесных экосистем болотными; +

б) к опустыниванию или полному разрушению экосистем;

в) к увеличению доли более ценных с точки зрения хозяйства пород деревьев;

г) к процессу превращения в почве органических остатков в гумус.

41. Листья суккулентов – растений засушливых местообитаний – характеризуются:

а) редуцированными устьицами; недифференцированным мезофиллом; отсутствием кутикулы;

развитой аэренхимой;

б) частым рассечением, отсутствием механической ткани;

в) толстой кутикулой; мощным восковым налётом; клетками с крупными вакуолями; погружёнными

устьицами; +

г) хорошо развитой склеренхимой; преобладанием связанной воды.

42. Из названных организмов к надцарству прокариот относится:

а) эвглена зеленая;

б) инфузория-туфелька;

в) амеба;

г) стафилококк. +

43. Две породы собак, например, болонка и немецкая овчарка, это животные:

а) одного вида, но с разными внешними признаками; +

б) двух видов, одного рода и одного семейства;

в) двух видов, двух родов, но одного семейства;

г) одного вида, но обитающие в разных условиях окружающей среды.

44. Наука, изучающая развитие живой природы по отпечаткам и окаменелостям,

которые находят в земной коре:

а) систематика;

б) история;

в) палеонтология; +

г) эволюция.

45. Первые наземные позвоночные произошли от рыб:

а) лучеперых;

б) кистеперых; +

в) цельноголовых;

г) двоякодышащих.

46. Контуры тела летяги, сумчатой летяги, шерстокрыла очень сходны.

Это является следствием:

а) дивергенции;

б) конвергенции; +

в) параллелизма;

г) случайного совпадения.

47. Число хромосом при половом размножении в каждом поколении возрастало

бы вдвое, если бы в ходе эволюции не сформировался процесс:

а) митоза;

б) мейоза; +

в) оплодотворения;

г) опыления.

48. Одно из положений клеточной теории гласит:

а) при делении клетки хромосомы способны к самоудвоению;

б) новые клетки образуются при делении исходных клеток; +

в) в цитоплазме клеток содержатся различные органоиды;

г) клетки способны к росту и обмену веществ.

49. При партеногенезе организм развивается из:

а) зиготы;

б) вегетативной клетки;

в) соматической клетки;

г) неоплодотворенной яйцеклетки. +

50. Матрицей для трансляции служит молекула:

а) тРНК;

б) ДНК;

в) рРНК;

г) иРНК. +

51. Кольцевая ДНК характерна для:

а) ядер грибов;

б) клеток бактерий; +

в) ядер животных;

г) ядер растений.

52. Разделить клетки, органоиды или органические макромолекулы по их

плотности можно с помощью метода:

а) хроматография;

б) центрифугирование; +

в) электрофорез;

53. Мономерами нуклеиновых кислот являются:

а) азотистые основания;

б) нуклеозиды;

в) нуклеотиды; +

г) динуклеотиды.

54. Ионы магния входят в состав:

а) вакуоли;

б) аминокислот;

в) хлорофилла; +

г) цитоплазмы.

55. В процессе фотосинтеза источником кислорода (побочного продукта)

является:

а) АТФ

б) глюкоза;

в) вода; +

г) углекислый газ.

56. Из компонентов растительной клетки вирус табачной мозаики поражает:

а) митохондрии;

б) хлоропласты; +

в) ядро;

г) вакуоли.

57. Из названных белков ферментом является:

а) инсулин;

б) кератин;

в) тромбин; +

г) миоглобин.

58. В хлоропластах растительных клеток светособирающие комплексы

расположены

а) на наружной мембране;

б) на внутренней мембране;

в) на мембране тилакоидов; +

г) в строме.

59. Неаллельное взаимодействие генов при дигибридном скрещивании может

дать во втором поколении расщепление:

а) 1:1;

б) 3:1;

в) 5:1;

г) 9:7. +

60. При браках между людьми европеоидной и негроидной расы во втором

поколении обычно не бывает людей с белым цветом кожи. Это связано с:

а) неполным доминированием гена пигментации кожи;

б) полимерностью генов пигментации кожи; +

в) эпигеномной наследственностью;

г) нехромосомной наследственностью.

Часть II. Вам предлагаются тестовые задания с одним вариантом ответа из четырех

возможных, но требующих предварительного множественного выбора. Максимальное количество

баллов, которое можно набрать – 30 (по 2 балла за каждое тестовое задание).

Индекс ответа, который вы считаете наиболее полным и правильным, укажите в матрице

ответов.

1. Бактерии вызывают заболевания:

I. возвратный тиф. +

II. сыпной тиф. +

III. малярия.

IV. туляремия. +

V. гепатит.

а) II, IV;

б) I, IV, V;

в) I, II, IV; +

г) II, III, IV, V.

2. Корни могут выполнять функции:

I. образования почек. +

II. образования листьев.

III. вегетативного размножения. +

IV. поглощения воды и минеральных веществ. +

V. синтеза гормонов, аминокислот и алкалоидов. +

а) II, III, IV;

б) I, II, IV, V;

в) I, III, IV, V; +

г) I, II, III, IV.

3. Если оборвать (обрезать) кончик главного корня:

I. корень погибнет.

II. все растение погибнет.

III. рост корня в длину прекратится. +

IV. растение выживет, но будет слабым.

V. начнут расти боковые и придаточные корни. +

а) III, IV, V;

б) III, V; +

в) I, IV, V;

г) II, IV, V.

4. Среди паукообразных развитие с метаморфозом характерно для:

I. пауков.

II. клещей. +

III. сольпуг.

IV. сенокосцев.

V. скорпионов.

а) II; +

б) II, III;

в) I, IV;

г) I, II, III, V.

5. Животными, ведущими прикрепленный (сидячий) образ жизни, но

имеющими свободноплавающих личинок, являются:

I. кораллы. +

II. губки. +

III. асцидии. +

IV. коловратки.

V. усоногие раки. +

а) I, II, III, IV;

б) I, II, III, V; +

в) I, III, IV;

г) I, II, III, IV, V.

6. Хорда сохраняется в течение всей жизни у:

I. окуня.

II. осетра. +

III. акулы.

IV. миноги. +

V. ланцетника. +

а) I, II, III, IV;

б) III, IV, V;

в) II, III, V;

г) II, IV, V. +

7. Нерестится только один раз в жизни:

I. севрюга.

II. сардина.

III. горбуша. +

IV. красноперка.

V. речной угорь. +

а) II, III, V;

б) III, V; +

в) I, III, V;

г) I, II, III, V.

8. Аллантоис выполняет у амниот функцию:

I. газообмена. +

II. терморегуляции.

III. запасания воды.

IV. накопления мочи. +

V. пищеварения.

а) I, III, IV;

б) I, IV; +

в) I, II, IV, V;

г) I, II, III, IV.

9. В почечном клубочке в норме практически не фильтруются:

I. вода.

II. глюкоза.

III. мочевина.

IV. гемоглобин. +

V. альбумин плазмы. +

а) I, II, III;

б) I, III, IV, V;

в) II, IV, V;

г) IV, V. +

10. Каждая популяция характеризуется:

I. плотностью. +

II. численностью. +

III. степенью изоляции.

IV. независимой эволюционной судьбой.

V. характером пространственного распределения. +

а) I, II, V; +

б) I, IV, V;

в) II, V;

г) II, III, IV.

11. К хищникам, как правило охотящимся из засады, относятся:

I. волк.

II. рысь. +

III. ягуар. +

IV. гепард.

V. медведь. +

а) II, III, IV, V;

б) I, IV;

в) I, II, III, V;

г) II, III, V. +

12. Из перечисленных животных в состав тундрового биоценоза входят:

I. белка.

II. хорек.

III. песец. +

IV. лемминг. +

V. зеленая жаба.

а) I, II, III, IV;

б) II, III, IV, V;

в) III, IV; +

г) III, IV, V.

13. Аналогичные органы, развившиеся в ходе эволюции:

I. жабры рыбы и жабры рака. +

II. крылья бабочки и крылья птицы. +

III. усики гороха и усики винограда. +

IV. волосы млекопитающих и перья птицы.

V. колючки кактуса и колючки боярышника. +

а) I, III, IV, V;

б) I, II, IV, V;

в) I, II, III, V; +

г) I, II, III, IV.

14. Из названных полимеров к неразветвленным относятся:

I. хитин. +

II. амилоза. +

III. гликоген.

IV. целлюлоза. +

V. амилопектин.

а) I, II, IV; +

б) I, II, III, IV;

в) II, IV, V;

г) III, IV, V.

15. В организме человека гормональные функции выполняют соединения:

I. белки и пептиды. +

II. производные нуклеотидов.

III. производные холестерина. +

IV. производные аминокислот. +

V. производные жирных кислот. +

а) III, IV, V;

б) I, III, IV, V; +

в) III, V;

г) II.

Часть III. Вам предлагаются тестовые задания в виде суждений, с каждым из которых

следует либо согласиться, либо отклонить. В матрице ответов укажите вариант ответа

«да» или «нет». Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 25.

1. Печеночные мхи – низшие растения.

2. Гаметы у мхов образуются в результате мейоза.

3. Крахмальные зерна – это лейкопласты с накопленным в них крахмалом. +

4. После оплодотворения семязачатки превращаются в семена, а завязь в плод.

5. У всех беспозвоночных животных оплодотворение внешнее.

6. Гемолимфа насекомых выполняет те же функции, что и кровь позвоночных

животных.

7. У всех представителей отряда пресмыкающихся сердце трехкамерное.

8. У домашних животных головной мозг, как правило, больше, чем у их диких

предков.

9. Первые крокодилы были сухопутными рептилиями. +

10. Характерной особенностью всех млекопитающих является живорождение.

11. В отличие от большинства млекопитающих для человека характерно наличие

семи шейных позвонков и двух затылочных мыщелков.

12. В желудочно-кишечном тракте человека все белки перевариваются полностью.

13. Гипервитаминоз известен только для жирорастворимых витаминов. +

14. Мозг человека потребляет примерно вдвое больше энергии на грамм веса,

чем у крысы.

15. При тяжелой физической работе температура тела может подниматься до 39

градусов. +

16. С вирусными инфекциями обычно борются с помощью антибиотиков.

17. Можно изучать кругообороты питательных веществ посредством ввода радиоактивных

маркеров в природные или искусственные экосистемы. +

18. Суккуленты легко переносят обезвоживание.

19. Сукцессия после вырубки леса является примером вторичной сукцессии. +

20. Дрейф генов может играть роль эволюционного фактора только в очень малочисленных

популяциях. +

21. Генетическая информация у всех живых организмов хранится в виде ДНК.

22. Каждой аминокислоте соответствует один кодон.

23. У прокариот процессы трансляции и транскрипции происходят одновременно

и в одном и том же месте. +

24. Самые крупные молекулы в живых клетках – молекулы ДНК. +

25. Все наследственные заболевания связаны с мутациями в хромосомах.

Часть IV. Вам предлагаются тестовые задания, требующие установления соответствия.

Максимальное количество баллов, которое можно набрать – 13. Заполните матрицы

ответов в соответствии с требованиями заданий.

1. [мах. 3 балла] Кровь (гемолимфа) у беспозвоночных животных имеет

различную окраску. Выберите для объектов (1–6) характерный цвет крови/

гемолимфы (А–Е).

1) дождевой червь; А – красная;

2) многощетинковый червь серпула; Б – голубая;

3) каракатица; В – зеленая;

4) речной рак; Г – оранжево-желтая;

5) личинка комара-толкунца (род Chironomus); Д – черная;

6) марокканская саранча. Е – бесцветная.

2. Известно, что высокое содержание солей в почве создает в

ней резко отрицательный водный потенциал, что ведет к нарушению поступления

воды в клетки корня растения, а иногда и к повреждению клеточных мембран. Выберите

приспособления, встречающиеся у растений, произрастающих на засоленных

почвах.

01. Клетки корня солеустойчивых растений способны поглощать соли и выделять их через

секретирующие клетки на листьях и стебле;

02. Содержимое клеток солеустойчивых растений обладает более отрицательным водным

потенциалом, по сравнению с клетками других растений;

03. Клетки характеризуются высоким содержанием солей;

04. Цитоплазма клеток этих растений обладает низкой гидрофильностью;

05. Цитоплазма клеток солеустойчивых растений обладает большой гидрофильностью;

06. Клетки солеустойчивых растений характеризуются менее отрицательным водным потенциалом,

нежели в окружающем их почвенном растворе;

07. Интенсивность фотосинтеза у растений, произрастающих на засоленных почвах, низкая;

08. Интенсивность фотосинтеза у этих растений высокая.

3. На рисунке изображен поперечный

срез проводящего пучка картофеля (Solanum tuberosum).

Соотнесите основные структуры проводящего пучка (А–Д)

с их обозначениями на рисунке.

А – основная паренхима;

Б – наружная флоэма;

В – камбий;

Г – ксилема;

Д – внутренняя флоэма.

4. Установите, в какой последовательности (1 – 5) происходит

процесс редупликации ДНК.

А) раскручивание спирали молекулы

Б) воздействие ферментов на молекулу

В) отделение одной цепи от другой на части молекулы ДНК

Г) присоединение к каждой цепи ДНК комплементарных нуклеотидов

Д) образование двух молекул ДНК из одной

5. Установите соответствие между органическим соединением

(А – Д) и выполняемой им функцией (1 – 5).

1. Компонент клеточной стенки грибов А. Крахмал

2. Компонент клеточной стенки растений Б. Гликоген

3. Компонент клеточной стенки бактерий В. Целлюлоза

4. Запасной полисахарид растений Г. Муреин

5. Запасной полисахарид грибов Д. Хитин

Интернет-ресурсы

1. Задания всероссийской олимпиады школьников по биологии прошлых лет, а также

2. Официальный сайт Международной биологической олимпиады www.ibo-info.org

3. Региональный сайт всероссийской олимпиады школьников (Московская область)

по биологии, химии, географии и экологии – www.olimpmgou.narod.ru

1. Биология: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы./ –

М.; Дрофа, 1998 и другие переиздания.

2. Дмитриева Т.А., Кучменко B.C. и др. Биология: Сборник тестов, задач и заданий.

9 -11 кл. -М.: Мнемозина, 1999 и другие переиздания;

3. Драгомилов В.Н., Маш Р. Д. "Биология. VIII класс. Человек", –М.: ВентанаГраф,

1997 и другие переиздания;

4. Захаров В. Б., Сонин Н. И. "Биология. Многообразие живых организмов. 7

класс", М.: Дрофа, 1998 и другие переиздания;

5. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И. Общая биология. 10-11кл.

–М.; Дрофа, 2001 и другие переиздания;

6. Каменский А. А.. Криксунов Е. А., Пасечник В. В. "Введение в общую биологию

и экологию. 9 класс", –М.: Дрофа, 2000 и другие переиздания;

7. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10–11

классы, –М: Дрофа, 2006 и другие переиздания;

8. Колесов Д. В. и др. "Биология. Человек. 8 класс", –М.: Дрофа, 1997 и другие

переиздания;

9. Константинов В. М. и др. "Биология. Животные. 7 класс", –М.; ВентанаГраф,

1999 и другие переиздания;

10. Латюшин В. В., Шапкин В. А. "Животные. 7 класс". –М.: Дрофа, 2000 и другие

переиздания;

11. Мамонтов С. Г., Захаров Б. Н., Сонин Н. И. "Биология. Общие закономерности.

9 класс", –М.: Дрофа, 2000 и другие переиздания;

12. Общая биология. 10-11 кл. / Д.К.Беляев, Н.Н.Воронцов, Г.М.Дымшиц и др.

Под ред. Д.К.Беляева. –М.: Просвещение, 1998-2002 и другие переиздания;

13. Общая биология. 10-11 кл. для шк. углуб. изуч. биол. Под ред. А.О. Рувинского.

–М: Посвещение, 1997 – 2001 и другие переиздания;

14. Пасечник В. В. "Биология. Бактерии. Грибы. Растения. 6 класс", –М.: Дрофа,

1997 и другие переиздания;

15. Пономарева И. Н. и др. "Биология, 6 класс. Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники,

М.: Вентана-Граф, 1999 и другие переиздания;

16. Пономарева И. Н., Корнилова О.А., Чернова Н. М. "Основы общей биологии.

9 класс", –М.: Вентана-Граф, 2000 и другие переиздания.

17. Сонин Н. И. "Биология. Живой организм. 6 класс", –М.: Дрофа, 1997 и другие

переиздания;

18. Сонин Н. И., Сапин М. Р. "Биология. Человек. 8 класс", –М.: Дрофа, 2000 и

другие переиздания;

19. Хрипкова А. Г., Колесов Д. В. "Биология. Человек и его здоровье. 9 класс",

М.: Просвещение, 1997 и другие переиздания.

20. Пасечник В.В., Калинова Г.С., Суматохин С.В. Биология 6 класс. Учебник

для общеобразовательных учреждений. –М.: Просвещение, 2008.

21. Пасечник В.В., Калинова Г.С., Суматохин С.В. Биология 7 класс. Учебник

для общеобразовательных учреждений. –М.: Просвещение, 2009.

22. Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г. Биология 8 класс. Учебник для

общеобразовательных учреждений. –М.: Просвещение, 2010.

Интернет-источник

Бактерии это самый древний организм на земле, а также самый простой в своем строении. Он состоит всего из одной клетки, которую можно увидеть и изучить только под микроскопом. Характерным признаком бактерий является отсутствие ядра, вот почему бактерии относят к прокариотам.

Некоторые виды образовывают небольшие группы клеток, такие скопления могут быть окружены капсулой (чехлом). Размер, форма и цвет бактерии сильно зависит от окружающей среды.

По форме бактерии различаются на: палочковидные (бациллы), сферические (кокки) и извитые (спириллы). Встречаются и видоизмененные – кубические, С-образные, звездчатые. Их размеры колеблются от 1 до 10мкм. Отдельные виды бактерий могут активно передвигаться при помощи жгутиков. Последние иногда превышают размер самой бактерии в два раза.

Виды форм бактерий

Для движения бактерии используют жгутики, количество которых бывает различное – один, пара, пучок жгутиков. Расположение жгутиков также бывает разным – с одной стороны клетки, по бокам или равномерно распределены по всей плоскости. Также одним из способов передвижения считается скольжение благодаря слизи, которой покрыт прокариот. У большинства внутри цитоплазмы есть вакуоли. Регулировка ёмкости газа в вакуолях помогает им двигаться в жидкости вверх или вниз, а также перемещаться по воздушных каналах почвы.

Ученые открыли более 10 тысяч разновидностей бактерий, но по предположениям научных исследователей в мире существует их более миллиона видов. Общая характеристика бактерий дает возможность определиться с их ролью в биосфере, а также изучить строение, виды и классификацию царства бактерий.

Места обитания

Простота строения и быстрота адаптации к окружающим условиям помогла бактериям распространиться в широком диапазоне нашей планеты. Они существуют везде: вода, почва, воздух, живые организмы – всё это максимально приемлемое место обитания для прокариотов.

Бактерии находили как на южном полюсе, так и в гейзерах. Они есть на океанском дне, а также в верхних слоях воздушной оболочки Земли. Бактерии живут везде, но их количество зависит от благоприятных условий. К примеру, большая численность видов бактерий проживает в открытых водоемах, а также почве.

Особенности строения

Клетка бактерии отличается не только тем, что в ней нет ядра, но и отсутствием митохондрий и пластид. ДНК данного прокариота находится в специальной ядерной зоне и имеет вид замкнутого в кольцо нуклеоида. У бактерии строение клетки состоит из клеточной стенки, капсулы, капсулоподобной оболочки, жгутиков, пили и цитоплазматичной мембраны. Внутреннее строение оформляют цитоплазма, гранулы, мезосомы, рибосомы, плазмиды, включения и нуклеоид.

Клеточная стенка бактерии выполняет функцию обороны и опоры. Вещества могут свободно протекать сквозь неё, благодаря проницаемости. Данная оболочка имеет в своем составе пектин и гемицеллюлозу. Некоторые бактерии выделяют особую слизь, которая может помочь защититься от пересыхания. Слизь формирует капсулу – полисахарид по химическому составу. В такой форме бактерия способна переносить даже очень большие температуры. Также она выполняет и другие функции, к примеру слипание с любыми поверхностями.

На поверхности клетки бактерии находятся тонкие белковые ворсинки – пили. Их может быть большая численность. Пили помогают клетке передавать генетический материал, а также обеспечивают слипание с другими клетками.

Под плоскостью стенки находится трехслойная цитоплазматичная мембрана. Она гарантирует транспорт веществ, а также имеет немалую роль в образовании спор.

Цитоплазма бактерий на 75 процентов произведена из воды. Состав цитоплазмы:

Рыбосомы;
мезосомы;
аминокислоты;
ферменты;
пигменты;
сахар;
гранулы и включения;
нуклеоид.

Обмен веществ у прокариотов возможен, как с участием кислорода, так и без его него. Большая их часть питаются уже готовыми питательными веществами органического происхождения. Очень мало видов способны сами синтезировать органические вещества из неорганических. Это сине-зеленые бактерии и цианобактерии, которые отыграли немалую роль в формировании атмосферы и насыщении её кислородом.

Размножение

В условиях, благоприятных для размножения, оно осуществляется почкованием или вегетативно. Бесполое размножение происходит в такой последовательности:

Клетка бактерии достигает максимального объема и содержит необходимый запас питательных веществ.
Клетка удлиняется, посередине появляется перегородка.
Внутри клетки происходит дележ нуклеотида.
ДНК основная и отделенная расходятся.
Клетка делится пополам.
Остаточное формирование дочерних клеток.

При таком способе размножения нету обмена генетической информацией, поэтому все дочерние клетки будут точной копией материнской.

Процесс размножения бактерий в неблагоприятных условиях более интересен. О способности полового размножения бактерий ученые узнали сравнительно недавно – в 1946 году. У бактерий нет разделения на женские и половые клетки. Но ДНК у них встречается разнополое. Две такие клетки при приближении друг к другу образовывают канал для передачи ДНК, происходит обмен участками – рекомбинация. Процесс довольно длительный, результатом которого являются две совершенно новые особи.

Большинство бактерий очень сложно увидеть под микроскопом, так как они не имеют своей окраски. Немногие разновидности имеют пурпурный или зеленый окрас, благодаря содержанию в них бактериохлорофилла и бактериопурпурина. Хотя если рассматривать некоторые колонии бактерий, становится ясно, что они выделяют окрашиваемые вещества в среду обитания и приобретают яркую окраску. Для того, чтобы подробней изучать прокариотов, их окрашивают.

Классификация

Классификация бактерий может быть основана на таких показателях, как:

Форма
способ передвижения;
способ получения энергии;
продукты жизнедеятельности;
степень опасности.

Бактерии симбионты живут в содружестве с иными организмами.

Бактерии сапрофиты проживают на уже отмерших организмах, продуктах и органических отходах. Они способствуют процессам гниения и брожения.

Гниение очищает природу от трупов и других отходов органического происхождения. Без процесса гниения не было бы круговорота веществ в природе. Так в чем же состоит роль бактерий в круговороте веществ?

Бактерии гниения - это помощник в процессе расщепления белковых соединений, а также жиров и других соединений, содержащих в себе азот. Проведя сложную химическую реакцию, они разрывают связи между молекулами органических организмов и захватывают молекулы белка, аминокислот. Расщепляясь, молекулы высвобождают аммиак, сероводород и другие вредные вещества. Они ядовиты и могут вызывать отравление у людей и животных.

Бактерии гниения быстро размножаются в благоприятных для них условиях. Так как это не только полезные бактерии, но и вредные, то чтобы не допустить преждевременного гниения у продуктов, люди научились их обрабатывать: сушить, мариновать, солить, коптить. Все эти способы обработки убивают бактерии и не дают им размножаться.

Бактерии брожения при помощи ферментов способны расщеплять углеводы. Эту способность люди заметили еще в древние времена и используют такие бактерии для изготовления молочнокислых продуктов, уксусов, а также других продуктов питания до сих пор.

Бактерии, трудясь в совокупности с другими организмами, делают очень важную химическую работу. Очень важно знать какие есть виды бактерий и какую пользу или вред приносят для природы.

Значение в природе и для человека

Выше уже отмечалось большое значение многих видов бактерий (при процессах гниения и различных типах брожения), т.е. выполнение санитарной роли на Земле.

Бактерии также играют огромную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов. Многие виды бактерий способствуют активной фиксации атмосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв. Особо важное значение имеют те бактерии, которые разлагают целлюлозу, являющиеся основным источником углерода для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов.

Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий. Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные вещества в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры. Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.

Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными питательными веществами. Бактерицидные препараты успешно используются для борьбы с многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком и др.).

Многие виды бактерий используются в различных отраслях промышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спиртов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, белково-витаминных препаратов и т.д.

Без бактерий невозможны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и других лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов и т.д.

Введение

История

Строение и жизнедеятельность бактерий

Форма тела

Способы передвижения

Место обитания

Внешнее строение

Внутреннее строение

Способы питания

Обмен веществ

Хемосинтез

Бактериальный фотосинтез

Спорообразование

Размножение

Роль бактерий в природе

Круговорот

Почвообразование

Распространение в природе

Микрофлора почвы

Микрофлора водоёмов

Микрофлора воздуха

Микрофлора организма человека

Бактерии в круговороте веществ

Круговорот азота

Круговорот углерода

Круговорот серы

Круговорот железа

Естественный круговорот

Распространение почвенных микроорганизмов

Как питаются бактерии

Почвенные бактерии

Азотофиксаторы

Бактерии гниения

Как происходит процесс

Бактерии брожения

Болезнетворные бактерии

Борьба с вредоносными гостями

Функции и значение бактерий

Скачать:

Предварительный просмотр:

Задания муниципального этапа XXVIII Всероссийской олимпиады школьников по биологии. Московская область – 2011-12 уч. год

Предварительный просмотр:

Предварительный просмотр:

Места обитания

Особенности строения

Размножение

Классификация

Значение в природе и для человека

Задания
муниципального этапа XXVIII Всероссийской олимпиады
школьников по биологии. Московская область – 2011-12 уч. год