Альтернатива

Название Формулировка задачи Автор
1 Невидимки Вирусы, патогенные бактерии и протисты, поражающие различных животных, могут различным образом модифицировать свою поверхность для ухода от иммунного ответа хозяина. Это позволяет им реализовать две основные стратегии маскировки: 1) пассивная «игра в прятки» и уменьшение антигенного разнообразия такого патогена, либо 2) активное «запутывание» хозяина при помощи модулирования его собственных сигналов и мимикрии под его собственные белки. Какие принципы организации и механизмы позволяют указанным патогенам реализовать данные стратегии? Какой из приведенных вами механизмов является наиболее универсальным среди указанных патогенов для ухода от иммунного ответа хозяина? Предложите, как его можно усовершенствовать. Никитин Д.М.
2 Прудовик-моревик В некоторых крупных таксонах животных (например, в типе Моллюски) есть группы: 1) специализированные к пресноводным местообитаниям, 2) специализированные к морским местообитаниям и 3) универсальные, способные жить и там и там. Какие причины, кроме различия осмотического давления, «запрещают» (мешают) водным животным осваивать новую среду обитания? Как эти ограничения обходят группы-универсалы? В каком направлении переход более вероятен, из пресной воды в морскую или наоборот? Шилова О.Н.
3 В багрец и золото одетые леса Представьте себе, что предки современных наземных растений в свое время не смогли бы освоить сушу. В чем состояли бы основные особенности наземной флоры в случае колонизации суши а) красными; б) бурыми водорослями. Какие жизненные формы растений они смогли бы создать? Как бы такая замена повлияла на организацию биосферы в целом, а в особенности на освоение суши животными? Шилов Е.С.
4 Елочка, зажгись! Способность к биолюминисценции характерна для многих бактерий, грибов и животных, но не для высших растений. С какими морфофизиологическими особенностями высших растений это связано? Какие из их органов могли бы стать светящимися с наибольшей вероятностью? Какие преимущества и недостатки дала бы высшим растениям биолюминисценция? Пуховая Е.М.
5 Третий не лишний Представьте вид триплоидных организмов, у которых для оплодотворения необходимо слияние гамет от трех родителей. С какими преимуществами и недостатками связан данный способ размножения? Опишите механизмы деления клеток у таких особей. В каких условиях и каким группам организмов мог бы быть выгоден такой способ размножения? Костюк А.И.
6 Тройная спираль Открытию двойной спирали ДНК предшествовала разработка модели ДНК в виде тройной спирали. Допустим, что у каких-то организмов возможно хранение наследственной информации в виде комплекса из трех полимерных молекул нуклеиновых кислот или их аналогов, причем в реакциях матричного синтеза для однозначного узнавания при встраивании нового мономера требуется взаимодействие между тремя азотистыми основаниями. Как могли бы быть устроены процессы репликации, репарации и транскрипции у таких организмов? В чем преимущества и недостатки такого способа хранения и реализации генетической информации по сравнению с реально существующим? Кузин И.А.
7 Альтернатива На определенном этапе эволюции приматы перешли «из мира запахов в мир света»: зрительная сенсорная система стала ведущей. Укажите эволюционные последствия такого перехода «в мир света». Предположите, как бы изменились предки человека и современные люди, если бы в ходе их эволюции доминирующей была не зрительная, а какая-либо другая сенсорная система. Кузин И.А., Морозова М.А.
8 Универсальный субстрат Базовые метаболические потребности клеток человеческого организма обеспечиваются за счет различных молекул, переносимых с кровью. Предложите одну-единственную молекулу, позволяющую максимально удовлетворить основные биохимические потребности клеток человека. С какими преимуществами и недостатками с точки зрения процессов, происходящих на уровне клетки, ткани и организма, связан переход к такому метаболизму? Никитин Д.М.
9 Шаттл Горизонтальный перенос генов между прокариотами и эукариотами происходит очень редко. Предложите конструкцию шаттл-вектора, способного переноситься от бактерии к клеткам человека и наследоваться в обоих типах клеток хозяев. Предложите наиболее эффективный способ передачи такого вектора и наиболее удобную для этой цели группу бактерий. Пупов Д.В., "Биокад"
10 Вечнозеленый заяц Эндосимбиоз пластид неоднократно происходил в различных линиях водорослей. Представьте себе, что в начале эволюционной линии многоклеточных животных также имело бы место событие эндосимбиоза, в результате которого общий предок животных получил бы способность к фотосинтезу. Как это событие повлияло бы на эволюцию животных и их биоразнообразие? Как могли бы быть устроены различные группы фотосинтезирующих животных (аналогичные реально существующим) с учетом морфологических, физиологических и биохимических адаптаций растений к фотосинтезу? Мамаева А.С.
11 Скрытая угроза Митохондрии обладают собственной системой передачи и реализации наследственной информации, которая теоретически может эксплуатироваться вирусами. Какие факторы осложняют репликацию и распространение вирусов митохондрий? При каких условиях все же возможно их появление в ходе эволюции? Предложите план исследования, призванного обнаружить такие вирусы или доказать их отсутствие в конкретной популяции клеток. Пупов Д.В.
12 Третий не лишний Представьте себе вид, представленный триплоидными организмами, у которых для оплодотворения необходимо слияние гамет от трех родителей. С какими преимуществами и недостатками связан такой способ размножения? Опишите процессы деления клеток у таких организмов. Костюк А.
13 Разветвленная ДНК Предложите модель строения, репликации и транскрипции разветвленной ДНК. В чем преимущества и недостатки разветвленной ДНК по сравнению с неразветвленной? Бизяев Н.С.
14 Стволовые клетки В процессе эволюции у каждого таксона на разных этапах онтогенеза выработалась система «скрытых» репродуктивных резервов в виде стволовых клеток, «срабатывающих» на разных уровнях биоиерархии. В конце ХХ века новейшие идеи и факты в области изучения стволовых клеток человека и животных получили высокую теоретическую и практическую значимость. Стволовые клетки существуют и у растений. Где они локализованы, каковы механизмы и результаты их деятельности, для решения каких теоретических и практических задач можно использовать такие клетки? Сравните механизм деятельности животных и растительных стволовых клеток. Пересторонина О.Н.
15 Реконкиста Современные наземные организмы с трудом возвращаются к пелагическому образу жизни. Представьте, что в результате массового вымирания в океане погибли все хищные животные. Предложите эволюционный сценарий вторичной колонизации такого океана представителями наземной фауны. Какие экологические ниши пелагиали могут быть освоены различными группами наземных животных, а какие останутся за потомками выживших водных видов? Агапов А.А.
16 Посторонним вход воспрещен Считается, что у прокариот часть эволюционных функций полового размножения по обеспечению генетического разнообразия выполняет горизонтальный перенос генов. Какие факторы ограничивают горизонтальный перенос и не позволяют прокариотам использовать любые гены любых организмов? Каким образом прокариотический организм может полностью защитить себя от риска горизонтального переноса генов? Как подобное событие скажется на его организации генома? Шилов Е.С., Суслов В.В.
17 Оптимизация Пластиды, как правило, устроены сложнее митохондрий и потенциально могут дублировать их функции. Что препятствует полному переносу функций от митохондрий к пластидам? В каких условиях и каким образом фотосинтезирующие пластиды могли бы взять на себя все функции митохондрий, так чтобы клетка могла полностью избавиться от последних? Методкомиссия
18 Двоичный код Допустим, что возможности генетической инженерии позволяют создать организм, в состав ДНК которого входят два, а не четыре канонических нуклеотида. Рассмотрите преимущества и недостатки динуклеотидной ДНК (по сравнению с тетрануклеотидной) с точки зрения основных процессов, изучаемых молекулярной биологией: репликации, репарации, транскрипции и трансляции. На основе какой пары нуклеотидов – A-T или G-C – легче создать организмы с динуклеотидной ДНК? Кузин И.А.
19 Два – один У любого организма есть парные и непарные органы. Так ли необходимы пары и достаточно ли одного органа? Шушканова Е.Г.
20 На грани нервного срыва Представьте, взяв за основу позвоночное, модель животного, регуляция в организме которого полностью осуществляется на основе нервной системы, без использования гуморальной. Какие преимущества и недостатки будут у такого способа регуляции по сравнению с полноценной нейроэндокринной регуляцией? Каким образом данное животное может решать проблемы, возникающие в связи с такой регуляцией? Лукьянов Д.А., Кузина М.Г.
21 Декаданс Считается, что эукариоты произошли от прокариот. Предложите, наоборот, возможный механизм происхождения прокариот от эукариот. В каких условиях он мог бы реализоваться? С какими проблемами столкнулись бы первые прокариоты в мире эукариот? Бизяев Н.С.
22 Ёлочка Всем известна детская загадка «Зимой и летом одним цветом». Как Вы считаете, на самом ли деле хвойные растения одинаковы в зимний и летний периоды? Ответ рассмотрите с морфологической, анатомической и физиологической точек зрения. Неизвестно
23 Память Человеческая память обладает, по-видимому, неограниченными возможностями. В чем отличия и сходства способов организации, хранения и работы с памятью у человека и современных компьютеров; в каком виде и в каких участках мозга записывается хранимая нашей памятью информация? Шубин С.Е.
24 Жизнь без мутаций Помимо мутаций источником генетического разнообразия для эволюции являются рекомбинация и горизонтальный перенос генов. Представьте себе идеальный организм, у которого нет точечных мутаций, связанных с ошибками ДНК-полимеразы и повреждениями ДНК. В каких случаях и при помощи каких механизмов рекомбинация и межорганизменный перенос ДНК смогут заменить мутации с эволюционной точки зрения? Предложите модель организма, способного к эволюционной адаптации, несмотря на отсутствие у него спонтанных мутаций. Шнепп Алексей
25 Мембраны "с нуля" В современных организмах все мембраны происходят из других мембран. С какими трудностями связан синтез мембран de novo? Предложите гипотетический механизм сборки мембран "с нуля". Кузин И.А.
26 Love story Для большинства видов животных характерен один из вариантов брачных взаимоотношений, и обычно это является видовым признаком. Однако, у людей встречаются разные виды брачного поведения (моногамия, полигамия и даже полиандрия). Есть ли еще животные с подобным внутривидовым разнообразием брачного поведения? С чем может быть связана такая особенность? Каким образом разные эволюционные стратегии (в частности, стратегии размножения) могут сосуществовать внутри одного вида? Кузин И.А., Пупов Д.В.
27 Учиться никогда не поздно Переход к паразитизму связан со специализацией или даже морфо-физиологической дегенерацией организма. Насколько обратим этот процесс? Представьте себе, что одномоментно исчезли все животные, кроме облигатных паразитов грибов, животных и растений. К каким краткосрочным и долгосрочным последствиям это приведет? Какие группы паразитических животных смогут выжить, и за счет каких экологических стратегий? Кузин И.А.
28 Гондвана 2.0 Представьте, что в наше время в результате движения земной коры Южная Америка и Африка воссоединились по границе старого разлома, что привело к взаимной миграции видов между этими континентами. Какие позвоночные на этих континентах вступили бы в конкуренцию друг с другом? Как изменился бы состав позвоночной фауны Южной Америки и Африки в результате этой конкуренции, если не учитывать вмешательство человека? Кузин И.А.
29 Геномный ветер Возможности переноса информации при известных способах горизонтального переноса генов ограничены. Предложите искусственный способ передачи генетической информации между организмами за счет электромагнитного излучения. Опишите возможное устройство соответствующих передатчика и приемника информации. Каковы ограничения данного механизма с точки зрения объема передаваемой генетической информации и точности ее передачи? Пупов Д.В.
30 Sanus per anus У людей иногда используется метод введения лекарств через прямую кишку. Какие группы лекарственных препаратов и в каких случаях лучше вводить через прямую кишку, нежели другими способами? Предложите группы животных (позвоночных или беспозвоночных, не обязательно хозяйственно значимых), для которых наиболее предпочтительным способом введения лекарственных препаратов является их введение именно per anus. Абовян Л.А.
31 Прямая связь В биологических системах самого разного уровня – от молекул до экосистем – большую роль играют обратные связи (feedback). Их разделяют на отрицательные (уменьшающие отклонения системы от заданного состояния) и положительные (увеличивающие отклонения). Но важное значение имеют и прямые (упреждающие) связи (feedforward), когда регуляция в ответ на возмущение осуществляется еще до того, как возмущение вызовет отклонение системы. Приведите в виде схем примеры таких связей, действующих на различных уровнях организации живого. Отметьте, в чем состоят отличия прямых связей от обратных с точки зрения выполняемых функций. Волошина М.А.
32 Без электрофореза Явление электрофореза было открыто в начале XIX века профессором Московского университета Ф.Ф. Рейссом, однако техника электрофореза получила развитие не сразу. Какие методы молекулярной биологии включают в себя стадию электрофореза? Какого рода информацию можно получить при помощи этих методов? Предложите наиболее эффективный способ получения каждого из перечисленных Вами типов информации без использования электрофореза и сравните его с традиционным. Кузин И.А.
33 Белки-трансформеры На заре молекулярной биологии была популярна гипотеза, что функциональная трехмерная структура белков определяется не собственно аминокислотной последовательностью, а в результате комплементарного взаимодействия с какими-либо другими молекулами. При этом белки с разными первичными структурами могут приобретать одинаковую третичную структуру, а с одинаковой первичной структурой - разные третичные. Предложите, как могла бы быть устроена такая система «молекул-матриц», которые бы определяли третичную структуру взаимодействующих с ними белков. С какими недостатками и преимуществами был бы связан такой механизм приобретения белками функциональной третичной структуры? Предположите, в каких биохимических и молекулярно-биологических процессах он мог бы быть полезен. Кузин И.А., Либерзон А.Н., Костюк А.И.
34 Жадина Несмотря на то, что основные пути аэробного катаболизма заканчиваются разложением органических веществ до неорганических, животные выводят довольно много пригодных для дальнейшего метаболизма органических веществ и недоокисляют некоторые неорганические (например, аммиак). Опишите метаболизм многоклеточного животного, которое самостоятельно или с помощью симбионтов полностью метаболизирует вещества, содержащие биогенные элементы, выделяя их в виде наиболее термодинамически выгодных кислородсодержащих соединений. В какой группе животных и при каких условиях может развиться "безотходный метаболизм"? По каким причинам современные животные далеки от такого способа существования? Шилов Е.С.
35 Код без запятых В 1957 году Ф. Крик, Дж. Гриффит и Л. Оргел опубликовали красивую, но в итоге не оправдавшуюся гипотезу об устройстве генетического кода в виде неперекрывающегося «кода без запятых». Согласно этой гипотезе, рамка считывания не задается старт-кодоном трансляции, а формируется за счет того, что кодирующими аминокислоты являются только 20 триплетов из 64 (предполагалось, что между триплетами нет дополнительных нуклеотидов, а все 44 «бессмысленных кодона» игнорируются). Какие особенности были бы характерны для молекулярной биологии организмов с «кодом без запятых»? В чем преимущества и недостатки такого механизма кодирования генетической информации? Кузин И.А.
36 Исполняющие обязанности Часто в клетках живых организмов функции одних химических элементов в их отсутствии могут брать на себя другие элементы. Предположите, какие химические элементы в биологических системах могут «исполнять обязанности», соответственно, серы, железа, кальция и натрия. Обоснуйте свой выбор, основываясь на биологических функциях этих элементов. Шилов Е.С.
37 Мягкая сила В межвидовой конкуренции можно выделить эксплуатационную и интерференционную. В первом случае один вид успешнее потребляет общий с другим видом ресурс окружающей среды, обрекая конкурента на исчезновение из-за недостатка ресурса, во втором - особи одного вида побеждают особей другого в прямых столкновениях. Приведите альтернативные способы вытеснения одних видов другими видами - реально существующие или гипотетические. Для каких экологических групп могут быть характерны такие виды конкуренции? Предложите модель вида с наибольшим числом способов конкуренции с другими видами. Суслов В.В.
38 Чужой против Хищника По типу метаболизма все эукариоты подразделяются на фотолитоавтотрофов и хемоорганогетеротрофов. Среди прокариот можно обнаружить и шесть других возможных типов метаболизма. Проранжируйте эти шесть типов метаболизма по вероятности возникновения среди многоклеточных эукариот. Какие из существующих многоклеточных организмов могут дать начало каждому из них? Приобретение какого из шести типов метаболизма многоклеточными проще всего с эволюционной точки зрения? Агапов А.А., Ломов Н.А.
39 Железный дровосек Матрикс костной ткани позвоночных обычно состоит из белков коллагенового типа и неорганических соединений кальция. Какие альтернативные биополимеры или минералы могли бы быть использованы для построения скелета позвоночных животных? Какие преимущества и недостатки характерны для существующего типа костной ткани, а какие - для предложенного Вами? Черных О.Н.
40 Мир белков До открытия каталитической функции РНК и появления гипотезы «мира РНК» исследователи происхождения жизни всерьез рассматривали возможность существования «мира белков», в котором белки могли одновременно выполнять функции хранения и реализации генетической информации. Какими преимуществами и недостатками перед РНК обладают молекулы белка в роли носителей генетической информации? Предложите основной механизм передачи наследственной информации в мире белков. Какие ограничения на строение и работу белков накладывает требование, чтобы каждый белок совмещал его уникальную функцию с хранением генетической информации? Кущенко А.С.
41 Соматическая редукция Мейоз и сопряженный с ним кроссинговер являются частью жизненного цикла всех эукариотических организмов, имеющих половой процесс, но иногда мейоз осуществляется и в соматических клетках (например, у красных водорослей рода Batrachospermum). Предложите модель многоклеточного организма, чьи клетки могут делиться исключительно путём мейоза, при этом восстанавливая диплоидность после деления клеток. С какими трудностями связан такой способ пролиферации соматических клеток и как их можно будет преодолеть? В какой систематической группе наиболее вероятно появление подобного организма и какие особенности строения и экологии будут для него характерны? Алкин Н.А.
42 Мир горизонтального переноса Считается, что у прокариот часть эволюционных функций полового размножения по обеспечению генетического разнообразия выполняет горизонтальный перенос генов. Как могла бы быть организована биосфера без полового размножения, но с горизонтальным переносом генов? Какие особенности видообразования и видового разнообразия будут характерны для такого мира? Какие особенности были бы характерны для многоклеточных организмов из такой биосферы? Пупов Д.В.
43 Добрый Гудвин Предположим, что надежды трангуманистов сбылись, и мы обладаем 3D принтером, способным по чертежу изготовить из соответствующих клеток и межклеточного матрикса любой человеческий орган, даже не существовавший до сих пор. В какую из систем органов человека (нервную, пищеварительную, кровеносную, дыхательную или выделительную) легче всего было бы добавить новый полезный орган? Опишите его структуру, особенности функционирования и регуляции. Армеев Г.А.
44 Молекулярная дезинформация Известно, что некоторые бактерии и грибы, в том числе симбиотические, используют для общения друг с другом молекулы, служащие нейромедиаторами для многоклеточных животных, в том числе для хозяев этих же симбионтов. Какие сигнальные молекулы хозяина было бы выгодно "подделывать" комменсалам и паразитам? Какую выгоду от хозяина в результате можно было бы получить? Как организм-хозяин может защитить свои сигнальные молекулы от "взлома" симбионтом? Шилова О.Н.
45 Страшная месть Существуют прокариоты - паразиты других прокариот, однако нам неизвестны эукариоты, являющиеся в отношении прокариот не хищниками, а паразитами. Почему такая экологическая стратегия не распространена? Рассмотрите возможные способы паразитирования эукариот на прокариотах. Какой из них легче реализовать? Какие эукариоты могли бы перейти к такому образу жизни? Шилов Е.С.
46 Буратино Обычно растения используют для коммуникации химические сигналы, что соответствует человеческим чувствам обоняния и вкуса. Рассмотрите возможности коммуникации растений между собой или между растениями и животными с использованием других модальностей: акустической, визуальной, тактильной и т.д. Какая из них связана с наибольшими преимуществами? Какие морфологические, физиологические и экологические особенности будут характерны для растений, осуществляющих коммуникацию выбранным Вами способом? Ломов Н.А., Шилов Е.С.
47 Цикл Кребса Происхождение биохимических циклов довольно загадочно, так как на первый взгляд они могут быть полезны только в «готовом» виде. Существует две гипотезы возникновения цикла трикарбоновых кислот (ЦТК). Согласно одной точке зрения ЦТК возник еще до появления первых организмов, но был восстановительным (работал в обратном направлении). По другой версии ЦТК мог возникнуть в результате замыкания окислительной и восстановительной ветвей, выполнявших до этого независимые функции. Приведите как можно больше аргументов, подтверждающих или опровергающих ту или иную гипотезу. Кузин И.А.
48 Чиполлино Развитие методов генетической инженерии открывает большие перспективы для создания новых сортов растений и пород животных. Однако общество с большой опаской относится к использованию генетически модифицированных организмов. Чем они могут быть опасны? Сравните методы генетической инженерии с предшествовавшими им методами селекции по параметрам эффективности и степени опасности для человека и биосферы. Кузьмин Д.В.
Любое использование и перепечатка задач представленных в данной базе возможно только при условии указания авторства Методической комиссии ВТЮБ и ссылки на сайт Турнира. Пример: "Задача предоставлена Методической комиссией Всероссийского Турнира юных биологов. Сайт Турнира: bioturnir.ru"

Открытая база задач ТЮБ

Задач в открытой базе: 413 шт.

Закрытая база задач ТЮБ

Задач в закрытой базе: 923 шт.

База заданий жеребьевок

Заданий жеребьевок: 151 шт.