Онтогенез на ЕГЭ по биологии, разбор темы

В зоомагазине у кассы стоял аквариум с аксолотлем, розовым, с пушистыми жабрами по бокам головы, и мать одиннадцатиклассницы, пока дочь выбирала корм для рыбок, спросила продавца: «Он так и останется головастиком? Никогда не вырастет?» Продавец пожал плечами. Ответ в учебнике биологии есть, и он короче вопроса: аксолотль взрослеет, размножается и живет годами, так и не пройдя метаморфоз, потому что щитовидная железа выделяет у него слишком мало гормона. Если такому животному ввести тироксин, жабры уходят, и через несколько недель в аквариуме сидит обычная наземная амбистома.

Онтогенез, индивидуальное развитие организма от зиготы до смерти, на ЕГЭ по биологии чаще всего встречается в заданиях с 5 по 8 первой части, где проверяют клетку и организм как биосистемы. Тема выглядит описательной, но баллы в ней теряют на трех вещах: порядке стадий, происхождении органов из зародышевых листков и разнице между прямым и непрямым развитием.

1651 год, королевские олени

Уильям Гарвей, лейб-медик Карла Первого, получил разрешение вскрывать ланей из королевских парков и искал в их матках зародыш в первые дни после спаривания. Найти его глазом не удалось, и все же в книге «Исследования о зарождении животных» 1651 года Гарвей заключил, что всякое животное начинается с яйца. На фронтисписе книги Зевс держит в руках яйцо с надписью «все из яйца».

Гарвей ошибся в частностях: яйцеклетку млекопитающих он так и не увидел, ее нашли только через 176 лет. Но счет жизни с зиготы, клетки, где слились яйцеклетка и сперматозоид, остался. От нее до рождения или выхода из яйцевых оболочек тянется эмбриональный период, дальше до смерти постэмбриональный, и в заданиях с выбором ответов фраза «онтогенез начинается с рождения» стоит среди неверных.

1759 год, спор о маленьких человечках

Лет за сто до Дарвина ученые всерьез обсуждали, сидит ли внутри яйца, а то и внутри сперматозоида, сложенный в миниатюре готовый цыпленок или человечек, которому остается только подрасти. Этот взгляд звали преформизмом. Двадцатипятилетний Каспар Фридрих Вольф в 1759 году защитил диссертацию, где по курам доказывал обратное: в зародыше сначала нет ни сердца, ни кишки, и они складываются шаг за шагом из ткани, в которой поначалу ничего не различить. Эту точку зрения назвали эпигенезом.

Прав в этом споре был Вольф, и следы его правоты видны уже на первой стадии, дроблении. Зигота делится митозом раз за разом, но между делениями клетки не успевают подрасти, так что бластомеров становится больше, а сами они мельче, и зародыш размером почти не отличается от исходной клетки. Строчка «клетки при дроблении делятся и растут» в задании на признаки неверна именно поэтому.

1828 год, две склянки без этикеток

Карл Бэр, уроженец Эстляндии, в 1827 году впервые описал яйцеклетку млекопитающих, найденную у собаки, а через год выпустил первый том книги об истории развития животных. Там он признался в собственной оплошности. У него хранились в спирту два зародыша, он забыл их подписать и не смог сказать, ящерицы это, птицы или млекопитающего. На ранних стадиях зародыши позвоночных разных классов похожи друг на друга сильнее, чем взрослые особи.

Закон зародышевого сходства Бэра навигатор ФИПИ прямо называет среди того, что выпускник должен знать в 11 классе. На тех же куриных зародышах за десять лет до Бэра Христиан Пандер описал слои, из которых строится тело, и Бэр распространил эту схему на всех позвоночных.

Слои называют зародышевыми листками, наружным, средним и внутренним, и полный список органов из каждого удобнее держать в таблице. Для прозы хватит трех органов, на которых сбиваются чаще всего. Головной мозг тянет записать в мезодерму, раз он лежит глубоко внутри черепа, хотя вырастает он из наружного листка, эктодермы, как и вся нервная система. Сердце хочется отдать внутреннему листку, а оно мезодермальное, вместе с кровью, мышцами и скелетом. Кожу целиком относят к эктодерме, забывая, что от наружного листка в ней только эпидермис, а дерма под ним из мезодермы. Печень и легкие при этом стоят там, где их и ищут, во внутреннем листке, энтодерме.

1891 год, Неаполь, две половинки морского ежа

Вильгельм Ру в 1888 году проколол раскаленной иглой одну из двух клеток лягушачьего зародыша и получил из оставшейся половинчатого урода. Ханс Дриш через три года повторил опыт иначе, на морских ежах в Неаполе. Он разделил двухклеточный зародыш встряхиванием, и из каждой половинки выросла целая личинка, только меньше обычной.

Однояйцевые близнецы повторяют опыт Дриша без всякого встряхивания, у человека половинки раннего зародыша иногда расходятся сами. Дальше бластомеры продолжают делиться, и к стадии бластулы зародыш похож на полый шарик со стенкой в один слой клеток. У гаструлы стенка уже двойная, часть клеток ушла внутрь, у большинства животных следом закладывается и третий листок, а у нейрулы на спине из наружного слоя свертывается нервная трубка, под которой лежит хорда.

Шесть слов, зигота, дробление, бластула, гаструла, нейрула, органогенез, и составляют ответ задания 8 на последовательность. Путаницу бластулы с гаструлой проще всего ловить по числу слоев в стенке.

1924 год, губа, которая командует

В лаборатории Ханса Шпемана во Фрайбурге аспирантка Хильда Мангольд пересадила кусочек верхней губы бластопора, края того места, где начинается впячивание, от зародыша одного вида тритона на брюшную сторону зародыша другого вида. Виды она выбрала с разной окраской, чтобы отличать клетки хозяина от пересаженных. На брюшной стороне вырос второй зародыш, с нервной трубкой и хордой, и большая часть его тканей состояла из клеток хозяина. Пересаженный кусочек не построил второго зародыша сам, а заставил соседей его построить.

Статья вышла в 1924 году, и в том же году Мангольд погибла от ожогов, когда вспыхнул бензин, которым она заправляла плитку, ей было двадцать пять. Шпеман в 1935 году получил Нобелевскую премию. Явление, которое они открыли, называют эмбриональной индукцией, и оно стоит в кодификаторе отдельным пунктом: одни части зародыша влияют на развитие других. Пример в заданиях почти всегда берут из того же тритоньего опыта: хордомезодерма заставляет эктодерму над собой свернуться в нервную трубку.

1962 год, ядро из кишечника

Молодой оксфордский биолог Джон Гердон работал со шпорцевыми лягушками. Он вынимал ядро из клетки, выстилающей кишку головастика, а яйцеклетку лишал ее собственного ядра и вставлял чужое на освободившееся место. Не каждая такая клетка выживала, но некоторые давали вполне обычных головастиков. Статью он напечатал в 1962 году, а Нобелевский комитет вспомнил о ней только полвека спустя, в 2012-м, разделив премию между Гердоном и японцем Синъей Яманакой.

Головастик из кишечного ядра показал, что клетка кишки хранит все гены, нужные для целой лягушки, просто большая их часть в ней молчит. Специализацию клеток, дифференцировку, так и объясняют: в каждой ткани работает своя часть общего набора, и суждение «при дифференцировке клетки теряют часть генов» в задании нужно отметить как неверное. Овечка Долли, родившаяся 5 июля 1996 года, появилась тем же способом, только ядро взяли из клетки молочной железы взрослой овцы, и в кодификаторе клонирование стоит среди форм бесполого размножения.

1911 год, головастики на конской железе

Головастики Гудернача возвращают к аксолотлю из зоомагазина. Австрийский врач Фридрих Гудернач летом 1911 года в Праге кормил головастиков кусочками разных органов лошади, а результаты напечатал в 1912 году. Те, кому досталась щитовидная железа, превратились в крохотных лягушат раньше срока, хотя расти до нормы еще не успели. Так связь метаморфоза с гормоном щитовидной железы впервые показали опытом.

Птенец, ящеренок и котенок появляются на свет уменьшенными копиями родителей, и такое развитие называют прямым. В непрямом между яйцом и взрослым стоит существо, на родителей мало похожее. Головастик с хвостом и жабрами живет в пруду, где взрослой лягушке делать нечего, а гусеница капустницы ест капусту и о полете понятия не имеет. Рыжий таракан на кухне проходит путь короче: из яйцевой капсулы, которую самка таскает на конце брюшка, выбираются мелкие бескрылые тараканчики, сбрасывают шкурку несколько раз и с последней линькой получают крылья. Учебник называет такой путь неполным превращением. Бабочке, жуку, мухе и пчеле между личинкой и взрослым нужна еще одна ступень, неподвижная куколка, внутри которой тело личинки разбирается и собирается заново, это полное превращение. В заданиях на соответствие путают обычно именно эти группы, и тараканов по привычке записывают к бабочкам.

Что спрашивают на ЕГЭ

ЕГЭ по биологии 2027 года по проекту ФИПИ состоит из 28 заданий, на работу отводится 235 минут, максимальный первичный балл 57. Структура и содержание по сравнению с 2026 годом не меняются, но задание 21 теперь стоит 1 балл вместо 2, а задание 26 стоит 4 балла вместо 3, и общий максимум от этого не сдвинулся.

В плане экзамена развитие организма спрятано в блок с длинным названием про клетку и организм как биосистемы, и этот блок занимает номера с пятого по восьмой. За пятый, где дан рисунок, ставят 1 балл. Шестой, седьмой и восьмой стоят по 2 балла, в шестом подбирают пары, в седьмом выбирают несколько верных ответов, в восьмом выстраивают порядок. Во второй части зародыш на какой-нибудь стадии вполне может оказаться на картинке к заданию 24, это до 3 баллов, а в 26-м, где вопрос обычно о незнакомом случае, легко представить вопрос про аксолотля, не прошедшего метаморфоз.

Минимальный порог Рособрнадзора по биологии составляет 36 тестовых баллов. Заявление с перечнем экзаменов выпускник подает до 1 февраля включительно.

Как готовиться

На тему уходит около двух недель, если заниматься через день. Сначала рисуется одна схема на развороте тетради, цепочка из шести стадий с пометкой, сколько слоев у зародыша на каждой. На следующий день к схеме добавляются три столбца, эктодерма, мезодерма, энтодерма, и в каждый вписываются органы. Проверять себя удобно вопросом «из какого листка?» про десять случайных органов, пока ответы не пойдут без паузы.

Вторая неделя отдается постэмбриональному развитию и заданиям из открытого банка ФИПИ, их в навигаторе по этому элементу больше полутора десятков. Через три дня после первого прохода стоит решить их снова, а потом вернуться к схеме перед пробником. Если задание 8 на последовательность уже не вызывает затруднений, остаток времени лучше потратить на задание 24 с рисунком, где нужно не только назвать стадию, но и объяснить, по какому признаку она узнается.

Для родительского чата хватит одной фразы. В онтогенезе на ЕГЭ баллы теряют чаще всего на зародышевых листках: мозг развивается из эктодермы, сердце из мезодермы, печень из энтодермы.

Разобраться, какие темы второй части у вашего выпускника уже получаются, а какие нет, можно на бесплатной консультации с методистом на classicum.ru. Курс по биологии идет онлайн в малых группах.

Частые вопросы про онтогенез на ЕГЭ