ELEARNING.SK | PR SPRÁVY | GSGROUP | NAJDES.SK | BRIGÁDY, PRÁCA | GLOBALOFFICE.SK | REGISTRAČNÉ VIRTUÁlNE SÍDLO FIRMY | MINCE | CMS | ESHOP | TESTIVA
Prihlásenie:
>Staňte sa redaktorom eQuark.sk

eQuark.sk

Anketa

Ak by ste o tom mohli rozhodnúť práve vy, zaradili by ste Pluto opäť medzi planéty?

Quark

Korešpondenčné semináre – biológia, chémia

1.10.2012 11:21:04 | * q
| Počet zobrazení: 4672x

Ako ste sa možno dočítali v októbrovom čísle Quarku, na tomto mieste nájdete úlohy prvého kola tohto zaujímavého seminára.

 

Korešpondenčný seminár je súťaž pre žiakov stredných škôl. Seminár riešite doma, preto sú úlohy zostavené aj z oblastí, ktoré sa bežne na stredných školách nevyučujú a môžu vyzerať na prvý pohľad ťažké. Ale ak porozmýšľate, pohľadáte v literatúre, na internete, poradíte sa s vyučujúcimi, zistíte, že sa dajú ľahko vyriešiť. Okrem toho na úspešný postup v súťaži nie je ani zďaleka potrebné mať správne vyriešené všetky úlohy.

Cenou pre najlepších študentov je odborné sústredenie, ktorého náplňou sú prednášky, cvičenia, exkurzie, múzeá, turistika. Tam spoznáte nových kamarátov, v budúcnosti možno spolužiakov na vysokej škole. Účastníci sústredenia získajú certifikát, ktorý ich oprávňuje k štúdiu na Prírodovedeckej fakulte UK v Bratislave bez prijímacích skúšok.

Ďalšie informácie a kompletné znenie úloh nájdete na webstránkach chem.korsem.sk (chémia) a bio.korsem.sk (biológia). Vyriešené úlohy 1. kola posielajte do 3.12. 2012. Tešíme sa na vašu účasť.

Autori úloh: Silvia Hnátová (genetika), Peter Horváth (fyzikálna chémia), Stanislav Kedžuch, Marek Vician (alchymistov dôkaz).

Chémia; Fyzikálna chémia 

Pokiaľ na alkalický roztok organickej látky fluoresceín zasvietime bielym svetlom, môžeme pozorovať zaujímavý jav. Svetlo, ktoré priamo prechádza cez roztok, vnímame ako oranžové. Avšak keď sa na roztok pozeráme kolmo vzhľadom na zdroj svetla, roztok žiari výrazným zeleným svetlom.

V prvom prípade ide o absorpciu elektromagnetického žiarenia s vlnovou dĺžkou 490 nm, ktoré vnímame ako modro-zelené svetlo. Keďže roztok podstatnú časť z neho pohltí a červené a žlté svetlo prepustí, vidíme jeho farbu ako oranžovú.

Molekulové orbitály, ktoré vzniknú lineárnou kombináciou atómových p-orbitálov (Obr. 1) označujeme znakom π a π*. Absorpcia žiarenia v molekulách s násobnými väzbami je spôsobená prechodom elektrónov práve z π do π* -z najvyššieho obsadeného väzbového do najnižšieho neobsadeného protiväzbového molekulového orbitálu uvažovanej molekuly (Obr. 2).

1. Akými anglickými skratkami sa tieto dva orbitály (najvyšší obsadený a najnižší neobsadený) označujú?

Energia absorbovaného žiarenia je rovná rozdielu energií (ΔE) týchto dvoch orbitálov, takže z toho vyplýva, že tento rozdiel môžeme ľahko vypočítať z frekvencie svetla, ktoré je najviac absorbované.

2. Aký je energetický rozdiel medzi väzbovým a protiväzbovým orbitálom molekuly fluoresceínu? Výsledok uveďte v eV.

picture
 
 

Spektrofotometrom bolo zmerané absorpčné spektrum roztoku fluoresceínu s pH= 8 v kyvete s optickou dráhou 2,00 cm. Absorpčné maximum bolo pri vlnovej dĺžke 490nm a absorbancia pri tejto hodnote bola 0,843.

3. Aká je koncentrácia fluoresceínu v tomto roztoku, keď vieme, že jeho molárny absorpčný koeficient pri pH= 8 je 8,00 . 10-4 dm3.mol-1.cm-1.

4. Koľko percent žiarenia s vlnovou dĺžkou 490nm pohltí tento roztok v kyvete s optickou dráhou 1,00cm?

V druhom prípade ide o fluorescenciu pri vlnovej dĺžke 520 nm.

5. Čo je fluorescencia?

5. Ako vizuálne rozlíšite či sa jedná o fluorescenciu alebo fosforescenciu?

6.Aký je rozdiel medzi fluorescenciou a fosforescenciou z elektronického hľadiska? Nakreslite Jablonskiho diagram a vyznačte v ňom absorpciu, fluorescenciu a fosforescenciu.

Alchymistov dôkaz 

Pri jednom upratovaní našiel pán T. starú almaru. Otvoril ju a našiel dva pergameny. Na prvom pergamene bol nasledujúci text:

1. Vezmi Mesačný kov a ponor ho do roztoku bromidu draselného a červenej soli krvnej.
Pokryje sa svetlo žltou Alfou.
2. Pusť chlórové vetry na Mesačný kov. Bielu Betu získaš.
3. Nenechávaj Alfu ani Betu na svetle. Mesačný kov tak dostaneš.
4. Roztok Gammy, volajúci sa i Lápis, získaš lúčavkou dusičnou z Mesačného kovu.
5. Alfu z Gammy získaj roztokom bromidu draselného.
6. Betu z Gammy potom soľou obyčajnou získaš.
7. Deltu nepripravuj. Pripraví sa sama v smradľavom prostredí páchnucom po vajciach.
Poznáš ju sčernením povrchu Mesačného kovu.
8. Horúcu lúčavku sírovú si priprav a Mesačný kov v nej rozpusti. Epsilon získaš.
9. Cukor z hrozna s Gammou a čpavkom var v pohári, až na stene uvidíš svoju tvár v jase
zrkadla stvoreného z Mesačného kovu.

picture
 
 

Pánovi T. napadlo, že pôjde o dômyselnú chemickú schému, ktorá tu ostala po nejakom alchymistovi. Prišiel na to, že náčrtok na druhom pergamene zodpovedá textu na prvom pergamene, a dal sa teda do lúštenia tohto odkazu.

Pomôžete mu? Určte neznámy kov a všetky deje popíšte chemickými rovnicami. Vysvetlite praktický význam javov 3., 7. a 9.

Genetika 

(riešenie na vlastné, najmä duševné, riziko :-))

Hlboko v mori, v pradávnych hĺbkach oceánu, ukryté pred zrakmi všetkých zvedavých oceanológov a podmorských sond ukrývajú sa teoretické organizmy nazývané mimohy. Naše mimohy, hoci by našincovi mohli pripomínať ryby, medzi ne prekvapivo nepatria. Po rokoch intenzívneho štúdia, PVNP (príliš veľa na počítanie) šedivých vlasov, obhrýzaných nechtov oceanológov a zoológov a samozrejme aj ich nespočetných hádok, podarilo sa vyčleniť samostatný kmeň mimohovcov.

Hlavnou schopnosťou mimohov je imitácia rýb a istému vedcovi sa dokonca podarilo objasniť gény zodpovedné za zmenu fenotypu, resp. ich krycieho výzoru. Mimohy majú iba 3 páry chromozómov a z toho ten tretí je pohlavný, a tak bola identifikácia jednotlivých fenotypov jasná ako slnko. Ako to vo výskume chodí, úspech treba poriadne zapiť (samozrejme nealkoholickými nápojmi), no a tak sa ľahko mohlo stať, že pri toľkej radosti si genetici zabudli označiť, kombináciou ktorých génov vznikajú jednotlivé fenotypy mimohov.

Ešte šťastie, že sa mohli obrátiť na riešiteľov Korsem-u, aby im pomohli v genetickej analýze mimohov.

1. Veľmi neochotne nám poskytli svoje poznatky o typoch dedičnosti a zatiaľ spozorovaných fenotypov mimohov. Vedia, že vždy je menej hladkých mimohov ako ostnatých, menej mimohov s hypnotizujúcim okom ako tých s normálnym. Za ich výsledný fenotyp sú zodpovedné 2 gény uložené na autozómoch: mimA (na 1. chromozóme) a mimB (na 2. chromozóme). Tiež je známe, že gén mimA je zodpovedný za tvorbu ostňov a mimB za formu očí.

picture
 
 

Navrhnite typ dedičnosti (autozomálna/gonozomálna, a ktorá alela je dominantná a ktorá recesívna) a genotypy (kombinácie alel génov mimA a mimB) pre 4 uvedené fenotypy mimohov.

Našepkanie staršieho mimoha: Ako už možno viete, všetky genetické informácie =genóm sú uložené na zvláštnych útvaroch =chromozómoch. Na chromozómoch sú uložené jednotlivé gény, v rôznych častiach chromozómu, teda lokusoch. Každý gén je zodpovedný za tvorbu nejakého znaku, napr. jeden gén má na starosti tvorbu ostňov, iný zas hypnotizujúceho oka.

Sú dva typy chromozómov: pohlavné (gonozómy) a nepohlavné (autozómy). Z toho vyplýva, že autozomálna dedičnosť sa uplatňuje pri génoch umiestnených na autozómoch, zatiaľ čo pri gonozomálnom type dedičnosti sú gény lokalizované na pohlavných chromozómoch (tu si treba uvedomiť že samce keďže sú XY, budú mať pri dedičnosti viazanej na X chromozóm iba jednu kópiu génu).

Alela je konkrétna verzia génu. Každý mimoh bude mať gén pre tvorbu oka, ale až konkrétna alela určí, či bude normálne alebo hypnotizujúce. Dominantná alela (značí sa veľkým písmenom) je tá, ktorá potláča prejav recesívnej (tá sa značí malým písmenom). Keďže mimohy sú diploidné, vždy majú dve verzie génu, jednu od matky a jednu od otca. Ich konkrétna kombinácia je genotyp, napr. aA (heterozygot), aa (recesívny homozygot), AA (dominantný homozygot). To, ako sa táto kombinácia prejaví navonok, je fenotyp. Aby sa teda fenotyp, ktorý recesívna alela podmieňuje, prejavil, musí byť jedinec recesívny homozygot.

V topoľčianskej zoo sa po anonymnom darovaní 2 mimohov (netušíme, ako prežili cestu do vnútrozemia) očakáva narodenie mladého mimoha. Viete, že rodičovské fenotypy sú:
hladký mimoh s hypnotizujúcim okom
mimoh s ostňami a s normálnym okom

2. Keďže mimoh s hypnotizujúcim okom dokáže zhypnotizovať ostatné ryby v akváriu, aby mu naskákali do papule, predstavuje pre spomenutú zoo s obmedzeným rozpočtom, isté ekonomické riziko. Aká je pravdepodobnosť, že vzniknutý mimoh bude mať hypnotizujúce oko?

3. V istej geograficky izolovanej populácii mimohov, sa ich po dosť vyčerpávajúcich pokusoch, podarilo spočítať. Zistilo sa, že zo 4 000 jedincov je 40 hladkých a 3 060 s ostňami.

Vypočítajte frekvenciu alely zodpovednej za hladký fenotyp a alely zodpovednej za fenotyp s ostňami (nezabudnite že naše mimohy sú diploidné, t.j. vždy majú 2 alely – jednu od mamy a druhú od otca).
Ak by sme predpokladali, že populácia neposlušných mimohov je v Hardy-Weinbergovej rovnováhe, aký by bol absolútny počet heterozygotov v spomínanej populácii?

4. Predstavme si populáciu heterozygotov pre obe alely - ostnatých mimohov s normálnym okom. Keďže už sme spomínali, že chov normálnych mimohov je ekonomicky výhodnejší (a okrem toho hladkých mimohov sa viac napchá do akvária), aký postup by ste navrhli na získanie čistej línie hladkých mimohov s normálnym okom?

5. Prečo sme v úvode 1. úlohy zdôraznili, že gény mimA a mimB sú na dvoch rôznych chromozómoch? Čo by sa stalo v prípade, keby by boli obidva lokalizované na tom istom chromozóme?

Hoci ešte stále ostáva otázne, ako sa mimohy rozmnožujú a koluje okolo nich veľa teórií (z ktorých najbizarnejšie sú, že mimohy sú mimozemského pôvodu, slúžia ako špehovia a prevteľujú sa do tiel iných rýb), jedno ostáva isté: samček je vždy XY a samička XX.

picture
 
 

Existuje gén, nazvime ho mimZ, ktorý je lokalizovaný práve na X chromozóme. U samcov prítomnosť jeho recesívnej alely spôsobuje tvorbu pestrej chvostovej plutvy, ktorá pravdepodobne slúži na zaujatie samičiek počas párenia. U samičiek zas prítomnosť recesívnej alely spôsobuje zmenu sfarbenia tela. Na obrázku naľavo je samček s recesívnou alelou, napravo zas homozygotne recesívna samička.

6. Zapíšte kríženie mimohov s nasledujúcim genotypom (označenie mim sme pred každou alelou kvôli prehľadnosti vynechali, napr. dominantná alela mimA bude značená len ako A)
AaBBZZ x aabbZY
Samica (značka kríženia) samec

Zapíšte rodičovskú generáciu P, gaméty G ktoré môžu vznikať, prvú filiálnu generáciu F1 aj druhú filiálnu generáciu F2 spôsobom znázorneným dole v príklade. V F2 popíšte genotypový aj fenotypový štiepny pomer.

Napr. keby rodičia boli AA x aa (pričom A by bolo zodpovedné za hnedú farbu, a za bielu)
P: AA x aa
G: A;A a;a
F1: Aa -> prvá filiálna generácia bude uniformná(jednotná) – všetky mimohy budú mať hnedú farbu
G: A;a A;a

F2: AA, Aa, Aa, aa -> genotypový štiepny pomer 1:2:1 (AA:Aa:aa)
fenotypový štiepny pomer bude 3:1 (hnedí:bieli)

TOTO BOL PRÍKLAD, PRI RIEŠENÍ SA RIAĎTE VYSVETLENÍM GÉNOV mimA, mimB a mimZ UVEDENÝM VYŠŠIE!

Každoročne sa v Mariánskej priekope konajú preteky samcov mimohov o najrýchlejšie získanú potravu, pričom výherná populácia samcov má šancu vybojovať si srdcia 200 najkrajších samíc mimohov s genotypom AaBB, ktoré sú hypnotizujúce už len na pohľad. Tento rok sa zhromaždilo 200 samcov s genotypom aaBB a 200 samcov s genotypom Aabb.

7. Čo myslíte, ktorá skupina samcov v súboji o najrýchlejšie získanie potravy zvíťazí? Pri rozmýšľaní sa nebojte uplatniť svoju fantáziu :-)

8. V teoretickom prípade výhry samcov s genotypom Aabb títo budú mať príležitosť založiť malú skromnú mimohiu populáciu spolu so samicami AaBB. Ak zanedbáme gén mimB, budú ich genotypy vyzerať takto: Aa x Aa. Aký bude absolútny počet recesívnych homozygotov po skrížení, ak veľkosť populácie zostane rovnaká? Aká bude frekvencia dominantnej alely?

9. Na záver: pozor, pozor! Jednému mimohovi sa podarilo utiecť z prenosnej nádrže a v súčasnosti sa voľne pohybuje v chovnej stanici pre kaprov! Prosím vás, pomôžte nám zakresliť výzor tohto vzácneho samca mimoha s genotypom aaBbZY. Ak sa ho totiž nepodarí chytiť, nastane kolaps na trhu s kaprami, keďže sa blíži vianočné obdobie a hrozí, že namiesto kapra budete na Vianoce jesť mimoha!

Zdieľaj článok
 
Hodnotenie: 2,72
Príspevok na titulke

Vyberte článok na titulku kliknutím na linku

 

www.brigada.sk - brigády, brigáda, práca, zamestnanie www.najdes.sk - katalóg, portál, vyhľadávač www.equark.sk - veda, výskum, technika www.uvery.sk - úvery, pôžičky, hypotéky www.elearning.sk - elearning, LMS, vzdelávanie, kurzy, elektronické vzdelávanie www.globaloffice.sk - registračné sídlo, virtuálna adresa a kancelária www.globalhosting.sk - domény, doména, webhosting, hosting www.globalweb.sk - CMS, WCMS, redakčný systém, publikačný systém www.globalshop.sk - internetový obchod, eshop, e-commerce Global Services Slovakia s.r.o. - www.gsgroup.sk, informačné systémy, portálové riešenia, intranety, web dizajn

Generuje redakčný CMS systém GlobalWeb spoločnosti Global Services Slovakia s.r.o.