View
6
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
Državno natjecanje 4.r. 2011 iz biologije test
Citation preview
RRREEEPPPUUUBBBLLLIIIKKKAAA HHHRRRVVVAAATTTSSSKKKAAA
DDRRAAVVNNOO NNAATTJJEECCAANNJJEE IIZZ BBIIOOLLOOGGIIJJEE
2011.
66.. sskkuuppiinnaa (4. razred gimnazije)
Zaporka natjecatelja:
Ukupan broj bodova: 60
Broj postignutih bodova: __________________
Postotak rijeenosti testa: _________________
Potpisi lanova povjerenstva : 1. _________________________________ 2. _________________________________ 3. _________________________________
Mjesto i nadnevak: ___________________________________
Napomena: Test se mora ispunjavati iskljuivo plavom ili crnom kemijskom olovkom
I. SKUPINA ZADATAKA
Pred vama su zadatci teorijskog dijela testa. Paljivo proitajte uvodne tekstove i odgovorite na postavljena pitanja. Broj bodova za svaki toan odgovor naznaen je pokraj prostora za odgovor.
1. zadatak:
Pretpostavite da ste se ukrcali na istraivaki brod za Sargako more u cilju istraivanja planktonske zajednice.
Na odreenoj lokaciji otvorenog oceana mjerili ste vie parametara kao to su hranjive tvari i intezitet svjetlosti u vodenom stupcu, kao i relativnu brojnost dva ekotipa cijanobakterija roda Prochlorococcus, soja I i soja II.
Neobjanjivo, pri povratku u istraivaki centar zbog analize uzoraka i podataka, brod su napali gusari koji su pokrali podatke o dva ekotipa. Sreom, nisu uzeli podatke o hranjivim tvarima i osvjetljenju.
Otprije imate sekvencirane genome oba soja pa znate koje gene ima svaki soj. Genom soja II sadrava gen za nitrat - reduktazu (katalizira prvu fazu redukcije nitrata) pa moe koristiti nitrat kao izvor duika. Soj I ne sadrava gen za nitrat - reduktazu. Ne zaboravite, rije je o cijanobakterijama!
Na temelju podataka s razliitih dubina (Graf 1) odgovorite na sljedea pitanja:
Graf 1. Podaci s lokacije u Sargakom moru gdje je mjerena koliina nutrijenata, cjelovita crna linija: nitrati (NO3 - ); isprekidana zelena linija: fosfati (PO43-)
1. Koristei graf s koncentracijom nutijenata, odgovorite koji bi soj trebao dominirati u odreenom stupcu mora (plitko more 0-100 m ili duboko 100-200 m) i zato. _________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
2. a) Koje dvije vane molekule u stanici trebaju duik za biosintezu? _________________________________________________________________
b) U kojem obliku stanice trebaju duik za sintezu organskih molekula, oksidiran ili reduciran ? _________________________________________________________________
2 1. BODOVI
2 2.a)BODOVI
1 2.b)BODOVI
3. a) Oekujete li da jedan ili oba soja roda Prochlorococcus imaju u svom genomu gene za sintezu proteina koji omoguuju unos fosfata i zato?
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
b) Trebate li za prethodni odgovor koristiti graf? Zato? _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
c) Zato je koliina fosfata vea u povrinskom sloju nego u dubljoj vodi? _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
4. Prochlorococcus posjeduje dvije vrste klorofila, a i b. Klorofil a apsorbira vie valne duljine (crveni dio spektra), dok klorofil b upija krae valne duljine (plavi dio spektra). S obzirom na raspodjelu ova dva soja u stupcu mora koje ste rijeili u 1. zadatku, odgovorite:
Kakav omjer klorofila a/b ima soj I i zato? _______________________________________________________________
_______________________________________________________________
2 3.a)BODOVI
2 3.b)BODOVI
2 3.c)BODOVI
2 4. BODOVI
2. zadatak
1971. godine znanstvenici su preselili pet odraslih parova guterica vrste Podarcis sicula (primorska guterica) s otoia Pod Kopite (0,09 km2) pokraj Lastova na oblinji otoi Pod Mraru (0,03 km2) do tada nastanjen gutericama vrste Podarcis melisellensis (krka guterica).
2004. godine znanstvenici su se vratili na Pod Mraru. Vrsta Podarcis melisellensis izumrla je na tom otoiu.
2004., 2005. i 2006. godine usporedno su istraivane populacije vrste Podarcis sicula s oba otoia te vrste Podarcis melisellensis s oblinjeg Lastova radi usporedne analize mitohondrijske DNA. Ustanovljeno je da sve guterice na Pod Mraru pripadaju vrsti Podarcis sicula i da su nedvojbeno potomci izvorine populacije s otoia Pod Kopite.
2004. i 2006. godine obavljena su mjerenja duljine tijela, glave, tjelesne mase i jaine zagriza na 258 odraslih jedinki s oba otoia.
Takoer su uzimani uzorci sadraja eluca 330 jedinki s oba otoia. Analizirani su ostaci beskraljenjaka kako bi se odredile vrste zastupljene u prehrani guterica, kao i njihov udio u prehrani. Biljni materijal je razdvojen u tri grupe: listove, sjemenke i ostalo.
Hvatanjem u plastine posude na 20 razliitih mjesta na otoiu tijekom noi, mjerenjem i kasnijim putanjem na slobodu dobivena je relativna gustoa populacije. Praeno je i usporeivano ponaanje jedinki, obrana teritorija, brzina kretanja i sl.
Tablica 1. Usporedba P. sicula (primorska guterica) s otoia Pod Kopite i Pod Mraru
Pod Kopite Pod Mraru Mujaci enke Mujaci enke Duina tijela, mm 63,06 4,68 56,80 5,30 69,54 2,86 64,08 2,93 Masa, g 5,07 1,37 3,36 1,16 6,38 1,42 6,38 1,42 Duina glave, mm 14,67 1,08 12,25 0,84 16,33 0,77 13,75 0,64 irina glave, mm 8,09 0,67 6,55 0,46 9,13 0,42 7,51 0,38 Visina glave, mm 6,29 0,59 5,12 0,46 7,35 0,43 5,95 0,38 Duina njuke, mm 10,40 0,78 8,77 0,64 11,52 0,47 9,89 0,45 Snaga zagriza, N 9,85 2,29 4,99 1,61 11,25 2,42 6,70 1,90 % biljaka u prehrani 9 7 4 5 60 34 48 23
1. to moe zakljuiti usporeujui tjelesnu masu i veliinu guterica s oba otoia?
____________________________________________________________
____________________________________________________________
2.a) Koji podatak je najneobiniji i zato? ____________________________________________________________
____________________________________________________________
b) Obrazloi s kojim podatkom iz Tablice 1 moemo povezati podatak iz prethodnog pitanja?
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
3.
Graf 1. Zastupljenost hrane biljnog porijekla, lankonoaca i ostalog u populacijama guterica s oba otoia.
Usporedi i analiziraj grafike prikaze A i B na Grafu 1 te saeto opii svoja zapaanja. ___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
1 1. BODOVI
1 2.a)BODOVI
2 2.b)BODOVI
2 3. BODOVI
4.
Graf 2. Omjeri biljnih komponenti u prehrani guterica na Pod Mraru u razliitim godinjim dobima.
4.a) U kojem dijelu godine su uzeti uzorci na Grafu 2 pod brojem 1, a u kojem uzorci oznaeni brojem 2?
______________________________________________________________
4.b) Na temelju ega to zakljuuje? ______________________________________________________________
5. Guterice s otoia Pod Mranu imaju crijevne zaliske, za razliku od veine ostalih, srodnih vrsta.
Slika 1. Fotografija prikazuje crijevne zaliske kod mujaka (A) i enke (B) vrste P. sicula s otoia Pod Mraru.
listovi
2 4.a)BODOVI
1 4.b)BODOVI
5.a) Koja je namjena tih crijevnih zalistaka? Navedite najmanje dvije. _______________________________________________________________
_______________________________________________________________
5.b) Navedi mogua objanjenja pojave crijevnih zalistaka u populaciji P. sicula s otoia Pod Mraru! _______________________________________________________________
_______________________________________________________________
6. U njihovim crijevima pronaeni su i simbiontski oblii. Objasni njihovu ulogu te navedi barem jedan slian primjer simbioze! _______________________________________________________________
7. Istraivanjem je takoer utvrena vea gustoa populacije na Pod Mraru (0,01 nasuprot 0,05 gutera po zamci po satu), manja agresivnost/teritorijalnost te smanjena brzina kretanja. Objasni mogue razloge tih pojava.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
8. a) Kako bi se rezultati ovog istraivanja mogli interpretirati s evolucijskog aspekta?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b) Koji oblik evolucije je ovdje na djelu? _______________________________________________________________
2 5.a BODOVI
1 5.b BODOVI
2 6. BODOVI
1 7. BODOVI
1 8.a)BODOVI
1 8.b)BODOVI
II. SKUPINA ZADATAKA
PRAKTINI RAD
Frederick Sanger je dobio Nobelovu nagradu za otkrie dideoksi metode sekvenciranja DNA 1980. godine . Uz pomo te metode mogue je otkriti redoslijed nukleotida u isjeku DNA (npr. nekom genu).
Metoda se zasniva na injenici da DNA polimeraza I ne moe dodati novi nukleotid na dideoksinukleotid trifosfat (ddNTP) pa se sinteza lanca prekida na tom mjestu.
Za uspjean eksperiment potrebno je prirediti sljedee materijale: - jednolananu DNA koju se eli sekvencirati - klice (primere) - DNA polimerazu I
- puno normalnih nukleotida (dNTP): dATP, dGTP, dCTP i dTTP (vidi primjer) - ogranienu koliinu radioaktivno obiljeenih dideoksinukleotida (ddNTP):
ddATP, ddGTP, ddCTP i ddTTP
- opremu za gel-elektroforezu
TIJEK EKSPERIMENTA: Prethodno se eljeni isjeak DNA umnoi u milijune kopija. Uzmu se 4 epruvete; u svakoj DNA + jedan od ddNTP + dATP, dGTP, dCTP i dTTP + DNA polimeraza I. Zatim se DNA denaturira u gotovo kipuoj vodi (94 C) odvajanje lanaca zbog pucanja vodikovih veza. Nakon sniavanja temperature (55 C) doda se klica (primer; segment od 20-ak nukleotida) koja je prethodno dizajnirana tako da odgovara (komplementarno se vee) poetku jednog lanca gena kojeg elimo sekvencirati.
dATP
ddATP
Zatim se temperatura snizi na 37 C i DNA-polimeraz a nastavlja redati nukleotide na postojeu klicu. DNA-polimeraza ne razlikuje dNTP od ddNTP; kada se ugradi ddNTP zaustavlja se daljnja sinteza toga lanca. Kako su prisutni milijuni molekula DNA i puno dNTP te proporcionalno manje ddNTP (1%), ugradnjom ddNTP nukleotida proces elongacije lanaca moe se zaustaviti u bilo kojem trenutku. Posljedino tome, u svakoj epruveti prema kalupu eljene DNA sintetizira se niz lanaca razliite duljine. Nakon toga se u 4 bazena na poliakrilamidnom gelu stave uzorci (uz dodatak uree koja sprjeava renaturaciju DNA) i napravi gel elektroforeza DNA migrira kroz gel od negativnog prema pozitivnom polu. Vee molekule sporije putuju kroz gel. Plava boja koja se doda u bazenie putuje neznatno bre od DNA i njen dolazak na drugi kraj gela oznaava zavretak elektroforeze. Nakon toga se na gel stavi film pa beta estice nakon ekspozicije ostave trag u vidu tamnih pruga koje su vidljive nakon razvijanja filma. Pruge oznaavaju poloaj DNA u gelu.
TVOJ ZADATAK: Pred sobom ima vreicu s trakama papira koje predstavljaju novo sintetizirane lance, ravnalo, olovku i gumicu. Svaka traka ima zatamnjeni dio koji predstavlja klicu (jednaka je za sve lance i kraa nego to bi bila u stvarnim proporcijama) te na drugom kraju oznaenu duinu bazu zavrnog dideoksinukleotida.
Tvoj zadatak je da: a) na filmu ucrta tamne pruge koje predstavljaju mjesta do kojih je pojedini DNA segment migrirao
b) ispie pravilan slijed upute (nukleotida) istraivanog gena
c) oznai smjerove lanaca tog gena (5' - 3')
10 a. BODOVI
10 b. BODOVI
10 c. BODOVI
Recommended