-
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
