PŘÍKLADY ŘEŠENÍ PROBLEMATICKÝCH OTÁZEK V TESTU OD VYSOKOŠKOLSKÉHO

Příklady řešení problematických otázek v testu

Od vysokoškolského studenta se nechce, aby uměl papouškovat naučené údaje, ale aby je chápal a dokázal je aplikovat v praxi. Bez znalosti zejména základních pojmů a principů to pochopitelně nejde, nicméně bez logických souvislostí a pochopení také ne.

Mnohé zkouškové otázky jsou zaměřené na znalost právě základních principů, mnohé další jsou ale postavené tak, aby student byl nucen přemýšlet nad více souvislostmi. Je bohužel smutná pravda, že tyto otázky mezi největší „síto“ a dělá se v nich nejvíce chyb.

Zamyslete se proto nad každou odpovědí, zda v ní není náhodou něco navíc, něco špatně, nějaká hlubší souvislost apod. Zde je pro ilustraci pár příkladů s nastíněným řešením.

V běžné houbové buňce se nachází:

a. Jedna mitochondrie

b. Několik stovek až několik tisíc mitochondrií

c. Jeden chloroplast

d. Několik stovek až několik tisíc chloroplastů

e. Flagelin

Základem úspěchu v této otázce je znalost, že houba je eukaryotický organismus, a též co je to mitochondrie (eukaryotická organela odpovědná zejména za energetiku), chloroplast (buněčná organela odpovědná za fotosyntézu) a co je to flagelin (bílkovina, ze které se skládají bakteriální bičíky). Nejprve tedy vyloučíme odpověď za e. (houba nemá bakteriální bičíky). Dále je potřeba vědět, že mitochondrie ani chloroplasty nejsou v buňce nikdy v jedné kopii (to by bylo málo). Můžeme tedy vyloučit odpovědi za a. i za c. A nakonec vybereme tu správnou. Houby nefotosyntetizují, mj. proto, že nemají chloroplasty, tedy i za d. je špatně a správně zbývá za b.

Vyberte správné tvrzení o stacionární fázi růstu

a. Většina buněk odumírá

b. Většina buněk se dělí

c. Produkce antibiotik stoupá

d. Buňky jsou v nejlepším fyziologickém stavu

e. Intenzita metabolismu roste

Ke správnému zoodpovězení této otázky je potřeba znát jednotlivé fáze růstové křivky a co se při nich děje. Ve stacionární fázi je úhyn a přírůstek buněk přibližně v rovnováze, za a. i za b. je tedy špatně. Stacionární fáze nastává v důsledku vyčerpání živin a kumulace zplodin organismu, což nelze rozhodně považovat za nejlepší fyziologický stav, za d. je tedy také špatně. Nejsou-li živiny, intenzita metabolismu může těžko růst, za e. je taky špatně. Zbývá tedy odpověď za c. a ta je správně. Ve stacionární fázi obecně nastupuje tzv. sekundární metabolismus (např. tvorba zásobních látek, produkce antibiotik nebo sporulace). Cílem tohoto metabolismus je mj. lépe přežít krizi a produkce antibiotik, která inhibují konkurenci, k tomuto procesu rozhodně patří.

Při dělení buněk prvoků

a. Předchází dělení buňky kompletní replikace genetické informace

b. Je porušena cytoplazmatická membrána

c. Trvá replikace DNA obvykle déle než je generační doba

d. Nedochází k replikaci DNA

e. Obdrží každá dceřinná buňka jedno vlákno původní DNA; druhé je doplněno až po oddělení buněk

Záludnost této otázky je v tom, že pro její zodpovězení je třeba znát alespoň základní rozdíly mezi dělením bakteriálních a eukaryotických buněk a zároveň vědět, co je to prvok. Prvok je jednobuněčný eukaryotický organismus, tj. jedná se o eukaryotické dělení. A při tomto dělení jsou všechny fáze striktně oddělené, žádná nezačne dříve než skončila předchozí. U bakterií je tomu jinak, bakteriální buňka se klidně začne dělit dříve než dokončí replikaci DNA. Fakticky se tedy jedna buňka dělí naráz několikrát, přičemž tato dělení jsou vzájemně opožděna.

Cytoplazmatická membrána být porušena nesmí, to by došlo k vylití obsahu cytoplazmy do vnějšího prostředí a ke smrti buňky, b. je tedy špatně. C. je také špatně, výše uvedené platí přesně na bakterie, ale ne na eukaryotickou buňku prvoka. D. je úplný nesmysl, DNA je pochopitelně třeba zkopírovat, jinak by dceřinná buňka zůstala bez genetické informace. Špatně je i za e., replikací vždy vznikají z jedné dvouvláknové DNA přímo dvě její dvouvláknové kopie. Sice tyto kopie mají jedno vlákno nové a druhé staré, ale obě molekuly mají obě vlákna, k rozpletení dochází jen na krátkém úseku dočasně. Správně je tedy za a., což přesně koresponduje s přesným oddělením jednotlivých fází buněčného dělení.

Bakterie Escherichia coli dosahuje v laboratorních podmínkách generační doby 40 minut. Na počátku lag-fáze měla kultura OD 0,2. Vypočítejte OD suspenze po 2 hodinách trvání exponenciální fáze.

a. 0,2

b. 0,4

c. 0,6

d. 1,6

e. 6,4

Poněkud praktická otázka vyžaduje znát termín generační doba, což je interval, za který se v exponenciální fázi růstu buněčná koncentrace zdvojnásobí. OD (optická densita) se jako ukazatel buněčné koncentrace běžně používá. Žádná další záludnost v otázce není. Čtyřicetiminutový interval se do žádaných dvou hodin vejde celkem třikrát, tj. dojde třikrát ke zdvojnásobení koncentrace kultury, celkem se tedy její koncentrace zosminásobí. 8x0,2 = 1,6 a za d. je tedy správně. Jediný zádrhel může být v použití generační doby jako lineárního faktoru, pak vyjde nesprávně, že 0,2x3 = 0,6.

Ze 2 g půdy byly vyextrahovány mikroorganismy do 100 ml extrakčního pufru. Suspenze byla zředěna 10x a 100 l bylo rozetřeno na misku s PCA médiem. Po kultivaci na misce narostlo 40 kolonií. Vypočítejte koncentraci mikroorganismů v půdě:

a. 40 CFU/g

b. 20 000 CFU/g

c. 40 000 CFU/g

d. 200 000 CFU/g

e. 400 000 CFU/g

Výpočet je v podstatě bilance. Víme, že všechny mikroorganismy ze 2 g půdy přejdou extrakcí do 100 ml pufru. Koncentraci v tomto extraktu určujeme tak, že po zředění rozetřeme alikvotní podíl na misku s médiem a z každé živé buňky naroste 1 viditelná kolonie, kterou lze počítat. Přepočet na počáteční koncentraci pak provedeme zpětně. Nám tedy narostlo 40 kolonií (CFU), což odpovídá 40 mikroorganismům. Těchto 40 CFU pochází ze 100 l (0,1 ml) zředěného extraktu. V 1 ml jich je tedy 10x tolik (400). Protože jsme ale extrakt ředili 10x, v původním extraktu je 4000 CFU/ml. Extraktu máme 100 ml, celkem jsme tedy vyextrahovali 400 000 CFU. Těchto 400 000 CFU pak pochází ze 2 g půdy, po vydělení navážkou půdy dostaneme 400 000/2 = 200 000 CFU/g.

Druhý (méně správný, ale při testu ospravedlnitelný) přístup k řešení podobných otázek může být postupné dosazování nabízených možností a porovnání výsledku se zadáním. V tomto případě máme tedy 200 000 CFU/g, ve 2 gramech je tedy 400 000 CFU. V extraktu pak bude 400 000 / 100 = 4000 CFU/ml. Tuto suspenzi zředíme 10x a dostaneme 400 CFU/ml. 0,1 ml rozetřeme na misku a ze 400 CFU vyroste 40 kolonií. U ostatních možností to pochopitelně nevyjde.

Počítáním kvasničných buněk v počítací komůrce bylo zjištěno průměrných 10 buněk ve čtverci o ploše 0,04 mm² a hloubce komůrky 0,1 mm. Vypočítejte buněčnou koncentraci.

a. 2,5. 10⁶ buněk/ml

b. 2,5. 10³ buněk/ml

c. 2,5. 10⁵ buněk/ml

d. 0,04 buněk/ml

e. 10 buněk/ml

Výpočet ve velice jednoduchý, potřebujeme pouze zjistit, kolik komůrek se vejde do jednoho mililitru. Objem komůrky je 0,04*0,1 = 0,004 mm³. Protože 1 ml odpovídá 1000 mm³, máme v jednom mililitru 1000 / 0,004 = 250 000 čtverců. V jednom čtverci je průměrných 10 buněk a celková koncentrace je tedy 2,5.10⁶ buněk/ml.

Vyberte nesprávné tvrzení o kometabolismu

a. Organismus při něm nezískává energii

b. Kometabolické reakce jsou katalyzované speciálními enzymy

c. Kometabolizovány jsou látky strukturně podobné přirozeným substrátům

d. Kometabolismem mohou vznikat toxické meziprodukty

e. Kometabolické přeměny nebývají úplné

Typická ukázka otázky, kterou mají rádi učitelé, ale studenti ne. Je třeba správně identifikovat 4 správná tvrzení a najít to jedno nesprávné, jedná se tedy fakticky o 4 otázky v jedné. Navíc správná odpověď (tedy nesprávné tvrzení), může být i něco, co se na přednáškách nebralo, za předpokladu, že ostatní odpovědi by student měl ovládat.

Daůší záludnost, která ve stresu může přinést ztrátu bodů, je fakt, že správná odpověď je nesprávné tvrzení. Záměna správného za nesprávný není neobvyklá.

V tomto případě je třeba vědět, co je to kometabolismus. Jedná se o děj, při kterém jsou díky nižší specifitě enzymu částečně přeměňovány i látky strukturně podobné přirozenému substrátu. Tato přeměna ale nepřináší organismu obvykle žádný užitek, spíše je na škodu, protože často vznikají toxické meziprodukty nebo nedochází k úplné přeměně a meziprodukty se pak v buňce hromadí. Správná tvrzení jsou tedy a., c., d. a e., b. je nepravdivé tvrzení a tedy správná odpověď.

Hlavní překážkou mikrobiální produkce aminokyselin je

a. Pomalý růst mikroorganismů

b. Tlumení anabolických drah přebytkem aminokyseliny

c. Tlumení katabolických drah přebytkem aminokyseliny

d. Aktivace anabolických drah přebytkem aminokyseliny

e. Aktivace katabolických drah přebytkem aminokyseliny

Tato otázka v sobě kombinuje několik problémů, technologický, fyziologický a metabolický. Technologicky chceme, aby mikroorganismus syntetizoval aminokyselinu a to v množství větším než sám potřebuje. Syntéza látek spadá pod anabolismus, bohužel většina syntetických anabolických drah je regulována právě v tom směru, aby žádná nadprodukce nebyla. Můžeme tedy vyloučit odpovědi c. a e., protože ty se týkají katabolismu. Dále můžeme vyloučit i odpověd d., protože k žádné aktivaci nedochází. Správně je tedy za b., a. je úplný nesmysl.

U většiny fakultativně aerobních bakterií inhibuje kyslík

a. Rozmnožování

b. Aktivní pohyb

c. Nitrátovou respiraci

d. Syntézu buněčné stěny

e. Citrátový cyklus

Tzv. kyslíkový efekt představuje inhibici mnoha metabolických drah, které nejsou za přítomnosti kyslíku potřebné. Kyslík jako nejúčinnější oxidační činidlo dokáže uvolnit ze substrátu nejvíce energie a aerobní respiraci je tak obvykle dávána přednost. Odpověď a. je nesmyslná, rozmnožování je smyslem života mikroorganismů. Za b. je také špatně, aktivní pohyb zvyšuje konkurenční výhodu. Bez buněčné stěny by také buňka dlouho nevydržela, takže i d. je špatně. Citrátový cyklus je pro aerobní metabolismus nezbytný, takže i e. je špatně. Protože dusičnan je horší oxidační činidlo než kyslík, je nitrátová respirace energeticky méně výhodná než aerobní a kyslík jí proto inhibuje. Správně je tedy za b.

Tags: otázek v, podobných otázek, problematických, řešení, vysokoškolského, příklady, testu, otázek