قبولی از مرحله دوم دوره 24 المپیاد زیست با برنامه جامع المپیادلب | پاسخگویی به بیش از 90 درصد سوالات

سلام!

تو این پست قراره سوالای مرحله 2 دوره 24 رو تحلیل کنیم و ببینیم واسه قبولی از این آزمون چه مطالبی رو لازم بود بلد باشین؟ هدفمون از این کار هم اینه که بتونیم به این سوال جواب بدیم:

آیا دانسته هایی که از دنبال کردن برنامه جامع المپیادلب میتونستین به دست بیارین، برای قبولی از مرحله 2 دوره 24 کافی بود یا نه؟

اگه هنوز برنامه جامع رو ندیدی، میتونی با کلیک روی این عنوان پست باهاش آشنا شی:

مسیر المپیاد زیست، حالا ساده تر و سریع تر از همیشه!

خب! حالا بریم سراغ بررسی سوالا به صورت تک تک. اگه سوالا رو دم دست نداری میتونی فایل دفترچه سوالات و کلید رو دانلود کنی.

سوال 1:

برای حل این سوال لازمه که مبحث کنترل گردش خون کلیه رو از گایتون خونده باشین.

گزاره الف) این گزاره خیلی گزاره خوبی نیست چون انتظار داره از شما که بدونین کیست ها گرچه حجم زیادی دارن، ولی چون توخالی هستن فعالیت، و در نتیجه جریان خون، زیادی ندارن که این اطلاعات پزشکی ه و نه المپیادی.

گزاره ب) اگه قرار باشه با انسداد حاد حالب تغییری تو ابعاد کلیه ایجاد شه، اصولا حجم کلیه افزایش پیدا میکنه نه کاهش، یعنی نقطه باید بره سمت راست.

گزاره ج) دیدن حمله گراز باعث فعال شدن سیستم سمپاتیک میشه و در نتیجه جریان خون کلیه کم میشه.

گزاره د) آنژیوتانسین جریان خون کلیه رو تنظیم میکنه و نه حجمش رو.

گزاره ه) انتظار میره که تحلیل کنین وقتی فشار خون مزمن باعث نارسایی کلیه شده، اندازه هر دو کلیه مشابه هم هستن، ولی وقتی طحال بزرگ شده، فقط کلیه یک سمت (سمت چپ) تحت تاثیر قرار گرفته. پس تو حالت دوم اختلاف سایز کلیه ها باید بیشتر باشه.

مسئله 1:

برای جواب به این سوال نیاز به آشنایی اولیه با ساختار اسید های چرب دارین، به خصوص این نکته که برای اشباع یک پیوند دوگانه نیاز به 2 اتم با یک ظرفیت (یعنی دوتا ید) هست. این مطالب رو میتونستین به صورت کامل تو ویدیو 10 ام دوره بیوشیمی المپیادلب یاد بگیرین:

در نتیجه هر پیوند دوگانه با یک مولکول ید اشباع میشه. با این علم میتونین تعداد مولکول های تری گلیسیرید (884 / 0.680) و بعد تعداد مولکول های ید (250 / 0.577) که برای اشباع اون ها مصرف شدن رو حساب کنین. از تقسیم تعداد ید های مصرف شده به تعداد تری گلیسیرید ها، عدد 3 به دست میاد که برابر تعداد پیوند های دوگانه هر تری گلیسیرید ه.

سوال 2:

برای حل این سوال لازمه که مراحل رونویسی و پیرایش mRNA رو بلد باشین. اگه این مباحث رو از کمپبل خونده باشین، میدونین که که تو هر mRNA ای که ساخته میشه، اینترون ها طی پروسه بلوغ mRNA حذف شده و فقط اگزون ها باقی میمونن. با این اوصاف mRNA بالغی که از این ژن تولید میشه 750 = 450 + 50 + 250 نوکلئوتید داره.

گزاره الف) واضحا صحیح ه چون تعداد نوکلئوتید ها تو mRNA نهایی بیش از 700 تا است.

گزاره ب) این هم واضحا با توجه به 750 نوکلئوتید در mRNA نهایی غلط ه.

گزاره ج) این جمله درسته. همونطور که میدونین، معمولا قبل از کدون های آغاز و پایان روی mRNA بخش هایی وجود دارن که ترجمه نمیشن و به اون ها untranslated region یا UTR گفته میشه. امکانش هست اگزونی به صورت کامل بخشی از UTR باشه.

گزاره د) برای جواب دادن به این گزاره باید کدون های آغاز (AUG)  و پایان (UGA, UAG, UAA) رو حفظ باشین. همونطور که مشخصه، مکمل کدون آغاز CAU میشه که توالی هیچکدوم از کدون های پایان اینچنین نیست.

گزاره ه) یک پپتید 18 آمینواسیدی نیاز به 54 نوکلئوتید داره. اگر از 4 نوکلئوتید آخر اگزون اول، 3 نوکلئوتید اولش مربوط به کدون آغاز باشن، و 3 نوکلئوتید اول اگزون آخر مربوط به کدون پایان باشن، چنین توالی 54 نوکلئوتیدی قابل ایجاد هست.

تو دوره مولکولی المپیادلب تمامی مراحل رونویسی با جزئیات کامل بررسی شدن، حتی به خصوص به کدون های پایان و آغاز و اهمیت حفظ کردن این کدون ها تاکید شده (تصویری از ویدیو 4 ام این دوره):

و حتی در جاهای مختلفی امکان بیان ژن ها از دو سمت بسته به محل قرارگیری پروموتر آن ها صحبت شده (تصویری از ویدیو 3 ام دوره مولکولی المپیادلب):

سوال 3:

این سوال به صورت مستقیم از فصل 24 کمپبل و مبحث گونه زایی و سدهای تولید مثلی طرح شده است. جدایی تولید مثلی  دو گونه مطرح شده تو سوال به 2 دلیل ه:

• متفاوت بودن گرده افشان ها (جدایی رفتاری – از این جهت که ساختار گل این گیاهان که عملا معادل رفتار تولید مثلی تو جانوران ه، متفاوته )
• و متفاوت بودن محل زندگی (جدایی بومشناختی).

حالا اگه عملکرد گرده افشان غیرعادی باشه، ممکنه بین گل های متفاوت گرده افشانی صورت بگیره.

سوال 4:

جانور نشون داده شده تو این سوال یک پلاناریا است. تو دوره جانورشناسی در مورد پلاناریا و عملکرد اون، به خصوص در مورد:

• گریز این جانور از نور (تصویری از ویدیو 19 ام دوره جانورشناسی المپیادلب):

•  آزادزی بودن این جانور و ساختار گوارش اش به عنوان عضوی از گروه توربلاریا (تصویری دیگر از ویدیو 19 ام این دوره):

• و حرکات این کرم ها (تصویری از ویدیو 20 ام این دوره):

صحبت کردیم. در مورد سیستم تولید مثلی هم بارها طی دوره یه الگوی تکرار شونده مورد بحث قرار گرفته که جانوران آزادزی ترجیح میدن خودلقاحی نکنن و با این کار تنوع ژنتیکی رو حفظ کنن، ولی جانوران انگل چون معمولا شانس کمتری برای رویارویی با جفت تو بدن میزبان دارن، ممکنه به خودلقاحی رو بیارن.

مسئله 2:

سوالات مشابه این شجره نامه بارها و بارها در دوره های مختلف المپیاد طرح شده و تو کتاب ژنتیک از دیدگاه حل مسئله  ساسان امینی، و دوره آنلاین ژنتیک کلاسیک المپیادلب مشابه اش هم حل شده. راه حل این سوال رو میتونین تو عکس زیر ببینین (این عکس اختصاصی این پست ه و مربوط به محتوای دوره های پکیج المپیادلب نیست):

سوال 5:

مبانی علمی حل این سوال کاملا ساده است:

• اول اینکه بدونین کدوم نوکلئوتیدها مکمل هم هستن،
• و دوم اینکه حواستون باشه که هر رشته انتهای 5′ و 3′ اش کجاست تا نحوه جفت شدن رشته ها با هم رو بتونین تشخیص بدین.

با این وجود حل سوال خیلی زمانگیر ه و به توانایی تجسم فضایی شما هم بستگی داره :)، چیزی که باید به ذهنتون خطور کنه اینه که توالی های کوتاه باید به نحوی با تک رشته الگو جفت بشن که اون رو مجبور به گرفتن حالت تریگونال کنن. وقتی هم توالی های ارایه شده تو گزینه ها رو میبینین، متوجه میشین که هر کدوم با بخش های مختلفی از از تک رشته الگو مکمل ان. مثلا تو تو تصویر پایین، 3 توالی ارائه شده تو گزاره ج رو بررسی کردم:

مرحله بعدی اینه که به ذهنتون خطور کنه این سیستم های جفت شدن چطور میتونه باعث خم شدن تک رشته الگو به شکل تریگونال بشه. که اونم میشه یه همچین شکلی:

با بررسی اینکه توالی های کوتاه ارائه شده تو هر گزاره با کدوم بخش های تک رشته الگو مکمل هستن، میتونین حدس بزنین تک رشته چه شکلی رو به خودش ممکنه بگیره.

سوال 6:

متاسفانه طراح این سوال یه سری انتظارات نابجا از شما داره :). و اونم اینه که بدونین واکسن های DNA دو دسته ان:

• واکسن هایی که از سرطان پیشگیری میکنن: این واکسن ها عمدتا از ابتلا به ویروس هایی که منجر به سرطان میشن جلوگیری کنن و  تعدادشون خیلی کمه. معروف ترینشون واکسن ویروس HPV ه.
• واکسن هایی که عملا دارو هستن: یعنی این واکسن ها برخلاف چیزی که از اسمشون برمیاد، کارشون اینه که سیستم ایمنی رو تقویت کنن تا با سرطانی که ایجاد شده بتونن مقابله کنن.

دسته دوم واکسن های سرطانی رو 95 درصد دانشجوهای پزشکی هم نمیشناسن چه رسد شما. به هر حال با در نظر گرفتن این وظیفه واکسن، میتونیم حدس بزنیم که واکسن باید بره به محلی که تومور هست، و اونجا سیستم ایمنی رو تقویت کنه تا دوباره بتونه با تومور مبارزه کنه. انتظار به نسبت غیرمنطقی دیگه، اینه که به ذهنتون خطور کنه اون ساختارهای اوریگامی که تو متن سوال نشون داده شده، میتونن به عنوان محفظه انتقال هدفمند دارو عمل کنن. از بین مواد سازنده ای که تو سوال گفته شده، تنها موردیش که میتونه دارو باشه آنتی بادی مونوکلونال ه. برای حل سوال خیلی مهم نیست بدونین مونوکلونال یعنی چی، با این اوصاف میتونستین تو ویدیو 6 ام دوره زیست شناسی سلولی المپیادلب به صورت کامل با این آنتی بادی ها، نحوه تولیدشون و خواصشون آشنا میشین:

با توجه به چیزایی که گفتیم، این محفظه DNA باید:

• آنتی بادی ها رو برسونه به محل سلول های سرطانی،
• آنتی بادی ها رو نزدیک تومور رها کنه تا برن و به سلول های سرطانی وصل بشن،
• به صورت همزمان با توالی های CpG سیستم ایمنی رو تقویت کنه تا با سلول های سرطانی مبارزه کنن

که مجموعا میشه مشابه همین تصویری که پایین میبینین (تصویر مربوط به یه مقاله است):

با در نظر گرفتن همه این مسایل، بریم سراغ گزاره ها:

گزاره الف) جایگاه های برش باید روی ssDNA های بلند باشن تا توالی های CpG آزاد بشن و بتونن سیستم ایمنی رو تحریک کنن.

گزاره ب) راستش نمیدونم این گزاره رو طراح چطور غلط در نظر گرفته، مخصوصا با توجه به اینکه گزاره های د و ه که راجع به “داربست اوریگامی” صحبت میکنن صحیح در نظر گرفته شدن. من بودم صحیح میزدم 🙂

گزاره ج) هدف از برش توسط آنزیم محدود کننده، اینه که توالی های CpG رو آزاد کنه، نه اینکه با برش توالی ها اون ها رو کوتاه تر (و در نتیجه کم اثرتر) کنه. در واقع جایگاه برش باید در محل اتصال توالی اصلی ssDNA بلند با توالی CpG باشه.

گزاره د) حالت به دام افتادن از دو نظر میتونه بهتر باشه:

• اول اینکه آنتی بادی هایی که کاملا آزاد باشن میتونن به تعداد سلول سرطانی های بیشتری وصل بشن.
• دوم اینه که آزاد بودن انتهای آنتی بادی امکان برهمکنش اون ناحیه با سلول های ایمنی رو آزاد میذاره. گرچه تو کمپبل گفته نشده، ولی برهمکنش اصلی مد نظر اینجا پدیده antibody-dependent cell cytotoxicity توسط NK cell هاست.

گزاره ه) هدف از این سیستم واکسن اینه که محتویاتش رو جایی که لازم هست آزاد کنه، در نتیجه بهتره آنزیم های محدود کننده فقط تو محل درست فعال بشن. معمولا این آنزیم ها به شکلی انتخاب میشن که تو شرایط التهابی فعال بشن.

سوال 7:

مهم ترین قدم تو حل این سوال اینه که این برش، به خصوص بخشی که با شماره 1 مشخص شده، رو بشناسین و تشخیص بدین. توی ویدیوها 82 ام و 83 ام دوره سیستماتیک گیاهی المپیادلب، مثال هایی از برگ های دارای اپیدرم چند لایه نشون داده شده و بررسی شده که داشتن چنین اپیدرمی یک سازگاری با شرایط خشک ه. اتفاقا برش نشون داده شده تو سوال دقیقا مربوط به همین گیاهی هست که برشش تو دوره سیستماتیک گیاهی مورد بررسی قرار گرفته:

با تشخیص این موضوع به همراه اینکه محدوده 2 پارانشیم نردبانی رو نشون میده، به راحتی میتونستین به این سوال جواب بدین. در مورد گزاره ج هم، این جا ترفند طراح این بوده که با این گزاره به ذهن شما خطور بده که ممکنه این برگ مربوط به یه گیاه گوشتی باشه که فتوسنتز CAM داره و در نتیجه بخش های مختلف مسیر فتوسنتز تو زمان های مختلفی کار کنن. ولی خب اگه بدونین محدوده 1 اپیدرم ه طبیعتا متوجه میشین که تو فتوسنتز هم نقشی ایفا نمیکنه.

سوال 8:

برای حل این سوال دو مبحث رو باید بلد میبودین و با هم ترکیب میکردین:

1. مبانی منحنی اشباع هموگلوبین و عوامل موثر روی اون رو هم میتونستین از گایتون و هم از دوره بیوشیمی المپیادلب (ویدیو پنجم دوره) یاد بگیرین:

2. ارتباط ابعاد بدن جانوران و نرخ متابولیسم اونها که تو فصل 40 کمپبل (شکل 40.20 در ویرایش 12) مورد بررسی قرار گرفته. به صورت خلاصه، با افزایش ابعاد، مقدار انرژی مصرف شده به نسب واحد جرم کمتر میشه (دقت کنین مقدار کل انرژی مصرفی بیشتر میشه).

با توجه به این مطالب، بریم سراغ تحلیل گزاره ها:

گزاره الف) همونطور که گفتیم، با افزایش ابعاد نرخ متابولیسم پایین میاد، در نتیجه مقدار نیاز به اکسیژن بافت ها هم کمتر میشه. این یعنی هموگلوبین حتی تو غلظت های پایین اکسیژن هم نیازی به آزاد کردن اکسیژن نداره. یعنی از نمودار 1 تا 5 در واقع ابعاد جانور داره کوچکتر میشه.

گزاره ب) با توجه به نرخ متابولیسم پایین تر در هر واحد سطح بافت تو جانوران بزرگتر، نیاز کمتری به خونرسانی قوی برای رسوندن اکسیژن و مواد غذایی و دفع مواد زاید هست.

گزاره ج) افزایش دما باعث افزایش تفکیک هموگلوبین از اکسیژن و کاهش غلظت هموگلوبین متصل به اکسیژن میشه. طبق توضیحاتی که برای گزاره اول دادم، اثر افزایش ابعاد جانور برعکس ه چون به نفع تفکیک نشدن هموگلوبین هست.

گزاره د) تو ارتباط جنین و مادر، تمایل هموگلوبین جنین به اکسیژن باید بیشتر از هموگلوبین مادر باشه تا اکسیژن بتونه از خون مادر به خون جنین منتقل بشه. طبیعتا این به معنی رفتن نمودار به سمت چپ هست (یعنی اشباع شدن هموگلوبین از اکسیژن در غلظت های کمتر) که مطابق گفته گزاره هست.

گزاره ه) تو کوهستان دغدغه جانور کسب اکسیژن کافی از هوا با توجه به رقیق بودن هواست. پس باید منحنی به سمت چپ بره، یعنی هموگلوبین همچنان تو غلظت های کمتر اکسیژن بتونه به مقدار کافی اکسیژن وصل شه.

مسئله 3:

برای حل این سوال باید این نکته به خصوص رو از بیوشیمی بلد میبودین که پیوند گلیکوزیدی رو فقط کربن های آنومری (یا به عبارت صحیح تر، گروه های همی استال یا همی کتال) میتونن تشکیل بدن. پس تو پیوند هایی که بین دو قند گلوکز و گالاکتوز ایجاد میشه، باید کربن شماره 1 حداقل یکی از قند ها درگیر باشه.

از طرفی با توجه به توضیحات سوال (و اگه از قبل میدونستین که خیلی بهتر، چون سوال واقعا گنگ گفته)، وقتی کربن آنومری تو پیوند گلیکوزیدی درگیره آلفا یا بتا بودنش مهمه و قند های متمایزی ایجاد میکنه، منتهی وقتی درگیر نیست اهمیتی نداره. دلیلش هم اینه که وقتی کربن آنومری درگیر نیست و مونوساکارید مثلا از کربن شماره 4 اش وصل شده به یک قند دیگه، آنومرهای آلفا و بتا این مونوساکارید تو محلول خیلی راحت به هم قابل تبدیل هستن. تو ویدیو 8 ام دوره بیوشیمی المپیادلب میتونستین با:

• مفهوم کربن آنومری:

• ساختار پیوند گلیکوزیدی:

• و علت احیا کننده یا غیر احیا کننده بودن قند ها

آشنا بشین. با این اوصاف 20 توع قند میتونیم ایجاد کنیم:

Glu 1𝛼 → 1𝛼 Gal   /   Glu 1𝛽 → 1𝛼 Gal   /   Glu 2 ← 1𝛼 Gal   /   Glu 2 ← 1𝛽 Gal

Glu 1𝛼 → 1𝛽 Gal   /   Glu 1𝛽 → 1𝛽 Gal  /  Glu 3 ← 1𝛼 Gal  /  Glu 3 ← 1𝛽 Gal

Glu 1𝛼 → 2 Gal  /  Glu 1𝛽 → 2 Gal  /  Glu 4 ← 1𝛼 Gal  /  Glu 4 ← 1𝛽 Gal

Glu 1𝛼 → 3 Gal  /  Glu 1𝛽 → 3 Gal  /  Glu 6 ← 1𝛼 Gal  /  Glu 6 ← 1𝛽 Gal

Glu 1𝛼 → 4 Gal  /  Glu 1𝛽 → 4 Gal

Glu 1𝛼 → 6 Gal  /  Glu 1𝛽 → 6 Gal

سوال 9:

این سوال به همراه سوال بعدی مصداق بارز سوالات تحلیل داده هستن؛ یعنی سوالاتی با ابعاد بزرگ ولی در عین حال ساده! اصول حل سوالات آنالیز داده به صورت گسترده تو دوره سلولی المپیادلب آموزش داده شدن (نیمه دوم دوره). نکته کلیدی تو حل این سوالات یه رویکردی هست که تو دوره سلولی اسمش رو گذاشتیم “تفکر کنترل شده یا منطقی”؛ به صورت کلی این رویکرد کمک میکنه بفهمی واسه هر گزاره، باید کدوم بخش از داده های ارائه شده تو سوال رو در نظر بگیری و با هم مقایسه کنی.

گزاره الف) از شکل بالا سمت چپ مشخص ه که موش های OVA زمان کمتری رو تو مسیر های باز سپری میکنن، پس اضطراب بیشتری دارن (ص).

گزاره ب) براساس شکل بالا سمت راست، تو هر دو گروه کنترل و OVA، افزایش سایز آمیگدال با افزایش تعداد open entry همراه ه. پس گزاره غلط ه.

گزاره ج) براساس همون نمودار بالا سمت راست، به نظر محدوده ابعاد آمیگدال بین دو گروه یکسانه و این گزاره غلط ه.

گزاره د) براساس نمودار پایین سمت راست، همبستگی تو گروه OVA بیشتره. با توجه به مثبت بودن lag تو جانوران OVA، جهت انتقال از آمیگدال به mPFC هست (محور y نمودار mPFC به نسبت آمیگدال هست)

گزاره ه) تو حیوانات گروه کنترل جهت انتقال از mPFC به آمیگدال ه، پس احتمالا این نوع جهت جریان با کمتر بودن اضطراب همراه ه.

سوال 10:

گزاره اول) طبق توضیحاتی که قبل از سوال 9 داده شده، جهت جریان رو باید از شاخص lag (پایین سمت چپ) متوجه بشیم. براساس نمودار، تو موش های آلزایمری lag منفی ه، در نتیجه با توجه به اینکه محور y نمودار EC نسبت به dHPC ه، جهت جریان برخلاف گفته گزاره از EC به dHPC است.

گزاره ب) تو هر دو نمودار کوهرنس و max correlation، مقدار مشاهده شده برای موش های آلزایمری به صورت معناداری نسبت به موش های سالم کمتره.

گزاره ج) شاخص حافظه کوتاه مدت DI ه و هر چقدر بیشتر باشه به معنی حافظه کوتاه مدت بهتره. بر اساس نمودار بالا سمت راست به نظر میاد همراه با افزایش کوهرنس، DI تو موش های سالم افزایش پیدا میکنه و این ارتباط معناداره (p = .02) ولی این ارتباط تو موش های آلزایمری معنادار نیست (p – .48). پس در مجموع ارتباط معناداری دیده نمیشه.

گزاره د) براساس نمودار پایین راست، برخلاف کوهرنس، تو این نمودار DI گروه آلزایمری متناسب با مقدار کورلیشن تغییر میکنه.

گزاره ه) تو موش های سالم، ارتباط کوهرنس و DI معناداره (p = .02)، ولی ارتباط کورلیشن با DI معنادار نیست (p = .2) پس برخلاف متن گزاره کوهرنس شاخص بهتریه.

سوال 11:

برای حل این سوال باید مبانی ساختار های ثانویه پروتئین از جمله مارپیچ های آلفا، پیچ ها، چرخ ها و صفحات بتا رو در حد اینکه فرم کلیشون به چه شکلی هست میشناختین. ساختارهای ثانویه پروتئین ها به صورت کامل تو ویدیو های 4 ام و 5 ام دوره بیوشیمی آموزش داده شدن:

 اولش ممکنه شکل های سوال خیلی نامفهوم به نظر بیان، منتهی گزاره های سوال مکرر راهنمایی میکنن که تجمعات خونه های سیاه که تو نمودار ها میبینیم ممکنه که مربوط به مارپیچ های آلفا باشه. اگه یکم فکر کنیم میبینم که تو مارپیچ آلفا، یه آمینواسید هم به آمینو اسید های در امتداد خودش (هم قبلش و هم بعدش) نزدیکه، هم به آمینواسید های پیچ های قبل و بعد. در مقابل تو صفحات بتا آمینواسید های مجاور با هم برهمکنش ندارن چون یک در میان بالا و پایین صفحه قرار گرفتن؛ عوضش آمینواسید های هر ردیف با ردیف های قبل و بعدش برهمکنش داره. پیچ ها هم مطابق شکل مثال سوال، یه حالت ضربدر تو نمودار ایجاد میکنن.

قدم بعدی تو تحلیل شکل ها این بود که مجاورت های آمینواسید ها با آمینواسید های دوردست رو توجیه کنین. برای این هم چیزی که به ذهنتون میتونست بیاد قرارگیری ساختارهای ثانویه در مجاورت هم بود. همراه با این مسئله یه نکته مهم که باید برای حل این سوال تو ذهن میداشتین، تفاوت نحوه ارتباط ساختارهای همسو با همدیگه با نحوه این ارتباط بین ساختارهای ناهمسو بود.

تصویر پایین از ویدیو 5 ام دوره بیوشیمی المپیادلب رو در مورد همین قرارگیری ساختارهای ثانویه در مجاورت هم و تفاوت سیستم ارتباطی اون ها وقتی همسو و ناهمسو هستن رو ببینین:

همونطور که میبینین، وقتی ساختار ها با هم به صورت ناهمسو قرار میگیرن (ساختار مارپیچ – صفحه بتا – صفحه بتا سمت راست)، مجبورن با پیچ های تند (بخش قرمز شده) به هم وصل شن؛ ولی وقتی همسو هستن (ساختار صفحه بتا – صفحه بتا سمت چپ) با ساختارهایی به نام loop یا چرخ به هم وصل میشن. برای اینکه یه ذره مجسم تر بشه تو ذهنتون که برهمکنش های ساختارهای همسو چطور میتونه نمودارهای سوال رو ایجاد کنه، این تصویری که مربوط به یه مقاله هست رو ببینین:

حالا با توجه به تمام این توضیحات، بریم سراغ گزاره ها:

گزاره الف) براساس نمودار مشخصه که این توالی 2 تا مارپیچ داره (تجمع سیاهی پایین سمت چپ و بالا سمت راست)  و اونیکی 2 تا تجمع سیاهی نشون دهنده برهمکنش این دو مارپیچ با هم هستن (بالا سمت چپ و پایین سمت راست). همونطور که از مثال سوال مشخص هست، حالت ضربدری که وسط این نمودار دیده میشه، زمانی ایجاد میشه که پیچ تندی داخل توالی باشه. در نتیجه طبق مطالبی که در مورد همسو و ناهمسو بودن ساختارها گفتیم، احتمالا این مارپیچ ها با هم ناهمسو هستن و با پیچی تند به هم وصل شدن، نه یک چرخ.

گزاره ب) طبق توضیحاتی که تا الان داشتیم میتونین تشخیص بدین که پروتئین 2، سه مارپیچ داره (سه توده سیاهی که روی قظر قرار گرفتن). منتهی همونطور که میبینین، مارپیچ اول هم با مارپیچ دوم و هم با مارپیچ سوم برهمکنش داره  (3 تا توده زیر هم تو یک سوم سمت چپ نمودار) ولی مارپیچ دوم با مارپیچ سوم برهمکنش نداره. در نتیجه مارپیچ دوم بین مارپیچ اول و سوم نیست.

گزاره ج) برای جواب دادن به این گزاره بهتره روی کاغذ یک صفحه بتا دارای 3 ردیف آمینواسید ناهمسو بکشین. چرا ناهمسو؟ به خاطر همون ضربدرهایی که تو شکل پروتئین 3 ایجاد شده و نشون دهنده پیچ های تند ه. تو این حالت، آمینواسید اول یه ردیف، با آمینواسید آخر ردیف دیگه مجاورت داره. از طرفی هم اگه یک ردیف آمینواسید بین 2 تا ردیف دیگه باشه، هم با ردیف قبلی و هم با ردیف بعدی برهمکنش داره. با توجه به این مطالب، میتونین متوجه بشین که اگه 3 ردیف داشته باشیم، باید 2 تا ساختار ضربدری تو شکل ایجاد شه، نه 3 تا.

گزاره د) این گزاره صحیح ه، از این جهت که 3 مارپیچ آلفا داریم که هر 3 با هم مجاورت دارن، شبیه پروتئین های تراغشایی که مارپیچ های آلفا متعدد تو ساختار اون ها در مجاورت هم از غشا رد میشن.

گزاره ه) براساس توضیحاتی که برای گزاره های ب و د گفتم، مشخص ه که برهمکنش های داخل پروتئینی بین گروه های R آمینواسید ها تو پروتئین 4 بیشتره، و در نتیجه پایدارتر ه.

مسئله 4:

آشنایی با ساختار مارپیچ های آلفا کمک شایانی رو به شما تو حل این سوال میکرد. همونطور که تو تصویر نشون داده شده برای سوال 11 میبنین، ساختار این مارپیچ و ابعاد بخش های مختلف اون تو ویدیو 4 ام دوره بیوشیمی المپیادلب بررسی شدن.

مبحث دوم مورد نیاز آشنایی اولیه با بردارهاست، به خصوص اینکه سوال خودش شدیدا غلط انداز یاد داده این مبحث رو. مشکل سوال اینه که تو فرمول ax + by + cz، اشاره نکرده که اینجا x و y و z بردارهای یکه (یعنی 1 واحد جابجایی تو محور مختصات مد نظر) هستن، نه مختصات نقطه اصلی. واضحا مختصات بردار تو مختصات نقطه ضرب نمیشه، بلکه با مختصات نقطه جمع میشه. با این اوصاف با آشنایی با این دو مبحث میتونستین سوال رو حل کنین:

 قدم اول برای حل سوال اینه که این مارپیچ گفته شده تو سوال رو تو ذهنتون مجسم کنین و اطلاعات رو یه جا جمع کنین، مثل چیزی که تو این تصویر میبینین:

چند تا نتیجه اولیه از اطلاعات سوال اینه که چون همه بردار ها پیوند پپتیدی هستن و ابعادشون یکسان ه، تو مخرج فرمول محاسبه تتا r = r’ میشه و مخرج مساوی 16= 4 * 4 میشه. دوم اینکه وقتی 4 بردار مشابه با هم 8 آنگستروم افزایش ارتفاع دادن، یعنی هر کدوم 2 آنگستروم افزایش ارتفاع ایجاد کردن. در نتیجه b = 2 هست.

حالا میرسیم به اینکه a و a’ و c و c’ رو محاسبه کنیم. برای اینکار میتونستین تصور کنین اگه از بالا به مارپیچ نگاه کنین (یعنی دید شما تو امتداد محور y باشه و جابجایی بردار ها رو فقط در راستای محورهای x و z ببینین) یه چنین شکلی ایجاد میشه:

با یکم فکر متوجه میشین که تو صفحه x-z، زاویه بین هر بردار 90 درجه است چون 4 تا بردار با هم 360 درجه چرخش ایجاد کردن. علاوه بر این، میدونین که 4 تا بردار پیوند پپتیدی هستن پس طول اضلاع این 4 ضلعی با هم یکسانن، در نتیجه شکلی که میبینیم مربع ه. بردار اول مقدار x نقطه اول (n) رو به x + a برای نقطه دوم (n + 1) تبدیل میکنه. همچنین z رو به z + c تبدیل میکنه. بردار دوم مقدار x + a رو به x + a’ + a و z + c رو به z + c’ + c تبدیل میکنه. حالا اینجا چند تا نکته مهم رو باید استنباط کنین:

• اول اینکه a’ = -a، دلیلش هم اینه که مقدار x دو نقطه n و n + 2 با هم برابر ان.
• دوم اینکه a = c، چون که مارپیچ روی صفحه x-z یه مربعه و a و c هردوشون برابر نصف قطر این مربع هستن.

با این اطلاعات تو فرمول محاسبه تتا، 

• مقدار b و r رو داریم، 
• میدونیم b = b’ = 2 و r = r’ = 4،
• میدونیم a’ = -a = c’ = c،
• در نتیجه میدونیم a * a’ = -a ^ 2 و c * c’ = c ^ 2 = a ^ 2،
•  که در نهایت میرسیم به cos ^ -1 (1/4) که با ماشین حساب میشه معادل زاویه 75.5 درجه.

سوال هر دو جواب 75 و 76 رو درست در نظر گرفته. 

سوال 12:

اولین قدم تو حل این سوال تشخیص اینه که برش مربوط به ریشه نخستین یک گیاه دولپه ای ه که کار راحتیه چون هم تو کمپبل گفته شده، و هم تو ویدیو 70 ام دوره سیستماتیک و آناتومی گیاهی المپیادلب این برش با جزئیات توضیح داده شده:

گزاره الف) همونطور که از فصل 36 کمپیل و یا مباحث انتقال آب دوره فیزیولوژی گیاهی یاد میگیرین، نوار کاسپاری مانعی در برابر مسیر آپوپلاستی ه، نه مسیر سیمپلاستی.

گزاره ب) بخش نشون داده شده دایره محیطیه هست که کاری به کار مسیر های انتقال آب نداره و نقشش یه چیز دیگست. تو این تصویر از ویدیو 103 ام دوره سیستماتیک و آناتومی گیاهی المپیادلب، میبینین که دایره محیطیه (pericycle) و نقشش تو ایجاد ریشه های جانبی نشون داده شده:

گزاره ج) تو دوره سیستماتیک گیاهی المپیادلب به صورت دقیق پروتوزایلم (مشخص شده با Px تو تصویر اول این سوال) و متازایلم (Mx) نشون داده شدن و تفاوت اون ها بررسی شده. E نسبت به C ابتدایی تر ه.

گزاره د) تفاوت تزئینات دیواره عناصر لوله آوندی نسبت به جوان یا مسن بودن آوند (پروتو یا متازایلم بودن) تو ویدیو 54 ام دوره سیستماتیک گیاهی به صورت کامل بررسی شده:

گزاره ه) تو دوره سیستماتیک و آناتومی گیاهی المپیادلب یاد میگیرین که نهان دانگان عناصر لوله غربالی دارن و سلولی های غربالی تو گیاهان ابتدایی تر یافت میشن (تصویری از ویدیو 54 ام این دوره):

سوال 13:

گرچه توضیحات سوال برای پاسخگویی به اون کافی هستن، ولی اگه قبلش اصطلاحات “مارکر” و “هاپلوتایپ” رو بلد بودین خیلی راحت تر و سریع تر میتونستین سوال رو حل کنین. همونطور که تو دوره مولکولی المپیادلب گفته شده، مارکر به هر بخشی از DNA که تو این امکان پلی مورفیسم هست گفته میشه، اعم از ژن ها، STR ها، SNP ها و … . هاپلوتایپ ها هم مجموعه ای از این مارکر ها هستن که از نظر ژنتیکی پیوسته بوده و در شرایط به خصوصی، مثل اهمیت از نظر تکاملی، جایگاهشون در کنار هم حفاظت میشه. تو این تصویر از دوره مولکولی که از ویدیو 5 ام دوره هست، راجع به هاپلوتایپ ها و مارکر ها صحبت شده:

با این اطلاعات حل سوال واقعا آسونه. فقط باید حواسمون باشه که هر دو فرد والد هتروزیگوت و یکی از فرزندان هموزیگوت  هستن، که براساس ژنوتیپ فرزند بیمار مشخص میشه الل های دارای بیماری روی کدوم یکی از کروموزوم های والدین قرار گرفته. 

گزاره الف) جنین های II-2, II-7, II-8, II-9 سالم هستن. جنین II-9 تریزومی 21 داره. جنین II-7 هم مونوزومی 21. II-2 هم براساس مارکرهای کروموزوم 11 تالاسمی ماژور داره. II-8 ولی مشکلی نداره، پس یکی از جنین های دختر سالمه.

گزاره ب) طبق توضیحات گزاره قبل این جمله غلظه چون با احتساب II-1 این خانواده 5 تا دختر داره.

گزاره ج) جنین های II-2 و II-5 تالاسمی ماژور دارن، یعنی برای تالاسمی ماژور هموزیگوس هستن.

گزاره د) جنین های II-3 و II-6 یک الل تالاسمی (تالاسمی مینور) دارن، پس میشن 2 تا.

گزاره ه) یه نکته مهم که برای جواب به این گزاره بهتون کمک میکرد، این بود که بدونین کروموزوم های X و Y بخش های کوچکی تو توالی خودشون دارن که با هم همولوگ هستن. به این نواحی اتوزومال کاذب گفته میشه و برای تشکیل تتراد و بعد جدا شدن درست کروموزوم های جنسی طی میوز I الزامی هستن. این نکته تو فصل 15 کتاب کمپبل گفته شده.

سوال 14:

این سوال هم واقعا ساده بود چون سوال توضیحات کاملی گفته بود. با این اوصاف مبحث تعادل تهویه و خونرسانی رو میتونستین هم تو فیزیولوژی گایتون و هم تو دوره فیزیولوژی پزشکی المپیادلب خیلی کامل تر یاد بگیرین. این تصویر از ویدیو 6 ام همین دوره هست:

گزاره الف) در فرد 1 خونرسانی نرمال ه ولی تهویه وجود نداره. یکی از دلایل این واقعه میتونه سوراخ شدن لایه پلور و در نتیجه از بین رفتن فشار منفی که داخل پلور هست (و ریه ها رو باز نگه میداره)، بشه. اصطلاح پزشکی این واقعه پنوموتوراکس هست. یکی از عوامل اصلی این موضوع تو اورژانس بیمارستان همین ورود اجسام تیز به خاطر تصادف ها یا نزاع ها است. لازمه جواب دادن به این گزاره این بود که میدونستین فشار منفی پلور ریه ها رو باز نگه میداره.

گزاره ب) نکته این گزاره اینه که حواستون باشه ریه ای که تو عکس، سمت راست قرار داره، در واقع ریه سمت چپ مریض ه، چون همونطور که سوال گفته عکس از جلوی بیمار گرفته شده. با توجه به این موضوع میبینین که تو ریه راست خونرسانی صفر ه، در نتیجه V/Q میشه بی نهایت.

گزاره ج) برای جواب دادن به این گزاره باید بلد باشین که عروق ریه در پاسخ به کمبود اکسیژن تو آلوئول ها منقبض میشن و در نتیجه مقاومتشون در مقابل جریان خون بیشتر میشه، که خب این نکته رو تو کتاب درسی هم یاد میگیرن. با این اوصاف، چون تهویه تو ریه راست فرد 3 کمتره، مقاومت در برابر جریان خون تو ریه راست بیشتره.

گزاره د) طبق توضیحاتی که تا الان دادیم، ریه راست فرد 2 خونرسانی نداره، پس عامل ذکر شده تو گزاره با چیزی که تو ریه مشاهده میکنیم مطابقت داره. (یه نکته جدا اینکه یکی از اصلی ترین کاربردهای اسکن V/Q تو پزشکی دقیقا همین تشخیص آمبولی عروق ریوی هست)

گزاره ه) فلج عضله دیافراگم باعث اختلال تو تهویه میشه منتهی تاثیری رو خونرسانی نمیذاره، که تو فرد 4 همه به همین شکل ه.

سوال 15:

یه سوال هورمون گیاهی کلاسیک! بریم سراغ گزاره ها:

گزاره الف) همونطور که تو ویدیو 64 ام دوره فیزیولوژی گیاهی میتونستین یاد بگیرین، سیتوکینین باعث افزایش جوانه زنی میشه. 

تو ویدیو 63 ام همین دوره که تصویرش رو تو جواب گزاره ب میبینین، هم گفتیم که ژیبرلین هم تو جوانه زنی نقش داره.

گزاره ب) ارقام پاکوتاه غلات ژیبرلین کمتری تولید میکنن که این باعث عدم رشد مریستم های میان گره، و در نتیجه صرف شدن منابع گیاه برای تولید محصول زراعی مد نظر و نه رشد گیاه میشه. طبیعتا اگه به چنین گیاهی ژیبرلین بزنیم، رشد مریستم های میانگره از سر گرفته میشه. این تاثیر ژیبرلین رو هم از فصل 39 کمپبل و هم از ویدیو 63 ام میتونستین یاد بگیرین (تصویری از ویدیو 63 ام دوره):

گزاره ج) همونطور که میتونستین از ویدیو 68 ام دوره فیزیولوژی گیاهی یاد بگیرین، آبسیزیک اسید باعث کاهش رشد بخش های هوایی گیاهان (shoot در مورد 6 ام در تصویر زیر) میشه:

گزاره د) براساس فصل 39 کمپبل میدونین که اکسین باعث افزایش تقسیم سلولی و طویل شدن سلول ها تو بخش هوایی (shoot) گیاه میشه.

گزاره ه) همونطور که تو تصویر نشون داده شده تو گزاره ج میبینین، کار اصلی آبسیزیک اسید مقاوم کردن گیاه به تنش آبی از طریق راه های مختلف (مثل بستن روزنه ها).

سوال 16:

جانور نشون داده شده تو سوال یه کرم نواری ه، که همونطور که میتونستین تو ویدیو 22ام دوره یاد بگیرین:

گزاره الف) کرم های نواری حتی حفره گوارش هم ندارن.

گزاره ب) کرم های نواری هرمافرودیت هستن، یعنی هم سیستم تولید مثلی نر و هم سیستم تولید مثلی ماده رو دارن.

گزاره ج) دستگاه دفعی کرم های پهن پروتونفریدی ها هستن.

گزاره د) زالو جزو کرم های حلقوی ه (Annelida) ولی کرم های نواری جزو کرم های پهن (Platyhelminthes) هستن.

گزاره ه) کرم های پهن سلوم ندارن.

سوال 17:

نکته اصلی که برای حل این سوال لازم داشتین، آشنایی با پدیده ای به اسم هتروفیلی (ناجوربرگی) بود. هتروفیلی یعنی اینکه یک گیاه چند شکل برگ داشته باشه. این یکی از سازگاری های گیاهان با محیط های پر آب ه؛ به عنوان مثال برگ هایی که داخل آب هستن خیلی کم تکامل پیدا میکنن، خیلی فتوسنتز فعالی ندارن، و سیستم آوندی عملا ندارن، در مقابل برگ هایی که تو سطح آب یا بالاتر از اون قرار میگیرن کاملا پهن و دارای سیستم آوندی کارآمد میشن. تو ویدیو 112 ام دوره سیستماتیک گیاهی در موردش صحبت شده (مورد آخر تو این تصویر از دوره):

گزاره الف) واضحا این مقدار تفاوت ساختاری ناشی از بیان ژن های متفاوته.

گزاره ب) ناجوربرگی دقیقا یه نوع انعطاف پذیری تکوینی ه چون گیاه تو هر نقطه متناسب با شرایط اون محیط و خود گیاه برگ متناسب با شرایط رو ایجاد میکنه.

گزاره ج) همونطور که گفته شد، برگ هایی که داخل آب هستن تحلیل یافته ترین ها و اونهایی که در سطح آب یا بالاتر از اون هستن ساختار کامل تری دارن. پس اصولا برگ نوع “الف” برگ داخل آب ه.

گزاره د) طبق توضیحاتی که تا الان دادیم این گزاره درسته.

گزاره ه) طبق توضیحاتی که تا الان دادیم این گزاره درسته.

مسئله 6:

چرخش نور (Circular dichroism) به دلیل ساختار نامتقارن مولکول ها ایجاد میشه. عامل ایجاد این عدم تقارن هم معمولا کربن های نامتقارن (کایرال) هستن. میتونستین تو ویدیو چهارم دوره بیوشیمی با این مباحث آشنا بشین:

نکته دیگه ای که لازم بود به ذهنتون میرسید این بود که اگه داخل محلول مولکولی های مختلفی باشن، چرخش نور کلی محلول برایندی از چرخش های این مولکول هاست. این رو به صورت منطقی هم میتونستین بهش برسین، اگر هم با مفهوم محلول راسمیک و خنثی شدن چرخش نوری در صورتی که غلظت مساوی از انانتیومرهای D و L داشته باشیم، آشنا میبودین، طبیعتا برای رسیدن به این موضوع نیاز به فکر کردن هم نداشتین و از قبل میدونستین. 

و اما نکته کلیدی برای حل سوال اینه که بدونین وقتی پلی ساکاریدی هیدرولیز میشه، کلی مولکول آب (که قبلا طی پروسه سنتز آبدهی برای ساخت پلی ساکارید خارج شده بودن) حالا وارد ساختار مونوساکارید ها میشه. در نتیجه اگر 30 گرم پلی ساکارید داشته باشیم، میشه حدود 30 / 180 مول مونوساکارید. به این مقدار مونوساکارید هم تقریبا همین مقدار مول آب (با وزن مولکولی 18) اضافه میشه. چرا گفتم تقریبا؟ برای اینکه اگه تو ساختار پلی ساکارید n تا قند باشه، n -1 آب برای هیدرولیز اون مصرف میشن (به تعداد پیوند های). منتهی همونطور که میتونین حدس بزنین این مقدار قابل چشم پوشی ه.

در نهایت با این اوصاف، ما تو محلول 33 گرم مونوساکارید خواهیم داشت:

30 + 30/180 * 18 = 33

مرحله بعدی اینه که میزان چرخش نور ویژه محلول رو حساب کنیم. برای اینکار میدونیم l = 10cm = 1dm و C = 33g/100ml = 0.33 g/ml. چرخش نوری کل (A) هم که برابر 9.07 ه. پس چرخش نوری ویژه محلول میشه 9.07/0.33 = 27.48. 

مرحله بعدی اینه که نسبت های هرکدوم از قند ها رو حساب کنیم. اگه فراوانی مانوز رو تو محلول با p نشون بدیم، مینویسیم:

p * 14.5 + (1 – p) * 52.7 = 27.48

با حل این معادله p برابر میشه با 0.66 که میشه فراوانی مانوز، و فراوانی گلوکز هم میشه 0.34، که نسبتشون میشه 1.94. حالا 2 تا سوال مطرح میشه:

• چرا جواب سوال 19 نیست و 20 ه؟ برای اینکه اگه با ساختار پلی ساکارید ها، به خصوص اونهایی که مونومرهای قندی مختلف دارن آشنا باشین، میدونین که این پلی ساکارید ها از واحد های قندی کوچکتر که تکرار میشن ایجاد میشن. مثلا کوچکترین واحد این پلی ساکارید میتونه M – G – M باشه. با توجه به این دانش تکرار واحد های کوچک، متوجه میشین که نسبت 1.94 نسبت واقعی ای نیست. با این خاصیت پلی ساکارید ها میتونستین تو ویدیو 8 ام دوره بیوشیمی المپیادلب آشنا بشین:

• سوال بعدی اینه که چرا مستقیم جواب 2 نیومد؟ به خاطر چشم پوشی هایی که اینور اونور از اعشارهای ریز انجام دادیم.

پرسش 18:

این سوال هم که خیلی آسون بود و نیازی نداشت چیزی از قبل بلد باشین. اولین کار برای حل این سوال اینه که واسه هر جفت بیماری، یه چنین جدولی بکشیم:

طبق این جدول پارامتر Phi برای هر زوج میشه:

براساس این جدول متوجه میشین که 3 گزاره اول اشتباه ان. گزاره آخر هم که واضحا درسته. میمونه گزاره د، که چون مخرج نمیتونه صفر بشه، غلط ه.

نتیجه گیری

با این اوصاف، از 24 سوال مرحله دوم دوره 24 المپیاد زیست، میتونستین:

• به 14 تا سوال به کمک نرم افزارهای پکیج جامع المپیادلب جواب بدین (سوالات 2، 4، 7، 9، 10، 11، 12، 13، 16 و 17 و مسئله های 1، 3، 4 و 6)،
• به 3 تا از سوالات به کمک کتاب های توصیه شده تو برنامه جامع (زیست شناسی کمپبل، فیزیولوژی گایتون و ژنتیک از دیدگاه حل مسئله) جواب بدین (سوالات 1 و 3 و مسئله 2)،
• به 5 تا از سوالات به کمک ترکیب مطالب کتاب های برنامه جامع و نرم افزارهای پکیج حواب بدین (سوالات 5، 6، 8، 14 و 15)،
• و به 2 تا از سوالات بدون هیچ مطالعه قبلی و صرفا با تحلیل خودتون جواب بدین (سوال 18 و مسئله 5).

در نتیجه، جدا از 2 سوال دسته آخر که در هر حالت میتونستین جواب بدین، اطلاعات کافی برای جواب دادن به 22 تا از 24 (92%) سوال مرحله دوم دوره 24 المپیاد زیست رو میتونستین با دنبال کردن برنامه جامع المپیادلب به دست بیارین. با توجه به اینکه کف قبولی نزدیک 45 درصد بود، میتونستین با دنبال کردن برنامه از این آزمون قبول شین.