domenica 26 marzo 2023

Mendel e i Pippilicchi - io e Chat GPT - genetica - 2023

 Mendel e i Pippilicchi - io e Chat GPT - genetica - 2023

Questa volta ho chiesto a Chat GPT di inventare una storiella su Mendel che si imbatte in una strana specie animale, il Pippilicchio. Dopo alcuni tentativi è venuta fuori questa storiella. Quando poi gli ho chiesto di analizzare l'incrocio triibrido con un quadrato di Punnett ha tirato fuori delle cose assurde nel tentativo di dare una risposta alla domanda. 

Leggiamo la storia: 


INPUT

Mendel e il Pippilicchio.

Ora scriviamo una storia divertente su Mendel che studia le leggi della genetica non sulla pianta di pisello ma su un animale inventato: il Pippilicchio. Il Pippilicchio è un animale strano. Può avere la coda al posto giusto oppure in fronte: il carattere dominante C mette la coda al posto giusto il recessivo c invece la mette in fronte. Il Pippilicchio parla inglese o spagnolo: il carattere dominante S lo fa parlare spagnolo e quello recessivo s lo fa parlare inglese. Il Pippilicchio può muoversi all'indietro o in avanti: il carattere dominante A lo fa camminare come tutti gli altri quadrupedi invece il carattere recessivo a lo fa camminare all'indietro. La storia che devi sviluppare è più o meno questa: Mendel incontra nel bosco il Pippilicchio che ha 50 figli. Immagina che i figli abbiano una distribuzione mendeliana dei caratteri. Il Pippilicchio maschio cammina in avanti, ha la coda in fronte e parla inglese. La Pippilicchia femmina invece cammina all'indietro, ha la coda al posto giusto e parla spagnolo. Come saranno i figli? Immagina Mendel che osserva a parla con i Pippilicchi per cercare di capire la trasmissione dei loro caratteri genetici, usa anche brani in inglese e spagnolo nei dialoghi. Ricorda, la storia deve essere divertente


CHAT GPT

Mendel era nel bosco, intento ad osservare le piante di pisello quando all'improvviso notò un'insolita coppia di creature strane che si aggirava nei paraggi. Si avvicinò con curiosità e vide un Pippilicchio maschio che camminava in avanti, con la coda in fronte e parlava inglese. Accanto a lui c'era una femmina che invece camminava all'indietro, aveva la coda al posto giusto e parlava spagnolo. Mendel rimase affascinato e decise di avvicinarsi per osservarli meglio.

"Excuse me, do you speak English?" chiese Mendel al Pippilicchio maschio.

"Yes, I do. What can I do for you?" rispose il Pippilicchio maschio.

"I'm Gregor Mendel, a scientist. I'm interested in your unique characteristics. Can you tell me more about them?"

"Certainly, sir. My name is Fred and my wife's name is Maria. We're a rare breed of Pippilicchios with some unusual traits. As you can see, I walk forward, have my tail in front, and speak English. Maria, on the other hand, walks backward, has her tail in the back, and speaks Spanish."

"Interesante", disse Mendel, "I would like to study your offspring to understand how these traits are inherited."

"¡Muy bien!", esclamò Maria, "estamos encantados de ayudarle en su investigación."

Mendel trascorse i giorni successivi a osservare attentamente Fred e Maria e il loro nido di 50 figli. Notò che alcuni dei loro figli camminavano in avanti, avevano la coda in fronte e parlavano inglese come il padre, mentre altri camminavano all'indietro, avevano la coda al posto giusto e parlavano spagnolo come la madre.

Mendel chiese a Fred e Maria se avevano mai sentito parlare delle leggi di Mendel, ma entrambi scossero la testa e dissero di no. Così Mendel spiegò loro la teoria di base delle leggi di Mendel, cercando di farlo in modo semplice e chiaro.

Fred e Maria ascoltavano con attenzione e curiosità, poi Fred disse: "It's incredible, we didn't know our family had these laws!"

Maria rispose: ""Sí, es como un juego de azar. No sabíamos que fuera tan complejo, ¡pero es interesante descubrir cómo funcionan estas cosas!"

Mendel continuò a osservare i figli del Pippilicchio e notò che la maggior parte dei figli aveva le caratteristiche dominanti di Fred, ma alcuni avevano le caratteristiche recessive di Maria.

Mendel disse a Fred e Maria: "Sapete, i vostri figli seguono le leggi di Mendel. Il carattere dominante C per la posizione della coda è stato ereditato dalla maggior parte dei figli, così come il carattere dominante S per la lingua spagnola. E il carattere dominante A per il movimento in avanti è stato ereditato da tutti i figli."

""What happens to the recessive traits?", chiese Fred.

"Bene, il carattere recessivo c per la posizione della coda è stato ereditato solo da alcuni dei vostri figli, così come il carattere recessivo s per la lingua inglese. E il carattere recessivo a per il movimento all'indietro è stato ereditato solo da alcuni dei vostri figli. Questo dimostra che i caratteri recessivi non si manifestano sempre, ma possono essere portati dai portatori nascosti", spiegò Mendel. "Wow, esto es realmente interesante", esclamò Maria "¿Y qué podemos hacer con este conocimiento?"

"Bene, ora potete prevedere la probabilità di ereditare questi caratteri nei vostri figli futuri e scegliere di incrociare i Pippilicchi in modo da ottenere le caratteristiche desiderate", rispose Mendel. "Fantastic! Thank you so much, Mendel. You have taught us a lot," , dissero Fred e Maria insieme.

"No problemo, amigos", rispose Mendel con un sorriso. "E ora devo andare, ho un altro animale strano da studiare."

Mendel si allontanò nel bosco, lasciando Fred e Maria a osservare i loro figli Pippilicchi che correvano felici e saltellanti intorno a loro.

Hey, kids, how are you feeling today?" chiese Fred in inglese.

"Muy bien, papá!" risposero i figli in spagnolo, facendo ridere sia Fred che Maria.

INPUT

i due animali del racconto, dato che abbiamo dei figli doppi recessivi per ogni gene hanno sicuramente i seguenti genotipi: il maschio è Aaccss La femmina è aaCcSs mi calcoli precisamente la distribuzione di tutti i fenotipi combinati nella progenie con la percentuale e il numero di individui attesi su un totale di 50 figli?

CHAT GPT

E qui ha cominciato a tirare fuori soluzioni improbabili e quadrati di Punnett psichedelici, anche se cercavo di condurlo alla soluzione giusta fornendo informazioni addizionali. (bastava un quadrato di Punnett con solo 8 caselle)

In effetti il tipo di incrocio che gli ho presentato è un trabocchetto: non permette assolutamente di stabilire quale dei due alleli sia dominante o recessivo, in quanto per ognuno dei 3 geni un individuo è eterozigote e l'altro omozigote recessivo. (L'ho affermato io il pattern della dominanza nel testo iniziale ma non c'è nessun riscontro sperimentale, per cui potrei invertire i dominanti e recessivi senza alterare il risultato)

Si tratta infatti di un triplo test-cross in cui la probabilità del fenotipo dominante e quella del fenotipo recessivo è del 50%

SPIEGAZIONE

questi sono i gameti possibili per il maschio e per la femmina: Maschio     50% Acs     e     50% acs Femmina 25% aCS     25% acS     25% aCs     e     25% acs

Analizzando i singoli geni le probabilità degli incroci sono tutte del 50% (1/2) Aa 1/2 cammina in avanti e aa 1/2 cammina all'indietro (il maschio fornisce per il 50% A e per il 50% a mentre la femmina è 100% a) Cc 1/2 coda giusta e cc 1/2 coda in fronte (il maschio fornisce per il 100% c mentre la femmina il 50% C e il 50% c) Ss 1/2 parla spagnolo e ss 1/2 parla inglese (il maschio fornisce per il 100% s mentre la femmina il 50% S e il 50% s)

Se analizzo la distribuzione dei 3 geni e assumo che i geni siano su cromosomi diversi e facciano un assortimento indipendente ho 8 combinazioni possibili genotipiche e fenotipiche (1/2x1/2x1/2 senza dover fare un quadrato di Punnett) 1/8 Aaccss cammina in avanti coda in fronte parla inglese 1/8 AaCcss cammina in avanti coda giusta parla inglese 1/8 AaCcSs cammina in avanti coda giusta parla spagnolo 1/8 AaccSs cammina in avanti coda in fronte parla spagnolo 1/8 aaccss cammina all'indietro coda in fronte parla inglese 1/8 aaCcss cammina all'indietro coda giusta parla inglese 1/8 aaCcSs cammina all'indietro coda giusta parla spagnolo 1/8 aaccSs cammina all'indietro coda in fronte parla spagnolo

Il programma non è riuscito a costruire un quadrato di Punnett coerente né a stilare una tabella fenotipica coerente con i dati.

è abbastanza inquietante questa frase in cui Mendel consiglia un'approccio eugenetico ai due genitori nella scelta dei futuri figli: "Bene, ora potete prevedere la probabilità di ereditare questi caratteri nei vostri figli futuri e scegliere di incrociare i Pippilicchi in modo da ottenere le caratteristiche desiderate", rispose Mendel.

Ma trattandosi di un racconto di fantasia su animali inventati ci può anche stare.

guarda anche Lezioni di genetica

martedì 21 marzo 2023

I quattro moschettieri dei modelli atomici - io e chat gpt - 2023

I quattro moschettieri dei modelli atomici - io e chat gpt - 2023

Questa volta mi sono divertito a chiedere a Chat Gpt un racconto breve che riassumesse i quattro modelli atomici di Thomson, Rutherford, Bohr e Schroedinger. 
Devo dire che stavolta, seppur con qualche imprecisione, se l'è cavata bene e il racconto riassume le caratteristiche peculiari dei modelli con uno stile leggero e a tratti spassoso. 
Alla fine gli ho fatto i complimenti


IO
Mi scrivi un racconto breve nel quale i 4 scienziati, Thomson, Rutherford, Bohr e Schroedinger viaggiano su una navicella dentro i loro modelli atomici e commentano ognuno i modelli atomici dell'altro?

CHAT GPT

In una galassia lontana, quattro scienziati eccezionali, Thomson, Rutherford, Bohr e Schrödinger, viaggiavano a bordo di una navicella spaziale, ognuno dentro il proprio modello atomico.

Thomson, il padre della scoperta dell'elettrone, era seduto dentro un modello atomico simile ad una nuvola, con particelle di elettroni che si muovevano freneticamente in ogni direzione. Guardando i modelli degli altri scienziati, commentò: "Il modello di Rutherford sembra molto più ordinato del mio, con il nucleo al centro e gli elettroni che ruotano attorno ad esso. Ma non capisco il perché Bohr abbia aggiunto quelle orbite fisse. Mi sembra un po' limitante."

Rutherford, che aveva scoperto il nucleo atomico, stava volando attraverso un modello a forma di palla, con un nucleo al centro e gli elettroni che si muovevano intorno ad esso. Vedendo gli altri modelli, disse: "Sono d'accordo con Thomson, il modello di Bohr sembra un po' troppo rigido per i miei gusti. Ma quello di Schrödinger sembra completamente confuso, con tutte quelle funzioni d'onda che si sovrappongono. Non riesco a vedere come sia utile."

Bohr, che aveva sviluppato il modello atomico a livelli energetici discreti, era seduto dentro un modello a forma di anelli, con gli elettroni che si muovevano attorno al nucleo in orbite fisse. Guardando gli altri modelli, disse: "Il modello di Thomson sembra un po' caotico per me, preferisco la precisione del mio modello a orbite fisse. Rutherford ha fatto un buon lavoro con il nucleo centrale, ma dovrebbe considerare le orbite discrete invece che le traiettorie libere degli elettroni. E Schrödinger... beh, non ho idea di cosa stia facendo, ma sembra interessante."

Schrödinger, che aveva sviluppato l'equazione che descrive l'evoluzione temporale delle funzioni d'onda quantistiche, stava volando attraverso un modello atomico che sembrava un mare di funzioni d'onda sovrapposte. Vedendo gli altri modelli, disse: "Il modello di Thomson è troppo semplicistico per la mia comprensione, e quello di Rutherford sembra un po' antiquato. Bohr ha fatto un buon lavoro, ma il mio modello di funzioni d'onda è l'unico modo per descrivere la natura quantistica dell'atomo in modo preciso."

I quattro scienziati discussero animatamente dei loro modelli atomici mentre la navicella spaziale volava attraverso lo spazio. Alla fine, si resero conto che tutti i loro modelli avevano contribuito alla comprensione dell'atomo e della natura quantistica, e che ogni modello aveva i suoi pregi e i suoi difetti. Insieme, avevano creato la base per la moderna fisica atomica.

IO

bravissimo

CHAT GPT

Grazie, sono contento che ti sia piaciuto!

guarda anche L'ascesa dei Modelli Atomici


Calcolare la Molalità di una soluzione usando la densità - chimica - 2023

 

Calcolare la Molalità di una soluzione usando la densità - chimica -  2023

di Vittorio Sossi

esercizi svolti, livello medio/difficile

inserita il 21-03-2023

formulario

 Le formule che dobbiamo usare 

Per la teoria sulla Molalità ed esercizi più semplici consultate le pagine: molalità e concentrazione molaleesercizi svolti sulla molalità (1) eesercizi svolti sulla molalità (2)

Ricordiamo le formule che ci servono e le grandezze coinvolte in questi esercizi

Le formule da utilizzare sono le seguenti:

La Molalità (m) di una sostanza è uguale al numero di moli della sostanza (n) divisa per la massa del solvente espressa in chilogrammi (Kg o msolv)
m = n / Kg

La Densità (d) di una soluzione è uguale ala massa COMPLESSIVA (massa soluto + massa solvente) divisa per il Volume occupato dalla soluzione: può essere espressa in diverse unità di misura a seconda delle esigenze Kg/m3;Kg/L; g/cm3
d = m / V

Il numero di moli (n) di una sostanza è uguale alla massa della sostanza (mg) espressa in grammi, divisa per la massa molare (Mm) della sostanza in grammi per mole:
n = mg / Mm

La massa della sostanza (mg) espressa in grammi è uguale al numero di moli (n) della sostanza moltiplicato per la massa molare (Mm) della sostanza in grammi per mole:
mg = n x Mm

La massa molecolare (Mm) di una sostanza la ricaviamo dalla tavola periodica ed è uguale alla somma delle masse atomiche dei singoli atomi che compongono la molecola, espresse in unità di massa atomica (uma):
Mm = (numero di atomi elemento1 x uma1) + (numero di atomi elemento2 x uma2) + (numero di atomi elemento3 x uma3) + ...

Potete usare questo widget, l'importante è che scriviate CORRETTAMENTE la formula della sostanza, ogni errore nella formula vi farà sbagliare il calcolo.


Esercizio 1

calcola la molalità di una soluzione formata da 40,0 g di NaCl sciolti in acqua con un volume finale di 0,400 L e avente densità di 1,07 g/mL

NB: dato che la nostra densità è data in grammi per millilitro mentre il volume è dato in litri per prima cosa trasformiamo il volume in millilitri.
In un litro ci sono 1000 millilitri per cui moltiplichiamo per 1000.

0,400 L x 1000 = 400 mL

Questo esercizio non è immediato come gli altri. Abbiamo i grammi di soluto dai quali ci possiamo ricavare facilmente le moli ma non abbiamo i Kg di solvente, bensì il volume della soluzione. Ci viene in aiuto la densità della soluzione che ci permette di correlare il volume alla massa.
Occorrono quindi dei passaggi aggiuntivi.
L'importante è tenere in mente i dati che ci servono per calcolare la molalità: moli di soluto e chilogrammi di solvente.
Impostiamo una tabella con i dati a nostra disposizione.

Dati e Incognite
GrandezzaValoreUnità di misura
Molalità?mol/Kg
Massa in grammi40,0g
Numero di Moli?mol
Massa Molare (NaCl)?g/mol
Massa Solvente?Kg
Massa Soluzione?Kg
Volume0,400L
Densità1,07g/mL(cm3)

La tabella è più lunga delle precedenti: ha 8 righe di dati.
Le prime 4 ci serviranno per calcolare le moli di NaCl e la molalità.
Però prima utilizziamo le ultime 4 per ricavare i chilogrammi di solvente

Dati e Incognite
GrandezzaValoreUnità di misura
Molalità?mol/Kg
Massa in grammi40,0g
Numero di Moli?mol
Massa Molare (NaCl)?g/mol
Massa Solvente?Kg
Massa Soluzioned=m/VKg
Volume0,400L
Densità1,07g/mL(cm3)

TAPPA 1: Calcolare la massa della soluzione.
Per prima cosa usiamo la densità per ricavare la massa della soluzione.
Utilizziamo la formula inversa di quella riportata in tabella.

m(soluzione)=d.V -->1,07.400 = 428 grammi

Dati e Incognite
GrandezzaValoreUnità di misura
Molalità?mol/Kg
Massa in grammi40,0g
Numero di Moli?mol
Massa Molare (NaCl)?g/mol
Massa Solventemsoluzione - msolutoKg
Massa Soluzione428 grammig
Volume0,400L
Densità1,07g/mL(cm3)

TAPPA 2: Calcolare la massa del solvente in chilogrammi
428 grammi della soluzione comprendono ovviamente la massa dell'acqua, il solvente, ma anche i 40 grammi di sale
per cui
msolvente = msoluzione - msoluto --> 428-40 = 388 g --> 0,388 Kg

sostituiamo nella tabella

Dati e Incognite
GrandezzaValoreUnità di misura
Molalità?mol/Kg
Massa in grammi40,0g
Numero di Moli?mol
Massa Molare (NaCl)?g/mol
Massa Solvente0,388Kg
Massa Soluzione428 grammig
Volume0,400L
Densità1,07g/mL(cm3)

TAPPA 3: Calcolare la massa molare del NaCl
Da questo punto in poi procediamo come abbiamo fatto negli esercizi precedenti: Usiamo come al solito la tavola periodica, o il calcolatore in fondo alla pagina.
Dalla tavola periodica leggiamo che le masse molari approssimate dei singoli elementi sono (Na = 22,99; Cl = 35,45):
per cui
Massa molare di NaCl = (Na) (22,99x1) + (Cl) (35,45x1) = 58,44 g/mol

Inseriamo il valore nella tabella

Dati e Incognite
GrandezzaValoreUnità di misura
Molalità?mol/Kg
Massa in grammi40,0g
Numero di Molin=mg/Mmmol
Massa Molare (NaCl)58,44g/mol
Massa Solvente0,388Kg
Massa Soluzione428 grammig
Volume0,400L
Densità1,07g/mL(cm3)

TAPPA 4: Calcola il numero di moli
Il numero di moli, lo sappiamo, è dato dalla massa del soluto diviso la sua massa molare come nella formula riportata i tabella
n=40,0/58,44 = 0,68 mol

Inseriamo il valore nella tabella

Dati e Incognite
GrandezzaValoreUnità di misura
Molalitàmmolalità=n/Kgsolvmol/Kg
Massa in grammi40,0g
Numero di Moli0,68mol
Massa Molare (NaCl)58,44g/mol
Massa Solvente0,388Kg
Massa Soluzione428 grammig
Volume0,400L
Densità1,07g/mL(cm3)

TAPPA 5: Calcola la molalità
Ora che abbiamo il numero di moli di soluto e la massa di solvente in grammi possiamo sostituire alla formula riportata in tabella e ricavare la molalità della soluzione!
mmolalità=nmoli soluto/Kgchili solv --> m=0,68/0,388 = 1,75 m

Quindi la nostra soluzione è 1,75 molale.

Questo tipo di esercizi è quindi un po' più laborioso in quanto prima di procedere è necessario ricavare non solo il numero di moli di soluto ma anche la massa del solvente.
L'errore più comune è non considerare che la densità ci permette di calcolare la massa della SOLUZIONE e non direttamente del SOLVENTE: per cui bisogna sempre ricordare di sottrarre la massa del soluto prima di procedere.


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