ChatGPT ответил на тест по микробиологии лучше среднестатистического студента

Технический мир гудит из-за ChatGPT — чат-бота, который считается самым продвинутым из когда-либо созданных. Он может создавать стихи, песни и даже компьютерный код. Он убедительно построил ^[1]отрывок текста о том, как вынуть бутерброд с арахисовым маслом из видеомагнитофона, в стиле Библии короля Иакова.

На мой взгляд, это действительно замечательно. Но как ученый, я хочу узнать больше о возможностях ChatGPT. Может ли он ответить на трудные вопросы по сложным темам? Может ли он синтезировать информацию? Может ли он анализировать эксперимент?

Чтобы узнать больше, я провел ChatGPT тест по микробиологии. Вопросы, которые я задавал, подошли бы для выпускного экзамена для бакалавра по биологии, который только что закончил вводный курс по микробиологии. Обратите внимание, что ChatGPT имеет тенденцию лить воду, поэтому я сократил многие из его ответов для краткости. Далее в заголовках вопросы, в параграфах — ответы ChatGPT, а затем оценка.

В двух или менее предложениях объясните разницу между грамположительными и грамотрицательными бактериями

Грамположительные бактерии имеют толстый слой пептидогликана в клеточной стенке, тогда как грамотрицательные бактерии имеют тонкий слой пептидогликана. Это различие в структуре клеточной стенки бактерий приводит к различным свойствам окрашивания, когда они подвергаются воздействию кристаллического фиолетового и йода, двух красителей, используемых в процедуре окрашивания по Граму.

Оценка: В основном правильно. ChatGPT не упомянул, что грамположительные бактерии имеют одну мембрану, а грамотрицательные бактерии имеют две мембраны (Вероятно, это наиболее важное различие между бактериями). Про красители также неверно; правильные красители - кристаллический фиолетовый и сафранин. (Йод используется для «фиксации» кристаллического фиолетового.)

В трех словах или менее, трансформация, трансдукция и конъюгация — примеры чего?

Генетический обмен у бактерий.

Оценка: Верно (если простить слово «у»). Я впечатлен этим, так как это показывает, что ChatGPT способен идентифицировать наиболее важную общую черту этих микробиологических процессов. Трансформация происходит, когда бактерия включает ДНК из окружающей среды; трансдукция происходит, когда вирус переносит гены от одной бактерии к другой; а конъюгация происходит, когда одна бактерия вводит ДНК непосредственно в другую бактерию. Все они являются формами генетического переноса.

Завершите сравнение. Прионы относятся к белку так же, как вироиды к чему?

Прионы относятся к белку так же, как вироиды к РНК. [Сокращено]

Оценка: правильно. Я очень впечатлен этим. Он понимает сравнения. (Серьезно?!) Прионы — это инфекционные белки (одна из форм которых вызывает коровье бешенство), а вироиды — это инфекционные молекулы РНК, вызывающие заболевания у растений.

Пациент отделения неотложной помощи поступает с ужасной головной болью и скованностью мышц шеи. Врач назначает спинномозговую пункцию для сбора спинномозговой жидкости. Окраска СМЖ по Граму выявляет наличие грамотрицательных диплококков. Какой диагноз?

На основании предоставленной вами информации, окраска по Граму спинномозговой жидкости (ЦСЖ) показывает наличие грамотрицательных диплококков, представляющих собой бактерии, которые обычно имеют овальную форму и встречаются парами. Этот вывод согласуется с диагнозом менингита. [Сокращено]

Оценка: правильно.

Микробиолог проводит подсчет чашек, чтобы определить концентрацию бактерий в пробирке. Он выполняет шесть десятикратных разведений и наносит 1 мл конечного раствора на чашку Петри. На чашке Петри наблюдали 205 колоний. Какова была первоначальная концентрация бактерий в пробирке?

Ответ длинный, но стоит прочтения полностью

Десятикратным разведением называется раствор, в котором концентрация исходного вещества уменьшена в 10 раз. В этом случае микробиолог выполнил шесть десятикратных разведений, значит, концентрация бактерий в конечном разведении составила 10^6 раз меньше исходной концентрации в пробирке.

Поскольку 1 мл конечного раствора был нанесен на чашку Петри и наблюдалось 205 колоний, исходную концентрацию бактерий в пробирке можно рассчитать по следующей формуле:

Исходная концентрация бактерий = (Количество наблюдаемых колоний/Объем конечного разведения) * (Коэффициент разбавления)^n
где n — количество выполненных разведений (в данном случае 6).

Подставляя известные значения, получаем:
Исходная концентрация бактерий = (205/1 мл) * (10^6)
Таким образом, исходная концентрация бактерий в пробирке составляла 205 * 10^6 или 2,05 * 10^8 бактерий/мл. Это очень высокая концентрация бактерий, указывающая на то, что образец сильно загрязнен и может нанести вред при проглатывании или попадании в организм. Врачу может потребоваться назначить антибиотики или другие методы лечения, чтобы помочь пациенту выздороветь.

Оценка: 100% верно (Моя челюсть на полу).

В шести словах или меньше, в чем суть постулатов Коха?

Установить причинно-следственную связь между микробом и болезнью.

Оценка: В точку (опять же, прощая слово «и»).

Мутация происходит в промоторной области гена, так что сигма-фактор больше не может распознавать или связываться с ним. Одним предложением, что произойдет с экспрессией гена?

Экспрессия гена будет снижена, потому что сигма-фактор не может распознавать или связываться с промоторной областью.

Оценка: правильно.

Ученый хочет клонировать ген в плазмиду. Как он должен решить, какой эндонуклеаз рестрикции использовать?

Есть несколько факторов, которые следует учитывать при выборе Эндонуклеазы рестрикции, рестриктазы&nbsp;— группа ферментов, относящихся к классу гидролаз, катализирующих реакцию гидролиза нуклеиновых кислот.</p>" data-abbr="рестриктазы ">рестриктазы для клонирования гена в плазмиду. Первым и наиболее важным фактором является совместимость рестриктазы с плазмидным вектором. Рестриктазы должны образовывать совместимые липкие концы, которые можно лигировать с липкими концами плазмидного вектора, что позволяет встроить ген в плазмиду. Ученый должен также учитывать размер гена и место узнавания Эндонуклеазы рестрикции, рестриктазы&nbsp;— группа ферментов, относящихся к классу гидролаз, катализирующих реакцию гидролиза нуклеиновых кислот.</p>" data-abbr="эндонуклеазом рестрикции">эндонуклеазом рестрикции, а также наличие любых потенциальных мест рестрикции внутри самого гена. [Сокращено]

Оценка: правильно.

Естественный киллер сталкивается с соматической клеткой, на поверхности которой отсутствуют молекулы ГКГ I. В одном предложении, каков вероятный исход?

Если Естественные киллеры, также натуральные киллеры&nbsp;— тип лимфоцитов, участвующих в функционировании врождённого иммунитета.</p>" data-abbr="естественный киллер ">естественный киллер сталкивается с соматической клеткой, на поверхности которой отсутствуют молекулы ГКГ I, естественная клетка-киллер, скорее всего, убьет соматическую клетку.

Оценка: правильно. (Естественная клетка-киллер, также называемая NK-клеткой, является чем-то вроде «тайной полиции» иммунной системы. Они следят за клетками организма, запрашивая «идентификацию» (молекулы ГКГ I). Если клетка не может произвести эту идентификацию, его убивают на месте)

Ученый хочет проверить эффективность нового антибиотика. Он заражает десять крыс сальмонеллой и вводит антибиотик всем десяти крысам. Все они выздоравливают. В чем ошибка этого эксперимента?

Один потенциальный недостаток в этом эксперименте заключается в том, что ученый использовал только десять крыс. Это относительно небольшой размер выборки, и вполне возможно, что результаты эксперимента не являются репрезентативными для населения в целом. Обычно рекомендуется использовать бо́льший размер выборки в экспериментах, чтобы повысить надежность и достоверность результатов. Кроме того, в эксперимент следует включить контрольную группу крыс, не получавших антибиотик, чтобы сравнить эффекты антибиотика с эффектами отсутствия лечения.

Оценка: правильно. (Хотя я не думаю, что комментарий о том, что крысы недостаточно репрезентативны для популяции, здесь уместен — это не эпидемиологическое исследование).

Я начал этот проект как полный скептик. Я был полностью уверен, что могу задавать ChatGPT вопросы, которые были бы слишком сложными — не потому, что содержание сложное, а потому, что мои вопросы требовали, чтобы ИИ продемонстрировал довольно специализированные знания, способность синтезировать эти знания, способность быть кратким в ответах и способность строить математическое решение словесной задачи по микробиологии. За исключением первого вопроса, ChatGPT прошел тест успешно. Если бы я оценивал тест, я бы дал ChatGPT 95%, что намного лучше, чем то, что получило бы большинство студентов-людей, скорее всего.