Làm câu 15b

Dưới đây là lời giải gợi ý cho từng phần của đề bài: ────────────────────────────── 1. (Câu 15b – chủ đề “mảng trắng” trên bề mặt và phản ứng với H₂O₂) a) Khi rượu chuyển thành giấm, trên bề mặt dung dịch thường xuất hiện một lớp “váng trắng”. Lớp váng này do vi sinh vật thuộc nhóm vi khuẩn axit acetic (còn gọi là Acetobacter, đôi khi có tên gọi khác như Gluconacetobacter) tạo ra. Những vi khuẩn này sử dụng không khí (O₂) để oxy hóa ethanol thành axetic acid (giấm) và đồng thời tổng hợp ra một chất polysaccharide làm thành “váng” giấm. Vì quá trình này xảy ra khi tiếp xúc tốt với không khí, nên lớp váng sẽ hình thành trên bề mặt. Ở đáy cốc không có vi sinh vật của nhóm này vì: • Điều kiện khan hiếm oxy: Ở đáy, lượng không khí (O₂) thấp hơn so với bề mặt, khiến cho môi trường không thuận lợi cho sự hoạt động của vi khuẩn oxy hóa ethanol. • Ngoài ra, chất dinh dưỡng hoặc các sản phẩm phụ từ quá trình lên men không tập trung ở đáy, do đó vi khuẩn đó không phát triển mạnh ở đó. b) Khi nhỏ vài giọt dung dịch váng trắng lên mặt lam kính rồi cho thêm vài giọt dung dịch H₂O₂, người ta thường thấy hiện tượng bọt khí sủi lên (bong bóng xuất hiện trên mặt lam kính). Giải thích hiện tượng này như sau: • Trong váng trắng chứa các tế bào vi khuẩn axit acetic cùng với một số enzyme đặc trưng, trong đó enzyme catalase là một enzyme có khả năng phân hủy dung dịch H₂O₂ thành nước (H₂O) và oxy (O₂). • Quá trình chuyển hóa của catalase: 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂. Sự giải phóng ra oxy ở dạng khí tạo ra các bọt khí nhỏ trên bề mặt lam kính. • Đây là một thí nghiệm điển hình dùng để phát hiện enzyme catalase. ────────────────────────────── 2. (Câu 12 – Thí nghiệm lên men đường với men) Trong thí nghiệm, học sinh cho dung dịch nước đường (8% – 10%) có bổ sung dịch quả ép cùng với dung dịch bột bánh men vào bình thủy tinh. Sau 48 giờ, quan sát được các hiện tượng: • Bọt khí xuất hiện: Do men trong dung dịch sử dụng đường để lên men, sản sinh ra khí CO₂. Khí CO₂ tan ra tạo thành bọt ở bề mặt dung dịch. • Dung dịch bị xáo trộn: Khí CO₂ sinh ra có tác dụng khuấy trộn dung dịch, làm cho các chất hoá học phân bố đều hơn. • Mở hé bình có mùi rượu: Quá trình lên men chuyển đường thành rượu (ethanol) và CO₂ nên sản phẩm rượu tỏa ra mùi đặc trưng. • Thành bình sờ tay thấy ấm: Phản ứng lên men là phản ứng tỏa nhiệt (tức là phản ứng không hoàn toàn thu nhận nhiệt năng mà chuyển hóa thành nhiệt), nên nhiệt độ bên trong bình tăng lên. Tóm lại, các hiện tượng quan sát được đều phù hợp với quá trình lên men men chuyển đường thành rượu và CO₂. ────────────────────────────── 3. (Câu 13 – Một số hiện tượng trong vi sinh vật học) a) Tại sao ở đáy biển sâu có phong phủ vi khuẩn hoá tự dưỡng nhưng lại rất ít vi khuẩn quang hợp? • Ở đáy biển sâu ánh sáng mặt trời hầu như không tới nên các vi khuẩn quang hợp không thể sử dụng ánh sáng làm nguồn năng lượng. • Trong khi đó, vi khuẩn hóa tự dưỡng có khả năng chuyển hoá các chất vô cơ (như hydro sulfide, amoniac, sắt…) để tạo ra năng lượng mà không cần đến ánh sáng, do vậy chúng phát triển mạnh ở môi trường thiếu sáng. b) Tại sao vi khuẩn gây viêm loét dạ dày (Helicobacter pylori) không ưa axit nhưng lại tồn tại được trong dạ dày có pH thấp? • H. pylori sản xuất enzyme urease, enzyme này phân giải urea thành amoniac và CO₂. • Amoniac giúp trung hòa axit xung quanh, tạo ra một “vi khuẩn cầu bảo vệ” – một môi trường vi mô có độ pH cao hơn xung quanh tế bào của vi khuẩn, từ đó cho phép H. pylori tồn tại trong môi trường dạ dày có axit cao. c) Tại sao trong quá trình hoạt động thể dục, tế bào cơ sử dụng đường glucose trong hô hấp hiếu khí thay vì sử dụng mỡ để tạo ra nhiều ATP hơn? • Đường glucose có thể được chuyển hoá nhanh chóng thông qua quá trình glycolysis và chu trình Krebs trong môi trường hiếu khí, tạo ra ATP nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu cấp bách khi tập luyện. • Trong khi đó, quá trình chuyển hoá mỡ (beta-oxydation và sau đó là chu trình Krebs) diễn ra chậm hơn và đòi hỏi thời gian dài để cung cấp năng lượng. • Do đó, đối với cơ bắp cần năng lượng nhanh để duy trì hoạt động mạnh, việc sử dụng carbohydrate (glucose) là lựa chọn hiệu quả hơn. ────────────────────────────── 4. (Câu 14 – Virus: cấu tạo, enzyme và sự khác nhau giữa phage T4 và virus HIV) 14.1. Đối với phân loại virus động vật theo loại axit nucleic và thành phần bên trong: a) Những nhóm virus cần chứa enzyme trong vỏ capsid: • Virus có RNA âm (– RNA viruses): Ví dụ như virus cúm (Influenza virus) và một số virus khác thuộc nhóm RNA âm đều mang theo enzyme RNA polymerase ngay bên trong hạt virus. Lý do là vì RNA âm không thể trực tiếp được dịch bởi ribosome của tế bào chủ nên phải có enzyme chuyển RNA âm thành RNA dương (complementary RNA) để từ đó dịch thành protein. • Retrovirus (ví dụ: HIV) cũng mang theo enzyme reverse transcriptase để chuyển đổi RNA thành DNA trước khi tích hợp vào bộ gen tế bào chủ. b) Những nhóm virus không cần chứa enzyme trong vỏ capsid: • Virus có RNA dương (+ RNA viruses): Ví dụ như virus poliovirus, virus SARS-CoV-2 (với điều kiện xét về cơ chế nhân lên) có thể sử dụng trực tiếp bộ máy ribosome của tế bào chủ để dịch ngay từ RNA của chúng nên không cần phải mang theo enzyme phiên mã riêng. 14.2. Sự khác nhau cơ bản giữa phage T4 và virus HIV: • Phage T4 là virus cũ xâm nhiễm vào vi khuẩn (đặc biệt là Escherichia coli). Phage T4 có cấu tạo phức tạp gồm phần đầu chứa DNA, phần đuôi dài (có cấu trúc dùng để nhận diện và bám vào bề mặt vi khuẩn). Quá trình lây nhiễm của phage T4 diễn ra ở hệ vi sinh vật và chỉ ảnh hưởng đến vi khuẩn. • Virus HIV là virus gây bệnh ở người, có màng lipid bọc ngoài hạt virus cùng với các glycoprotein đặc trưng (gp120, gp41) giúp nhận diện các tế bào miễn dịch (CD4+ T lymphocytes). HIV có cơ chế xâm nhập, nhân lên, và gây tổn thương cho tế bào chủ của con người khác với phage T4. Ngoài ra, cơ chế tái tạo của HIV liên quan đến enzyme reverse transcriptase và khả năng tích hợp DNA của nó vào nhân tế bào chủ. ────────────────────────────── 5. (Câu 15 – về interferon và xét nghiệm viêm gan B) 15a) Interferon là gì? • Interferon là một nhóm protein đặc biệt được sản xuất bởi tế bào khi bị nhiễm virus hoặc gặp phải một số kích thích bất thường. • Tính chất cơ bản của interferon: – Có khả năng “cảnh báo” các tế bào xung quanh, giúp kích hoạt các quá trình phòng thủ chống lại nhiễm virus. – Ức chế sự nhân lên của virus bằng cách kích hoạt các enzyme có tác dụng phân hủy RNA virus. – Ứng dụng trong điều trị một số bệnh ung thư và các rối loạn miễn dịch. • Vì interferon góp phần quan trọng trong phản ứng miễn dịch bẩm sinh, giúp tế bào phòng thủ trước sự xâm nhập của virus và kiểm soát sự phát triển của tế bào ung thư, nên nó được coi là yếu tố chủ chốt trong sức đề kháng của cơ thể. 15b) Phân tích kết quả xét nghiệm ở 5 trẻ (T1 – T5) nhằm xác định tình trạng nhiễm và đưa ra hướng tiêm chủng: Thông tin đánh giá các dấu hiệu chính: • HBsAg (kháng nguyên bề mặt): Nếu có (dấu +) cho thấy virus viêm gan B vẫn còn trong máu – chỉ ra nhiễm hiện tại (nhiễm cấp tính hoặc mãn tính). • Anti-HBs (kháng thể đối với HBsAg): Nếu có và HBsAg âm, cho thấy trẻ đã từng tiếp xúc với virus và đã kháng lại virus, hay là do tiêm chủng. • Anti-HBc (kháng thể đối với HBcAg): Có mặt chỉ ra trẻ đã từng nhiễm virus. Nếu có dạng IgM, thể hiện nhiễm gần đây; IgG biểu hiện nhiễm trong quá khứ. • HBe và các kháng nguyên hay kháng thể liên quan có thể cung cấp thêm thông tin về khả năng sao chép của virus. Giả sử các kết quả như sau (lưu ý: vì bảng có vài chỗ “?” hoặc thiếu thông tin, ta giải thích theo quy ước chung): – Trẻ T1: Có HBsAg (+), có HBe (+) và có Anti-HBs IgM (+) (với Anti-HBs âm). Điều này cho thấy trẻ đang trong giai đoạn nhiễm virus viêm gan B (có khả năng nhiễm cấp tính) do HBsAg hiện diện và Anti-HBc IgM (nếu có) cũng gợi ý nhiễm gần đây. – Trẻ T3 và T4: Mặc dù không có HBsAg (âm) nhưng nếu có dấu hiệu Anti-HBc và Anti-HBs (đồng thời Anti-HBs IgM âm và IgG dương) thì cho thấy trẻ đã từng nhiễm viêm gan B nhưng đã hồi phục, tạo ra miễn dịch tự nhiên. – Trẻ T2: Với tất cả các chỉ số (HBs, HBc, HBe, Anti-HBs, Anti-HBs IgM, IgG) đều âm, điều này cho thấy trẻ chưa từng bị nhiễm và chưa có miễn dịch tự nhiên – do đó cần tiêm vacxin phòng viêm gan B. – Trẻ T5: Nếu chỉ có một số chỉ số (ví dụ, HBs âm, HBc âm, Anti-HBs không có hoặc âm, nhưng có IgG) thì trường hợp này thường được hiểu là không có miễn dịch có hiệu lực (IgG có thể là kháng thể do truyền từ mẹ nếu trẻ còn nhỏ) nên trẻ cũng cần được tiêm vacxin sau khi xem xét lâm sàng kỹ hơn. Tóm lại: • Trẻ đang bị nhiễm virus viêm gan B: Trẻ T1 (do có HBsAg dương và các dấu hiệu của nhiễm cấp tính). • Trẻ đã từng nhiễm nhưng đã khỏi bệnh: Trẻ T3 và T4 (do có Anti-HBc và Anti-HBs, HBsAg âm cho thấy không còn virus hoạt động). • Trẻ cần tiêm vacxin phòng viêm gan B: Trẻ T2 chắc chắn (với kết quả xét nghiệm toàn bộ âm) và trường hợp của trẻ T5 cần được đánh giá thêm; nếu T5 không có miễn dịch bảo vệ (ví dụ, thiếu Anti-HBs), thì trẻ T5 cũng cần được tiêm chủng phòng viêm gan B. ────────────────────────────── 6. (Câu 16 – Nhân lên của virus SARS-CoV-2) Virus SARS-CoV-2 nhân lên theo cơ chế sau: • Virus tiếp cận tế bào chủ thông qua protein Spike gắn với thụ thể ACE2 trên mặt tế bào, đặc biệt là trên tế bào biểu mô phổi. • Sau khi gắn kết, virus cộng hưởng với màng tế bào chủ rồi giải phóng RNA trong tế bào. • RNA của virus được dịch và phiên mã nhờ các enzyme được mã hóa bởi virus (bao gồm enzyme RNA-dependent RNA polymerase) để tạo ra các mRNA và protein cấu thành thành phần của hạt virus. • Những protein mới cùng RNA virus sau đó được lắp ráp trong tế bào tạo thành hạt virus mới. • Các hạt virus sau khi được lắp ráp hoàn chỉnh sẽ được giải phóng ra ngoài tế bào theo nhiều cơ chế (ví dụ: theo quá trình tách túi hoặc gây chết tế bào), từ đó lây nhiễm thêm các tế bào khác. • Quá trình nhân lên nhanh chóng của SARS-CoV-2 trong các tế bào biểu mô phổi góp phần gây ra phản ứng viêm, tổn thương mô và các triệu chứng lâm sàng của bệnh COVID-19. ────────────────────────────── Kết luận: – Câu 15b đã giải thích hiện tượng váng trắng là do vi khuẩn axit acetic (Acetobacter) sản sinh polysaccharide khi tạo giấm, và hiện tượng sủi bọt khi cho H₂O₂ là sự phân hủy H₂O₂ nhờ enzyme catalase có trong váng trắng. – Câu 12 đến Câu 16 được giải thích dựa trên các kiến thức về lên men, đặc điểm vi sinh vật trong môi trường khác nhau, cấu tạo virus, vai trò của interferon và cách đánh giá kết quả xét nghiệm viêm gan B. Hy vọng lời giải trên giúp bạn hiểu rõ các hiện tượng cũng như cơ chế sinh học liên quan.