Để nghiên cứu sự khác biệt giữa thực vật ưa sáng và ưa bóng, các nhà khoa học đã làm thí nghiệm với cây non của hai loài thực vật, một cây ưa bóng (gỗ sồi) và một cây ưa sáng (gỗ liễu). Cây con được trồng và nảy mầm trong lồng kính sau đó dùng vải tối màu để che nhằm giới hạn lượng ánh sáng chiếu vào chỉ còn bằng 3% và 44% so với bình thường. Sau 5 tuần thu lấy một lá (kích thước bình thường và vẫn còn trên cây) ra khỏi lồng kính để nghiên cứu trong thời gian ngắn. Lá được tiếp xúc với ánh sáng bình thường trong vài phút để đo cường độ quang hợp, sau đó người ta tiếp tục phân tích hàm lượng diệp lục (hàm lượng, khối lượng) và diện tích bề mặt lá. Các kết quả cuối cùng được thể hiện dưới dạng diện tích bề mặt trên mỗi gam mô lá để có thể so sánh giữa hai loài (chúng có kích thước lá khác nhau). Hình dưới đây thể hiện kết quả thu được (lưu ý rằng đơn vị đo cường độ ánh sáng ở đây là foot-candle (fc) = 10.764 lux, một loại đơn vị đo cường độ ánh sáng cũ, trong điều kiện ánh sáng bình thường cường độ ánh sáng xấp xỉ 4500 fc).

 

Loài	Cường độ ánh sáng (% so với bình thường)	Hàm lượng chlorophyll		Diện tích bề mặt lá (dm2/g)
		(mg/g khối lượng lá khô)	(mg/dm2 lá)
Gỗ sồi (ưa bóng)	44 3	3,26 7,02	1,53 2,82	2,13 2,49
Gỗ liễu (ưa sáng)	44 3	6,34 8,23	3,62 4,38	1,57 1,88

a.  Hai biểu đồ có dạng đường cong gần tương tự nhau cho thấy ánh sáng có quan hệ chặt chẽ với cường độ quang hợp. Giải thích tại sao khi cường độ ánh sáng tăng thì cường độ quang hợp cũng tăng theo?

b.  So sánh cường độ quang hợp tối đa của hai loài cây. Đặc điểm nào giữa thực vật ưa bóng và thực vật ưa sáng tạo nên sự khác biệt như vậy?

c.  Phân tích dữ liệu về hàm lượng diệp lục trong bảng và giải thích.

d.  Phân tích dữ liệu về diện tích bề mặt lá trong bảng và giải thích.

e.  Loại thực vật nào sẽ có sự biến động lớn nhất về cường độ quang hợp theo thời gian để đáp ứng với những thay đổi xảy ra trong một ngày duy nhất khi trời u ám rồi chuyển sáng rồi lại u ám?

a.  Khi các nhà nghiên cứu dược phẩm thiết kế thuốc cần phải vào tế bào thì họ thường gắn vào thuốc nhóm methyl (CH₃) để phân tử thuốc dễ dàng đi vào trong tế bào. Ngược lại, khi các nhà khoa học thiết kế thuốc cần hoạt động ngoài tế bào thì họ gắn vào đó nhóm tích điện để giảm khả năng thuốc đi qua màng và vào tế bào. Giải thích.

b.  Trong tự nhiên, một số protein có thể phát ra ánh sáng. Ví dụ như protein huỳnh quang được tìm thấy ở loài sứa Aequorea victoria có thể phát sáng màu xanh lục. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học có thể phân lập gene mã hoá protein này và ghép chúng với gene mã hóa protein từ sinh vật khác. Sự biểu hiện của gene ghép tạo ra “protein dung hợp” và vẫn giữ được chức năng sinh học bình thường của chúng, nhưng có thêm phần huỳnh quang cho phép các protein dễ dàng được theo dõi.

Trong một thí nghiệm, các nhà nghiên cứu sử dụng kính hiển vi để theo dõi đường đi của protein dung hợp thông qua một tế bào động vật có vú. Gene mã hoá protein huỳnh quang được ghép với gene mã hóa protein X của virus. Bảng dưới đây tóm tắt những thay đổi quan sát được tại 3 vị trí trong tế bào sau khi cho lây nhiễm với virus.

Vị trí đo	Cường độ huỳnh quang tương đối theo thời gian (phút)
	0	20	40	60	80	100	150	200
A	0,95	0,64	0,38	0,17	0,05	0,00	0,00	0,00
B	0,05	0,29	0,39	0,38	0,28	0,25	0,05	0,00
C	0,00	0,08	0,23	0,44	0,65	0,70	0,77	0,75

-  Xác định tên của mỗi cấu trúc A, B, C. Giải thích.

-   Nếu các tế bào được bổ sung một phân tử ức chế tổng hợp protein đặc hiệu vào lúc virus bắt đầu xâm nhiễm, kết quả thí nghiệm trên sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích.

Sự phát triển của quả cà chua được chia thành ba giai đoạn. Giai đoạn 1 (GĐ1): Giai đoạn hình thành quả được đặc trưng bằng sự phân chia nhanh chóng của các tế bào. Giai đoạn 2 (GĐ2): Giai đoạn sinh trưởng, kích thước quả tăng nhanh (chủ yếu bởi sự dãn tế bào). Giai đoạn 3 (GĐ3): Giai đoạn chín của quả, bắt đầu khi quả đạt kích thước tối đa. Sự phát triển của quả được điều hòa bằng các phytohormone: Auxin, gibberellin, cytokinin, abscisic acid và ethylene. Mỗi loại phytohormone này được kí hiệu ngẫu nhiên là: L, M, N, P, Q. Người ta nhận thấy trong quá trình phát triển của quả cà chua có một số đặc điểm sau:

+ GĐ1 có sự hoạt động mạnh của L, M, N.

+ L có nồng độ giảm thấp khi quả phát triển sang GĐ2.

+ Ở GĐ1, M có nồng độ ban đầu thấp hơn L. Sau đó, nồng độ chất này tăng dần và đạt mức cao ở nửa đầu GĐ2, rồi giảm dần ở nửa cuối GĐ2. M cũng xuất hiện trong GĐ3.

+ N có nồng độ cao nhất ở giữa GĐ2.

+ GĐ3 được bắt đầu bằng sự xuất hiện của P và được điều hòa chủ yếu bởi P.

a.  Phân biệt chiều khuếch tán và số lượng ion H+ ở các bào quan diễn ra cơ chế như hình bên ở tế bào thực vật?

b.  Những năm 1970, các nhà khoa học đã làm 1 thí nghiệm:

-  Cho dung hợp tế bào đang ở pha G1 với tế bào đang ở pha S, thấy nhân của tế bào ở pha G1 bước ngay vào pha S.

-  Cho dung hợp tế bào đang ở pha G1 với tế bào đang ở pha M, thấy tế bào đang ở pha G1 bước ngay vào pha M. Hãy giải thích kết quả?

 Ở động vật có xương sống, hormone thần kinh ADH (vasopressin) do vùng dưới đồi tiết ra, được kích thích giải phóng vào máu trong những điều kiện mất cân bằng nội môi nhất định của cơ thể. ADH tác động đến hoạt động của một số tế bào ống thận, từ đó ảnh hưởng đến một số chỉ số trong dịch lọc của ống thận. Hình 11.1 thể hiện sự biến đổi giá trị một chỉ số dịch lọc (chỉ số X) trong một số cấu trúc của nephron ở một loài linh trưởng trong hai trường hợp: không có ADH và ADH nồng độ cao (đường đồ thị 1 và 2). Mỗi kí hiệu i, ii, iii trên Hình 11.1 là một cấu trúc của nephron. Hình 11.2 thể hiện tác động của ADH đến một loại tế bào nephron. Hãy trả lời các ý hỏi sau:

a.  Đường đồ thị nào (1 hay 2) tương ứng với điều kiện có ADH nồng độ cao? Giải thích. Biết rằng, chỉ số X là một trong hai chỉ số: thể tích dịch lọc hoặc áp suất thẩm thấu dịch lọc.

b.  Mỗi cấu trúc i, ii, iii tương ứng với một cấu trúc nào của nephron? Giải thích.

c.  Khi ức chế các kênh vận chuyển urea ở ống góp, độ cao đỉnh (t) ở đường đồ thị 1 thay đổi như thế nào so với bình thường? Giải thích.

d.  Dưới tác động của ADH, cấu trúc Y (Hình 11.2) sẽ tăng số lượng trên màng tế bào ở phía A hay phía B nhiều hơn? Giải thích.

Liệu pháp dung nạp glucose là một trong những phương pháp kiểm tra khả năng điều hòa lượng  glucose  huyết tương của cơ thể, một chỉ số quan trọng trong chẩn đoán nhiều bệnh ở người. Người kiểm tra được uống một lượng glucose với liều lượng 1g/kg khối lượng cơ thể khi đói (nhịn ăn ít nhất 12 giờ). Hình 9.1 thể hiện kết quả kiểm tra lượng glucose huyết tương sau liệu pháp dung nạp glucose bằng đường uống (thời điểm uống glucose là 0 giờ) ở người bình thường và một số người bệnh liên quan đến đường tiêu hóa, gan và tuyến tụy. Hình 9.2 thể hiện cấu trúc một tiểu thùy gan (đơn vị chức năng của gan) của người bình thường. Ở người bị bệnh xơ gan, tế bào gan bị phá hủy và bị thay thế bằng các mô xơ gây chèn ép các mạch máu. Hãy trả lời các ý hỏi sau:

a.  Mỗi đường đồ thị i, ii, iii, iv (Hình 9.1) tương ứng với kết quả kiểm tra của một người nào sau đây: (1) người bị bệnh xơ gan, (2) người tăng khả năng hấp thu ở ruột, (3) người giảm khả năng hấp thu ở ruột, (4) người bị đái tháo đường? Giải thích.

b.  Người bị đái tháo đường có hàm lượng HCO3- huyết tương thay đổi như thế nào so với bình thường? Giải thích.

c.  Người bị bệnh xơ gan có tổng lượng dịch trong ống 4 thay đổi như thế nào so với người bình thường? Giải thích.