(2,0 điểm)

2.1. Nấm men có thể chuyển hoá glucose theo con đường hô hấp hiếu khí và lên men rượu tuỳ thuộc vào điều kiện môi trường. Phương trình chuyển hóa như sau:

Hô hấp hiếu khí: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O (tạo ra 32 ATP).

Lên men rượu: C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (tạo ra 2 ATP).

Tế bào nấm men được nuôi cấy trong dung dịch glucose ở 2 điều kiện môi trường A và B, kết quả dòng khí ra và dòng khí vào dịch nuôi cấy được trình bày trong dưới đây. Biết rằng lượng glucose trong điều kiện môi trường A, B là giống nhau và được chuyển hóa hoàn toàn.

Điều kiện	Lượng O2 hấp thụ (ml)	Lượng CO2 thoát ra (ml)
A	0	20
B	30	40

a) Glucose được chuyển hoá như thế nào trong từng điều kiện môi trường A và B? Giải thích.

b) Giả sử rằng 100 đương lượng ATP được tạo ra trong điều kiện môi trường A thì có bao nhiêu đương lượng ATP được tạo ra trong điều kiện môi trường B?   

2.2. Tiến hành thí nghiệm nuôi cấy vi khuẩn Clostridium trong nồi lên men không liên tục. Sau đó:

   - Lấy 10 ml dịch ở cuối pha log cho vào ống nghiệm I.

   - Lấy 10 ml dịch ở cuối pha cân bằng cho vào ống nghiệm II.

   - Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 0,5 ml dịch lysozyme.

   - Sau 5 phút, lấy một giọt dịch huyền phù ở ống nghiệm I cấy vào hộp lồng I, lấy một giọt dịch huyền phù ở ống nghiệm II cấy vào hộp lồng II.

   - Đặt cả 2 hộp lồng vào tủ ấm 30°C. Sau 2 ngày, lấy ra và đếm khuẩn lạc.

Hãy cho biết số lượng khuẩn lạc xuất hiện nhiều hơn ở hộp lồng nào? Giải thích.

Khi không có glucose, vi khuẩn E.coli có thể sử dụng arabinose (một loại đường pentose) để làm nguồn năng lượng thay thế. Hình 7 mô tả operon arabinose bao gồm bốn gene araA, araB, araC và araD, trong đó ba gene araA, araB, araD có vai trò mã hoá cho các enzyme trực tiếp tham gia vào quá trình chuyển hoá đường arabinose. Gene araC mã hóa cho một loại protein điều hòa phiên mã có khả năng liên kết với trình tự promoter của operon arabinose. Để tìm hiểu về những đặc tính của protein AraC, các nhà khoa học đã tạo ra một chủng vi khuẩn đột biến mất chức năng gene araC và đánh giá những ảnh hưởng của đột biến đó lên cường độ phiên mã của gene ara trong hai điều kiện môi trường có bổ sung hoặc không bổ sung arabinose. Những bước thí nghiệm tương tự cũng được thực hiện đối với tế bào kiểu dại để làm đối chứng. Kết quả so sánh được tóm tắt trong bảng dưới đây.

a) Giả sử protein AraC có hoạt tính ức chế biểu hiện gene, hãy cho biết cường độ phiên mã của gene araA ở tế bào đột biến araC cao hay thấp khi trong môi trường có mặt arabinose?

b) Từ kết quả trên, hãy cho biết protein AraC có vai trò kích thích hay ức chế biểu hiện của operon arabinose? Protein AraC hoạt động trong điều kiện môi trường như thế nào? Giải thích.

(2,0 điểm)

Sự điều hòa chu kì tế bào ở pha M (pha phân bào) có liên quan đến các loại protein A, B, C; p-A và p-C là trạng thái phosphoryl hóa của các protein tương ứng. Để tìm hiểu vai trò của mỗi loại protein trong điều hòa chu kì tế bào ở pha M, các nhà khoa học tiến hành đồng bộ hóa toàn bộ tế bào ở mô phân chia về pha G1 (thời điểm 0 giờ) rồi khởi phát lại tiến trình của chu kì tế bào. Biết rằng thời gian diễn ra của pha G1 và pha S lần lượt là 1 giờ 15 phút, và 45 phút. Số lượng protein A, B, C nội bào có thể được phân tích nhờ phương pháp Western blot, kết quả thí nghiệm được thể hiện ở Hình 1.

a) Hãy cho biết mỗi loại protein A, B và C nói trên là cyclin, protein kinase phụ thuộc cyclin (Cdk) hay protein đáp ứng của phức hệ cyclin-Cdk? Giải thích.

b) Ở mỗi thời điểm 1,5 giờ; 2,5 giờ; 3 giờ và 3,5 giờ, các tế bào đang ở pha nào (G1, S, G2, M) của chu kì tế bào? Giải thích.

c) Hãy cho biết vai trò của enzyme phosphatase (hoạt hóa, ức chế, không làm thay đổi hoạt tính) đối với Cyclin điều hòa pha M? Giải thích.

d) Chất Y có khả năng bất hoạt sự biểu hiện của gene mã hóa Cyclin điều hòa pha M ở nhân tế bào. Hãy cho biết khi xử lý tinh hoàn của một cá thể chuột đực với chất Y thì khả năng tạo tinh trùng của cá thể chuột này sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích.

(2,0 điểm)

Chất A là một loại phytohormone ở thực vật. Để tìm hiểu sự ảnh hưởng của chất A đến quá trình kéo dài kích thước của bao mầm ở cây đậu, người ta tiến hành 2 thí nghiệm sau đây:

- Thí nghiệm 1: Chuyển bao mầm ở cây đậu từ môi trường có pH 7 vào môi trường có pH 3 khi bắt đầu thí nghiệm (thời điểm 0 phút). Sau 10 phút (ở dấu mũi tên thứ nhất), chuyển bao mầm trở lại môi trường có pH 7. Sau 20 phút (ở dấu mũi tên thứ hai), bổ sung chất A vào môi trường. Kích thước bao mầm được theo dõi trong suốt thời gian thực hiện thí nghiệm (Hình 4.1).

- Thí nghiệm 2: Chia các bao mầm ở cây đậu thành 3 lô, cả ba lô đều được bổ sung cùng một lượng chất A, nhưng lô 2 được thêm cyanide (CN^-) là chất ức chế cytochrome c oxidase ở thời điểm đánh dấu mũi tên, lô 3 được thêm CN^- ngay khi bắt đầu thí nghiệm. Kích thước bao mầm được theo dõi trong suốt thời gian thực hiện thí nghiệm (Hình 4.2).

a) Hãy cho biết chất A là loại phytohormone nào? Giải thích.

b) Giải thích tác động của pH môi trường đối với quá trình kéo dài kích thước bao mầm của cây đậu trong thí nghiệm 1.

c) Tại sao trong thí nghiệm 1, khi bổ sung chất A ở thời điểm 30 phút nhưng phải 10 phút sau mới có sự thay đổi kích thước của bao mầm?

d) Hãy cho biết CN^- có ảnh hưởng như thế nào đến hiệu quả tác dụng của chất A đối với sự kéo dài kích thước của bao mầm? Giải thích.

(2,0 điểm)

Hội chứng Takotsubo (hội chứng trái tim tan vỡ - TTS) là hội chứng suy tim cấp tính, trong đó người mắc hội chứng này thể hiện các triệu chứng giống nhồi máu cơ tim cấp tính khi chịu ảnh hưởng của yếu tố tâm lí. Phân suất tống máu được tính bằng tỉ số giữa thể tích tâm thu và thể tích máu trong tâm thất cuối kì tâm trương. Xét nghiệm troponin T (TnT) thường được sử dụng để đánh giá mức độ tổn thương của cơ tim. Người ta thực hiện thí nghiệm trên chuột đực trưởng thành để tìm hiểu về cơ chế phân tử và sinh lí của hội chứng Takotsubo như sau: chia số chuột thí nghiệm thành 4 lô giống nhau. Chuột thí nghiệm trong mỗi lô lần lượt được truyền tĩnh mạch 4 chất khác nhau: nhóm 1 tiêm NaCl 0.9%, nhóm 2 tiêm epinephrine (EPI), nhóm 3 tiêm CsA và nhóm 4 tiêm đồng thời CsA, EPI. Hình 5.1, 5.2, 5.3 lần lượt thể hiện phân suất tống máu, mức độ tổn thương cơ tim (hs-TnT) và tỉ lệ sống sót của chuột thí nghiệm trong 4 nhóm. Dấu * trên đồ thị thể hiện khác biệt có ý nghĩa thống kê.

(2,0 điểm)

Thay đổi cấu trúc hóa học của nitrogenous bases là một trong các nguyên nhân chính dẫn tới đột biến gene. Bảng 8.1 cho biết tên và đặc điểm của một số tác nhân đột biến thường gặp. Bảng 8.2 mô tả 3 loại đột biến gene khác nhau (1- 3) có thể gây ra (+) hoặc không (-) bởi tác động của các tác nhân đột biến bao gồm: 5- bromouracil (5-BU), ethyl methanesulfonate (EMS), hydroxylamine (HA) và acridin.

a) Các tác nhân trong Bảng 8.1 gây đột biến chủ yếu thông qua quá trình gì? Mỗi tác nhân gây ra dạng đột biến nào? Giải thích.

b) Có thể kết luận gì về đặc điểm của mỗi đột biến 1, 2 được nêu trong Bảng 8.2? Giải thích.      

(2,0 điểm)

Một nghiên cứu theo dõi sự di truyền của 2 bệnh đơn gene ở người. Dựa trên số liệu đã lập được phả hệ của 2 gia đình (Hình 9.1 và Hình 9.2). Trong đó, màu đen (   ) và màu ghi (   ) biểu thị người mắc bệnh, màu trắng (   ) biểu thị người khỏe mạnh bình thường.

a) Hai bệnh trên có thể bị chi phối bởi cùng một cơ chế di truyền không? Tại sao?

b) Đối với mỗi bệnh, cơ chế di truyền nào có khả năng chi phối cao nhất? Giải thích.

(2,0 điểm)

10.1. Để đánh giá tiềm năng khai thác quần thể cá trê ở 3 hồ nước ngọt có điều kiện tự nhiên tương đương nhau, người ta đã sử dụng cùng một cách đánh bắt, ở cùng một thời điểm rồi tiến hành phân loại số cá bắt được theo nhóm tuổi (tính theo tỷ lệ %). Biết rằng, tuổi thành thục sinh sản của cá trê là 12 – 15 tháng và số lượng cá đánh bắt ở 3 hồ trong nghiên cứu đảm bảo tin cậy về thống kê. Kết quả điều tra được trình bày ở bảng dưới đây (dấu “−” biểu thị không có số liệu).

Để đảm bảo sự phát triển bền vững, hãy đánh giá mức độ và nêu giải pháp khai thác quần thể cá trê ở mỗi hồ nói trên. Giải thích.

10.2. Ốc bươu vàng Pomacea canaliculata là loài ngoại lai có nguồn gốc từ Nam Mĩ được du nhập tới Đài Loan và phát triển mạnh ra khắp Đông Nam Á. Hình 10 thể hiện sự biến động mức độ che phủ của một số loài điển hình và hàm lượng dinh dưỡng trong nước ở ruộng nước ngọt trước và sau khi có mặt ốc bươu vàng (vào ngày 0).

a) Hầu hết các loài ốc nước ngọt thích ăn bèo và tảo. Ốc bươu vàng có đặc điểm này không? Giải thích.

b) Sinh khối thực vật phù du thay đổi như thế nào sau khi có mặt ốc bươu vàng trong quần xã? Giải thích.

c) Ốc bươu vàng thuộc nhóm loài nào trong quần xã ruộng nước ngọt? Giải thích.

d) Ốc bươu vàng gây nhiều thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp cũng như môi trường sinh thái bản địa. Để giảm thiểu thiệt hại, nên thường xuyên đánh bắt và giết ốc với quy mô lớn hay bổ sung loài ăn thịt đặc hiệu sẽ hiệu quả hơn? Giải thích.