Sinh học tế bào: câu hỏi luyện tập có giải thích

1Tế bào là gì

Tế bào là đơn vị nhỏ nhất của sự sống. Học thuyết tế bào nói rằng mọi sinh vật đều cấu tạo từ tế bào, và mọi tế bào đều đến từ một tế bào đã có.

Có hai loại chính:

• Tế bào nhân sơ, như vi khuẩn, nhỏ và đơn giản. DNA nằm tự do trong tế bào; chúng không có nhân và không có bào quan có màng nào khác.
• Tế bào nhân thực, như tế bào của động vật, thực vật và nấm, lớn hơn. DNA được giữ trong một nhân, và chúng có nhiều bào quan: các ngăn nhỏ với nhiệm vụ riêng.

Tế bào thực vật có ba thứ mà tế bào động vật không có: thành tế bào bằng cellulose, lục lạp để quang hợp, và một không bào trung tâm lớn.

Hãy nghĩ tế bào nhân thực như một nhà máy. Nhân là văn phòng giữ các bản thiết kế, ribosome là máy móc, ti thể là nhà máy điện, và màng là cổng.

2Bào quan và màng

• 1 Màng tế bào: một lớp kép phospholipid có protein. Nó kiểm soát cái gì vào và ra.
• 2 Nhân: chứa DNA. Hạch nhân bên trong tạo ra ribosome.
• 3 Lưới nội chất hạt: một mạng màng phủ đầy ribosome, tạo ra protein. Lưới nội chất trơn, không có ribosome, tạo ra lipid.
• 4 Bộ Golgi: biến đổi, phân loại và đóng gói protein vào các túi.
• 5 Ti thể: tạo ra phần lớn ATP của tế bào, đồng tiền năng lượng của nó, bằng hô hấp hiếu khí.
• 6 Lysosome: phân hủy các bộ phận hao mòn và vật liệu được nuốt vào bằng enzyme.

Các chất đi qua màng theo nhiều cách khác nhau:

• Khuếch tán: các hạt di chuyển từ nơi nồng độ cao đến thấp, không cần năng lượng. Các phân tử nhỏ không phân cực như O₂ và CO₂ đi qua theo cách này.
• Thẩm thấu: nước di chuyển qua màng về phía bên có nhiều hạt hòa tan hơn.
• Khuếch tán thuận hóa: khuếch tán qua một kênh hoặc protein vận chuyển, vẫn không cần năng lượng. Glucose vào hầu hết các tế bào theo cách này.
• Vận chuyển chủ động: một bơm dùng ATP để di chuyển các chất ngược gradient của chúng, như bơm natri–kali.

3DNA, protein và phân bào

DNA là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch nucleotide. Mỗi nucleotide có một đường (deoxyribose), một phosphate và một trong bốn base. Các base ghép cặp: A với T, và C với G.

Trước khi một tế bào phân chia, nó sao chép DNA. Sao chép là bán bảo tồn: mỗi chuỗi xoắn kép mới có một mạch cũ và một mạch mới.

Một gene được chuyển thành protein qua hai bước:

1. Phiên mã trong nhân: RNA polymerase sao chép gene thành mRNA. RNA có uracil (U) thay cho thymine.
2. Dịch mã tại ribosome: cứ ba base của mRNA, một codon, mã hóa cho một amino acid. tRNA mang các amino acid đến, và chuỗi gấp lại thành protein.

Tế bào phân chia theo hai cách:

• Nguyên phân: một tế bào cho hai tế bào giống hệt nhau về di truyền với đầy đủ bộ nhiễm sắc thể (46 ở người). Dùng cho sinh trưởng và sửa chữa.
• Giảm phân: một tế bào lưỡng bội cho bốn tế bào đơn bội khác nhau về di truyền với một nửa số nhiễm sắc thể (23). Dùng để tạo trứng và tinh trùng. Trao đổi chéo và phân li độc lập tạo ra biến dị.

Các pha của nguyên phân là kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau (các chromatid bị kéo tách ra) và kỳ cuối, tiếp theo là phân chia tế bào chất.

4Phương pháp từng bước

Hầu hết câu hỏi kiểm tra một trong bốn chủ đề: cấu trúc, vận chuyển, dòng thông tin (DNA → RNA → protein), hoặc phân chia.

1. Tìm chủ đề của câu hỏi và từ khóa: một bào quan, một kiểu vận chuyển, một enzyme, một pha.
2. Nhớ lại chức năng của nó, trong một câu.
3. Với một quá trình, theo dõi các bước theo thứ tự: nó bắt đầu ở đâu, đi qua những cấu trúc nào, kết thúc ở đâu.
4. Với một ca bệnh, hỏi cái gì thay đổi: cấu trúc hay bước nào bị hỏng, và hệ quả là gì.
5. Loại bỏ các phương án lẫn lộn các thuật ngữ giống nhau: nguyên phân và giảm phân, phiên mã và dịch mã, khuếch tán và vận chuyển chủ động.

5Một ví dụ có lời giải

Theo dõi từng bước. Hãy thử đoán bước tiếp theo trước khi mở nó.

6Lỗi thường gặp

• Lẫn lộn nguyên phân và giảm phân. Nguyên phân: 2 tế bào lưỡng bội giống hệt nhau. Giảm phân: 4 tế bào đơn bội khác nhau.
• Lẫn lộn phiên mã (DNA → mRNA, trong nhân) và dịch mã (mRNA → protein, tại ribosome).
• Nghĩ rằng sinh vật nhân sơ không có DNA. Chúng có DNA, nhưng không có nhân.
• Nghĩ rằng thẩm thấu làm di chuyển chất tan. Thẩm thấu là sự di chuyển của nước.
• Gọi khuếch tán thuận hóa là chủ động. Nó dùng một protein nhưng không dùng năng lượng, và đi xuôi gradient.
• Ghép A với U trong DNA. Trong DNA, A ghép với T; U chỉ xuất hiện trong RNA.

7Các câu hỏi thi trông như thế nào

• Dễ: thuật ngữ và sự kiện chính. Chức năng của một bào quan, sự ghép cặp base, khuếch tán hay nguyên phân là gì, tế bào thực vật so với động vật.
• Trung bình: vận dụng khái niệm. Thẩm thấu trong một dung dịch cho trước, các pha của nguyên phân và giảm phân, codon và đột biến, đường phân và hô hấp.
• Khó: ca bài tập và phân tích. Các thí nghiệm kinh điển (Meselson–Stahl, Hershey–Chase), các bệnh được giải thích ở mức tế bào, truyền tín hiệu tế bào, chu kỳ tế bào và ung thư.

Trong câu hỏi ca bệnh, gọi tên cấu trúc hoặc quá trình hỏng trước tiên. Phương án đúng là hệ quả trực tiếp của sự hỏng đó.