Ôn tập lý thuyết lý sinh cuối kì

ÔN TẬP LÝ SINH
CÂU 12 : MÔ TẢ 3 HIỆU ỨNG KHI TIA GAMMA TƯƠNG TÁC VỚI VẬT. ĐẶC ĐIỂM TỔN
THƯƠNG PHÓNG XẠ

3 hiệu ứng khi tia gamma tương tác với vật :
+ HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN
. ĐỊNH NGHĨA : là hiện tượng các quang điện tử bật ra khỏỉ vật chất sau khi hấp thụ năng lượng từ các
photon trong ánh sáng lên nó.
. Xảy ra đối với tia X và gamma có năng lượng từ 0,01 → 0,1 MeV
. Năng lượng của quang điện tử được xác định:

E = hγ – Eo
hγ: năng lượng của photon
Eo: năng lượng cần thiết để đánh bật ra khỏi vành
. Quang điện tử có năng lượng lại tiếp tục gây ra sự ion hóa các nguyên tử vật chất khác.
. GIẢI THÍCH : Vì photon có năng lượng thấp nên không thể đâm xuyên sâu mà chỉ va chạm với điện
tử (e-) ở vành ngoài. Photon đã truyền toàn bộ năng lượng cho điện tử và đánh bật điện tử ra khỏi quỹ đạo
của nó để trở thành điện tử tự do, gọi là quang điện tử.
+ HIỆU ỨNG COMPTON
. Xảy ra chủ yếu với tia phóng xạ có năng lượng lớn hơn từ 0,1 MeV→5 MeV
. Do có năng lượng cao nên photon không những đánh bật điện tử ra khỏi quỹ đạo của nó ( gọi là điện
tử Compton ) , photon bị mất một phần năng lượng và bị lệch hướng ( gọi là tia thứ cấp có năng lượng là
hγ’)
. Điện tử Compton và tia thứ cấp tùy thuộc vào năng lượng mà chúng có, lại tiếp tục gây ra ion hóa hay
mất dần năng lượng trên đường đi của nó.
+ HIỆU ỨNG TẠO CẶP ELECTRON (e-) VÀ POZITRON (e+)
. Xảy ra với tia X và tia gamma có mức năng lượng lớn hơn 1,022 MeV
. Photon sẽ xuyên sâu vào hạt nhân đánh bật 1 electron và 1 pozitron .
. Hai hạt này có khối lượng bằng nhau nhưng tích điện trái dấu nên dễ dàng kết hợp gây ra sự hủy cặp,
giải phóng năng lượng 0,511 MeV dưới dạng tia gamma.
. Tia gamma tạo thành tiếp tục tương tác với vật chất theo hiệu ứng quang điện hay Compton.


Đặc điểm tổn thương phóng xạ
. Là một sự phát triển theo thời gian
+ Nếu cơ thể không bị chiếu bởi liều gây chết thì giai đoạn tổn thương có 3 giai đoạn
. GĐ 1 : Biến đổi sơ cấp
Đặc trưng bởi các phản ứng kích thích , kèm theo các rối loạn chức năng sinh lý và một số quá
trình hóa sinh.
. GĐ 2 : Thời gian ủ bệnh
Trong thời kỳ ủ bệnh hầu như tất cả những biến đổi đặc trụng cho GĐ 1 dều biến mất và không
thấy biểu hiện khác thường ở động vật bị bệnh. Thời gian kéo dài ở động vật đơn giản là vài giờ, ở động
vật bậc cao và người là 5 – 21 ngày.
. GĐ 3 : Giai đoạn bị bệnh phóng xạ
Biến đổi sinh lý, hóa sinh phát triển hết sức mạnh và xuất hiện hiện tượng bệnh lý.


CÂU 11 : TÍNH CHẤT CỦA TỪNG LOẠI TIA α, β, γ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA TỪNG LOẠI TIA
NÀY VỀ NĂNG LƯỢNG, KHẢ NĂNG ĐÂM XUYÊN VÀ ION HÓA. VIẾT CÔNG THỨC CỦA
ĐỊNH LUẬT PHÂN RÃ PHÓNG XẠ.
 Tính chất , đặc điểm, khả năng đâm xuyên , ion hóa của 3 loại tia α,β,γ
+ Tia α:
Định nghĩa : Hạt alpha chính là hạt nhân của nguyên tử Heli.
Phản ứng :
Ví dụ : Tia α được phát ra do sự biến đổi hạt nhân của nguyên tử Radi (Ra) thành nguyên tử Radon
(Rn) và phát ra tia α theo phản ứng:  + phát ra hạt α .
Giải thích: chính là hạt Heli A=4 Z=2. Sự biến đổi của hạt nhân nguyên tử  sẽ phát ra tia α
có E=4,77MeV chiếm 94.3% và E= 4.59 MeV chiếm 5.7%.
Điện tích : mang điện tích (+)
Khả năng ion hóa cao (100000 đến 250000 cặp ion), khối lượng tương đối lớn nên khả năng đâm
xuyên sâu yếu dễ dàng chặn bằng miếng bìa cứng.
Trong không khí hạt α có năng lượng tử là 4 →10 MeV , quãng đường đi từ 3→5 cm. Vận tốc đạt

7
3.10 m/s
Dạng đường đi : là đường cong lệch duới tác dụng của điện trường và điện trường.
Có tính đơn năng
+ Tia β :
Định nghĩa : Hạt nhân nguyên tử biến đổi để trở thành 1 hnhân khác có cùng số khối và thay đổi
lượng delta z = ±1 đó là positron hay negatron
Có 2 loại beta âm gọi là negatron và beta dương gọi là pozitron
. Beta âm : là khi hạt nhân thừa notron, nó sẽ chuyển về trạng thái ổn định bằng cách chuyển
notron thành proton và phát ra điện tử gọi là beta âm và notrino (γ) là một thể trung hòa điện có năng
lượng thấp.
. Phản ứng :
. Ví dụ : Sự phân rã của photpho thành lưu huỳnh sẽ phát ra tia beta âm theo phản ứng: 
+e
. Giải thích: là hạt negatron phát ra có năng lượng max. Điện tử ( e-) phát ra có năng
lượng cực đại Emax=1,7 MeV. Trên thực tế để tính năng lượng trong phân rã β- người ta qui ước lấy giá trị
năng lượng trung bình () bằng năng lượng cực đại. Trong ví dụ ta có = .1,7MeV ≈ 0.57MeV.
. Vận tốc: 3.107m/s.
. Beta dương : khi hạt nhân thừa proton, nó sẽ chuyển về trạng thái ổn định bằng cách chuyển
proton thành notron và phát ra prozitron (e+), gọi là phân rã beta dương kèm theo thể notrino (γ).
. Phản ứng :
. Ví dụ : Sự phân rã của photpho ( thành Silic ( sẽ phát ra tia beta dương theo phản ứng: 
+
+e+γ
Pozitron có khối lượng bằng khối lượng điện tử và mang điện tích dương. So với điện tử thì
pozitron rất không bền, nó rất kết hợp với điện tử gọi là sự hủy cặp và phát ra hai lượng tử gamma có
năng lượng 0.51 MeV.
Tính chất, đặc điểm:
. Tích điện: beta dương tích điện dương và beta âm tích điện âm
. Ion hóa : không cao, ở mức trung bình (10000 đến 25000 cặp ion)

. Đâm xuyên : vừa phải, mạnh hơn tia alpha bị chặn bởi tấm kính mỏng hay kim loại
. Năng lượng : 1,1  3 MeV
. Quãng đường : xa hơn tia α, đi trong không khí đạt từ khoảng 10 cm đến vài mét


. Vận tốc : 108 m/s
. Dạng đường đi : dạng gấp khúc (hạt mang điện tích bị lệch dưới tác dụng điện trường).
. Không có tính đơn năng
. Negatron+ prozitron = 2 gamma
+ Tia γ :
Định nghĩa : được phát ra do sự phân rã của hạt nhân nguyên tử Coban thành nguyên tử Niken
Phản ứng :
Quá trình phân rã không làm bđổi số khối, nên được gọi là các dịch chuyển đồng phân
Hiện tượng phát xạ thường kèm theo phân rã và có khi chiếm điện tử vành k ()

Hạt nhân chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản hay về trạng thái kích thích
với mức năng lượng thấp hơn, từ hnhân sẽ phát ra tia
Ví dụ :
Hạt nhân chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản hay về trạng thái kích thích với mức
năng lượng thấp hơn, từ hnhân sẽ phát ra tia
-

Tính chất:
. Khả năng ion hóa thấp (10 đến 250 cặp ion)
. Khả năng đâm xuyên rất lớn do khối lượng nhỏ ,có thể bị chặn bởi tấm bê tông dày hay tường
trộn với hợp kim (chì…)
. Năng lượng thấp (λ<1, mang năng lượng lượng tử bằng hạt ν.
. Dạng đường đi : đường thẳng ( hạt không mang điện nên không bị lệch dưới tác dụng điện
trường).
. Quãng đường : từ 10 đến 100m

. Vận tốc : 3.108 m/s ( bằng vận tốc ánh sáng).
. Không có tính đơn năng


CÂU 10 : BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA ÂM , SIÊU ÂM. ĐẶC TRƯNG CẢM GIÁC ÂM, CƠ CHẾ
PHÁT ÂM VÀ QUÁ TRÌNH NGHE

Bản chất vật lý của âm và siêu âm:
Âm là dao động của các phân tử trong môi trường đàn hồi, truyền đi theo loại sóng dọc (tần số từ
16 đến 20000 Hz)
Sóng âm có thể lan truyền qua tất cả môi trường vật chất ở thể khí , lỏng , rắn ( không lan truyền
trong chân không )

v = 1/√ (α.p)
trong đó p: mật độ môi trường ,
α hệ số đàn hồi môi trường
v = 331,2 +0.6toC
Khi sóng âm truyền từ môi trường này sang môi trường khác ( ta phân biệt chủ yếu do âm trở ) thì
ở mặt phân giới sẽ xảy ra các hiện tượng phản xạ, khúc xạ,….giống như ánh sáng.
Do bước sóng của âm đài nên hiện tượng nhiễu xạ thường hay gặp. Nhờ hiện tượng nhiễu xạ mà
âm có thể vòng qua vật cản dễ dàng.
Cường độ âm tại 1 điểm là đại lượng biểu thị bằng năng lượng truyền trong một đơn vị thời gian
qua 1 đơn vị điện tích đặt vuông góc với phương truyền âm .
Trong bất cứ môi trường nào , đều xảy ra hiện tưởng cộng hưởng. Nếu có 2 nguồn âm có tần số
dao động riêng như nhau, cách 1 khoảng nào đó →sẽ có cộng hưởng .
Sóng siêu âm có tần số lớn ( bước sóng ngắn ) nên nguồn phát có kích thước nhỏ, chùm siêu âm
phát ra có tiết diện hẹp, không bị nhiễu xạ nên truyền thẳng. Do cấu tạo hình học của đầu phát → chùm
siêu âm hội tụ được ( như ánh sáng )

-

Khả năng truyền trong chất lỏng rất lớn nhưng bị chất khí hấp thụ mạnh.
Sóng siêu âm phản xạ khác nhau ở những chỗ không đồng nhất.
Sóng siêu âm khi truyền qua môi trường : I =Io .e -α.u, với α tỉ lệ với f.

Đặc trưng của cảm giác âm

-

Độ cao âm : là một đại lượng đặc trưng sinh lý của âm phụ thuộc vào tần số âm
. Tần số cao → âm thanh ( trong ) và ngược lại
. Người bình thường phân biệt độ cao : 40 ÷ 4000 Hz. Một âm dù to hay nhỏ đều có tần số nhất
định không thay đổi được.
Âm sắc: là 1 đặc trưng cho sinh lý của âm, phụ thuộc vào tần số, biên độ sóng âm và các thành
phần cấu tạo của âm, tức là phụ thuộc vào đồ thị dao động âm.
. Mỗi âm đều có 1 bản sắc riêng biệt, được đặc trưng bằng thành phần dao động hình sin : P= P0
sin2ᴫνt ( p: áp suất gây tại màng nhĩ )
. Mặc dù có thể các âm phát ra cùng tần số nhưng li độ của các âm khác nhau nên làm màng

nhĩ tai rung khác nhau ta nghe được các âm khác nhau.
Độ to là đặc trưng cảm giác về sự mạng hay yếu của dao động âm, phụ thuộc vào mức cường độ
âm I.
. Tai thính nhất, khi tần số âm : 1000Hz ÷ 5000 Hz
. Cường độ âm lớn  âm càng to tuy nhiên chúng không tỉ lệ thuận với nhau.
. Sự biến thiên độ to của âm tỷ lệ với lg cường độ 2 dao động âm gây ra cảm giác âm
. Để so sánh độ to người ta dùng đại lượng mức cường độ âm.

L(B)=, L(dB) = 10
I là cường độ âm tại điểm cần tính

I0 là cường độ âm chuẩn
. Mức thường gặp từ 20→ 100 dB
 Cơ chế phát âm :
Nguồn phát âm thanh:
+ Vật rắn, màng căng, dây căng,… thực hiện dao động đàn hồi
+ Ở động vật là thanh quản và các dây âm thanh. Khi phát âm không khí được đẩy từ dưới phổi lên với 1
áp suất nhất định. Luồng khí đi qua khe hẹp của dây âm thanh làm dây rung lên. Thần kinh trung ương
chỉ huy mức độ căng của dây và do đó chỉ huy tần số dao động của dây.
Nguồn phát âm :
+ Dựa vào hiệu ứng áp điện nghịch (phát) và hiệu ứng áp điện thuận (thu). Thay đổi chiều của U gây nên
sự nén, giãn khi tần số dao động điện bằng tần số dao động riêng của thạch anh→ siêu âm có độ cộng
hưởng→ cường độ mạnh
 Quá trình nghe :
Khi sóng âm truyền tới tai ngoài, thay đổi áp suất do dao động làm cho các phần tử trong màng nhĩ
dao động theo.
Dao động đó truyền tới cửa sổ bầu dục ở tai giữa , thông qua hệ thống xương con ở đó. Dao động
của các phân tử ở cửa sổ bầu dục làm chuyển động ngoại dịch perilympho chứa trong ốc tai.
Hệ thống xương con có tác dụng khuếch đại áp lực âm thanh ( giống đòn bẩy) vừa bảo vệ tai trong
những âm thanh có cường độ lớn


CÂU 9 : CHO BIẾT TÍNH CHẤT CỦA ÂM, SIÊU ÂM , CÁC HỆ QUẢ CỦA MÔI TRƯỜNG KHI
CHÙM SÓNG SIÊU ÂM TRUYỀN QUA VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG TRONG ĐIỀU TRỊ VÀ
CHẨN ĐOÁN.
 Tính chất của âm và siêu âm
Âm
+ Âm là dao động của các phân tử trong môi trường đàn hồi, truyền đi theo loại sóng dọc (tần số từ 16
đến 20000 Hz)
+ Sóng âm có thể lan truyền qua tất cả môi trường vật chất ở thể khí , lỏng , rắn ( không lan truyền trong

chân không )
Siêu âm
+ Sóng siêu âm có tần số lớn hay bước sóng ngắn.
+ Khi truyền qua các môi trường sóng siêu âm bị môi trường hấp thụ nên cường độ giảm
+ Sóng siêu âm là sóng dọc nên có tác dụng nén giãn môi trường
+ Sóng siêu âm có đặc tính truyền thẳng thành chùm
+ Sóng siêu âm bị hấp thụ, tán xạ , phản xạ nên cường độ bị thay đổi
+ Sự thay đổi cường độ phụ thuộc vào mật độ , tính chất và đặc điểm của môi trường
+ Khi đi qua mặt phân cách của 2 môi trường khác nhau sóng siêu âm bị phản xạ rất mạnh
+ Chỉ lan truyền trong môi trường giản nở (k lan truyền trong mt chân không)
+ Bước sóng ngắn, tần số lớn (>20KHz) → nguồn phát có kích thước nhỏ, chùm siêu âm phát ra có tiết
diện hẹp
+ Không bị nhiễu xạ nên truyền thẳng → chùm siêu âm hội tụ được
+ Sóng siêu âm khi truyền qua các môi trường: I=Io e-αx
+ Tốc độ truyền sóng siêu âm phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ môi trường truyền âm, không phụ thuộc
vào tần số.
 Các hệ quả của môi trường khi chùm sóng siêu âm truyền qua và ứng dụng
Hệ quả:
+ Nguồn phát có kích thước nhỏ, chùm siêu âm phát ra có tiết diện hẹp.
+ Do cấu tạo hình học của đầu phát → chùm siêu âm hội tụ được.
- Ứng dụng :
+ Ứng dụng siêu âm trong điều trị:
o Sử dụng đặc tính siêu âm để làm giãn các mạch máu ngoại biên để tăng cường tính thẩm
thấu của tế bào biểu bì → chống viêm
o Chống đông máu, tiệt trùng
o Điều trị các chứng đau và viêm của các dây thần kinh (dây TK tọa...), viêm & thấp
khớp…
+ Ứng dụng siêu âm vào chẩn đoán
o Chẩn đoán hình ảnh bằng siêu âm: tìm các khối u trong các tổ chức của cơ thể
o Chẩn đoán chức năng dựa vào hiệu ứng Doppler → các bệnh của tuần hoàn ngoại biên

như viêm tắc động tĩnh mạch, xoang, rò động mạch
+ Trong phẫu thuật, sóng siêu âm được dùng để phá hủy các tế bào khối u mà không ảnh hưởng đến tế
bào lành.


CÂU 8 : NÊU TÁC DỤNG CỦA CHÙM TIA TỬ NGOẠI VÀ HIỆU ỨNG SINH HỌC CỦA CHÙM
TIA NÀY

Tác dụng của chùm tia tử ngoại :
Tác dụng lên acid nucleic
+ Trung tâm hấp thụ tia tử ngoại của các acid nucleic là các bazo nito.
+ Khi chiếu tia tử ngoại lên dung dịch acid nucleic thường dẫn tới xảy ra các phản ứng như quang oxy
hóa, quang thủy phân, quang nhị hợp.
+ Tóm lại khi chiếu tia tử ngoại lên DNA đã xảy ra các quá trình nối tiếp nhau như sau :
 Đầu tiên là tháo xoắn hai chuỗi của phân tử DNA ở vùng có Timin ( gọi là tổn thương vùng )
 Xảy ra phản ứng quang nhị hợp giữa 2 phân tử Timin và cố định cấu hình biến dạng tại vùng bị tổn
thương của phân tử DNA .

Hạn chế hoặc phá hủy chức năng của phân tử DNA ( như mất khả năng tách chuỗi để nhân
đôi DNA)
Tác dụng lên protein :
+ Khi chiếu tia tử ngoại lên dung dịch protein dẫn đến thay đổi độ nhớt , độ lắng ,… thay đổi cấu trúc
protein .
+ Các protein có hoạt tính sinh học như enzyme, kháng thể , kháng nguyên,…khi bị chiếu tia tử ngoại sẽ
giảm hoạt tính hoặc mất hắn .
+ Khi chiếu tia tử ngoại có bước sóng từ 260nm đến 280nm lên enzyme thì khử hoạt tính enzyme. Do ở
bước sóng này tirozin và triptophan hấp thụ nên bị phá hủy cấu trúc , dẫn đến mất hoạt tính enzyme .
+ Tóm lại, sự tổn thương cấu trúc và hoạt tính của phân tử protein chủ yếu liên quan chủ yếu đến sự hấp
thụ tia tử ngoại của triozin , triptophan,… Ngoài ra proton được hình thành do quang ion hóa acid amin
cũng làm đứt liên kết hidro góp phần làm thay đổi cấu trúc phân tử protein.

Tác dụng lên tế bào :
+ Đối với sóng dài : có tác dụng làm xạm da, gây phát ban đỏ hoặc gây bỏng.
+ Đối với sóng trung : tạo mô hạt, kích thích sự tổng hợp vitamin D chống còi xương.
+ Đối với sóng ngắn : tác dụng làm thay đổi cấu trúc đặc trưng của lipit và protein, các tác dụng diệt
khuẩn.

Hiệu ứng sinh học của chùm tia này :
Tia tử ngoại vùng 200nm đến 400nm không có khả năng gây ra quá trình ion hóa các phân tử sinh
học.
Tia tử ngoại chỉ gây ra hiện tượng kích thích làm cho các điện tử của các phân tử sinh học từ mức
cơ bản chuyển lên mức kích thích có năng lượng cao hơn , tức là hoạt hóa các phân tử đó. Do vậy, các
phân tử sinh học đã được hoạt hóa , chúng dễ dàng tham gia vào các phản ứng hóa sinh dẫn tới gây kích
thích hoặc làm tổn thương cơ thể sinh vật.
Khả năng đâm xuyên kém , chỉ vài mm nên nó chỉ gây nên các hiệu ứng sinh học ở lớp tế bào
ngoài cùng.
Đối với sóng dài : có tác dụng làm xạm da, gây phát ban đỏ hoặc gây bỏng.
Đối với sóng trung : tạo mô hạt, kích thích sự tổng hợp vitamin D chống còi xương.
Đối với sóng ngắn : tác dụng làm thay đổi cấu trúc đặc trưng của lipit và protein, các tác dụng diệt
khuẩn.
Với đối tượng là vi khuẩn, vi sinh vật, tế bà thực vật và động vật tử vong nhiều khi chiếu tia tử
ngoại có bước sóng nhỏ hơn 300nm và tử vong nhiều nhất ở 260nm( vi khuẩn ).
Ức chế quá trình phân chia tế bào có liên quan đến việc hấp thụ tia tử ngoại của phân tử DNA ở
bước sóng 260nm và phân tử protein ở 280nm.


CÂU 7 : TÓM LƯỢC BẰNG SƠ ĐỒ VÀ GIẢI THÍCH CÁC GIAI ĐOẠN CƠ BẢN CỦA QUÁ
TRÌNH QUANG SINH , TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA PHẢN ỨNG QUANG SINH. TRÌNH BÀY
VỀ QUY LUẬT HẤP THỤ LAMBERT – BEER , PHÁT QUANG, SỰ DỊCH CHUYỂN NĂNG
LƯỢNG, CHO VÍ DỤ .


Tóm lược bằng sơ đồ và giải thích các giai đoạn cơ bản của quá trình quang sinh
1.
Hấp thụ lượng tử ánh sáng bởi các sắc tố hoặc tế bào ( như tế bào que, tế bào nón ) gây nên trạng
thái hưng phấn hay còn gọi là trạng thía kích thích.
2.
Khử trạng thái kích thích điện tử của phân tử. Giai đoạn này xảy ra các quá trình sau :
Thải hồi năng lượng qua quá trình quang lý ( như phát huỳnh quang hay lân quang )
Thải hồi năng lượng qua các quá trình quang hóa dẫn tới hình thành những sản phẩm quang hóa
không bền vững đầu tiên. Đối với quá trình quang hợp đó là các sản phẩm NADPH và ATP.
Thải hồi năng lượng bằng cách tỏa nhiệt ra môi trường.
3.
Diễn ra các phản ứng trung gian không cần tới sự chiếu sáng ( gọi là phản ứng tối ) với sự tham gia
của các sản phẩm quang hóa không bền vững ở trên để tạo thành sản phẩm quang hóa bền vững ( với quá
trình quang hợp , đó là hydratcarbon ).
4.
Hiệu ứng sinh học cuối cùng như các biểu hiện sinh lý cảm nhận màu sắc , sự vật, sự sinh trưởng
và phát triển,….

Tác dụng sinh học của phản ứng quang sinh :
Quang hợp.
Tổng hợp các vitamin A, D.
Tác dụng lên các cơ quan thụ cảm.
Quang động lực.
Tác dụng của tia UV
+ Đối với tế bào:
 Sóng dài: gây xạm da, bỏng da, phát ban đỏ (λ = 320-400 nm).
 Sóng trung: kích thích tổng hợp vitamin D, chống còi xương, tổng hợp mô hạt (λ=280-320 nm).
 Sóng ngắn: thay đổi, phá hủy cấu trúc lipit, protein, diệt khuẩn (λ= 200-280 nm).
+ Đối với protein:
 Biến tính protein, cấu trúc protein tác động lên phản ứng thứ cấp, hoạt tính protein (Quang hợp).

 Tiếp tục tác dụng lên các men, enzim, hoocmon (quang hợp) làm mất hoạt tính men và protit ảnh
hưởng đến sản phẩm quang hóa. Từ dó rác dụng lên thần kinh tạo ra một phản ứng phức tạp.
+ Đối với nucleotic: Tác dụng axit amin thơm: tirozin, tritophan,…
→ Các giai đoạn biến đổi:
(1) Giai đoạn tích cực → axit amin kích thích → trạng thái kích thích.
(2) Quang ion hóa
kv AH → AH*
AH* → H+ + es + A
AH* → AH+ + es
kv AH → AH* → es + H+ + A → es + AH+ → AH + kv
(3) Phản ứng hóa học: gốc tự do: AO2* → AOO→ AO2o ( trạng thái tự do).
(4) Sản phẩm quang hợp ( sản phẩm độc, mất hoạt tinh, …): es + H+ + H2NR → NH3 + R*

Quy luật hấp thụ Lambert – beer :

-

Sự hấp thụ ánh sáng của vật chất được biểu hiện ở chỗ cường độ ánh sáng bị yếu đi sau khi
xuyên qua các lớp vật chất được nghiên cứu


-

Sự biến đổi của cường độ ánh sáng ( ký hiệu dI) khi đi qua lớp vật chất mỏng ( ký hiệu là dL) sẽ
tỷ lệ với cường độ ánh sáng chiếu ( ký hiệu là I) và nồng độ ( ký hiệu là C) cũng như hệ số k, đặc
trưng cho khả năng hấp thụ của vật chất .

BT: -

 I= (1)

o : cường độ ánh sáng tới
o : Nồng độ vật chất
o chiều dày vật chất(cm)
o cường độ ánh sáng ló
o hệ số hấp thụ
(1)

→

Với D= (D là mật độ quang học của dung dịch)
→D= kCl
→Mật độ quang học tỉ lệ với nồng độ dung dịch và chiều dày của lớp vật chất mà ánh
sáng truyền qua
 Hiện tượng phát quang :
Phân tử sau khi hấp thụ năng lượng ánh sáng sẽ chuyển lên trạng thái kích thích có mức năng
lượng cao hơn nhưng chỉ tồn tại trong thời gian ngắn 10-13 giây. Sau đó giải phóng năng lượng về
mức ban đầu qua các con đường như thải nhiệt, phát huỳnh quang, phát lân quang, vận chuyển
năng lượng, cung cấp năng lượng cho các phản ứng quang hóa,….
+ Sự phát huỳnh quang :
. Định nghĩa : khi các phân tử chuyển từ trạng thái kích thích có mức năng lượng thấp nhất là S 1
xuống mức năng lượng cơ bản là S0 sẽ phát ra ánh sáng huỳnh quang .
. Thời gian phát sáng : 10-9 đến 10-8 giây
. Sự huỳnh quang chỉ xảy ra trong thời gian chiếu sáng mẫu vật, còn khi ngừng chiếu sáng thì sự
phát huỳnh quang sẽ tắt.
. Đặc trưng của ánh sáng huỳnh quang là phổ huỳnh quang. Phổ huỳnh quang là đường cong phụ
thuộc của cường độ huỳnh quang vào bước sóng ánh sáng huỳnh quang.
. Sự huỳnh quang tuân theo các quy luật sau :
 Quy luật Stock : phổ huỳnh quang luôn dịch chuyển về phía bước sóng dài hơn so với điểm hấp
thụ cực đại của phổ hấp thụ.
 Quy luật Vavilop : sự phát ra ánh sáng huỳnh quang của một chất nào đó ( chẳng hạn chlorophyll)

không phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng kích thích
 Quy luật Levin: phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang đối xứng quanh một bước sóng .Quy luật đúng
với phân tử có cấu trúc đơn giản.
+ Sự phát lân quang :
. Định nghĩa : khi phân tử hấp thụ năng lượng ánh sáng để chuyển lên mức kích thích và khi trở về
trạng thái ban đầu có thể bằng sự thải nhiệt hoặc sự phát huỳnh quang hoặc thải nhiệt để chuyển về mức
triplet, sau đó phân tử chuyển từ mức triplet về mức cơ bản và phát ra ánh sáng lân quang


. Đặc trưng : bởi phổ lân quang . Phổ lân quang là đường cong phụ thuộc của cường độ ánh sáng
lân quang vào bước sóng ánh sáng lân quang. Phổ lân quang luôn dịch chuyển về phía ánh sáng dài hơn
so với phổ hấp thụ và phổ huỳnh quang
. Thời gian phát sáng : kéo dài từ 10-4 đến 10-2 giây, lâu hơn huỳnh quang, khi đã tắt chiếu sáng
nhưng sự phát lân quang vẫn có thể xảy ra.
+ Sự chuyển dịch năng lượng .

. Khi phân tử chuyển từ mức năng lượng cao () sang mức năng lượng thấp (), nó có thể
chuyển năng lượng cho phân tử khác. Giả sử phân tử ở trạng thái kích thích là chất cho năng
lượng () còn chất nhận năng lượng ở trạng thái bình thường(M0) sơ đồ chuyển năng lượng có dạng
:
. Quá trình chuyển năng lượng là một quá trình vật lý, không kèm theo sự biến đổi hóa học và
không cần M1 va chạm tới Mo
*** Sự chuyển dịch năng lượng theo rất nhiều cơ chế nhưng ở đây chỉ xét đến cơ chế cộng hưởng cảm
ứng nên cần một số điều kiện sau :
+ Chất cho năng lượng M1* phải có khả năng phát huỳnh quang , đặc trưng bởi cường độ phát
quang là J.
+ Phổ huỳnh quang của chất cho M1* phải có vùng chung với phổ hấp thụ của chất nhận Mo, đặc
trưng bởi mật độ quang học là D
+ Khoảng cách giữa chất cho M1* và chất nhận năng lượng phải nhỏ hơn giá trị tới hạn cho phép.

CÂU 6 : MÔ TẢ THÍ NGHIỆM VỀ ĐIỆN THẾ HOẠT ĐỘNG , VẼ ĐẶC TUYẾN VÀ CHỈ RÕ
CÁC GIAI ĐOẠN HÌNH THÀNH . GIẢI THÍCH SỰ XUẤT HIỆN ĐIỆN THẾ BẰNG THUYẾT
ION MÀNG.
 Mô tả thí nghiệm:
Đặt 2 chế phẩm Thần kinh – cơ lên khay mổ. Dùng bông thấm bớt nước trên 2 chế phẩm. Đặt dây
TK của chế phẩm 1 vắt ngang bắp cơ của chế phẩm 2. Dùng máy kích thích điện kích thích dây Tk
của chế phẩm 2 (kích thích ở cường độ trên ngưỡng)

Điện thế hoạt động :
Điện thế hoạt động là sự dao động nhanh của điện thế màng
Dao động xuất hiện trong các tế bào thần kinh, cơ và một số tế bào khác khi có sóng hưng phấn
truyền qua.
Khi có sóng hưng phấn truyền đến, dấu hiệu điện tích ở hai phía màng bị đảo ngược so với giá trị
điện thế nghỉ ban đầu . Lúc này điện thế ở mặt bên ngoài sễ âm hơn so với điện thế mặt bên trong của nó .
Khảo sát sự xuất hiện này bằng 2 phương pháp.
+ Phương pháp 2 pha :
. Có thể tiến hành khảo sát trên sợi thần kinh ở 3 vị trí (1), (2), (3)
_ (1) : vị trí được kích thích
_ (2),(3): vị trí đặt 2 điện cực
. Nếu dùng một tác nhân nào đó kích thích ở vị trí (1) thì sẽ có xuất hiện một sóng hưng phấn mang
điện tích âm truyền dọc theo sợi thần kinh .
. Khi sóng kích thích lan truyền đến vị trí (2) thì giữa 2 điện cực đặt ở vị trí (2) và (3) sẽ xuất hiện
hiệu điện thế U= 60 mV
. Sóng kích thích lan dần về vị trí (3) thì hiệu điện thế này giảm dần về tiến gần đến giá trị điện thế
U=0 khi sóng hưng phấn ở trong vùng giữa vị trí (2) và (3)
. Khi sóng kích thích tiến tới vị trí (3) thì hiệu điện thế giữa 2 cực biến đổi về phía điện thế âm.
. Khi sóng tới vị trí (3) thì U=-60mV
. Khi sóng rời khỏi vị trí (3) thì hiệu điện thế giừa 2 điện thế trở lại giá trị U=0 như ban đầu.
+ Phương pháp 1 pha :

. Là phương pháp ghi đo điện thế hoạt động bằng cách dùng một điện cực tại vị trí (2) và một vi điện
cực cắm xuyên qua màng tại vị trí (3) . Sau đó kích thích tại vị trí (1) và khảo sát sóng hưng phấn kích
thích truyền dọc theo đối tượng nghiên cứu ( tế bào , sợi cơ,…)
. Khi chưa kích thích giữa điện cực ( 2) và vi điện cực (3) , có xuất hiện một sự chênh lệch điện thế
U= -60mV đến -100 mV
. Khi kích thích tại (1), xuất hiện sóng hưng phấn lan truyền đến (2) thì U tăng lên giá trị 0. U này
tăng nhanh và đạt tới giá trị cao nhất tại U=0 khi sóng hưng phấn đến (2).
. Khi sóng hưng phấn truyền từ (2) đến (3) thì hiệu điện thế hoạt động một pha giảm trở lại về điện
thế nghỉ ban đầu
→ Điện thế hoạt động 1 pha chính là sự biến đổi nhanh chóng của điện thế nghỉ dưới một tác nhân kích
thích.

Vẽ đặc tuyến :

 Các giai đoạn hình thành :

Điện thế hoạt động có các giai đoạn biến đổi là :
+ GĐ khử cực : đoạn AA’ . Lúc này hiệu điện thế ở 2 phía màng biến đổi từ U nghỉ đến U=0


+ GĐ quá khử cực : đoạn A’BB’ . Trong giai đoạn này U ở 2 phía màng vượt quá U=0 ,tiếp tục biến đổi
về phía có điện thế dương.
+ GĐ phân cực lại : đoạn B’C . Đó là giai đoạn mà U ở 2 phía màng giảm trở lại về U nghỉ
+ GĐ quá phân cực : đoạn CD. Giai đoạn này ứng với lúc U ở 2 phía màng có giả trị âm hơn U nghỉ.
 Giải thích sự xuất hiện điện thế màng bằng thuyết ion màng :
Khi màng tế bào được kích thích, tính thấm của màng đối với những ion Na+ đột nhiên tăng, thì
nhiều ion Na+ thấm từ ngoài vào trong màng. Trạng thái nghỉ biến mất, phía trong màng có giá trị điện
thế dương hơn bên ngoài, giai đoạn này gọi là giai đoạn khử cực.

Ngay lập tức sau khi có sự khử cực khoảng 1%s, màng hầu như thấm hoàn toàn đối vs các ion
Na+. Các ion Na+ được đưa ra ngoại lại. Sự phân cực lúc đó của màng giống như sự phân bố ion lúc ban
đầu, nên giai đoạn này được gọi là giai đoạn phân cực lại.


CÂU 5: MÔ TẢ THÍ NGHIỆM , ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐIỆN THẾ NGHỈ . NÊU NHỮNG ĐIỂM CƠ
BẢN CỦA LÝ THUYẾT ION MÀNG VỀ ĐIỆN THẾ NGHỈ. VIẾT CÔNG THỨC VÀ GIẢI
THÍCH Ý NGHĨA

Mô tả thí nghiệm :
Để khảo sát dòng điện và đo hiệu điện thế màng của sợi thần kinh của chế phẩm thần kinh này thì
ta sử dụng phương pháp vi điện cực nội bào.
Đặt 2 chế phẩm thần kinh- cơ lên khay mổ. Dùng bông thấm từng bọt nước dính trên cơ của chế
phẩm thần kinh- cơ thứ nhất. Dùng kéo sắt (đã được lau khô) cắt đôi cơ của chế phẩm thần kinh- cơ thứ
nhất. Dùng đũa thủy tinh đặt dây thần kinh của chế phẩm 2 chạm vào phần bị cắt của chế phẩm thần kinhcơ 1 làm thần kinh - cơ 1 bị giật.
Cách tiến hành: Để xác định điện thể nghỉ của tế bào ta tiến hành 3 thí nghiệm sau
Thí nghiêm 1: Chọc 2 vi điện cực đặt trên bề mặt của sợi thần kinh.
Thí nghiệm 2: Chọc 1 vi điện cực qua màng vào sâu trong tế bào, còn 1 vi điện cực đặt trên bề mặt
sợi thần kinh giữa hai đầu điện cực.
Thí nghiệm 3: Chọc 2 vi điện cực chọc xuyên qua màng.
Kết quả thí nghiệm: Thí nghiệm 1,3 không có sự chênh lệch về điện thế. Thí nghiệm 2 xuất hiện
một hiệu điện thế.
→ Bên trong tế bào và bên ngoài màng tế bào luôn tồn tại một hiệu điện thế.

Đặc điểm của điện thế nghỉ: có 2 đặc điểm:
Mặt trong tế bào sống luôn luôn có giá trị điện thế âm so với mặt bên ngoài. Nói cách khác chiều
điện thế nghỉ là không đổi.
Bình thường điện thế nghỉ có giá trị điện thế biến đổi rất chậm theo thời gian.
Bằng các phương pháp và kỷ thuật ghi đo tốt ta có thể duy trì dòng điện này trong một thời gian dài. Độ
lớn điện thế giảm chậm theo thời gian. Giá trị này chỉ giảm đi khi chức năng của tế bào , hay sợi cơ bắt

đầu xuất hiện.

Những điểm cơ bản của thuyết ion màng :
Theo Berstein : điện thế tĩnh là kết quả của sự phân bố không đồng đều các ion ở hai phía màng. Ở
trạng thái tĩnh màng chỉ cho ion K+ lọt qua. Do đó có sự phân bố không đều cả 3 loại ion này ở 2 phía
của màng tế bào. Ngoài ra màng có tính bán thấm và tính thấm của màng đối với từng loại ion là khác
nhau, đó là yếu tố cơ bản đã tạo nên điện thế tĩnh.
Theo Boyler và Conwey : màng thấm đồng thời đối với cả ion K+ và Cl-. Ở trạng thái tĩnh , các
ion được phân bố trở lại tại 2 phía màng. Quá trình vận chuyển và cơ chế hoạt động giống như sụ phân bố
của các ion trong trạng thái cân bằng Donman .
Theo Goldman :
+ Màng tế bào có tính đồng nhất về cấu trúc và điện trường tác dụng lên màng tế bào tại mọi vị trí là
không đổi
+ Dung dịch điện ly của các sinh vật được coi như là dung dịch lý tưởng
+ Màng có tính chất bán thấm nhưng không phải hoàn toàn tuyệt đối, nghĩa là cho ion này nhưng không
cho ion khác qua được. Để đặc trưng cho khả năng dịch chuyển của các ion qua được màng nhiều hay ít,
ta dung đại lượng hệ số thấm (P) cho từng loại ion
+ Các ion Natri cũng có tham gia vào quá trình hình thành nên điện thế tĩnh này.

Viết công thức và giải thích ý nghĩa :

Us = ln
Trong đó:

+ PK, PNa, PCl là hệ số thấm đối với các ion Kali, Natri, Clo.
+ R= 8,31.103 (J/Kmol .K)


+ F là hằng số Faraday = 96500
+ [K+]o,[Na+]o, [Cl-]o : là nồng độ của ion K+ ,Na+, Cl- phía ngoài màng

+ [K+]i,[Na+]i, [Cl-]i : là nồng độ của ion K+ ,Na+, Cl- phía trong màng


CÂU 4 : CÁC LOẠI VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT QUA MÀNG ( THỤ ĐỘNG , TÍCH CỰC ,
THỰC BÀO , ẨM BÀO ) VỀ ĐỘNG LỰC, CƠ CHẾ , HIỆU QUẢ NỒNG ĐỘ. BIỂU THỨC
HOẠT ĐỘNG CỦA BƠM NATRI-KALI
Thụ động
Tích cực
Thực bào
Ẩm bào
Khái
Là quá trình xâm nhập của các chất Là quá trình vận Là hiện tượng Là hiện tượng tế
niệm
theo tổng đại số Vecto của các loại chuyển các chất tế bào có khả
bào có khả năng
Gradient
ngược hướng
năng hấp thụ
hút các hạt chất
Gradient
các hạt như
lỏng như hạt mỡ
virut, vi khuẩn, vào trong nội bào
…
Cơ chế
Khuếch tán:
1.
Protein
1.
Tế bào

1.
Hấp phụ
Có 3 loại khuếch tán:
màng kết hợp
hấp phụ hạt và giọt chất lỏng trên
+ Đơn giản: Là khuếch tán mà vật
với cơ chất cần
giữ chặt hạt
bề mặt màng tế
chất chuyển dộng thành dòng trong vận chuyển
trên bề mặt
bào
dung môi dưới tác dụng của
2.
Protein
màng tế bào
2.
Màng tế
Gradient nồng độ
màng tự quay
(liên quan tới
bào uốn lõm vào
+ Liên hợp: Là quá trình vận
trong màng
các yếu tố hóa trong tế bào chất
chuyển các chất qua màng theo
3.
Phân tử
lý như điện
để bọc lấy giọt

Gradient nồng độ, tuy nhiên các
cơ chất được
tích bề mặt
chất lỏng, tạo
phân tử vật chất chỉ lọt qua màng
giải phóng vào
hoặc do tương phân bào để đưa
khi được gắn với chất mang.
trong tế bào
tác hóa học)
vào nội bào.
+ Trao đổi: Tương tự như khuếch
2.
Màng tế
tán liên hợp, trao đổi xảy ra khi có
bào uốn lõm
sự liên kết với chất mang. Tuy
vào trong tế
nhiên, điểm khác biệt là các phân
bào chất để
tử chất mang phải thực hiện quá
bọc lấy hạt cần
trình vận chuyển vòng.
đưa vào nội
bào (liên quan
đến màng tế
bào)
Năng
Không tiêu tốn năng lượng
Tiêu tốn năng

Tiêu tốn năng
Tiêu tốn năng
lượng
lượng
lượng
lượng
Động lực Theo chiều Gradient nồng độ
Ngược chiều
Không có
Không có
Gradent nồng độ
Hiệu quả Các chất bên trong cơ thể dưới Vận chuyển tích
nồng độ dạng dung dịch được xem như 1 hệ cực không phụ
gồm 2 phase không trỗn lẫn vào thuộc vào nồng
nhau, đó có thể là phase lipit độ mà chỉ phụ
protein trong nước muối…
thuộc vào chất
Sự phân bố các chất hòa tan cả mang và năng
trong lipit và trong nước tuân theo lượng.
sự phân bố của Nerst
Hiện tượng vận
C1/C2=k=const
chuyển luôn xảy
C1, C2 là nồng độ các chất ở phase
ra theo hướng
1, 2
ngược chiều
phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng gradien nồng độ
độ giữa trong và ngoài màng.
hoặc ngược

Chiều vận chuyển phụ thuộc vào chiều gradien
tương quan giữa các gradien ở vùng điện hóa khi cơ
màng, mức độ trao đổi chất, tương chất là ion
quan giữa các quá trình tổng hợp và
phân hủy các đại phân tử.

Biểu thức hoạt động của bơm Na-K :
Theo giả thuyết Hodgkin, Katz và Scou
+ Hoạt động của Bơm Natri – Kali trải qua 3 giải đoạn

Giai đoạn 1: Xảy ra phản ứng photphoril hóa (tức chuyển gốc photphat cho chất chuyển trung
gian). Phản ứng chỉ có thể xảy ra khi enzyme ATPase được hoạt hóa bởi Na+ đã xúc tác cho phản ứng
thủy phân ATP để giải phóng năng lượng và chuyển gốc photphat. Kết quả là Na + và gốc photphat đã
được gắn vào chất chuyển trung gian và phản ứng xảy ra ở bên trong tế bào:
ATP + photphoprotein + Na+  Na+ - photphoprotein – P + ADP

Giai đoạn 2: Phức chất Na+ - photphoprotein – P xuyên qua màng tế bào ra môi trường ngoài. Ở
bên ngoài, xảy ra phản ứng trao đổi ion:
Na+ - photphoprotein – P + K+  K+ - photphoprotein – P + Na+

Giai đoạn 3: Phức chất K+ - photphoprotein – P lại xuyên qua màng vào trong nội bào. Ở trong tế
bào, xảy ra phản ứng dephotphat (loại bỏ gốc photphat) và giải phóng K+
K+ - photphoprotein – P  K+ + photphoprotein + P


CÂU 3 : MÔ TẢ HIỆN TƯỢNG THẨM THẤU , SIÊU LỌC QUA MÀNG TẾ BÀO ( TRÌNH BÀY
THÍ NGHIỆM, THIẾT LẬP CÔNG THỨC ) . THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG GIBSDONMAN ĐỐI VỚI ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA TẾ BÀO NHƯ THẾ NÀO ?
Hiện tượng thẩm thấu:


Thẩm thấu là quá trình vận chuyển nước (hay dung môi) qua một màng ngăn cách hai dung dịch có
thành phần khác nhau, quá trình vận chuyển không chịu tác dụng của ngoại lực

Để tính áp suất thẩm thấu ta dựa vào thí nghiệm Dutrochet. Theo định luật Fick, nước đã khuếch
tán qua các lỗ màng, do đó làm chênh lệch áp suất thủy tĩnh ở hai phía màng.

Thí nghiệm:

Lấy một phễu thủy tinh đã được bịt miệng bằng một màng bán thấm (màng chỉ có tính chất cho
phân từ nước đi qua, không cho phân tử đường đi qua)

Úp ngược phễu lại vào trong chậu nước cất, sao cho mực nước đường trong phễu ngang với mực
nước trong chậu

Sau một thời gian, ta thấy mực nước đường trong phễu sẽ cao hơn mực nước cất trong chậu

Giải thích: Phân tích nước ở trong chậu nước cất, ta không thấy xuất hiện của phân tử đường,
chứng tỏ, phân tử nước từ chậu nước cất là thẩm thấu qua màng bán thấm, vào trong phễu (làm cho mực
nước trong phễu tăng lên), màng không cho phân tử đường ở phễu thẩm thấu vào chậu nước cất.


Thiết lập công thức:
Đối với dung dịch loãng không phân li, áp suất thẩm thấu tỉ lệ thuận với nồng độ chất tan và nhiệt độ
tuyệt đối

P = C.R.T
T: nhiệt độ tuyệt đối của dung dịch
R: hằng số khí bằng 0,082 lít.atm/M.độ
Trong hệ SI, ta có R = 8,31.103 J/Kmol độ

Đối với dung dịch phân li hoàn toàn, áp suất thẩm thấu được tính theo công thức:

P = n.C.R.T
-

Trong đó n là số ion của một phân tử chất tan khi phân li
Hiện tượng siêu lọc:
 Định nghĩa: Lọc là hiện tượng dung dịch chuyển thành dòng qua các lỗ của màng ngăn cách
dưới tác dụng của lực đặt lên dung dịch như trong lực, lực thủy tĩnh, lực ép của thành
mạch ... còn siêu lọc là hiện tượng lọc qua màng ngăn cách với các điều kiện sau:
+ Màng lọc ngăn các đại phân tử, đặc biệt là các Protein có phần tử lượng lớn hơn giá trị giới hạn xác
định (Mgh).
+ Màng chỉ cho các ion và phân tử nhỏ lọt qua.


+ Tác dụng của áp suất thủy tĩnh làm thay đổi lưu lượng của dòng chất lỏng chuyển động qua màng,
cũng có thể làm đổi chiều của dòng
 Thí nghiệm:
Cơ chế: Dòng vật chất có thể vận chuyển ngược hoặc cùng chiều các gradien. Chiều vận chuyển của dòng
vật chất trong trường hợp này là chiều của tổng hợp các lực tác dụng lên dung dịch.
[Động lực: Trong hiện tượng vận chuyển này cơ thể phải tiêu tốn năng lượng ( ví dụ năng lượng duy trì
lực đẩy của tim, sự co giãn của thành mạch...)]
Vai trò: Sự vận chuyển của nước qua thành mao mạch xảy ra theo cơ chế lọc: trong đó huyết áp có
khuynh hướng dồn nước trong máu ra khoảng gian bào, ngược lại áp suất thẩm thấu keo lại dồn nước từ
gian bào qua thành mao mạch vào máu.
+ Trong các động mạch huyết áp lớn hơn áp suất thẩm thấu thì nước từ máu thoát ra mao mạch, còn trong
các tĩnh mạch áp suất thẩm thấu lớn hơn huyết áp thì nước từ gian bào qua thành mạch vào máu. Sự trao
đổi chất đó thường xảy ra ở thành mao mạch như một hiện tượng siêu lọc mà động lực là sự chênh lệch
áp suất giữa hai phía của thành mạch.
+ Ở cầu thận cũng xảy ra hiện tượng siêu lọc: Thành mao mạch và thành bọc Bowman gắn với nhau tạo

thành màng lọc cầu thận. Màng lọc cầu thận cũng giống như các màng mao mạch khác trong cơ thể,
nhưng vì chức năng lọc lớn hơn nên có độc xốp lớn hơn 25 lần.
+ Bình thường trong dịch lọc không có hồng cầu và lượng protein rất thấp vì chúng không lọt qua được
màng, còn nước và các phân tử, các ion nhỏ xuyên qua được màng lọc cầu thận ra đài bể thận.
+ Khi cầu thận bị bệnh lí, tức là khi màng lọc giảm hoặc mất chức năng lọc hiện tượng siêu lọc bị phá vỡ
và vì vậy trong dịch lọc ta thấy có các phân tử protein (hiện tượng đái ra máu trong bênh viêm thận).
Trong y học, hiện tượng lọc – siêu được sử dụng phổ biến trong kỹ thuật thẩm phân máu: Đó là phương
pháp loại bỏ ra khỏi máu các chất có hại bệnh lý sinh ra (do thiểu năng thận) hoặc do các chất từ ngoài
thâm nhập vào ( ví dụ: do nhiễm chất độc)
 Thiết lập công thức:
Tốc độ vận chuyển của chất lỏng theo cơ chế siêu lọc qua màng tuân theo định luật Poisseuille giống như
chuyển động của chất lỏng qua mao quản thủy tĩnh do áp lực từ sự chênh lệch của áp suất thủy tĩnh

=
: tốc độ chuyển động của nước qua mao quản (cm3/giây)
bán kính mao quản (cm)
áp suất thủy tĩnh (P1 > P2)
độ nhớt của nước (Centipoise : Cp)
chiều dài mao quản (cm)
Trong trường hợp màng có N lỗ trong một đơn vị diện tích màng thì lưu lượng dòng chảy là :

Q= N
Đặt L = = gọi là hệ số lọc
Q = L. (P1-P2)
 Thiết lập phương trình cân bằng Gibs- Donnan :
Khi cân bằng Donnan điện thế tĩnh của màng tế bào dộng vật có thể xác định bởi công thức:

Us = ln = ln
Trong đó:

và là các nồng độ ion ở bên ngoài tế bào
và là nồng độ ion ở bên trong tế bào
 Hệ quả của cân bằng Gibs-Donnan đối với áp suất thẩm thấu của tế bào :
Khi tế bào tiếp xúc với dung dịch chất điện li có cùng loại và với gốc protein là đại phân tử ion
chính của tế bào. Dưới ảnh hưởng của quá trình vận chuyển đã làm cho áp suất thẩm thấu ở phía trong
của tế bào luôn luôn có giá trị lớn hơn so với môi trường xung quanh.


CÂU 2 : Nguyên lý II Nhiệt động học áp dụng vào sinh học. So sánh các tính chất trạng thái cân
bằng dừng, cân bằng nhiệt động. Xác định mức độ biến đổi entropy của môi trường đối với cơ thể.
Nêu ý nghĩa hệ số nhiệt phản ứng Q10, phương pháp xác định năng lượng hoạt hóa co bóp tim ếch.

Nguyên lý II nhiệt động học áp dụng vào sinh học :
Theo nguyên lý II, mọi hệ biến nhiệt lượng thành công (động cơ nhiệt) luôn có hiệu suất nhỏ hơn
100%. Quá trình sống trong hệ sinh vật cũng không thoát khỏi điều đó bởi vì các quá trình sống trong hệ
sinh vật luôn kèm theo sự hao phí năng lượng dưới dạng nhiệt và là các quá trình bất thuận nghịch.
So sánh các tính chất trạng thái cân bằng dừng và trạng thái cân bằng nhiệt động :
Trạng thái cân bằng nhiệt động
Trạng thái cân bằng dừng
Hệ kín, không có dòng vật chất ra vào
Hệ mở, luôn có dòng vật chất ra vào
Entropi đạt cực đại: S = Smax
Entropi không đạt cực đại mà chỉ là ổn định: S <
Smax
Năng lượng tự do F = 0 (Không có khả năng Cân bằng năng lượng tự do để duy trì trạng thái
sinh công)
cân bằng (khả năng sinh công khác 0)
Không tồn tại Gradien trong hệ
Luôn tồn tại Gradien trong hệ
Tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng Tốc độ phản ứng thuận lớn hơn tốc độ phản ứng

nghịch (v1 = v2 = const)
nghịch (v1 > v2)
Chất xúc tác không làm thay đổi tỉ lệ chất
Chất xúc tác làm thay đổi nồng độ dừng
phản ứng
Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ ban Tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ
đầu chất tham gia
ban đầu nhưng đáng kể là các nồng độ dừng

Xác định mức độ biến đổi entropi của môi trường đối với cơ thể sinh vật :
Nguyên lí tăng entropy với hệ cô lập, trong đó hệ sống là hệ mở. Nếu xét hệ tổng thể của cả hệ
sống và môi trường thì entropy của hệ tổng thể tăng, tức là tuân theo nguyên lý tăng entropy. Nếu chỉ xét
riêng hệ sống thì entropy có thể tăng, giảm hoặc không đổi. Điều này có nghĩa, trong hệ sống, có thể xảy
ra quá trình giảm entropy, nhưng quá trình này sẽ được bù lại bởi sự tăng entropy ở phần khác, xảy ra
trong hệ sống hoặc ở môi trường ngoài.
- Entropy của hệ bằng tổng entropy của các thành phần trong hệ. Ta có:

: tốc độ biến đổi entropy

: thay đổi entropy của cơ thể sống

: thay đổi entropy của môi trường

TH1: = 0 khi giữa cơ thể sống và môi trường không xảy ra quá trình trao đổi vật chất và năng
lượng. Điều này trái với thực tế

TH2: > 0, > 0  > 0 => Tuân theo nguyên lí II Nhiệt động học. Lúc này cơ thể đang đau yếu,
năng lượng vào cơ thể ít nhưng năng lượng mất ra ngoài môi trường lại nhiều
 TH3: < 0;




= => = 0  tương ứng với trạng thái cân bằng dừng

> => < 0  cơ thể khỏe mạnh, độ ổn định cao, thức ăn đi vào cơ thể được hấp thụ hết, chỉ thải
những chất không cần thiết ra ngoài

< => > 0  cơ thể không khỏe mạnh, độ hỗn loạn trong cơ thể tăng cao, thức ăn đi vào cơ thể
không được hấp thụ or hấp thụ ít, năng lượng thải ra môi trường lại nhiều
 Ý nghĩa của hệ số phản ứng nhiệt Q10 :


Đại lượng Q10 hay còn được gọi là hệ số Van’t Hoff. Đại lượng này là tỉ số giữa 2 hằng số tốc độ
của phản ứng ở điều kiện chênh lệch nhau 10°C

Q=
Trong đó:

K1 là hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T
K2 là hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ T + 10

K1 = p.z.
K2 = p.z.
Q10 =
Trường hợp T2 = T1 + 10
Thay vào Q10 ta được: Q10 =
Lấy logarit cơ số e 2 vế ta được: lnQ10 =  Eh = 0,1.R.T1.T2.lnQ10
R = 1,987 kcal/mol, chuyển logarit cơ số e sang logarit cơ số 10
Eh = 0,46.T1.T2.lgQ10

Đại lượng Q10 có ý nghĩa quan trọng, nó cho biết hằng số tốc độ của phản ứng tăng hay giảm bao nhiêu
lần khi nhiệt độ thay đổi 10°C
 Phương trình xác định năng lượng hoạt hóa co bóp tim :
Để tính năng lượng hoạt hóa của một quá trình sinh vật nào đó, trước hết phải xác định tốc độ của quá
trình đó ở 2 nhiệt độ chênh lệch nhau 10°C, tức là xác định hằng số Van’t Hoff (Q 10) (Sau đó ghi lại công
thức của Q10)


CÂU 1 : Trình bày nguyên lí I nhiệt động học và áp dụng vào hệ sinh vật, phương pháp nhiệt lượng
kế gián tiếp và thí nghiệm của Atwater – Rosa. Năng lượng tự do là gì? Nêu quá trình hình thành
và sử dụng năng lượng tự do của cơ thể sống.
 Nguyên lý I nhiệt động học : được phát biểu như sau: “ Trong một quá trình nếu năng lượng ở
dạng này biến đi thì năng lượng ở dạng khác sẽ xuất hiện với lượng hoàn toàn tương đương
với giá trị của năng lượng dạng ban đầu”
 Nguyên lý I nhiệt động học áp dụng vào hệ sinh vật :
Năng lượng lớn nhất mà con người tỏa ra là nhiệt lượng tỏa ra xung quanh. Vì nhiệt lượng giúp
các cơ có năng lượng để liên kết và đứng vững trên Trái đất

Phương trình cân bằng nhiệt của cơ thể: Nhiều thí nghiệm trên động vật và người cho thấy khi
không sinh công ra môi trường, lượng nhiệt tổng cộng do cơ thể sinh ra gần bằng nhiệt tổng cộng mà cơ
thể nhận được do đốt các chất hữu cơ nằm trong thành phần thức ăn cho đến khi thành CO2 và H2O.

Phương trình: Q = E + A + M

Q: Nhiệt lượng sinh ra trong quá trình đồng hóa thức ăn

E: Năng lượng thất thoát vào môi trường

A: Công cơ học mà cơ thể thực hiện


M: Hiệu đính
 Phương pháp nhiệt lượng kế gián tiếp :
Phương pháp đo nhiệt lượng của Lavoadie và Laplace khi áp dụng vào hệ sinh vật, gọi là phương
pháp nhiệt lượng kế gián tiếp. Cơ sở của phương pháp này là dựa vào lượng khí oxy tiêu thụ hoặc lượng
khí CO2 do cơ thể thải ra ở động vật máu nóng (động vật có vú và người), có liên quan chặt chẽ với nhiệt
lượng chứa trong thức ăn.
Qua thí nghiệm chứng tỏ hiệu ứng nhiệt của quá trình oxy hóa chất diễn ra ở trong cơ thể sống và
hiệu ứng nhiệt của quá trình oxy hóa chất diễn ra ở ngoài cơ thể sống là hoàn toàn tương đương.
 Thí nghiệm của Atwater và Rosa :
Đối tượng thí nghiệm là người
Thời gian thí nghiệm là một ngày đêm.
Trong thời gian thí nghiệm, cho người tiêu thụ một lượng thức ăn nhất định, thông qua đo lượng
khí oxy hít vào ( hay khí CO2 thở ra), nhiệt thải ra từ phân và nước tiểu… sẽ tính được hiệu ứng nhiệt của
các phản ứng phân hủy thức ăn diễn ra ở cơ thể người trong 24 giờ.
Thí nghiệm của Atwater – Rosa khẳng định năng lượng giải phóng thông qua quá trình phân giải
bởi các phản ứng hóa sinh diễn ra trong cơ thể sống. Nhiệt lượng trong cơ thể người được chia làm hai
loại là nhiệt lượng cơ bản (hay nhiệt lượng sơ cấp) và nhiệt lượng tích cực (hay nhiệt lượng thứ cấp).
Nhiệt lượng cơ bản xuất hiện ngay sau khi cơ thể hấp thụ thức ăn và tiêu thụ oxy để thực hiện phản ứng
oxy hóa đồng thời giải phóng ra nhiệt lượng. Cơ thể sẽ sử dụng nhiệt lượng cơ bản vào các hoạt động
sống, nếu còn dư sẽ được tích lũy vào ATP. Phần nhiệt lượng tích lũy vào các hợp chất cao năng gọi là
nhiệt lượng tích cực. Trong cơ thể sống, nhiệt lượng cơ bản và nhiệt lượng tích cực có liên quan với nhau.
 Năng lượng tự do : là năng lượng vốn có của một hệ thống, khi cần nó được dùng để thực hiện
công dưới các điều kiện và áp suất nhất định. Khái niệm về năng lượng tự do được ông Josiah
Willard Gibbs nêu ra đầu tiên nên ký hiệu là G. Nó là năng lượng tối đa tiềm ẩn trong hệ thống.
Các chất hóa học đều có chứa năng lượng tự do. Khi xảy ra phản ứng hóa học, có sự biến đổi năng
lượng tự do được ký hiệu bằng ΔG.
Từ nguyên lý I nhiệt động học đã thiết lập được công thức là:

dU = δQ – δA (1)
-

Từ nguyên lý II nhiệt động học đã thiết lập được công thức là:

dS =  δQ = T.dS


-

Thay δQ = T.dS vào công thức (1) ta được:

-

Đối với quá trình đẳng nhiệt (là quá trình diễn ra ở nhiệt độ luôn không đổi) có thể viết:

dU = T.dS – δA  -δA = dU – T.dS
-δA = d(U – T.S)

-

Người ta đặt F = U – T.S và gọi F là năng lượng tự do.
 Quá trình hình thành năng lượng tự do :
Năng lượng tự do được hình thành trong cơ thể sống là do quá trình phân hủy các chất dinh dưỡng. Theo
Crebs và Gomberg quá trình hình thành năng lượng tự do chia làm 3 giai đoạn chính sau đây

Phân hủy các cao phân tử sinh học tới monome (đơn phân tử), như từ Protein tới axit amin, từ
Gluxit tới Glucose, từ Lipit tới Glixerin và axit béo. Năng lượng tự do được giải phóng ra ở giai đoạn này
chỉ chiếm từ 0,1% đến 0,5% năng lượng dự trữ có trong cao phân tử.

Sự chuyển hóa của các monome kể trên tới axit pyruvic và axetyl coenzim A (là axit axetic đã hoạt
hóa) và một số hợp chất nằm trong chu trình Krebs, giải phóng ra năng lượng tự do đạt từ 15% - 30%

năng lượng dự trữ trong monome.

Quá trình oxy hóa Acetyl CoA tới khí CO2 và H2O trong chu trình Krebs, năng lượng tự do giải
phóng ra đạt từ 70% - 80% năng lượng dự trữ trong Acetyl CoA.

Sử dụng năng lượng tự do cho cơ thể sống :

Cơ thể sống sử dụng năng lượng tự do để cung cấp nhiệt cho cơ thể (ổn định nhiệt độ cơ thể vào
mùa hè cũng như mùa đông)

Cơ thể sống sử dụng năng lượng tự do để thực hiện công cơ học (co cơ), công thẩm thấu (hấp thụ
hay bài tiết nước, chất dinh dưỡng), công hô hấp, công điện (duy trì thể tĩnh hay phát xung điện thế hoạt
động)…

Quan trọng là cơ thể sống có khả năng tích lũy năng lượng tự do dưới dạng ATP. ATP được ví như
đồng tiền năng lượng của tế bào, là nguồn năng lượng vạn năng.