TRUYỀN TIN TẾ BÀO GIẢI CHI TIẾT CÂU HỎI IBO OLYMPIC SINH HỌC PHẦN TRUYỀN TIN TẾ BÀO Câu hỏi đề Quốc tế phần Truyền tin tế bào. Câu 1 (IBO 2014 Part B): Năm loại phân tử nội bào A, B, C, D và E bình thường được tổng hợp ở cùng tốc độ 1000 phân tử/giây, nhưng khác nhau về tuổi thọ hay tỉ lệ sống sót. Tuổi thọ của phân tử A = 300 giây; B = 200 giây; C = 100 giây; D = 50 giây và E = 10 giây. Khi có tín hiệu X, tốc độ tổng hợp của cả 5 loại phân tử đều tăng lên 10 lần nhưng tuổi thọ không thay đổi Mỗi phát biểu dưới đây là đúng hay sai? A. E có nồng độ nội bào cao nhất sau khi đạt mức ổn định (cân bằng). B. Số phân tử B ở trạng thái cân bằng (mức ổn định) là 200.000. C. Một giây sau khi có tín hiệu X, nồng độ phân tử A tăng nhiều lần nhất so với bốn loại phân tử còn lại. D. Một giây sau khi có tín hiệu X, hàm lượng E sẽ tăng không quá hai lần so với mức cân bằng trước đó. Lời giải: A. Sai vì:nồng độ nôi bào khi cân bằng ở E = 10.000 phân tử/ giây . B. Đúng vì: số phân tử B ở trạng thái cân bằng = 1000* 200= 200.000 phân tử/ giây. C. Sai vì: - Chất A: khi đạt cân bằng, nồng độ chất A= 300.000 phân tử/ đv thể tích . Khi có kích thích, tốc độ tổng hợp tăng lên 10 lần => 1 giây tổng hợp được 10.00 phân tử => nồng độ chất A tăng lên là 9.000 phân tử/ đv thể tích => Nồng độ chất A tăng không quá nhiều so với trạng thái cân bằng. - Chất E: Khi đạt cân bằng, nồng độ chất E= 10.000 phân tử/ đv thể tích. Khi có kích thích, nồng độ chất E tăng lên 9.000 phân tử / đv thể tích => nồng độ chất E sau kích thích tăng gấp đôi so với trạng thái cân bằng. 1 giây sau khi kích thích, chất A không phải là chất tăng nhiều nhất trong 5 chất. D. Đúng vì: ở mức cân bằng, số phân tử chất E là 10.000, 1 giây sau khi kích thích, số phân tử chất E là 15.000 => tăng không quá 2 lần so với mức cân bằng. Câu 2 (IBO 2014 Part B): Có hai chủng nấm men mẫn cảm nhiệt độ không thể vượt qua chu trình tế bào ở một điều kiện nhiệt độ bắt buộc. Đột biến ở hai chủng liên quan đến hai gen khác nhau. Kết quả phân tích cho thấy một đột biến ở một chủng ức chế sự biểu hiện của Protein A, trong khi đột biến ở chủng kia ức chế sự biểu hiện của Protein B. Khi quan sát mức phổ biến của mỗi loại protein này trong các tế bào kiểu dại, người ta thu được kết quả như hình dưới đây. Ở các tế bào kiểu dại, Protein A là một kinase có chức năng phosphoryl hóa các protein khác. Protein A chỉ hoạt hóa khi nồng độ Protein B vượt ngưỡng (cao hơn) nồng độ của Protein A. A. Hoạt tính của protein A không được điều hòa bởi nồng độ protein mà nhiều khả năng bởi sự biến đổi sau dịch mã, chẳng hạn như sự phosphoryl hóa (nghĩa là Protein A có thể bị photphoryl hóa) B. Nếu hoạt tính kinase cần cho quá trình phân chia thì tế bào nấm men có Protein A bị đột biến sẽ dừng lại ở giữa pha G2 và pha M ở điều kiện nhiệt độ bắt buộc. C. Nếu một thể đột biến biểu hiện Protein B ở mức cao theo kiểu cơ định (không phải cảm ứng), các tế bào chủng này sẽ có kích thước nhỏ dần qua mỗi thế hệ. D. Ở các tế bào thực (thú), phức hệ của protein A và B có thể bị bất hoạt bởi các protein áp chế khối u. Lời giải: A. Đúng. B. Đúng vì: Giả sử phân lập một đột biếm mẫn cảm nhiệt độ khác có biểu hiện đột biến protein A dẫn đến thiếu hoạt tính kinase. Nếu hoạt tính kinase cần cho quá trình phân chia tế bào thì tế bào sẽ dừng phân chia tại giữa pha G2 và M ở nhiệt độ không cho phép. C. Đúng vì Giả sử để protein B biểu hiện thì cần nồng độ protein chạm đến ngưỡng để tế bào phân chia, kiểu hình ta quan sát được trong đột biến làm tăng biểu hiện protein B đó là chu kì tế bào sẽ vượt qua pha M bất kể liệu tế bào có sẵn sàng cho nguyên phân chưa, có lẽ dẫn đến sự phân chia bất thường. D. Đúng Câu 3 (IBO 2013 Part A): Sự diễn tiến của chu trình tế bào được điều hòa bởi các enzym kinase phụ thuộc Cyclin (CDKs), các enzym này chỉ được hoạt hóa khi liên kết với Cyclin tương ứng và được phosphoryl hóa tại ThrC (threonine lõi). Sự phosphoryl hóa hoặc khử phosphoryl hóa (dephosphoryl) các axit amin khác lại điều chỉnh thêm hoạt tính của enzym. Con đường dưới đây thể hiện các protein tham gia vào giai đoạn tế bào đi vào pha M của chu trình tế bào. Hãy chỉ đột biến nào dưới đây thúc đẩy tế bào đi vào pha M bằng cách hoạt hóa phức hệ CyclinB/CDK1. A. Đột biến làm giảm hoạt tính khử phospho (dephosphoryl hóa) của Cdc25. B. Đột biến làm giảm hoạt tính phosphoryl hóa của Wee1. C. Đột biến làm thay đổi ThrC của CDK1 thành valine, dẫn đến mất khả năng bị phosphoryl hóa D. Một đột biến ức chế việc gắn CyclinH vào CDK7. Lời giải: A. Sai vì Cdc25 khử phosphoryl hóa CDK1 tại Tyr15 và Thr14 => kích hoạt CDK1 => giảm hoạt động của Cdc25, CyclinB / CDK1 giảm hoạt hóa. B. Đúng vì Wee1 làm bất hoạt CDK1 bằng cách phosphoryl hóa Tyr15. C. Sai vì để hoạt động, CDK1 cần được phosphoryl hóa Thr161 =>thay bằng valine ở vị trí 161, CDK1 sẽ luôn bất hoạt. D. Sai vì CDK7 cần được liên kết với CyclinH và được phosphoryl hóa ở Thr170 để hoạt hóa và có thể phosphoryl hóa (và do đó kích hoạt) CDK1 trong phức hợp CyclinB. Đột biến này trong CyclinH sẽ làm cho nó không thể liên kết CDK7 => sẽ ở trạng thái bất hoạt.
Câu hỏi đề Quốc tế phần Truyền tin tế bào Câu (IBO 2014 Part B): Năm loại phân tử nội bào A, B, C, D E bình thường tổng hợp tốc độ 1000 phân tử/giây, khác tuổi thọ hay tỉ lệ sống sót Tuổi thọ phân tử A = 300 giây; B = 200 giây; C = 100 giây; D = 50 giây E = 10 giây Khi có tín hiệu X, tốc độ tổng hợp loại phân tử tăng lên 10 lần tuổi thọ không thay đổi Mỗi phát biểu hay sai? A E có nồng độ nội bào cao sau đạt mức ổn định (cân bằng) B Số phân tử B trạng thái cân (mức ổn định) 200.000 C Một giây sau có tín hiệu X, nồng độ phân tử A tăng nhiều lần so với bốn loại phân tử lại D Một giây sau có tín hiệu X, hàm lượng E tăng không hai lần so với mức cân trước Lời giải: A B C - Sai vì:nồng độ nơi bào cân E = 10.000 phân tử/ giây Đúng vì: số phân tử B trạng thái cân = 1000* 200= 200.000 phân tử/ giây Sai vì: Chất A: đạt cân bằng, nồng độ chất A= 300.000 phân tử/ đv thể tích Khi có kích thích, tốc độ tổng hợp tăng lên 10 lần => giây tổng hợp 10.00 phân tử => nồng độ chất A tăng lên 9.000 phân tử/ đv thể tích => Nồng độ chất A tăng không nhiều so với trạng thái cân - Chất E: Khi đạt cân bằng, nồng độ chất E= 10.000 phân tử/ đv thể tích Khi có kích thích, nồng độ chất E tăng lên 9.000 phân tử / đv thể tích => nồng độ chất E sau kích thích tăng gấp đơi so với trạng thái cân giây sau kích thích, chất A khơng phải chất tăng nhiều chất D Đúng vì: mức cân bằng, số phân tử chất E 10.000, giây sau kích thích, số phân tử chất E 15.000 => tăng không lần so với mức cân Câu (IBO 2014 Part B): Có hai chủng nấm men mẫn cảm nhiệt độ vượt qua chu trình tế bào điều kiện nhiệt độ bắt buộc Đột biến hai chủng liên quan đến hai gen khác Kết phân tích cho thấy đột biến chủng ức chế biểu Protein A, đột biến chủng ức chế biểu Protein B Khi quan sát mức phổ biến loại protein tế bào kiểu dại, người ta thu kết hình Ở tế bào kiểu dại, Protein A kinase có chức phosphoryl hóa protein khác Protein A hoạt hóa nồng độ Protein B vượt ngưỡng (cao hơn) nồng độ Protein A A Hoạt tính protein A khơng điều hịa nồng độ protein mà nhiều khả biến đổi sau dịch mã, chẳng hạn phosphoryl hóa (nghĩa Protein A bị photphoryl hóa) B Nếu hoạt tính kinase cần cho trình phân chia tế bào nấm men có Protein A bị đột biến dừng lại pha G2 pha M điều kiện nhiệt độ bắt buộc C Nếu thể đột biến biểu Protein B mức cao theo kiểu định (không phải cảm ứng), tế bào chủng có kích thước nhỏ dần qua hệ D Ở tế bào thực (thú), phức hệ protein A B bị bất hoạt protein áp chế khối u Lời giải: A Đúng B Đúng vì: Giả sử phân lập đột biếm mẫn cảm nhiệt độ khác có biểu đột biến protein A dẫn đến thiếu hoạt tính kinase Nếu hoạt tính kinase cần cho q trình phân chia tế bào tế bào dừng phân chia pha G2 M nhiệt độ không cho phép C Đúng Giả sử để protein B biểu cần nồng độ protein chạm đến ngưỡng để tế bào phân chia, kiểu hình ta quan sát đột biến làm tăng biểu protein B chu kì tế bào vượt qua pha M liệu tế bào có sẵn sàng cho nguyên phân chưa, có lẽ dẫn đến phân chia bất thường D Đúng Câu (IBO 2013 Part A): Sự diễn tiến chu trình tế bào điều hịa enzym kinase phụ thuộc Cyclin (CDKs), enzym hoạt hóa liên kết với Cyclin tương ứng phosphoryl hóa ThrC (threonine lõi) Sự phosphoryl hóa khử phosphoryl hóa (dephosphoryl) axit amin khác lại điều chỉnh thêm hoạt tính enzym Con đường thể protein tham gia vào giai đoạn tế bào vào pha M chu trình tế bào Hãy đột biến thúc đẩy tế bào vào pha M cách hoạt hóa phức hệ CyclinB/CDK1 A Đột biến làm giảm hoạt tính khử phospho (dephosphoryl hóa) Cdc25 B Đột biến làm giảm hoạt tính phosphoryl hóa Wee1 C Đột biến làm thay đổi ThrC CDK1 thành valine, dẫn đến khả bị phosphoryl hóa D Một đột biến ức chế việc gắn CyclinH vào CDK7 Lời giải: A Sai Cdc25 khử phosphoryl hóa CDK1 Tyr15 Thr14 => kích hoạt CDK1 => giảm hoạt động Cdc25, CyclinB / CDK1 giảm hoạt hóa B Đúng Wee1 làm bất hoạt CDK1 cách phosphoryl hóa Tyr15 C Sai để hoạt động, CDK1 cần phosphoryl hóa Thr161 =>thay valine vị trí 161, CDK1 ln bất hoạt D Sai CDK7 cần liên kết với CyclinH phosphoryl hóa Thr170 để hoạt hóa phosphoryl hóa (và kích hoạt) CDK1 phức hợp CyclinB Đột biến CyclinH làm cho khơng thể liên kết CDK7 => trạng thái bất hoạt Câu (IBO 2013Part A) Khi tế bào tạo xương (osteoblast) tiết vật liệu xương mới, chúng hoạt hóa tế bào hủy xương (osteoclast) phá hủy xương sẵn có cách tiết protein RANKL; protein hoạt hóa thụ thể RANK tế bào hủy xương Con đường kích thích vitamin D (D3) hoocmôn cận giáp (PTH) Tuy vậy, có oestrogen (E2) tế bào tạo xương ức chế trình việc tiết osteoprotegerin (OPG), chất đến lượt gây bất hoạt RANKL Hãy phát biểu sau hay sai A Liệu pháp thay oestrogen giúp tránh loãng xương giai đoạn sau mãn kinh B Triệu chứng ưu cận giáp (chức tuyến cận giáp vượt mức) giảm khối lượng xương C D3 E2 phân tử ưa nước, PTH ưa lipit D Sự Ca2+ qua nước tiểu dẫn đến giảm hàm lượng PTH huyết tương Lời giải: A Đúng vì: Sau mãn kinh, mức độ estrogen suy giảm Liệu pháp thay estrogen làm tăng mức OPG ngăn cản RANKL liên kết với RANK ( kích hoạt tế bào hủy tế bào xương) => giảm nguy lỗng xương B Đúng vì: Giảm khối lượng xương triệu chứng cường cận giáp, tăng sản xuất PTH dẫn đến tăng mức RANKL tăng hoạt động phân hủy tế bào xương C Sai Estrogen Vitamin D hormone tan lipit, chúng qua màng tế bào để hoạt động PTH cần liên kết với thụ thể ngoại bào ưa nước khơng thể vượt qua màng D Sai Thận canxi dẫn đến giảm nồng độ canxi huyết tương, gây tăng PTH Câu (IBO 2013 Part B) Độc tính ba loại hóa chất 1-3 kiểm tra ống nghiệm tế bào mào thần kinh cách đếm số lượng tế bào sống (vòng tròn đen) số lượng tế bào di cư (tam giác đỏ) Giá trị trung bình độ lệch chuẩn lần lặp lại thu nồng độ khác lập đồ thị ứng với số đếm trung bình mẫu ni tế bào khơng xử lý Hãy phát biểu hay sai A Các kết phù hợp với Hóa chất gây ảnh hưởng lên thụ thể tiếp nhận tín hiệu di cư B Các kết phù hợp với Hóa chất ảnh hưởng đến khả sống tế bào C Nồng độ từ100 đến 500 nM Hóa chất dường có lợi cho khả sống tế bào mào thần kinh D Khả sống tế bào mào thần kinh đủ để thiết lập nồng độ cho phép tối đa hóa chất Lời giải: A Đúng vì: Hóa chất ảnh hưởng đến di chuyển không ảnh hưởng đến khả tồn tế bào mào thần kinh, nồng độ hóa chất căng tăng, khả di chuyển tế bào giảm, số lượng tế bào sống sót khơng thay đổi => hóa chất ức chế thụ thể tham gia vào trình di chuyển B Đúng vì: Đường biểu đồ biểu diễn số tế bào sống khả di chuyển trùng khớp => giảm khả tồn đủ để giải thích giảm di cư (vì tế bào chết khơng di chuyển) C Sai vì: Ngay khả tồn có mặt 100 đến 500nM hóa chất cao khả tồn tế bào mào thần kinh không xử lý, điều sai số phép đo, khơng tác dụng có lợi hóa chất D Sai vì: Đối với hóa chất 1, phản ứng khả tồn di chuyển tế bào lúc giống Vì q trình phát triển phơi, tế bào mào thần kinh cần di chuyển đến tạo mơ khác => phải tính đến di chuyển tế bào thiết lập nồng độ tối đa cho phép Câu (IBO 2016 – Part A) Hoạt tính enzyme Wee1 kinase Cdc25 phosphatase xác định trạng thái phosphoryl hoá tyrosine 15 hợp phần Cdk1 M-Cdk Khi tyrosine 15 bị phosphoryl hố, M-Cdk bị bất hoạt; tyrosine 15 khơng bị phosphoryl hóa, MCdk trạng thái hoạt động (Hình Q.1A) Hoạt tính enzyme Wee1 kinase Cdc25 phosphatase bị điều khiển q trình phosphoryl hố Sự điều hồ hoạt tính nghiên cứu dịch chiết noãn ếch Trong dịch chiết này, Wee1 kinase trạng thái hoạt động Cdc25 phosphatase trạng thái bất hoạt Do vậy, M-Cdk bị bất hoạt hợp phần Cdk1 bị phosphoryl hoá tyrosine 15 M-Cdk dịch chiết hoạt hố nhanh chơng axit okadaic, chất ức chế enzyme serine/threonine phosphatases Sử dụng kháng thể đặc hiệu cho Cdk1, Wee1 kinase, Cdc25 phosphatase, xác định trạng thái phosphoryl hoá chúng thay đổi di chuyển chúng gel điện di (Hình Q.1B) Dạng phosphoryl hoá protein thường di chuyển chậm dạng khơng bị phosphoryl hố protein Hình Q.1 (A) Điều khiển hoạt tính M-Cdk enzyme Wee1 kinase Cdc25 phosphatase; (B) Ảnh hưởng axit okadaic lên trạng thái phosphoryl hoá Cdk1, Wee1 kinase, Cdc25 phosphatase Hãy xác định câu sau Đúng hay Sai viết vào Phiếu trả lời A Wee1 kinase trạng thái hoạt động bị phosphoryl hoá B Các enzyme phosphatase điều khiển phosphoryl hố Wee1 kinase Cdc25 phosphatase có tính đặc hiệu tyrosine mạch bên C Axit okadaic ảnh hưởng trực tiếp lên hoạt hoá Cdk1 D Nếu M-Cdk phosphoryl hố Wee1 kinase Cdc25 phosphatase, lượng nhỏ M-Cdk trạng thái hoạt động dẫn đến q trình hoạt hố nhanh chóng hồn tồn Lời giải: A Sai vì: Hình A: Wee1 hoạt động + ATP => Wee1 bất hoạt + ADP => Wee1 bị photphoryl hóa làm bất hoạt B Sai vì: Các enzyme phosphatase điều khiển phosphoryl hóa enzyme serine/threonine phosphatase, khơng có tinh đặc hiệu tyrosine mạch bên C Sai vì: Axit okadaic ảnh hưởng lên Wee1 kinase Cdc25 phosphatase qua ảnh hưởng lên hoạt tinh M- Cdk, không ảnh hưởng trực tiếp lên hoạt động M- cdk D Đúng Câu (IBO 2017 Part A) Hormone sinh trưởng (GH) não tiết ra, kích thích gan tiết yếu tố sinh trưởng giống insulin (kí hiệu IGF1 = insulin-like growth factor 1) Khi động vật tăng trưởng, xương, hình thành từ tế bào sụn, kéo dài từ đĩa sụn tận (gọi đĩa sụn sinh trưởng) Thí nghiệm sau tiến hành đĩa sụn sinh trưởng khỏe mạnh (1) Tiêm GH vào tất đĩa sụn (2) Tiêm đồng thời GH chất ức chế IGF1 vào đĩa sụn chuột (3) Tất GH bị ức chế chuột (4) Tiêm GH vào đĩa sụn chuột có gan bị loại bỏ (knockout) tất IGF1 (5) Chỉ bổ sung GH vào môi trường đĩa nuôi tế bào mầm sụn Mỗi phát biểu Đúng hay Sai A Các đột biến làm hỏng GH dẫn đến cịi cọc (lùn) B IGF1 cần thiết cho tăng trưởng (tăng kích thước) tế bào sụn C Chỉ cần tiêm IGF1 làm cho xương kéo dài ra, cho dù thiếu GH D IGF1 sản xuất tế bào gan, tế bào sụn Lời giải: A Đúng : Hình 3, hỏng GH làm giảm phát triển xương => còi cọc, lùn B Đúng : Hình 2, ức chế IGF1 làm đĩa sụn phát triển khơng bình thường C Sai D Sai ... cần cho q trình phân chia tế bào tế bào dừng phân chia pha G2 M nhiệt độ không cho phép C Đúng Giả sử để protein B biểu cần nồng độ protein chạm đến ngưỡng để tế bào phân chia, kiểu hình ta quan... protein B chu kì tế bào vượt qua pha M liệu tế bào có sẵn sàng cho nguyên phân chưa, có lẽ dẫn đến phân chia bất thường D Đúng Câu (IBO 2013 Part A): Sự diễn tiến chu trình tế bào điều hòa enzym... trạng thái bất hoạt Câu (IBO 2013Part A) Khi tế bào tạo xương (osteoblast) tiết vật liệu xương mới, chúng hoạt hóa tế bào hủy xương (osteoclast) phá hủy xương sẵn có cách tiết protein RANKL;