Thí sinh đọc bài và trả lời câu hỏi từ 20 – 27:

Đằng sau phát minh ra penicillin của Fleming

Việc khám phá ra penicillin, một trong những loại kháng sinh đầu tiên trên thế giới, đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử loài người - khi mà cuối cùng con người đã tìm ra được một phương thuốc để chữa khỏi những bệnh nhân mắc các bệnh nhiễm trùng chết người.

Bất kỳ học sinh nào ở phổ thông cũng được học rằng: “Penicillin do tiến sĩ Alexander Fleming - một nhà vi khuẩn học ở bệnh viện St. Mary. London, phát hiện ra vào tháng 9 năm 1928”. Sau chuyến nghỉ hè ở Scotland, Fleming quay trở lại phòng thí nghiệm và tình cờ phát hiện một loại nấm có tên Penicillium notatum đã mọc đầy trên đĩa thí nghiệm của mình. Sau khi cẩn thận đưa chiếc đĩa lên kính hiển vi, ông đã ngỡ ngàng khi thấy loại nấm kia đã ngăn chặn thành công sự phát triển bình thường của vi khuẩn. Fleming phải mất vài tuần sau mới có thể nuôi lại đủ lượng nấm mốc đó để xác thực được phát hiện của mình, ông đi đến kết luận khiến giới khoa học thời đó ngỡ ngàng: “Có một số thành phần bên trong nấm Penicillium notatum không những có thể kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn mà quan trọng hơn, chúng còn có thể được khai thác để chống lại các bệnh truyền nhiễm”.

Thực ra, Fleming không có đủ điều kiện thí nghiệm cũng như kiến thức nền tảng về hóa học để thực hiện những bước quan trọng tiếp theo giúp phân lập thành phần hoạt tính của nấm Penicillium, làm sạch chúng và chỉ ra được dòng vi khuẩn mà chúng có thể diệt được. Tất cả những công việc sau này đều do Howard Florey, giám đốc điều hành của Viện Nghiên cứu về Bệnh học của Đại học Oxford, tiến hành. Tiến sĩ Howard Florey là một bậc thầy trong lĩnh vực chiết tách và đồng thời có trong tay hàng loạt những nhà khoa học tài năng. Công trình nghiên cứu này bắt đầu từ năm 1938 khi Florey, người từ lâu đã quan tâm đến cách vi khuẩn và nấm mốc tiêu diệt nhau trong tự nhiên, đã tình cờ đọc được bài báo của Fleming về nấm Penicillium trên Tạp chí Bệnh học Thực nghiệm. Ngay sau đó, Florey và đồng nghiệp cùa ông đã họp trong phòng thí nghiệm tối tàn của mình và quyết định sẽ làm sáng tỏ bản chất khoa học trong phát hiện của Fleming về hoạt tính chống vi khuẩn của nấm Penicillium notatum.

Suốt mùa hè năm 1940. Họ tập trung vào thử nghiệm trên 50 con chuột sau khi chúng bị cho nhiễm một loại vi khuẩn chết người. Một nửa số chuột đã chết vi nhiễm trùng máu trong khi nửa còn lại được tiêm penicillin và đã sống sót. Đỏ cùng là lúc mà Florey bước tiếp đến việc thử nghiệm trên người. Nhưng vấn đề là làm sao cỏ đủ penicillin nguyên chất đề điều trị cho người. Mặc cho những nỗ lực tăng hiệu suất chiết tách lên nhiều lần nhưng vẫn cần tới 2.000 lít dịch nuôi cấy nấm để có thể tách ra đủ penicillin cho một ca nhiễm trùng máu ở người.

Tháng 9 năm 1940, một nhân viên bào vệ tên là Albert Alexander ở Oxford đã được thử nghiệm thuốc lần đầu tiên. Alexander bị tai nạn khi làm việc trong vườn hoa hồng của trường và bị nhiễm trùng rất nghiêm trọng. Florey nghe được câu chuyện một cách tình cờ và đã ngay lập tức đề nghị bệnh xá của trường cho ông thử dùng penicillin để điều trị ca bệnh này. Chỉ 5 ngày sau khi tiêm, Alexander có dấu hiệu hồi phục. Nhưng tiếc thay. Florey không có đủ penicillin để điều trị dứt điểm, nên cuối cùng Alexander vẫn không thể qua khỏi.

Mùa hè năm 1941, ngay trước khi Mỹ tham gia Chiến tranh Thể giới thử II, Florey cùng 40 đồng nghiệp đã bay đến Mỹ và hợp tác với các nhà khoa học ờ đây nhằm tìm ra một phương pháp khác để sản xuất penicillin với năng suất cao hơn. Vào một ngày hè oi ả, một thư ký phòng thí nghiệm là cô Mary Hunt xuất hiện với một quà bí bị mốc vàng phủ kín. Thật tình cờ, giống nấm mốc đó là Penicillinum chrysogeum, có chứa lượng penicillin cao gấp 200 lần loài nấm mà Fleming tìm ra. Dù phải xử lý vô cùng phức tạp nhưng cuối cùng mẻ chiết tách đầu tiên vẫn thu được lượng penicillin cao gấp 1.000 lần so với lần đầu tiên do chính Florey thực hiện ờ Anh.

Trên thực tế, Fleming đà nghiên cứu rất ít về penicilin sau khi phát hiện ra nó năm 1928. Tuy nhiên, sau đó, từ năm 1941, khi các phóng viên viết bài về những thử nghiệm kháng sinh trên người đã không tìm hiểu kĩ nên chi ghi nhận tiến sĩ Fleming là người duy nhất khám phá ra penicillin. Cũng vì sự im lặng của Florey mà công sức của ông và đồng nghiệp – các nhà khoa học ở Oxford - đã gần như bị bỏ qua. Vấn đề sau này đã phần nào được khắc phục khi cà Fleming và Florey cùng các cộng sự của ông được nhận giài Nobel “Sinh lý hay Y học” năm 1945.

Ý chính của bài viết trên là gì?

Trong hình vẽ, xe A kéo xe B bằng một sợi dây dài 39m qua một ròng rọc ở độ cao 12m. Xe A xuất phát từ N và chạy với vận tốc không đổi 2 m/s theo chiều mũi tên.

a) Đặt $AN=x,0\le x\le 18$ và $BN=y$, (đơn vị mét). Tìm một hệ thức liên hệ giữa x và y .

b) Tính vận tốc của xe B khi xe A cách N một đoạn 5m.

Gọi V₁,V₂, lần lượt là thể tích của khối tứ diện đều và khối lập phương có chung mặt cầu

ngoại tiếp. Khi đó, $\frac{V_1}{V_2}$ bằng 

Thí sinh đọc bài 1 và trả lời câu hỏi từ 1 – 9:

Chụp ảnh bằng sóng siêu âm

Khi mang thai, đa số các phụ nữ đều đi chụp ảnh bằng siêu âm để xem tình trạng thai nhi, đặc biệt để kiểm tra các dị tật, sự phát triển của thai hay xác định giới tính. Tuy kết quả thu được là một tờ giấy có in ảnh rõ ràng, nhưng ít ai nói là chụp ảnh bằng siêu âm mà chỉ nói gọn là siêu âm, thí dụ hỏi: Siêu âm chưa? Siêu âm con trai hay con gái? Vậy siêu âm là gì và chụp ảnh bằng siêu âm dựa trên cơ chế gì?

Sóng âm là sự truyền dao động cơ trong môi trường khí, lỏng cũng như rắn. Sóng âm có tần số 20.000 Hz đến 109 Hz gọi là sóng siêu âm. Với tần sổ cao như vậy, người ta dễ tạo tia sóng siêu âm mảnh đi thẳng như một tia sáng.  Tuy sóng siêu âm là sóng cơ (sóng đàn hồi), về bàn chất hoàn toàn khác với ánh sáng là sóng điện từ nhưng việc truyền tia siêu âm qua các môi trường có những nét giống như truyền tia sáng. Thí dụ về quang học, ta xét một tia sáng chiếu xuống một hồ nước. Khi đến mặt phân cách giừa không khí và nước, tia sáng bị phản xạ một phần, một phần bị khúc xạ. Nếu nước trong, ta có thể nhìn thấy đáy hồ. Đó là do ảnh sảng đến đáy hồ phản xạ lại đến mắt ta.

Nhìn vào cơ thể người bàng tia siêu âm cùng tương tự như nhìn vào cải hồ bằng tia sáng. Thật vậy, cơ thể người chứa nhiều nước và tia siêu âm rất dễ dàng đi vào môi trường như vậy không khác gì tia sáng chiểu vào hồ nước. Tốc độ siêu âm đi vào cơ thể cỡ 1.500 mét giây, nhưng tùy thuộc chất liệu chỗ nhiều nước, chỗ nhiều mỡ, chỗ nhiều thịt v.v. mà tốc độ đó thay đổi cỡ cộng trừ 60 mét/giây. Điều quan trọng là khi đi qua mặt phân cách giữa hai bộ phận của cơ thể do chất liệu khác nhau, nên tia siêu âm bị phản xạ không nhiều thì ít. Sau khi bị phản xạ ở mặt phân cách, tia siêu âm đi thẳng bị yếu đi, lại tiếp tục hành trình, nếu gặp mặt phân cách khác lại bị phản xạ, bị yếu đi và lại tiếp tục đi... Sau một số lần phản xạ như thế, đến một lúc tia siêu âm đi thẳng quá yếu, xem như bị tắt hẳn. Đối với cơ thể người, do cơ chế mồi lần phản xạ bị yếu đi như vậy nên tia siêu âm đi vào cơ thể chỉ vài chục centimet xem như bị tắt. Nhưng chính nhờ cơ chế bị phản xạ nhiều lần này mà mảy chụp ảnh siêu âm cỏ thể chụp được ảnh bên trong cơ thể đến độ sâu vài chục centimet.

Trong một máy chụp ảnh siêu âm. bộ phận quan trọng nhất là bộ phận đầu dò gồm bốn viên áp điện được đặt trên hình trụ quay được. Mỗi viên áp điện có thể phát ra các xung sóng siêu âm đồng thời thu được các xung sóng siêu âm phản xạ từ các mô, các bộ phận trong cơ thể. Trong mỗi giây đồng hồ. chu trình thu, phát lặp lại đến 400 lần. Quy trình chụp ánh của máy chụp ảnh siêu âm có thể phân ra ba giai đoạn như sau:

a, Phát ra sóng siêu âm: Máy phát ra xung điện dẫn đến viên áp điện. viên áp điện phát xung siêu âm với tần số nhất định.

b, Các mô phản xạ sóng siêu âm tạo ra tiếng vọng: Mỗi khi chùm siêu âm đi từ môi trường này sang môi trường kia, bị phản xạ (một phần) ở mặt phân cách. Khi viên áp điện nhận được tiếng vọng (sóng siêu âm phản xạ), viên áp điện biến siêu âm thành xung điện. Có thể gặp nhiều mặt phân cách có nhiều tiếng vọng. Máy phân tích thời gian giữa xung điện phát ra và các xung điện do phản xạ gây nên để từ đó tính các khoảng thời gian và các khoảng cách đến các mặt phản xạ.

c, Quét tia siêu âm để dựng ảnh: Các viên áp điện dịch chuyển theo nhịp độ quay của hình trụ gắn các viên áp điện. Máy căn cứ vào các số liệu về khoảng cách và tốc độ truyền siêu âm để dựng lên hình ảnh. Do những đặc điểm truyền và phản xạ sóng siêu âm, nên các máy chụp ảnh bằng siêu âm thường không phải là vạn năng mà là chuyên dụng (như máy chụp ảnh siêu âm dùng cho thai nhi. máy chụp ảnh siêu âm dùng để chụp gan. máy chụp ảnh siêu âm đo loãng xương, v.v.) Ưu điểm rất lớn của phép chụp ảnh bằng tia siêu âm là ít độc hại so với chụp ảnh tia X hay chụp ảnh bằng tia phóng xạ.

 Ý chính của bài viết trên là gì?

Theo đoạn 3, vì sao tia siêu âm bị tắt khi lan truyền vào cơ thể người?

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình thoi cạnh a và góc BAD = 60°. Hình chiếu vuông góc của S lên mặt phẳng đáy là trọng tâm G của tam giác BCD, góc giữa SA và đáy bằng 60°

a) Tính thể tích khối chóp S.ABCD.

b) Tính khoảng cách giữa hai đường thẳng AC và SB.

Trong đoạn 2 và đoạn 3, tác giả có ý gì khi nhắc đến sóng siêu âm và sóng ánh sáng?

Thí sinh đọc bài đọc và trả lời câu hỏi từ 28 đến 35:

Ô nhiễm và nhiễm độc chì

Từ thời Ai Cập cổ đại người ta đã dùng chì oxide (PbO) dưới dạng một chất rắn màu vàng để làm men gốm. Khi nung ở nhiệt độ cao, PbO nóng chảy và hợp nhất với các nguyên liệu khác trong thành phần của men tạo thành một màng thủy tinh mỏng và bỏng trên bề mặt gốm, nhờ đó gốm không thấm nước và không dễ bám bẩn. PbO sẽ trở thành mối nguy hiểm nếu sử dụng không đúng cách: khi tiếp xúc với chất lỏng có tính axit, một phần PbO trong men bị hòa tan. Trong một vài giờ hoặc một vài ngày, nồng độ ion chì II (Pb2+) trong chất lỏng đó sẽ lên tới hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn phần triệu. Vì vậy, nếu bình gốm tráng men chì được dùng để chứa thực phẩm lỏng có tính axit thì thực phẩm sẽ bị nhiễm chì.

Thực tế cho thấy, bát đĩa tráng men chứa chì vẫn đang là nguồn chính gây nhiễm độc chì qua đường ăn uống, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Nghiên cứu cho thấy sau khi vào cơ thể người, chì được máu phân phối đi khắp cơ thể và tích lũy trong xương. Tùy thuộc vào mức độ phơi nhiễm, chì có thể ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh, chức năng thận, hệ miễn dịch, hệ tim mạch và hệ sinh sản và phát triển. Ngày nay ở hầu hết các quốc gia, người ta dùng các nguyên liệu khác thay thế cho PbO trong men gốm vì chúng gần như không bị hòa tan khi sử dụng và do đó an toàn hơn.

Trong suốt lịch sừ nhân loại, nhiều hợp chất cùa chì đã được dùng làm chất màu vì chúng cho màu sắc ổn định và rực rỡ. Chì cromate (PbCrO4) là chất màu vảng tươi có trong loại sơn để sơn vạch và biển chì dẫn giao thông màu vàng. Chì đỏ (Pb3O4) là hỗn hợp oxide của Pb (II) và Pb (IV), có màu đỏ tươi và được trộn vào các loại sơn chống gỉ. Cho đến giữa thế kỷ XX, chì trắng (Pb3CO3)2(OH)2) vẫn được dùng làm thành phần chính trong sơn nội thất màu trắng. Các chất màu chứa chì từng được dùng để in tạp chí và giấy gói thực phẩm. Thậm chí, ở nhiều thế kỷ trước, các muối chì còn được dùng để tạo màu cho thực phẩm.

Ngoài làm men gốm và chất màu, các hợp chất của chì còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác. Chì II arsenate (Pb3(AsO4)2) từng được dùng trong thuốc trừ sâu. Đây là một trong những nguồn gây ô nhiễm Pb2+ cho đất trồng. Chì tetraethyl ((C2H5)4Pb) được pha vào xăng để tăng khả năng chịu nén và tiết kiệm đến 30% lượng xăng cần dùng. PbO sinh ra khi cháy xăng sẽ bám vào các ống xả và thành xi lanh, nên người ta còn trộn vào xăng một chất chứa bromate để PbO chuyển thành muối PbBĩ2 dễ bay hơi và thoát ra ngoài. Vì vậy, đây là một trong những nguồn gây ô nhiễm chì cho không khí và đất ờ những nơi giao thông đông đúc. Một hợp chất khác của chì được dùng trong nhựa PVC để cải thiện độ bền nhiệt và độ bền tia cực tím cho loại nhựa này. Điều này đang gây áp lực vể môi trường cho các nhà máy tái chế nhựa thải.

Trong xây dựng, vì bền màu hơn sơn không chì nên sơn chứa chì thường được quét lên những bề mặt chịu nhiều va chạm như tủ bếp và viền cửa sổ Tuy nhiên, khi lớp sơn bong ra, trẻ nhỏ có thể nhặt lên ăn vì Pb2+ có vị ngọt. Một nghiên cứu ờ Mỹ cho thay, trẻ nhỏ ở các khu ổ chuột nội thành, nơi những lớp sơn cũ vẫn đang tiếp tục bong tróc, thường có nồng độ chì trong máu cao. Vì vậy, những người cải tạo nhà cũ được khuyến nghị thu gom đúng cách bụi từ các lớp sơn cũ. Từ năm 1978, ờ Mỹ đã quy định nồng độ chì trong sơn không được vượt quá 600 ppm. Còn ở Trung Quốc, Ấn Độ và một số nước châu Á khác, cho đến nay chất màu chứa chì vẫn đang được 40 dùng rộng rãi trong sơn nội thất, đôi khi ờ mức vượt quá 180.000 ppm.

Ớ các vùng đô thị, bụi ngọt đang là nguồn nguy cơ lớn đối với sức khóc cùa trẻ nhò. Chúng được tích lũy từ vô số vật liệu và hoạt động của con người như bụi sơn, gốm sứ, nhựa, xăng, các nhà máy tái chế và cả thuốc nhuộm tóc. Mặc dù nồng độ chì trong môi trường vẫn đang gia tăng ờ một số nơi trên thế giới, nhưng tình trạng sử dụng tràn lan các hợp chất chứa chì dẫn đến không kiểm soát được mức độ phát thải đã giảm đáng kể trong vài thập kỷ qua ở nhiều nước phát triển. Nhờ vậy, nồng độ chì trong đất, nước và không khí ở những vùng đó đã giảm tương đối nhiều.

 Ý chính của bài viết trên là gì?