Đáp án đường lên đỉnh Olympia thiếu khoa học

Kết quả vòng chung kết Đường lên đỉnh Onlympia 2014, thí sinh Hoàng Bách (bìa trái) chỉ về nhì

Bạn đọc Đào Quốc Hưng, nghiên cứu sinh tại Trường ĐH Tổng hợp Bang Colorado nêu ý kiến về đáp án của thí sinh Nguyễn Hoàng Bách và đáp án của Ban tổ chức trận chung kết Đường lên đỉnh Olympia. Nội dung như sau:

Câu hỏi của chương trình: Vì sao dung dịch nước muối có tính sát trùng?

Câu trả lời của em Nguyễn Hoàng Bách: “Vì dung dịch nước muối tạo môi trường ưu trương nên vi khuẩn trong dung dịch nước muối sẽ bị mất nước thì chết.”

Thẩm thấu (osmosis) là sự di chuyển của các phân tử nước qua màng (trong trường hợp này là qua màng tế bào vi khuẩn//màng lipid kép//màng sinh chất) từ nơi có nồng độ chất tan (trong trường hợp này là NaCl) thấp hơn đến nơi có nồng độ chất tan cao hơn.

“Nước muối có tính sát trùng” thì nước muối này là dung dịch ưu trương (hypertonic solution) về nồng độ muối (NaCl). Dung dịch ưu trương có thể gọi là môi trường ưu trương hay môi trường làm cho nước đi trong tế bào ra ngoài và làm tế bào bị co lại. Dung dịch ưu trương về nồng độ muối là môi trường có nồng độ muối ở ngoài tế bào (vi khuẩn) cao hơn ở trong tế bào (vi khuẩn).

Tôi thấy một thuật ngữ mà em Bách nói rất chuẩn là “Nước muối tạo môi trường ưu trương” nghĩa là tạo ra sự di chuyển nước từ trong tế bào ra ngoài tế bào vi khuẩn.

Nếu bỏ vi khuẩn vào dung dịch nước muối thì nước sẽ di chuyển từ trong tế bào vi khuẩn ra ngoài tế bào vi khuẩn làm cho vi khuẩn mất nước và chết.

Vậy, câu trả lời của em Hoàng Bách không chỉ là chấp nhận được, mà còn rất chính xác.

Đáp án của Ban giáo khảo: “Dung dịch nước muối có nồng độ muối lớn hơn nồng độ muối trong tế bào của vi khuẩn. Cho nên do hiện tượng thẩm thấu thì muối đi vào tế bào làm nồng độ muối trong tế bào tăng lên đẩy nước từ trong tế bào ngược trở lại trong vi khuẩn làm cho quá trình nước trở lại tế bào từ vi khuẩn được đầy ra ngoài. Vi khuẩn vì vậy mất nước và bị tiêu diệt”

Là một đáp án thiếu khoa học hay thậm chí trái ngược với khoa học.

Khi nồng độ muối ở ngoài tế bào di chuyển vào trong tế bào vi khuẩn thì gọi là khuếch tán (diffusion), chứ không nên gọi là “thẩm thấu” như Ban giám khảo đã viết. Khuếch tán là sự di chuyển của các hạt (ion, nguyên tử, phât tử v.v.) từ nơi có nồng độ của chúng cao đến nơi có nồng độ của chúng thấp. Trong trường hợp đề bài này, có thể có một ít muối khuếch tán thông qua các protein nằm trên màng tế bào để đi vào trong tế bào vi khuẩn để nhằm tạo thế cân bằng áp suất thẩm thấu hay cân bằng nồng độ chất tan ở trong và ngoài tế bào vi khuẩn. Vậy, lượng muối đi vào này giúp giữ nước (như một số vi khuẩn chịu mặn) chứ không phải là muối vào để đẩy nước ra như đáp án của Ban giám khảo đã nói.

Sự vận chuyển các hạt qua màng phân làm 2 loại là chủ động và bị động. Sự vận chuyển chủ động là dùng năng lượng từ ATP để bơm các chất cần vận chuyển qua màng tế bào (xin phép không trình bày ở đây vì không liên quan đến bài thi). Còn, sự vận chuyển bị động qua mang tế bào chia làm 4 loại sau:

Sự khuếch tán các chất qua màng lipid kép như các chất khí O2, CO2 và các phân tử nhỏ và không phân cực ví dụ các lipid-based hormone.

Sự khuếch tán các hạt phân cực (Na+, K+) thông qua các protein lỗ hoặc protein cổng nằm trên màng tế bào.

Sự khuếch tán các phân tử lớn (glucose, các chất dinh dưỡng) qua protein vận chuyển nằm trên màng tế bào.

Sự thẩm thấu của nước qua các kênh dẫn nước (aquaprotein) nằm trên màng tế bào.