Bài 6. Các phân tử sinh học trong tế bào

{tocify} $title = {MỤC LỤC BÀI HỌC}

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Yêu cầu cần đạt

- Nếu được khái niệm phân tử sinh học. 

- Trình bày được thành phần cấu tạo (các nguyên tố hoá học và đơn phân) và vai trò của các phân tử sinh học trong tế bào carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid. 

- Phân tích được mối quan hệ giữa cấu tạo và vai trò của các phân tử sinh học. 

- Nếu được một số nguồn thực phẩm cung cấp các phân tử sinh học cho cơ thể. 

- Vận dụng được kiến thức về thành phần hóa học của tế bào vào giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn lại dụ ăn uống hợp lí, giải thích vì sao thit lớn, thịt bò cũng là protein nhưng có nhiều đặc điểm khác nhau; giải thích vai trò của DNA trong xác định huyết thống, truy tìm tội phạm,...).

Phân tử sinh học là gì? Kể tên một số phân tử sinh học trong tế bào. Dựa vào tiêu chí nào để phân loại carbohydrate? Cấu tạo các loại đường đơn trong Hình 6.1 có đặc điểm gì giống nhau?

I. Các phân tử sinh học trong tế bào 

- Phân tử sinh học là các phân tử hữu cơ do sinh vật sống tạo thành. Chúng là thành phần cấu tạo và thực hiện nhiều chức năng trong tế bào.

- Một số phân tử sinh học trong tế bào là: 

+ Carbohydrate

+ Lipid

+ Protein 

+ Nucleic acid.

II. Carbohydrate

1. Đặc điểm chung của carbohydrate

Carbohydrate là phân tử sinh học được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O theo nguyên tắc đa phân. Mỗi đơn phân là một phân tử đường đơn. ; p vào tiêu chí nào để phân lại có từ 3 - 7 carbon, phổ biến nhất là đường 5 - 6 carbon. :

Đa số carbohydrate có vị ngọt, tan trong nước và một số có tính khử.

Tuỳ theo số lượng đơn phân trong phân tử mà carbohydrate được chia thành: đường đơn (monosaccharide), đường đôi (disaccharide) và đường đa (polysaccharide).

2. Các loại đường đơn

Trong tế bào có hai loại đường đơn phổ biến là đường 5 carbon (gồm ribose và deoxyribose) và đường 6 carbon gồm: glucose, fructose và galactose. Các loại đường này đều có vị ngọt, dễ tan trong nước.

Trong tự nhiên, glucose có trong các bộ phận của thực vật, nhất là trong các loại quả chín. Ngoài ra, chúng còn có ở mật ong (khoảng 30 %), trong cơ thể người và động vật. Fructose cũng có nhiều trong các loại quả có vị ngọt, đặc biệt trong mật ong có hàm lượng fructose đến 40 % làm cho mật ong có vị ngọt gắt. Galactose có nhiều trong sữa động vật.

3. Các loại đường đôi

Đường đôi do hai phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic (là liên kết được hình thành giữa hai phân tử đường hoặc giữa một phân tử đường và một phân tử khác). Trong tế bào có ba loại đường đôi phổ biến là saccharose (gồm một phân tử glucose liên kết với một fructose), maltose (gồm hai phân tử glucose) và lactose (gồm một phân tử glucose và một phân tử galactose)

Một số loại thực phẩm có chứa các loại đường đôi:

- Saccharose có nhiều trong thực vật, nhiều nhất là trong mía và củ cải đường.

- Maltose còn gọi là đường mạch nha, có trong mầm lúa mạch, kẹo mạch nha.

- Lactose có trong sữa người và động vật.

4. Các loại đường đa

Đường đa gồm nhiều phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic, chúng có kích thước và khối lượng phân tử lớn. Các loại đường đa phổ biến ở sinh vật gồm: tỉnh bột (khoảng 20 % amylose và 80 % amylopectin), cellulose, glycogen, chitin. Chúng đều được cấu tạo từ các đơn phân là glucose hoặc dẫn xuất của glucose. Nhiều loại đường đa không tan trong nước.

5. Vai trò của carbohydrate

- Carbohydrate có vai trò dự trữ  và cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống

Ví dụ: tinh bột ở thực vật, glycogen ở nấm và động vật là nguồn dự trữ năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống trong cơ thể.

- Carbohydrate còn tham gia rộng rãi trong các cấu trúc sống của cơ thể, cấu tạo nên một số thành phần của tế bào và cơ thể sinh vật.

Ví dụ: thành tế bào thực vật được cấu tạo từ cellulose,  thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của côn trùng được cấu tạo từ chitin,  thành tế bào vi khuẩn được cấu tạo từ peptidoglycan.

- Một số carbohydrate còn tham gia cấu tạo màng sinh chất và kênh vận chuyển các chất trên màng bằng liên kết với protein hoặc lipid. Các đường đơn 5 carbon (ribose, deoxyribose) tham gia cấu tạo nucleic acid.

Ví dụ: Kênh đồng vận chuyển glucose – natri có vai trò trong tái hấp thu glucose ở thận.

III. Lipid

1. Đặc điểm chung của lipid

Lipid được cấu tạo từ ba nguyên tố chính là C, H, O. Lipid không cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, không tan trong nước (do trong cấu trúc chứa nhiều các liên kết C - H không phân cực) nhưng tan trong  các dung môi hữu cơ. Dựa vào cấu trúc phân tử, người ta chia thành lipid đơn giản và lipid phức tạp.

2. Lipid đơn giản

Lipid đơn giản gồm ba loại: mỡ (ở động vật), dầu (ở thực vật và một số loài cá) và sáp. Mỡ được cấu tạo từ các acid béo no (trong phân 
tử chỉ có liên kết đơn) nên tồn tại ở trạng thái rắn, trong khi đó dầu được cấu tạo từ các acid béo không no (trong phân tử có liên kết đôi) 
nên có dạng lỏng. Sáp có ở mặt trên của lớp biểu bì lá, mặt ngoài vỏ  của một số trái cây, bộ xương ngoài của côn trùng, lông chim và thú.

3. Lipid phức tạp

Phospholipid có cấu tạo gồm một phân tử glycerol liên kết với hai phân tử acid béo và một nhóm phosphate (nhóm này liên kết với một alcol phức). Do đó, phospholipid có tính lưỡng cực, gồm một đầu ưa nước và một đầu kị nước.

Steroid có cấu tạo gồm phân tử alcol mạch vòng liên kết với acid béo. Một số steroid có trong cơ thể sinh vật như cholesterol, estrogen, testosterone, dịch mật, carotenoid và một số vitamin (A, D, E, K)

4. Vai trò của lipid

Vai trò của lipid:

- Lipid là nguồn dự trữ và cung cấp năng lượng cho cơ thể (mỡ và dầu).

Ví dụ: Lớp mỡ dưới da có vai trò dự trữ năng lượng cho cơ thể, trong các loại hạt có chứa nhiều dầu để dự trữ năng lượng cung cấp cho quá trình nảy mầm.

- Lipid tham gia vào nhiều hoạt động sinh lí của cơ thể như quang hợp ở thực vật (carotenoid), là thành phần cấu tạo màng sinh chất (phospholipid, cholesterol), tiêu hoá (dịch mật) và điều hoà sinh sản ở động vật (estrogen, testosterone).

Ví dụ: Cholesterol là thành phần cấu trúc màng tế bào.

IV. Protein

1. Đặc điểm chung của protein

Protein là đại phân tử sinh học chiếm tỉ lệ nhiều nhất trong cơ thể sinh vật, chúng là sản phẩm cuối cùng của gene tham gia thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong cơ thể. Protein được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi đơn phân là các amino acid. Tính đa dạng và đặc thù của protein được quy định bởi số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp của 20 loại amino acid. Các loại amino acid khác nhau ở gốc R (gốc R có thể là -H, -CH3;-CH2, -SH…..)

2. Các bậc cấu trúc của protein

a) Cấu trúc bậc 1 được hình thành do các amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide. Peptide là liên kết được hình thành giữa nhóm carboxyl của amino acid đứng trước và nhóm amino của amino acid đứng sau, đồng thời loại đi một phân tử nước. Từ đó tạo thành chuỗi polypeptide có dạng mạch thẳng. Một phân tử protein có thể được cấu tạo từ vài chục đến vài trăm amino acid.

b) Cấu trúc bậc 2: Gồm 2 dạng là xoắn lò xo α hoặc gấp nếp β. Nhờ liên kết hydrogen giữa các amino acid đứng gần nhau cấu trúc này được giữ ổn định

c) Sự hình thành cấu trúc bậc 3: Chuỗi polypeptide bậc 2 tiếp tục co xoắn tạo thành cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng mà cấu trúc không gian đặc trưng quy định chức năng sinh học của phân tử protein cho nên cấu trúc bậc 3 của protein được giữ ổn định nhờ liên kết hydrogen, cầu nối disulfit (-S - S-)..

d. Sự hình thành cấu trúc bậc 4: Do sự liên kết từ hai hay nhiều chuỗi polypeptide bậc 3 tạo thành cấu trúc bậc 4 một số phân tử protein được hình thành. Ví dụ như phân tử hemoglobin gồm hai chuỗi α và hai chuỗi β.

3. Vai trò của protein

Protein đóng vai trò rất quan trọng đối với sự sống: Cấu tạo nên tế bào và cơ thể (protein cấu tạo màng  sinh chất, tế bào cơ), nguồn dự trữ các amino acid... (albumin trong lòng trắng trứng gà), xúc tác các  phản ứng sinh hoá trong tế bào (enzyme), điều hoà các hoạt động sinh lí trong cơ thể (hormone), bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh (kháng thể). Nhiều protein tham gia vào chức năng vận động của tế  bào và cơ thể; tiếp nhận, đáp ứng các kích thích của môi trường (thụ thể nằm trên màng sinh chất). 

V. Nucleic acid

1. Đặc điểm chung của nucleic acid

- Nucleotide được cấu tạo từ ba thành phần là acid phosphoric, base nitrogen, đường 5 carbon. Base nitrogen liên kết với pentose qua liên kết N – Glycoside tạo thành nucleoside còn acid phosphoric kết hợp với pentose trong nucleoside qua liên kết ester.

- Nucleic acid được chia thành hai loại là:DNA (deoxyribonucleic acid) và RNA (ribonucleic acid).

- DNA được cấu tạo từ bốn loại nucleotide là A, T, G, C; còn RNA được cấu tạo từ A, U, G, C.

2. Cấu tạo và chức năng của DNA

DNA có tính đa dạng và đặc thù do các phân tử DNA khác nhau về số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các nucleotide. Nhờ có tính đa dạng và đặc thù của DNA mà các loài sinh vật cũng có tính đa dạng và đặc thù. Trên phân tử DNA, trình tự các nucleotide mang thông tin mã hoá cho một sản phẩm là protein hoặc RNA được gọi là gene. Một phân tử DNA mang rất nhiều gene.

Phân tử DNA ở sinh vật nhân sơ có cấu trúc xoắn kép, dạng vòng; ở sinh vật nhân thực, DNA có cấu trúc xoắn kép, dạng không vòng.

DNA có vai trò lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Nhờ có cấu trúc cuộn xoắn và liên kết với nhiều loại protein mà thông tin di truyền trên DNA được bảo quản rất chặt chẽ. Thông tin di truyền trên DNA được truyền đạt qua các thế hệ nhờ quá trình tái bản DNA trong phân bào.

DNA có nhiều ứng dụng trong thực tiễn như xác định quan hệ huyết thống, truy tìm tội phạm và nghiên cứu phát sinh loài thông qua việc so sánh mức độ tương đồng giữa các phân tử DNA của các đối tượng sinh học.

3. Cấu tạo và chức năng của RNA

Phân tử RNA có cấu tạo như DNA, tuy nhiên hầu hết các phân tử RNA đều có mạch đơn, dạng thẳng hoặc xoắn kép cục bộ.

Dựa vào chức năng, người ta chia RNA thành ba loại chính: RNA thông tin (mRNA), RNA vận chuyển (tRNA) và RNA ribosome (rRNA).

RNA thông tin (mRNA): được dùng làm khuôn cho quá trình dịch mã (tổng hợp protein), truyền đạt thông tin di truyền từ DNA đến ribosome.

RNA vận chuyển (tRNA): vận chuyển các amino acid đến ribosome để dịch mã, từ trình tự các nucleotide trên mRNA được dịch thành trình tự các amino acid trên protein.

RNA ribosome (rRNA): là thành phần chủ yếu cấu tạo nên ribosome, nơi tổng hợp protein trong tế bào.

Trong tế bào nhân thực, còn một số loại RNA khác tham gia vào hoạt động di truyền của tế bào như: snRNA tham gia quá trình hoàn thiện mRNA; snoRNA tham gia quá trình biến đổi hoá học các loại RNA, trong đó, chủ yếu là rRNA; miRNA và siRNA tham gia điều hoà biểu hiện gene.

DNA có vai trò lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Nhờ quá trình tái bản DNA trong phân bào thông tin di truyền DNA được truyền đạt qua các thế hệ, từ đời này qua đời khác, do đó thế hệ con thường có nhiều đặc điểm giống bố mẹ. 

CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA

Câu hỏi trang 24 SGK Sinh học 10

Mở đầu 

Tại sao dựa vào kết quả xét nghiệm DNA, người ta có thể xác định được hai người thất lạc nhiều năm có quan hệ huyết thống với nhau, cũng như có thể tìm ra hung thủ chỉ từ một mẫu mô rất nhỏ có ở hiện trường?

Lời giải: 

Vì trong tất cả các tế bào đều có AND và mỗi AND đều có tính đặc thù cho nên dựa vào kết quả xét nghiệm DNA, người ta có thể xác định được hai người thất lạc nhiều năm có quan hệ huyết thống với nhau, cũng như có thể tìm ra hung thủ chỉ từ một mẫu mô rất nhỏ có ở hiện trường. 

I. Các phân tử sinh học trong tế bào 

Câu 1: Phân tử sinh học là gì? Kể tên một số phân tử sinh học trong tế bào.

Lời giải: 

- Phân tử sinh học là các phân tử hữu cơ do sinh vật sống tạo thành. Chúng là thành phần cấu tạo và thực hiện nhiều chức năng trong tế bào.

- Một số phân tử sinh học trong tế bào là: 

+ Carbohydrate

+ Lipid

+ Protein 

+ Nucleic acid.

II. Carbohydrate

1. Đặc điểm chung của carbohydrate

Câu 2: Dựa vào tiêu chí nào để phân loại carbohydrate?

Lời giải: 

Dựa vào số lượng đơn phân tử mà carbohydrate được chia thành: đường đơn (monosaccharide), đường đôi (disaccharide) và đường đa (polysaccharide).

2. Các loại đường đơn

Câu hỏi trang 25 SGK Sinh học 10

Câu 3: Cấu tạo các loại đường đơn trong Hình 6.1 có đặc điểm gì giống nhau?

Lời giải: 

Đặc điểm giống nhau trong những loại đường đơn hình 6.1 là:

+ Đều được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O

 + Được cấu tạo từ 6 carbon => được gọi là đường 6 carbon.

3. Các loại đường đôi

Câu 4: Hãy kể tên một số loại thực phẩm có chứa các loại đường đôi.

Lời giải: 

Một số loại thực phẩm có chứa các loại đường đôi:

- Saccharose có nhiều trong thực vật, nhiều nhất là trong mía và củ cải đường.

- Maltose còn gọi là đường mạch nha, có trong mầm lúa mạch, kẹo mạch nha.

- Lactose có trong sữa người và động vật.

4. Các loại đường đa

Câu 5: Quan sát Hình 6.3a và cho biết các phân tử cellulose liên kết với nhau như thế nào để hình thành vi sợi cellulose.

Lời giải: 

Nhận xét: Quan sát hình ta thấy được mỗi vi sợi cellulose được cấu tạo từ rất nhiều phân tử cellulose. Mỗi phân tử cellulose được liên kết với nhau từ các đơn phân D-glucose, nối với nhau bằng liên kết 1,4-β-glucoside tạo thành mạch thẳng không phân nhánh.

Câu hỏi trang 26 SGK Sinh học 10

5. Vai trò của carbohydrate

Câu 6: Nêu vai trò của carbohydrate. Cho ví dụ.

Lời giải: 

- Carbohydrate có vai trò dự trữ  và cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống

Ví dụ: tinh bột ở thực vật, glycogen ở nấm và động vật là nguồn dự trữ năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống trong cơ thể.

- Carbohydrate còn tham gia rộng rãi trong các cấu trúc sống của cơ thể, cấu tạo nên một số thành phần của tế bào và cơ thể sinh vật.

Ví dụ: thành tế bào thực vật được cấu tạo từ cellulose,  thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của côn trùng được cấu tạo từ chitin,  thành tế bào vi khuẩn được cấu tạo từ peptidoglycan.

- Một số carbohydrate còn tham gia cấu tạo màng sinh chất và kênh vận chuyển các chất trên màng bằng liên kết với protein hoặc lipid. Các đường đơn 5 carbon (ribose, deoxyribose) tham gia cấu tạo nucleic acid.

Ví dụ: Kênh đồng vận chuyển glucose – natri có vai trò trong tái hấp thu glucose ở thận.

Luyện tập 

Tại sao các vận động viên chơi thể thao thường ăn chuối chín vào giờ giải lao?

Lời giải: 

Các vận động viên tập luyện tiêu tốn rất nhiều năng lượng, do đó các vận động viên chơi thể thao thường ăn chuối chín vào giờ giải lao để bổ sung lượng đường cung cấp năng lượng cho các hoạt động tập luyện. Trong chuối chín có chứa nhiều chất dinh dưỡn như chất đạm, chất xơ, vitamin,...và còn có chứa nhiều tinh bột. 

III. Lipid

1. Đặc điểm chung của lipid

Câu 7: Tại sao lipid không tan hoặc rất ít tan trong nước?

Lời giải: 

 Nước là phân tử có tính phân cực mà Lipid có các liên kết C- H trong lipit không phân cực do đó Lipid không tan trong nước

2. Lipid đơn giản

Câu 8: Lipid đơn giản được cấu tạo từ những thành phần nào?

Câu 9: Cấu tạo của acid béo no và không no có gì khác nhau?

Lời giải: 

Câu 8: Thành phần cấu tạo của Lipid đơn giản là: acid béo (no hoặc không no) liên kết với nhóm glycerol hoặc rượu.

Câu 9: Sự khác nhau về cấu tạo của acid béo no và không no: 

+ Trong các phân tử acid béo no chỉ có liên kết đơn

+ Trong các phân tử acid béo không no có liên kết đôi.

Câu hỏi trang 27 SGK Sinh học 10

Luyện tập

Ở bề mặt lá của một số cây như khoai nước, chuối, su hào có phủ một lớp chất hữu cơ. Lớp chất hữu cơ này có bản chất là gì? Hãy cho biết vai trò của chúng.

Lời giải: 

Ở bề mặt lá của một số cây như khoai nước, chuối, su hào có phủ một lớp chất hữu cơ là lipit (sáp)

Lớp này có vai trò chống thấm nước vào các bề mặt lá.

3. Lipid phức tạp

Câu 10: Quan sát Hình 6.5 và đọc đoạn thông tin, hãy cho biết cấu tạo của steroid có gì khác so với các loại lipid còn lại.

Câu 11: Kể tên một số loại thực phẩm giàu lipid.

Lời giải: 

Câu 10: Sự khác nhau về cấu tạo:

+ Các lipit khác có cấu tạo từ acid béo mạch thẳng. 

+ Steroid có cấu tạo gồm phân tử alcol mạch vòng liên kết với acid béo

Câu 11: Một số loại thực phẩm giàu lipid: trứng, dầu thực vật, mỡ, bơ, cá, chocolate, sữa, bơ, dừa,...

4. Vai trò của lipid

Câu 12: Lipid có những vai trò gì đối với sinh vật? Cho ví dụ.

Lời giải: 

Vai trò của lipid:

- Lipid là nguồn dự trữ và cung cấp năng lượng cho cơ thể (mỡ và dầu).

Ví dụ: Lớp mỡ dưới da có vai trò dự trữ năng lượng cho cơ thể, trong các loại hạt có chứa nhiều dầu để dự trữ năng lượng cung cấp cho quá trình nảy mầm.

- Lipid tham gia vào nhiều hoạt động sinh lí của cơ thể như quang hợp ở thực vật (carotenoid), là thành phần cấu tạo màng sinh chất (phospholipid, cholesterol), tiêu hoá (dịch mật) và điều hoà sinh sản ở động vật (estrogen, testosterone).

Ví dụ: Cholesterol là thành phần cấu trúc màng tế bào.

IV. Protein

1. Đặc điểm chung của protein

Câu hỏi trang 28 SGK Sinh học 10

Câu 13: Tại sao các loại protein khác nhau có chức năng khác nhau?

Câu 14: Kể tên các loại thực phẩm giàu protein.

Lời giải: 

Câu 13:

Chức năng của các loại protein khác nhau vì các protein được cấu tạo từ các loại amino acid khác nhau về số lượng, thành phần, cách sắp xếp,… => các chức năng khác nhau của từng protein.

Câu 14: Các loại thực phẩm giàu protein: thịt, cá, trứng, sữa, hạnh nhân, bông cải xanh,....

2. Các bậc cấu trúc của protein

Câu 15: Quan sát Hình 6.8, hãy cho biết:

a) Cấu trúc bậc 1 của protein được hình thành như thế nào?

b) Cấu trúc bậc 2 của protein có mấy dạng phổ biến? Các dạng đó có đặc điểm gì?

c) Sự hình thành cấu trúc bậc 3 và bậc 4 của protein.

Lời giải: 

a) Cấu trúc bậc 1 được hình thành do các amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide. Peptide là liên kết được hình thành giữa nhóm carboxyl của amino acid đứng trước và nhóm amino của amino acid đứng sau, đồng thời loại đi một phân tử nước. Từ đó tạo thành chuỗi polypeptide có dạng mạch thẳng. Một phân tử protein có thể được cấu tạo từ vài chục đến vài trăm amino acid.

b) Cấu trúc bậc 2: Gồm 2 dạng là xoắn lò xo α hoặc gấp nếp β. Nhờ liên kết hydrogen giữa các amino acid đứng gần nhau cấu trúc này được giữ ổn định

c) Sự hình thành cấu trúc bậc 3: Chuỗi polypeptide bậc 2 tiếp tục co xoắn tạo thành cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng mà cấu trúc không gian đặc trưng quy định chức năng sinh học của phân tử protein cho nên cấu trúc bậc 3 của protein được giữ ổn định nhờ liên kết hydrogen, cầu nối disulfit (-S - S-)..

Sự hình thành cấu trúc bậc 4: Do sự liên kết từ hai hay nhiều chuỗi polypeptide bậc 3 tạo thành cấu trúc bậc 4 một số phân tử protein được hình thành. Ví dụ như phân tử hemoglobin gồm hai chuỗi α và hai chuỗi β.

3. Vai trò của protein

Câu hỏi trang 29 SGK Sinh học 10

Câu 16: Xác định các ví dụ sau đây thuộc vai trò nào của protein.

a) Casein trong sữa mẹ.

b) Actin và myosin cấu tạo nên các cơ.

c) Kháng thể chống lại vi sinh vật gây bệnh.

d) Hormone insulin và glucagon điều hòa lượng đường trong máu.

Lời giải: 

 a) Casein trong sữa mẹ: Dự trữ amino acid

b) Actin và myosin cấu tạo nên các cơ: Cấu tạo

c) Kháng thể chống lại vi sinh vật gây bệnh: Bảo vệ

d) Hormone insulin và glucagon điều hòa lượng đường trong máu: Điều hòa

Luyện tập 

Tại sao thịt bò, thịt lợn và thịt gà đều được cấu tạo từ protein nhưng chúng lại khác nhau về nhiều đặc tính?

Lời giải: 

Thịt bò, thịt lợn và thịt gà đều được cấu tạo từ protein nhưng chúng lại khác nhau về nhiều đặc tính vì cơ thể sinh vật đều được cấu tạo từ hơn 20 loại axit amin khác nhau mà các axit amin này được sắp xếp theo trật tự, thành phần và số lượng khác nhau nên tạo ra vô số protein khác nhau về cấu trúc và chức năng.

V. Nucleic acid

1. Đặc điểm chung của nucleic acid

Câu hỏi trang 30 SGK Sinh học 10

Câu 17: Quan sát Hình 6.11, hãy cho biết thành phần và sự hình thành của một nucleotide. Có bao nhiêu loại nucleotide? Nucleotide cấu tạo nên DNA và RNA khác nhau như thế nào?

Lời giải: 

- Nucleotide được cấu tạo từ ba thành phần là acid phosphoric, base nitrogen, đường 5 carbon. Base nitrogen liên kết với pentose qua liên kết N – Glycoside tạo thành nucleoside còn acid phosphoric kết hợp với pentose trong nucleoside qua liên kết ester.

- Nucleic acid được chia thành hai loại là:DNA (deoxyribonucleic acid) và RNA (ribonucleic acid).

- DNA được cấu tạo từ bốn loại nucleotide là A, T, G, C; còn RNA được cấu tạo từ A, U, G, C.

2. Cấu tạo và chức năng của DNA

Câu hỏi trang 31 SGK Sinh học 10

Câu 18: Quan sát Hình 6.12, hãy cho biết mạch polynucleotide được hình thành như thế nào. Xác định chiều hai mạch của phân tử DNA.

Câu 19: Tính bền vững và linh hoạt trong cấu trúc của DNA có được là nhờ đặc điểm nào?

Câu 20: Nhờ quá trình nào mà thông tin trên DNA được di truyền ổn định qua các thế hệ?

Lời giải: 

Câu 18:Hai mạch polynucleotide liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung . Theo nguyên tắc bổ sung A liên kết với T bằng hai liên kết hydrogen; G liên kết với C bằng ba liên kết hydrogen. Mỗi mạch polynucleotide được tạo thành từ các liên kết phosphodieste giữa các nucleotide.

Hai mạch polynucleotide song song và ngược chiều nhau: 3' - 5' và 5' - 3'.

Câu 19: Liên kết photphodieste giữ cho phân tử ADN sự bền vững, đồng thời liên kết hidro là liên kết yếu, giúp cấu trúc ADN có tính linh hoạt. Tính bền vững và linh hoạt trong cấu trúc của DNA có được là nhờ liên kết phosphodieste giữa các nucleotide trong cùng một mạch và liên kết hidro giữa hai mạch polynucleotide.

Câu 20: Thông tin trên DNA được di truyền ổn định qua các thế hệ do quá trình nguyên phân nên

3. Cấu tạo và chức năng của RNA

Câu hỏi trang 32 SGK Sinh học 10

Câu 21: Quan sát Hình 6.13, hãy lập bảng phân biệt ba loại RNA dựa vào các tiêu chí sau: dạng mạch (kép hay đơn, xoắn hay thẳng), liên kết hydrogen (có hay không có).

Lời giải: 

RNA thông tin (mRNA):

+ Dạng mạch: thằng, đơn

+ Không có liên kết hydrogen

RNA vận chuyển (tRNA):

+ Dạng mạch: xoắn kép cục bộ

+ Có liên kết hydrogen

RNA ribosome (rRNA):

+ Dạng mạch: xoắn kép cục bộ

+ Có liên kết hydrogen

Luyện tập 

Tại sao thế hệ con thường có nhiều đặc điểm giống bố mẹ?

Lời giải: 

DNA có vai trò lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Nhờ quá trình tái bản DNA trong phân bào thông tin di truyền DNA được truyền đạt qua các thế hệ, từ đời này qua đời khác, do đó thế hệ con thường có nhiều đặc điểm giống bố mẹ. 

Vận dụng

Trong khẩu phần ăn cho người béo phì, chúng ta có nên cắt giảm hoàn toàn lượng lipid không? Tại sao?

Lời giải: 

Người béo phì có thể thị mất cân băng dinh dưỡng nếu cắt giảm hoàn toàn lượng lipid trong khẩu phần ăn. Nên giảm bớt lipid trong khẩu phần ăn mà không nên cắt hẳn.

BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu 1: Đặc điểm nào giúp cellulose trở thành hợp chất bền vững có chức năng bảo vệ tế bào?

Câu 2: Phân biệt cấu tạo, chức năng của DNA và RNA.

Câu 3: Hãy tìm hiểu và giải thích tại sao một số vi sinh vật sống được ở trong suối nước nóng có nhiệt độ xấp xỉ 100 °C mà protein của chúng không bị biến tính.

Câu 4: Tại sao các loài động vật sống ở vùng cực thường có lớp mỡ dưới da dày hơn so với các loài sống ở vùng nhiệt đới?

Câu 5: Người ta tiến hành tổng hợp các đoạn DNA nhân tạo trong ống nghiệm, quá trình này được xúc tác bởi enzyme A (có bản chất là protein). Ở nhiệt độ 30 °C, sau hai giờ, người ta nhận thấy số lượng DNA tăng lên. Sau đó, tăng nhiệt độ lên 50°C thì trong hai giờ tiếp theo, số lượng DNA không tăng lên nữa. Biết cấu trúc của DNA không bị thay đổi khi nhiệt độ tăng. Hãy giải thích tại sao.

Lời giải: 

Câu 1: Cellulose có chức năng bảo vệ tế bào do có các liên kết 1,4-β-glucoside giữa các đơn phân D-glucose giúp cellulose trở thành hợp chất bền vững  

Câu 2:

AND:

- Cấu tạo: ADN được cấu tạo từ hai mạch polynucleotide liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với T bằng hai liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng ba liên kết hydrogen). Mỗi mạch polynucleotide được tạo thành từ các liên kết phosphodieste giữa các nucleotide

- Chức năng: DNA có vai trò lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền...

RNA: 

- Cấu tạo: RNA được cấu tạo từ một mạch polynucleotide gồm 4 loại nucleotide (A,U,G,X) liên kết với nhau bằng các liên kết photphodieste. Ở tRNA và rRNA có các liên kết hidro giữa hai mạch xoắn kép cục bộ.

- Chức năng: 

+ RNA thông tin (mRNA): được dùng làm khuôn cho quá trình dịch mã (tông

hợp protein), truyền đạt thông tin di truyền từ DNA đến ribosome. 

+ RNA vận chuyển (tRNA): vận chuyển các amino acid đến ribosome để dịch mã, từ trình tự các nucleotide trên MRNA được dịch thành trình tự các amino acid trên protein.

+ RNA ribosome (rRNA): là thành phần chủ yếu cấu tạo nên ribosome (là nơi tổng hợp protein trong tế bào). 

Câu 3: Do protein của một số vi sinh vật sống có cấu trúc đặc biệt không bị biến tính khi ở nhiệt độ cao cho nên các loại sinh vật này sống được trong suối nước nóng có nhiệt độ xấp xỉ 100°C mà protein của chúng không bị biến tính

Câu 4: Các loại động vật sống ở vùng cực thường có lớp mỡ dưới ra dày hơn so với các loài sống ở vùng nhiệt đới vì trong mỡ có lipid có tác dụng giữ nhiệt chịu được cái lạnh ở nhiệt độ cực thấp.

Câu 5:

Qua thí nghiệm trên cho thấy enzyme A (có bản chất là protein) chỉ hoạt động tốt khi ở nhiệt độ 30oC giúp đẩy nhanh tốc độ nhân đôi DNA. Khi tăng nhiệt độ lên 50oC lúc này enzyme A (có bản chất là protein) bị biến tính và không hoạt động được, kéo theo quá trình nhân đôi DNA không được diễn ra nữa.

SÁCH BÀI TẬP