BÀI 6 - CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC TRONG TẾ BÀO

MỞ ĐẦU

Câu 1: 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?

Giải nhanh:

Vì DNA có tính đặc thù và có ở tất cả các tế bào 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.9

I. KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC TRONG TẾ BÀO

1. Carbohydrate

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

Giải nhanh:

Phân tử sinh học là các phân tử hữu cơ do sinh vật sống tạo thành, bao gồm carbonhydrate, lipid, protein và nucleic acid.

II. CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC TRONG TẾ BÀO

Câu 2: Dựa vào tiêu chí nào phân loại carbonhydrate

Giải nhanh:

Carbonhydrate được chia thành: đường đơn (1 đơn phân), đường đôi (2 đơn phân), và đường đa (nhiều đơn phân).

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

Giải nhanh:

Các loại đường này đều có 6 nguyên tử C và cấu tạo mạnh vòng, có nhóm -OH 

Câu 4: Kể tên một số loại thực phẩm có chứa đường đôi.

Giải nhanh:

- Mía, củ cải đường, mạch nha, sữa người và sữa của một vài loài động vật khác.

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? 

Giải nhanh:

Để hình thành vi sợi cellulose , các mắt xích cellulose là glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4-glucozit 

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

Giải nhanh:

Carbohydrate cung cấp và dự trữ năng lượng, cấu tạo thành phần của tế bào, màng sinh chất, kênh vận chuyển, và nucleic acid.

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

Giải nhanh:

Trong chuối chín có chứa nhiều chất dinh dưỡng như vitamin, chất đạm, chất xơ,... trong đó có chứa nhiều tinh bột. 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.

2. Lipid

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

Giải nhanh:

Lipid không tan hoặc ít tan trong nước vì được cấu trúc chứa nhiều các liên kết C-H không phân cực. 

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

Giải nhanh:

Glycerol và acid béo.

Câu 9: Cấu tạo của mở động vật và dầu thực vật có gì khác nhau?

Giải nhanh:

Dầu thực vật chứa acid béo không no và không có cholesterol, trong khi mỡ động vật chứa acid béo no và có cholesterol.

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.

Giải nhanh:

Bề mặt lá của cây như khoai nước, chuối, su hào có lớp sáp (lipit) chống thấm nước.

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 ?

Giải nhanh:

Steroid gồm phân tử alcol mạch vòng liên kết với acid béo, trong khi các lipid khác có acid béo mạch thẳng.

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

Giải nhanh:

- Thịt đỏ: bò, cừu, lợn

- Thịt gà và gia cầm khác

- Sản phẩm sữa nguyên chất: sữa, phô mai, kem

- Bơ

- Trứng

- Dầu cọ và dầu dừa

- Khoai tây chiên và thực phẩm chiên khác

- Bánh bông lan, bánh nướng, bánh quy giòn, bánh donuts

- Bơ thực vật

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

Giải nhanh:

Vai trò chính của lipid là dự trữ và cung cấp năng lượng (mỡ và dầu). Lipid còn cấu tạo màng sinh chất và tham gia vào quang hợp, tiêu hóa, và điều hòa sinh sản.

3. Protein

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

Giải nhanh:

• Cấu trúc hóa học và cấu trúc không gian của protein quyết định chức năng của protein trong cơ thể của chúng ta.
• Mà cấu trúc hóa học (đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của hơn 20 loại amino acid) và cấu trúc không gian (gồm 4 bậc cấu trúc không gian) của mỗi loại protein là khác nhau.

→ Các loại protein khác nhau có chức năng khác nhau.

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

Giải nhanh:

Trứng, sữa và các chế phẩm từ sữa, các loại hạt, hải sản, súp lơ xanh, quả chà là, chuối, ngô ngọt, rau bina, bơ,…

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? Đó là các dạng có đặc điểm gì?

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

Giải nhanh:

a, Cấu trúc bậc 1 được hình thành do các amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide tạo thành một chuỗi polipeptide có dạng mạch thẳng. Một phân tử protein có thể được cấu tạo từ vài chục đến vài tăm amino acid

b, Cấu trúc bậc 2 có 2 dạng phổ biến là alpha và beta. Dạng alpha xoắn lò xo còn dạng beta thì gấp nếp tạo nhiều nếp gấp

c,

• Sự hình thành cấu trúc bậc 3: Chuỗi polipeptide bậc 2 tiếp tục co xoắn tạo thành cấu trúc không gian 3 chiều, cấu trúc này được đặc trưng quy định chức năng sinh học của protein
• Sự hình thành cấu trúc bậc 4: được hình thành do sự liên kết từ 2 hay nhiều chuỗi polipeptide bậc 3 tạo nên.

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.

Giải nhanh:

a. Casein trong sữa mẹ dự trữ amino acid.

b. Actin và myosin cấu tạo cơ, có vai trò cấu trúc.

c. Kháng thể chống vi sinh vật gây bệnh, có vai trò bảo vệ.

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

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?

Giải nhanh:

Cơ thể sinh vật đều được cấu tạo từ hơn 20 loại axit amin khác nhau. 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. Do đó thịt bò, thịt lợn và thịt gà đều được cấu tạo từ protein nhưng chúng lại khác nhau về nhiều đặc tính.

II. CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC TRONG TẾ BÀO

4. Nucleic acid

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?

Giải nhanh:

- Nucleotide bao gồm base nitrogen, đường 5 carbon, và acid phosphoric. Base nitrogen liên kết với pentose qua liên kết N – Glycoside để tạo thành nucleoside, và acid phosphoric kết hợp với pentose trong nucleoside qua liên kết ester.

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

- DNA gồm bốn loại nucleotide là A, T, G, C; còn RNA gồm A, U, G, C.

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.

Giải nhanh:

- Hai mạch polynucleotide liên kết bổ sung (A với T qua hai liên kết hydrogen, G với C qua ba liên kết hydrogen), với mỗi mạch polynucleotide được tạo thành từ các liên kết phosphodiester giữa các nucleotide.

- Hai mạch polynucleotide chạy song song và ngược chiều nhau (3' - 5' và 5' - 3').

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

Giải nhanh:

Tính bền vững và linh hoạt của DNA là nhờ liên kết phosphodiester giữa các nucleotide trong cùng một mạch và liên kết hydrogen giữa hai mạch polynucleotide. Liên kết phosphodiester giữ cho phân tử DNA bền vững, trong khi liên kết hydrogen là liên kết yếu, giúp cấu trúc DNA linh hoạt.

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

Giải nhanh:

- Quá trình nguyên phân 

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).

Giải nhanh:

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

Giải nhanh:

Thông tin di truyền DNA được truyền đạt qua các thế hệ, từ đời này qua đời khác nhờ quá trình tái bản DNA trong phân bào, 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?

Giải nhanh:

Không nên cắt giảm hoàn toàn lượng lipid trong khẩu phần ăn cho người béo phì mà cần giảm bớt lipid trong khẩu phần ăn vì có thể gây mất cân bằng dinh dưỡng.

BÀI TẬP

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

Giải nhanh:

Cellulose trở thành hợp chất bền vững bảo vệ tế bào nhờ các liên kết 1,4-β-glucoside giữa các đơn phân D-glucose.

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

Giải nhanh:

Bài 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.

Giải nhanh:

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, do protein của các loại sinh vật này có cấu trúc đặc biệt nên không bị biến tính khi ở nhiệt độ cao.

Bài 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?

Giải nhanh:

Lipid có tác dụng giữ nhiệt nên 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.

Bài 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.

Giải nhanh:

Khi tăng nhiệt độ lên 30°C, enzyme A (có bản chất là protein) xúc tác cho quá trình tổng hợp các đoạn DNA nhân tạo trong ống nghiệm nên số lượng DNA tăng lên. Sau đó, tăng nhiệt độ lên 50°C thì enzyme A bị biến tính, làm bị mất chức năng sinh học nên quá trình tổng hợp các đoạn DNA bị dừng lại, số lượng DNA không tăng lên nữa.