Giải Sinh 10 Bài 5: Các phân tử sinh học | Kết nối tri thức

Giải Sinh 10 Bài 5: Các phân tử sinh học KNTT
Mở đầu trang 28 SGK Sinh 10 KNTT
Thừa cân, béo phì là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến bệnh tiểu đường, tim mạch cùng
nhiều bệnh nguy hiểm khác cho con người. Vậy làm thế nào có thể giảm thiểu nguy
cơ này để có được cuộc sống khỏe mạnh? Lời giải:
Để giảm thiểu nguy cơ thừa cân, béo phì thì cần phải cân bằng giữa lượng năng
lượng hấp thụ và lượng năng lượng sử dụng bằng cách:
- Điều chỉnh lối sống và ăn uống cụ thể sử dụng lượng tinh bột, protein, lipid, chất béo một cách phù hợp.
- Thực hiện vận động cơ thể thường xuyên (tập thể dục vừa sức, lao động vừa sức)
để có được một cơ thể khỏe mạnh.
Dừng lại và suy ngẫm trang 28 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Phân tử sinh học là gì? Lời giải:
Khái niệm phân tử sinh học: Phân tử sinh học là những phân tử hữu cơ được tổng
hợp và tồn tại trong các tế bào sống. Các phân tử sinh học chính bao gồm protein,
lipid, carbohydrate, nucleic acid.
Câu 2: Nêu những đặc điểm chung của các phân tử sinh học. Lời giải:
Đặc điểm chung của các phân tử sinh học:
- Có kích thước và khối lượng phân tử lớn.
- Thường được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân hợp thành nên
được gọi là các polymer.
- Thành phần hóa học chủ yếu của các phân tử sinh học là các nguyên tử carbon và
các nguyên tử hydrogen, chúng liên kết với nhau hình thành nên bộ khung hydrogen
đa dạng. Bộ khung hydrogen có khả năng liên kết với các nhóm chức khác nhau tạo
ra một số hợp chất với các đặc tính khác nhau.
Dừng lại và suy ngẫm trang 31 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Nêu đặc điểm cấu trúc và chức năng chính của các loại carbohydrate. Lời giải:
- Đặc điểm cấu trúc của carbohydrate:
+ Là hợp chất hữu cơ được cấu tạo từ ba nguyên tố là C, H, O với tỉ lệ 1 : 2 : 1 và
công thức cấu tạo chung là Cn(H2O)m.
+ Được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với đơn phân chủ yếu là glucose, fructose và galactose.
+ Dựa theo số lượng đơn phân trong phân tử mà người ta chia carbohydrate thành 3 loại: Loại Cấu tạo Đại diện Đường
Đường đơn gồm các loại đường có 3 Glucose, fructose và galactose, đơn
- 7 nguyên tử C, chủ yếu là đường 5C ribose,… và 6C. Đường đôi
Gồm hai phân tử đường đơn liên kết
Sucrose (được cấu tạo từ
với nhau bằng liên kết glycosidic.
glucose và fructose), lactose
(được cấu tạo từ galactose và
glucose), mantose (được cấu tạo từ glucose và glucose),… Đường đa
Gồm nhiều (>2) đơn phân liên kết với
Glycogen, tinh bột, cellulose,
nhau theo dạng thẳng hay phân chitin,… nhánh.
- Chức năng của carbohydrate:
+ Là nguồn năng lượng sử dụng và dự trữ của tế bào và cơ thể. Ví dụ: đường
glucose, lactose,… là nguồn dự trữ năng lượng ngắn hạn. Tinh bột là nguồn năng
lượng dự trữ trong cây, glycogen là năng lượng dự trữ trong cơ thể động vật và một số loài nấm.
+ Cấu tạo nên các phân tử sinh học khác, tế bào và các bộ phận của cơ thể. Ví dụ:
cellulose cấu tạo nên thành tế bào thực vật; chitin cấu tạo nên thành tế bào nấm và
bộ xương ngoài của nhiều loài côn trùng, giáp xác; carbohydrate liên kết với protein
tạo nên các phân tử glycoprotein là thành phần cấu tạo nên các cấu trúc khác nhau của tế bào;…
Câu 2: Con người thường ăn những bộ phận nào của thực vật để lấy tinh bột? Lời giải:
Tinh bột là chất dữ trữ năng lượng ở các loài thực vật. Do đó, để lấy tinh bột từ thực
vật, con người thường ăn các bộ phận là cơ quan dự trữ của thực vật như rễ, củ, hạt, quả,…
Câu 3: Tại sao nên ăn nhiều loại rau xanh khác nhau trong khi thành phần chính
của các loại rau là cellulose – chất mà con người không thể tiêu hóa được? Lời giải:
Con người không tiêu hóa được cellulose nhưng cellulose lại giúp ích trong tiêu hóa
thức ăn: Cellulose kích thích các tế bào niêm mạc ruột tiết ra dịch nhầy làm cho
thức ăn được di chuyển trơn tru trong đường ruột đảm bảo cho quá trình tiêu hóa
thức ăn diễn ra thuận lợi và hiệu quả. Đồng thời, cellulose cũng cuốn trôi những
chất cặn bã bám vào thành ruột ngoài, vì thế, nếu trong khẩu phần thức ăn có quá ít
cellulose sẽ rất dễ bị táo bón.
Dừng lại và suy ngẫm trang 33 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Chất béo là gì? Nêu một số chức năng của dầu, mỡ, phospholipid và steroid. Lời giải:
• Khái niệm chất béo: Chất béo là một nhóm chất rất đa dạng về cấu trúc nhưng có
đặc tính chung là kị nước.
• Một số chức năng của dầu, mỡ, phospholipid và steroid:
- Chức năng của mỡ và dầu:
+ Dự trữ năng lượng cho tế bào và cơ thể. Cơ thể người và động vật dự trữ mỡ trong
các tế bào và nhiều vùng khác.
+ Là dung môi hòa tan nhiều loại vitamin quan trọng với cơ thể như vitamin A, D, E, K,…
+ Tham gia ổn định nhiệt độ của cơ thể: Lớp mỡ dưới da là lớp cách nhiệt giữ ấm
cho cơ thể người và nhiều loài động vật xứ lạnh.
+ Là nguồn dữ trữ và cung cấp nước của một số loài: Những động vật sống ở sa
mạc như lạc đà sử dụng mỡ ở các bướu làm nguồn cung cấp nước.
- Chức năng của phospholipit: Tham gia cấu tạo nên các loại màng của tế bào. - Chức năng của steroid:
+ Tham gia cấu tạo nên màng sinh chất của tế bào (cholesterol).
+ Tham gia hình thành đặc điểm giới tính và điều hòa quá trình sinh trưởng, sinh
sản của con người (hormone giới tính estrogen, testosterone).
Câu 2: Đặc điểm nào về mặt cấu trúc hóa học khiến phospholipid là một chất lưỡng cực? Lời giải:
- Khi ăn cà chua hoặc hành chưng trong mỡ, cơ thể người có thể hấp thụ được
những loại vitamin tan trong chất béo như A, D, E, K.
- Giải thích: Trong cà chua có sắc tố carotenoid (là một sắc tố có bản chất là lipid),
trong hành chưng mỡ cũng có chứa rất nhiều lipid. Các loại lipid này là dung môi
hòa tan và giúp cơ thể hấp thụ những vitamin vốn không tan trong nước này. Ngoài
ra, chính carotenoid cũng là nguồn cung cấp vitamin A cho cơ thể: Con người và
động vật khi ăn carotenoid sẽ chuyển hóa thành vitamin A, chất này sau đó chuyển
đổi thành sắc tố võng mạc, rất có lợi cho thị giác.
Câu 3: Khi ăn cà chua hoặc hành chưng trong mỡ, cơ thể người có thể hấp thụ được
những loại vitamin gì? Giải thích. Lời giải:
- Trong cà chua hay hành chứa nhiều loại vitamin có bản chất là lipid như vitamin A,
D, E, K,... đây là các vitamin không hoặc ít tan trong nước, nhưng tan tốt trong dung
môi hữu cơ (Lipid) vì vậy khi chưng cà chua hoặc hành trong mỡ giúp chúng ta dễ
hấp thu các vitamin này hơn.
Dừng lại và suy ngẫm trang 36 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Các amino acid khác nhau ở những đặc điểm nào? Lời giải:
- Có 20 loại amino acid tham gia cấu tạo nên các protein.
- Các amino acid đều được cấu tạo từ một nguyên tử carbon trung tâm liên kết với
một nhóm amino (-NH), một nhóm carboxyl (-COOH), một nguyên tử H và một
chuỗi bên còn gọi là nhóm R - nhóm R quyết định sự khác nhau giữa các amino acid.
Câu 2: Protein có những chức năng gì? Đặc điểm cấu trúc nào giúp protein có chức năng rất đa dạng? Lời giải:
Một số chức năng của protein gồm có: - Cấu trúc - Xúc tác - Bảo vệ - Vận động - Điều hoà
Với các chức năng trên, protein có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể người
và các loài động vật. Đặc điểm cấu trúc giúp protein có chức năng rất đa dạng:
- protein được cấu tạo từ các đơn phân là amino acid.
- Có 20 loại amino acid tham gia cấu tạo nên các protein.
- Từ 20 loại amino có thể tạo ra vô số loại chuỗi polypeptide khác nhau về số lượng,
thành phần và trình tự sắp xếp các amino acid. Trình tự các amino acid của một
protein có tính đặc thù và quyết định chức năng của protein.
Câu 3: Bậc cấu trúc nào đảm bảo protein có được chức năng sinh học? Các liên kết
yếu trong phân tử protein có liên quan gì đến chức năng sinh học của nó? Lời giải:
Chức năng của protein còn phụ thuộc vào các bậc cấu trúc của nó. protein có 4 bậc
cấu trúc ở mỗi bậc quy định các chức năng sinh học khác nhau.
- Các liên kết yếu trong phân tử protein giúp duy trì hay phát triển cấu trúc của
protein từ đó tác động đến chức năng sinh học của protein.
Câu 4: Tại sao chúng ta nên bổ sung protein cho cơ thể từ nhiều loại thức ăn khác
nhau mà không nên chỉ ăn một vài loại thức ăn dù những loại đó rất bổ dưỡng? Lời giải:
Nguồn nguyên liệu để xây dựng các loại protein trong cơ thể người được lấy từ các
sản phẩm thịt, sữa của các loài động vật và từ hạt cũng như một số bộ phận khác của
nhiều loài thực vật. Sử dụng đa dạng các nguồn thực phẩm giàu protein sẽ cung cấp
đủ cho cơ thể nguồn amino acid dùng làm nguyên liệu để tổng hợp protein.
Dừng lại và suy ngẫm trang 37 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Quan sát hình 5.10, nêu và giải thích các đặc điểm cấu trúc khiến DNA đảm
nhận được chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền. Lời giải:
Các đặc điểm cấu trúc khiến DNA đảm nhận được chức năng mang, bảo quản và
truyền đạt thông tin di truyền là:
Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng mang thông tin di truyền là:
+ ADN là một đại phân tử hữu cơ, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là
nucleotide. Một phân tử ADN được cấu tạo bởi lượng lớn nucleotide. Mỗi loài khác
nhau sẽ có phân tử ADN đặc trưng bởi số lượng và trình tự các nucleotide. Sự sắp
xếp trình từ các nucleotide là thông tin di truyền quy định trình tự các protein quy
định tính trạng của mỗi sinh vật.
+ Từ 4 loại nucleotide do cách sắp xếp khác nhau đã tạo nên tính đặc trưng và đa
dạng của các phân tử ADN ở các loài sinh vật
- Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng bảo quản thông tin di truyền.
+ Trên mỗi mạch đơn của phân tử ADN, các nucleotide liên kết với nhau bằng liên
kết cộng hóa trị bền vững, đảm bảo sự ổn định của ADN (thông tin di truyền) qua các thế hệ.
+ Nhờ các cặp nucleotide thuộc hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung
đã tạo cho chiều rộng của ADN ổn định, các vòng xoắn của ADN dễ dàng liên kết
với protein tạo cho cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền được điều hòa và bảo quản.
- Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền
+ Trên mạch kép các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen giữa nhóm
nitrogenous base của các nucleotide theo nguyên tắc bổ sung. Tuy liên kết hydrogen
không bền vững nhưng số lượng liên kết lại rất lớn nên đảm bảo cấu trúc không
gian của ADN được ổn định và dễ dàng cắt đứt trong quá trình tự sao, phiên mã.
Câu 2: Những thông số nào về DNA là đặc trưng cho mỗi loài? Lời giải:
Số lượng các phân tử DNA trong tế bào cũng như trình tự sắp xếp các nucleotide
trong mỗi phân tử DNA là đặc trưng cho từng loài.
Dừng lại và suy ngẫm trang 39 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Quan sát hình trong mục II. 4b, phân biệt các loại RNA về cấu trúc và chức năng. Lời giải: Loại RNA Cấu trúc Chức năng mRNA
Là một chuỗi polynucleotide (chứa
Được dùng làm khuôn để
hàng trăm đến hàng nghìn đơn tổng hợp protein ở ribosome.
phân) dạng mạch thẳng, không có
liên kết bổ sung cục bộ. tRNA
Là một chuỗi polynucleotide (80 –
Làm nhiệm vụ vận chuyển
100 đơn phân) nhưng các vùng khác amino acid đến ribosome và
nhau trong một mạch lại tự bắt đôi tiến hành dịch mã.
bổ sung với nhau bằng các liên kết
hydrogen theo kiểu (A-U, G-C) tạo
nên cấu trúc không gian ba chiều
đặc trưng rất phức tạp. rRNA
Là một chuỗi polynucleotide (chứa Tham gia cấu tạo nên
hàng nghìn đơn phân) trong đó 70% ribosome, nơi tiến hành tổng
số nucleotide có liên kết bổ sung. hợp protein.
Câu 2: Trình bày sự khác biệt về mặt cấu trúc giữa DNA và RNA. Lời giải: DNA RNA
- Phân tử DNA có khối lượng và kích
- Có khối lượng và kích thước nhỏ hơn
thước lớn hơn phân tử RNA. DNA.
- Thường được cấu tạo từ hai chuỗi
- Thường chỉ được cấu tạo từ một chuỗi
polynucleotide song song, ngược chiều. polynucleotide.
- Nucleotide của DNA gồm có 4 loại A,
- Nucleotide của RNA gồm có 4 loại A,
T, C, G. Trong đó, đường cấu tạo nên U, C, G. Trong đó, đường cấu tạo nên
nucleotide là đường deoxyribose và 4 nucleotide là đường ribose và 4 loại base loại base là A, T, C, G. là A, U, C, G.
- Các nucleotide giữa hai mạch được liên
- Có thể không (mRNA) hoặc có (tRNA,
kết với nhau bằng liên kết hydrogen theo
rRNA) xuất hiện những đoạn nucleotide
nguyên tắc bổ sung trên toàn phân tử →
liên kết bổ sung cục bộ, không xảy ra A = T và G = C.
liên kết bổ sung trên toàn phân tử.
Luyện tập và vận dụng trang 40 SGK Sinh 10 KNTT
Câu 1: Phân tử glucose có công thức cấu tạo là C6H12O6. Nếu 10 phân tử glucose
liên kết với nhau tạo nên một phân tử đường phức thì phân tử này sẽ có công thức
cấu tạo như thế nào? Giải thích. Lời giải:
- Đường phức được hình thành do các phân tử đường đơn liên kết với nhau (sau khi
loại một phân tử nước) bằng một liên kết cộng hoá trị (được gọi là liên kết glycosidic).
Câu 2: Tại sao cũng có chung công thức cấu tạo là C6H12O6, nhưng glucose và
fructose lại có vị ngọt khác nhau? Lời giải:
Tuy có cùng công thức hóa học là C6H12O6, nhưng glucose và fructose lại tồn tại
các cấu trúc không gian, hình dạng cấu trúc vòng khác nhau (vị trí nhóm OH) điều
này làm cho chúng có các đặc tính vật lí, hóa học khác nhau.
Câu 3: Tại sao cũng được cấu tạo từ các phân tử đường glucose nhưng tinh bột và
cellulose lại có đặc tính vật lí và chức năng sinh học khác nhau? Lời giải: Tinh bột:
- Phân tử gồm nhiều gốc α-glucose liên kết với nhau.
- Các loại tinh bột có cấu trúc mạch ít phân nhánh. Cellulose:
- Phân tử gồm nhiều gốc β-glucose liên kết với nhau tạo thành mạch thẳng, không
phân nhánh. Nhiều phân tử cellulose liên kết với nhau tạo thành bó sợi dài nằm song
song có cấu trúc vững chắc.
Câu 4: Trong số các phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức năng nhất. Tại sao? Lời giải:
Trong số các phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức năng nhất vì:
- Protein được cấu tạo từ các đơn phân là amino acid.
- Có 20 loại amino acid tham gia cấu tạo nên các protein. Từ 20 loại amino có thể
tạo ra vô số loại chuỗi polypeptide khác nhau về số lượng, thành phần và trình tự
sắp xếp các amino acid. Trình tự các amino acid của một protein có tính đặc thù và
quyết định chức năng của protein.
- Chức năng của protein còn phụ thuộc vào các bậc cấu trúc của nó. Protein có 4 bậc cấu trúc
Câu 5: Để giảm béo, nhiều người đã cắt bỏ hoàn toàn chất béo trong khẩu phần ăn.
Theo em, điều này là nên hay không nên? Dưới góc độ sinh học, chúng ta cần làm
gì để duy trì cân nặng với một cơ thể khoẻ mạnh? Lời giải: Theo em là Không nên vì:
- Lipid là cấu tạo, thành phần của các loại mỡ động (chất dự trữ năng lượng) vật
hormone sinh dục (như testosterone, estrogen, dầu thực vật, phospholipid) một số
sắc tố, sáp và một số loại vitamin. Có vai trò trong hoạt động tồn tại và phát triển của cơ thể.
- Việc sử dụng đa dạng các nguồn thực phẩm là rất quan trọng với sức khoẻ, khi ăn
uống mất cân đối giữa các thành phần chất béo có thể gây ra nhiều bệnh tật.
Câu 6: Tại sao khi luộc trứng thì protein của trứng lại bị đông đặc lại? Lời giải:
- Khi gặp nhiệt độ cao protein của trứng bị biến tính và đông đặc lại.
Câu 7: Giải thích vì sao khi khẩu phần ăn thiếu protein thì cơ thể, đặc biệt là trẻ em,
thường gầy yếu, chậm lớn, hay bị phù nề và dễ mắc bệnh truyền nhiễm Lời giải:
Protein có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể người và các loài động vật.
Nguồn nguyên liệu để xây dựng các loại protein trong cơ thể người được lấy từ các
sản phẩm thịt, sữa của các loài động vật và từ hạt cũng như một số bộ phận khác của
nhiều loài thực vật. Sử dụng đa dạng các nguồn thực phẩm giàu protein sẽ cung cấp
đủ cho cơ thể nguồn amino acid dùng làm nguyên liệu để tổng hợp protein.