Giải Sinh học 10 Bài 6: Các phân tử sinh học | Cánh diều

Sinh học 10 Bài 6: Các phân tử sinh học
I. Khái quát về phân tử sinh học
Cho biết các đơn phân cấu tạo nên các polysaccharide, polypeptide, DNA, RNA. Gợi ý đáp án
Các đơn phân cấu tạo nên các polysaccharide, polypeptide, DNA và RNA là:
- Polysaccharide được cấu tạo từ các đơn phân monosaccarit. Monosaccarit là đơn vị
cơ bản nhất của các carbohydrate quan trọng trong sinh học, chúng được liên kết với
nhau bằng mối liên kết glycoside.
- Polypeptide được cấu tạo từ các acid amin
- DNA được cấu tạo từ các đơn phân là nucleotide, các đơn phân nucleotide gồm: •
Đường deoxyribose: C 5 H 10 O 4 • Axit photphoric: H 3 PO 4 •
1 trong 4 loại bazơ nitơ (A, T, G, X ). Trong đó A, G có kích thước lớn còn T, X có kích thước bé hơn.
- ARN được cấu tạo từ các đơn phân là nucleotide, các đơn phân nucleotide gồm: •
Đường ribose: C 5 H 10 O 5 (còn ở ADN là đường deoxyribose C 5 H 10 O 4 ). • Axit photphoric: H 3 PO 4 . •
1 trong 4 loại bazơ nitơ (A, U, G, X). II. Carbohydrate Câu 2 trang 30:
Trong tháp dinh dưỡng của người (hình 6.1), nhóm thực phẩm nào chiếm tỉ lệ cao
nhất? Vì sao chúng chiếm tỉ lệ cao nhất? Gợi ý đáp án -
Trong tháp dinh dưỡng của người ở hình 6.1, nhóm thực phẩm chứa tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất. -
Giải thích: Nhóm thực phẩm chứa tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất trong tháp dinh
dưỡng vì tinh bột đóng vai trò dự trữ, cung cấp năng lượng chủ yếu trong tế bào.
Luyện tập 1 trang 30 Dựa vào hình 6.3:
a) Cho biết các loại carbohydrate được phân loại dựa trên tiêu chí nào?
b) Kể tên các loại carbohydrate, nêu số lượng gốc đường (đơn phân) và cho ví dụ về
mỗi loại carbohydrate mà em biết. Gợi ý đáp án a)
Các loại carbohydrate được phân loại dựa trên tiêu chí là số đơn phân cấu tạo nên hợp chất đó. b)
Các loại carbohydrate, số lượng gốc đường (đơn phân) và cho ví dụ về mỗi loại carbohydrate:
Loại carbohydrate Số lượng gốc Ví dụ đường Monosaccharide 1 Glucose, fructose, ribose, galactose,… Disaccharide 2
Sucrose (có nhiều trong quả, mía, củ
cải đường), lactose (có trong sữa),… Polysaccharide Nhiều hơn 2
Tinh bột, glycogen, cellulose,… Câu 3 trang 30:
Vai trò của ribose, deoxyribose và glucose trong tế bào là gì? Gợi ý đáp án
Vai trò của ribose, deoxyribose và glucose trong tế bào:
- Ribose là một thành phần cấu tạo nên nucleotide - đơn phân cấu tạo nên RNA, thành
phần cấu tạo nên ATP cung cấp năng lượng sinh học cho tế bào,…
- Deoxyribose là một thành phần cấu tạo nên nucleotide - đơn phân cấu tạo nên DNA;…
- Glucose là đơn phân cấu tạo nên disaccharide, polysaccharide; là nguyên liệu chủ
yếu trong hô hấp tế bào để cung cấp năng lượng cho tế bào;… Câu 4 trang 30
Thực phẩm nào chứa nhiều đường? Gợi ý đáp án
Thực phẩm chứa nhiều đường như ngũ cốc, nước ngọt, các loại quả chín, mía, củ cải
đường, sữa chua ít béo, mật ong, trái cây khô, bánh ngọt, khoai tây chiên,…
Câu 5 trang 30: Dựa vào hình 6.5, cho biết:
a) Thành phần cấu tạo của sucrose (saccharose).
b) Sucrose được hình thành như thế nào? Gợi ý đáp án a)
Thành phần cấu tạo của sucrose gồm 2 phân tử đường đơn là glucose và
fructose liên kết với nhau. b)
Sự hình thành sucrose: Một phân tử glucose liên kết với một phân tử fructose
bằng liên kết glycoside sau khi loại bỏ 1 phân tử nước đã tạo nên phân tử sucrose. Câu 6 trang 31:
Quan sát hình 6.6 và nêu những đặc điểm giống nhau giữa tinh bột và glycogen,
những đặc điểm khác nhau giữa tinh bột và cellulose về cấu tạo mạch carbon. Những
đặc điểm này có liên quan gì đến chức năng dự trữ của tinh bột, glycogen và chức
năng cấu trúc của cellulose? Gợi ý đáp án
- Điểm giống nhau giữa tinh bột và glycogen:
+ Đều có cấu trúc đa phân mà đơn phân là glucose.
+ Mạch đều có sự phân nhánh (glycogen phân nhánh mạnh hơn).
+ Đều có chức năng dự trữ năng lượng.
- Điểm khác nhau giữa tinh bột và cellulose về cấu tạo mạch carbon là:
+ Tinh bột có 2 dạng cấu trúc xoắn hoặc phân nhánh. Nhìn chung, các loại tinh bột có cấu trúc ít phân nhánh.
+ Cellulose có dạng mạch thẳng, không phân nhánh, nhiều phân tử cellulose liên kết
với nhau thành bó sợi dài nằm song song có cấu trúc vững chắc là thành phần cấu tạo
thành tế bào thực vật.
- Sự liên quan giữa cấu trúc đến chức năng dự trữ của tinh bột, glycogen và chức năng cấu trúc của cellulose:
+ Tinh bột là loại carbohydrate được dùng làm năng lượng dự trữ dài hạn ở thực vật vì
tinh bột có cấu trúc ít phân nhánh, % tan trong nước không nhiều (khó sử dụng) phù
hợp với thực vật có đời sống cố định, ít tiêu tốn năng lượng hơn động vật.
+ Glycogen là loại carbohydrate được dùng làm năng lượng dự trữ ngắn hạn ở động
vật, một số loài nấm vì glycogen có cấu trúc phân nhánh nhiều, dễ phân hủy phù hợp
với động vật thường xuyên di chuyển, hoạt động nhiều, đòi hỏi nhiều năng lượng hơn.
+ Cellulose được tạo nên từ những phân tử đường glucose liên kết với nhau dưới dạng
mạch thẳng, không phân nhánh, tạo thành bó sợi dài nằm song song có cấu trúc vững
chắc phù hợp để trở thành thành phần chính cấu tạo nên thành tế bào của thực vật cứng chắc.
Vận dụng 1 trang 31:
Cơm không có vị ngọt nhưng khi chúng ta nhai kĩ thấy có vị ngọt là do tinh bột trong
cơm đã được biến thành chất gì? Gợi ý đáp án
Cơm không có vị ngọt nhưng khi chúng ta nhai kĩ thấy có vị ngọt là do một phần tinh
bột trong cơm đã bị biến đổi thành đường đôi (maltose) dưới tác dụng của enzyme
amylase có trong nước bọt. III. Protein Câu 7 trang 31:
Cho biết đơn phân và liên kết giữa các đơn phân tạo nên phân tử protein. Gợi ý đáp án -
Đơn phân cấu tạo nên các phân tử protein là các amino acid. Có khoảng 20 loại
amino acid chính tham gia cấu tạo protein với trật tự khác nhau. -
Liên kết giữa các đơn phân tạo nên phân tử protein là liên kết peptide. Liên kết
peptide được hình thành giữa nhóm carboxyl của amino acid này với nhóm amino của amino acid bên cạnh.
Câu 8 trang 31: Tại sao trên bao bì của một số loại thực phẩm có ghi cụ thể thành
phần các amino acid không thay thế? Gợi ý đáp án -
Amino acid không thay thế là loại amino acid mà người và động vật không tự
tổng hợp được nhưng cần thiết cho hoạt động sống nên phải thu nhận từ thức ăn. -
Bởi vậy, trên bao bì của một số loại thực phẩm có ghi cụ thể thành phần các
amino acid không thay thế nhằm giúp người tiêu dùng có thể lựa chọn được loại thực
phẩm chứa amino acid không thay thế phù hợp với mục đích sử dụng. Câu 9 trang 32:
Dựa vào hình 6.7, nêu các nguyên tố chính cấu tạo nên phân tử amino acid. Gợi ý đáp án
Amino acid được cấu tạo từ các nguyên tố chính là C, H, O, N. Câu 10 trang 32:
Vì sao chỉ có 20 loại amino acid nhưng tạo nên được rất nhiều loại protein? Gợi ý đáp án
Chỉ có 20 loại amino acid nhưng tạo nên được rất nhiều loại protein vì: -
Protein có cấu trúc đa phân. Từ 20 loại amino acid với số lượng, thành phần,
trình tự sắp xếp các amino acid có thể tạo nên vô số chuỗi polypeptide khác. -
Các chuỗi polypeptide lại cuộn xoắn theo 4 bậc cấu trúc không gian khác nhau
tạo nên vô số loại protein khác nhau. Câu 11 trang 32:
Dựa vào hình 6.1, kể tên những thực phẩm giàu protein. Gợi ý đáp án
Những loại thực phẩm giàu protein là: thịt, cá, trứng, sữa, hạt đậu, hạnh nhân, ức gà,
yến mạch, sữa chua Hy Lạp, bông cải xanh,…
Vận dụng 2 trang 32:
Tại sao khẩu phần ăn cần đảm bảo đủ các loại amino acid và đủ lượng protein? Gợi ý đáp án
Khẩu phần ăn cần đảm bảo đủ các loại amino acid và đủ lượng protein vì:
- Protein tham gia hầu hết các hoạt động sống của tế bào: đóng vai trò là chất xúc tác
sinh học cho hầu hết các phản ứng; là thành phần cấu trúc nên tế bào, cơ thể; tham gia
vận chuyển các chất qua màng, trong tế bào và cơ thể; điều hòa các quá trình trao đổi
chất, truyền thông tin di truyền, sinh trưởng, phát triển, sinh sản; vận động tế bào và
cơ thể; bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm virus, vi khuẩn và các bệnh tật; là chất dự trữ.
- Bởi vậy, muốn cơ thể sinh trưởng và phát triển tốt, cần sử dụng đủ các loại amino
acid và đủ lượng protein để cung cấp đủ nguồn amino acid dùng làm nguyên liệu để
tổng hợp protein cho cơ thể.
Tìm hiểu thêm trang 32:
Tìm ví dụ protein tương ứng với mỗi vai trò của protein trong tế bào và cơ thể. Gợi ý đáp án
Ví dụ protein tương ứng với mỗi vai trò của protein trong tế bào: Vai trò Ví dụ
Là thành phần cấu trúc nên tế -
Collagen tham gia cấu tạo nên các mô bào, cơ thể liên kết -
Keratin cấu tạo nên tóc, lông, móng,…
Đóng vai trò là chất xúc tác
- Enzyme amylase có chức năng xúc tác cho sự
sinh học cho hầu hết các phản phân giải tinh bột. ứng
Tham gia vận chuyển các chất - Hemoglobin hồng cầu ở người tham gia vận
qua màng, trong tế bào và cơ chuyển các chất khí. thể
Điều hòa các quá trình trao đổi -
Hormone insulin tham gia điều hòa
chất, truyền thông tin di truyền, lượng đường trong máu.
sinh trưởng, phát triển, sinh sản -
Hormone testosterone tham gia điều
hòa quá trình phát triển, sinh sản ở nam giới.
Vận động tế bào và cơ thể
- Myosin và actin tham gia sự vận động của tế
bào cơ, tạo nên sự vận động của cơ thể.
- Các kháng thể tham gia bảo vệ cơ thể.
Bảo vệ cơ thể chống lại sự
nhiễm virus, vi khuẩn và các
bệnh tật; là chất dự trữ Câu 12 trang 33:
Phân biệt các bậc cấu trúc của phân tử hemoglobin. Bậc cấu trúc nào của phân tử
protein đóng vai trò quyết định các bậc cấu trúc còn lại? Gợi ý đáp án
- Phân tử hemoglobin có cấu trúc 4 bậc:
+ Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp của các amino acid trong chuỗi polypeptide bằng
liên kết peptide, dạng mạch thẳng.
+ Cấu trúc bậc 2: là dạng xoắn lò xò nhờ các liên kết hydrogen giữa các nguyên tử H
và O của các liên kết peptide.
+ Cấu trúc bậc 3: là dạng cuộn lại trong không gian của toàn chuỗi polypeptide nhờ
liên kết disulfile (S-S) giữa hai gốc cysteine ở xa nhau trong chuỗi và các liên kết yếu
như tương tác kị nước, liên kết hydrogen, liên kết ion giữa các gốc R.
+ Cấu trúc bậc 4: là hai hay nhiều chuỗi polypeptide có cấu trúc không gian ba chiều
đặc trưng, tương tác với nhau tạo thành cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng.
- Bậc cấu trúc của phân tử protein đóng vai trò quyết định các bậc cấu trúc còn lại là
cấu trúc bậc một. Cấu trúc bậc một của protein là trình tự các amino acid trên chuỗi
polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo
nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein.
Câu hỏi 13 trang 33:
Khi thực hiện chức năng, protein có cấu trúc bậc mấy? Gợi ý đáp án
Khi thực hiện chức năng, protein phải có cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng bậc 3 hoặc bậc 4.
Vận dụng 3 trang 33:
Bệnh thiếu máu do hồng cầu hình lưỡi liềm là hậu quả của đột biến thay thế amino
acid glutamic acid ở vị trí số 6 thành valine trong một chuỗi polypeptide của
hemoglobin, làm cho phân tử protein chuyển thành dạng chuỗi dài và thay đổi hình
dạng hồng cầu. Bậc cấu trúc nào của hemoglobin bị biến đổi? Gợi ý đáp án
Bệnh thiếu máu do hồng cầu hình lưỡi liềm là hậu quả của đột biến thay thế amino
acid glutamate ở vị trí số 6 thành valin trong một chuỗi polypeptide của hemoglobin
làm phân tử protein chuyển thành dạng chuỗi dài và thay đổi hình dạng hồng cầu →
Như vậy, thành phần amino acid của chuỗi polypeptide bị thay đổi, kéo theo cấu trúc
không gian của hemoglobin bị thay đổi → Vậy hemoglobin bị biến đổi cấu trúc bậc 1
và các bậc cấu trúc không gian còn lại. IV. Nucleic Acid
Câu 14 trang 33: Kể tên thành phần nguyên tố và cấu tạo đơn phân của phân tử nucleic acid? Gợi ý đáp án
- Thành phần nguyên tố của phân tử nucleic acid gồm C, H, O, N, P.
- Cấu tạo nucleotide - đơn phân của nucleic acid gồm 3 phần: gốc phosphate, đường
pentose (deoxyribose và ribose), nitrogenous base (A, G, C, T, U).
Câu 15 trang 33: Thành phần nào của nucleotide tạo nên cấu trúc đặc trưng của DNA và RNA? Gợi ý đáp án
Thành phần của nucleotide tạo nên cấu trúc đặc trưng của DNA và RNA là: đường pentose và nitrogenous base.
- Đường pentose của DNA là đường deoxyribose; đường pentose của RNA là đường ribose.
- Nitrogenous base của DNA là A, G, C, T; nitrogenous base của RNA là A, G, C, U.
Câu 16 trang 34: Nêu vai trò của nucleic acid. Gợi ý đáp án
Nucleic acid có vai trò quy định, lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Trong đó: -
DNA được xem là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử chủ yếu; có vai trò lưu
trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền. -
RNA có vai trò chủ yếu trong việc tổng hợp protein để tạo nên các tính trạng của cơ thể.
Câu 17 trang 34: Thành phần cấu tạo nào giúp nhận biết đầu 5’ và đầu 3’ của chuỗi polynucleotide? articleads Gợi ý đáp án
Các nucleotide kết hợp với nhau qua liên kết phosphodiester được hình thành giữa
đường pentose của nucleotide này với gốc phosphate của nucleotide kế tiếp tạo nên
chuỗi polynucleotide. Như vậy, thành phần cấu tạo giúp nhận biết đầu 5’ và đầu 3’ của
chuỗi polynucleotide là nhóm phosphate và đường pentose: Đầu 5’ là đầu có nhóm
phosphate (liên kết với phân tử đường pentose ở vị trí C 5’) không tham gia vào liên
kết phosphodiester, đầu 3’ là đầu có nhóm OH ở vị trí C 3’ của đường pentose không
tham gia vào liên kết phosphodiester.
Luyện tập 2 trang 34: Lập bảng phân biệt DNA và RNA về đường pentose,
nitrogenousbase, số chuỗi polynucleotide, chức năng. Gợi ý đáp án
Bảng phân biệt DNA và RNA: Tiêu chí DNA RNA
Đường pentose Đường deoxyribose Đường ribose Adenin (A), guanine (G), Adenine (A), guanine (G), cytosine (C), uracil (U)
Nitrogenousbase cytosine (C), thymine (T) Số chuỗi
Hai chuỗi polynucleotide Một chuỗi polynucleotide polynucleotide
- RNA có chức năng tham gia vào quá trình tổng hợp protein: + RNA thông tin (mRNA)
được dùng làm khuôn để
tổng hợp protein ở ribosome. + RNA vận chuyển (tRNA)
- DNA có chức năng mang, làm nhiệm vụ vận chuyển
bảo quản, truyền đạt thông tin amino acid đến ribosome và
di truyền – những chỉ dẫn cho tiến hành dịch mã. Chức năng
tế bào sản sinh ra các loại protein và từ protein tạo nên
+ RNA ribosome (rRNA) mọi phân tử cần thiết cấu
tạo tham gia cấu tạo nên nên tế bào.
ribosome, nơi tiến hành tổng hợp protein.
- Một số RNA nhỏ tham gia
vào quá trình điều hòa hoạt
động gene, một số loại RNA
còn có chức năng xúc tác
cho các phản ứng hóa học như các enzyme.
Câu 18 trang 34: Vì sao trong phân tử DNA, số lượng adenine và thymine bằng nhau,
số lượng guanine và cytosine bằng nhau? Gợi ý đáp án
Trong phân tử DNA mạch kép, hai mạch polynucleotide của DNA liên kết với nhau
bằng nguyên tắc bổ sung (NTBS). Nguyên tắc bổ sung là nguyên tắc cặp đôi giữa các
base trên mạch kép của phân tử DNA, đó là nguyên tắc A của mạch đơn này có kích
thước lớn bổ sung cho T của mạch đơn kia có kích thước bé chúng liên kết với nhau
bằng 2 liên kết H, G của mạch đơn này có kích thước lớn bổ sung cho X của mạch
đơn kia có kích thước bé, chúng liên kết với nhau bằng 3 liên kết H và ngược lại. Do
đó, trong phân tử DNA, số lượng adenine và thymine bằng nhau, số lượng guanine và cytosine bằng nhau.
Vận dụng 4 trang 34: Vì sao khi giám định quan hệ huyết thống hay truy tìm dấu vết
tội phạm, người ta thường thu thập các mẫu có chứa tế bào như niêm mạc miệng, chân tóc,…? Gợi ý đáp án
Người ta thu thập các mẫu có chứa tế bào như niêm mạc miệng, chân tóc vì: -
Trong các mẫu chứa tế bào như niêm mạc miệng, chân tóc,… có chứa DNA –
đặc trưng của mỗi loài, mỗi cá thể. Nhờ đó, có thể xác định được cá nhân hoặc mối
quan hệ họ hàng giữa các cá nhân. -
Ngoài ra, mẫu xét nghiệm DNA huyết thống từ niêm mạc miệng là một trong
những loại mẫu xét nghiệm có thể tự thu mẫu. Với những thao tác dễ thực hiện, dụng
cụ thu mẫu đơn giản mà người thực hiện thu mẫu có thể tự chuẩn bị dụng cụ thu mẫu
mà không cần đến máy móc kĩ thuật phức tạp nào; việc thu mẫu sẽ an toàn, không đau
và không có bất kì dấu vết hay di chứng nào cho người được thu mẫu.
Tìm hiểu thêm trang 34: Vì sao DNA rất đa dạng nhưng đặc trưng cho mỗi loài và mỗi cá thể? Gợi ý đáp án
DNA rất đa dạng nhưng đặc trưng cho mỗi loài và mỗi cá thể vì: DNA được cấu tạo
theo nguyên tắc đa phân từ 4 loại đơn phân là A, T, G, C. Với số lượng, thành phần và
trình tự sắp xếp của 4 loại đơn phân là A, T, G, C đã tạo ra vô số phân tử DNA vừa đa dạng vừa đặc thù.
Luyện tập 3 trang 34: Xác định loại RNA nào trong ba loại mRNA, tRNA, rRNA
tương ứng với mỗi mô tả sau:
a) Chiếm khoảng 5% tổng số RNA trong tế bào, đóng vai trò truyền thông tin di
truyền từ DNA đến protein.
b) Chiếm khoảng 10 – 20%, làm nhiệm vụ vận chuyển amino acid tương ứng đến
ribosome và liên kết với mRNA trong quá trình dịch mã.
c) Chiếm khoảng 80%, là thành phần cấu tạo của ribosome. Gợi ý đáp án
- mRNA: Chiếm khoảng 5% tổng số RNA trong tế bào, đóng vai trò truyền thông tin
di truyền từ DNA đến protein.
- tRNA: Chiếm khoảng 10 – 20%, làm nhiệm vụ vận chuyển amino acid tương ứng
đến ribosome và liên kết với mRNA trong quá trình dịch mã.
- rRNA: Chiếm khoảng 80%, là thành phần cấu tạo của ribosome. V. Lipid
Câu 19 trang 35: Các lipid trong hình 6.10 được cấu tạo từ những nguyên tố chính nào? Gợi ý đáp án
Các lipid được cấu tạo từ ba nguyên tố chính là C, H, O.
Câu 20 trang 35: Đặc điểm cấu tạo nào của triglyceride thể hiện chức năng dự trữ
năng lượng trong tế bào cao hơn polysaccharide? Gợi ý đáp án
Đặc điểm cấu tạo của triglyceride thể hiện chức năng dự trữ năng lượng trong tế bào
cao hơn polysaccharide: So với polysaccharide, phân tử triglyceride có tỉ lệ C và H
cao hơn, tỉ lệ O thấp hơn.