Bài tập các phân tử sinh học

Kiến thức cần nhớ

Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Trong số các phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức năng nhất. Tại sao?

Phương pháp giải:

- 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 (H 5.8):

- Cấu trúc bậc 1: Trình tự các amino acid trong một chuỗi polypeptide.

- Cấu trúc bậc 2: Chuỗi polypeptide cuộn xoắn lại hoặc gấp nếp.

- Cấu trúc bậc 3: Chuỗi polypeptide cuộn xoắn lại hoặc gấp nếp tạo nên cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng do có sự tương tác đặc thù giữa các nhóm chức của các amino acid trong chuỗi polypeptide.

- Hai hay nhiều chuỗi polypeptid liên kết với nhau tạo nên cấu trúc bậc 4.

Trả lời: 

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

Ví dụ 2: Để giảm béo, nhiều người đã cắt bỏ hoàn toàn chất béo trong khẩu phần ăn. Theo em điều này nên hay không nên? Dưới góc độ sinh học, chúng ta cần làm gì để duy trì cân nặng với một cơ thể khỏe mạnh?

Phương pháp giải:

- Lipid là một nhóm chất rất đa dạng về cấu trúc nhưng có đặc tính chung là kị nước.

- Các loại mỡ động vật hormone sinh dục (như testosterone, estrogen, dầu thực vật, phospholipid) một số sắc tố, sáp và một số loại vitamin đều là lipid.

- Nguồn chất béo cung cấp cho con người rất đa dạng, có thể từ mô mỡ của các loài động vật, dầu thực vật lấy từ nhiều loại hạt, quả khác nhau như lạc, vừng,...

=>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.

Trả lời: 

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.

Ví dụ 3: Tại sao khi luộc trứng thì protein của trứng lại bị đông đặc lại?

Phương pháp giải:

Cấu trúc không gian của protein bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường. Khi điều kiện môi trường như pH, nhiệt độ, áp suất, nồng độ ion trong dung dịch thay đổi đến một mức độ nào đó sẽ làm đứt gãy các liên kết yếu khiến cấu trúc không gian ba chiều của protein bị thay đổi, khi đó, người ta nói protein bị biến tính và mất chức năng sinh học.

- Ở nhiệt độ cao Protein tin của trứng bị biến tính và đông đặc lại.

Trả lời: 

- Khi gặp nhiệt độ cao protein của trứng bị biến tính và đông đặc lại.

Ví dụ 4: Giải thích vì sao khi khẩu phần thức 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.

Phương pháp giải:

Trong cơ thể, protein có rất nhiều chức năng, có thể nói protein tham gia vào hầu hết tất cả các hoạt động sống của tế bào. Một số chức năng của protein: 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. 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.

Trả lời: 

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.

Bài tập tự luyện

Bài 1: 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?

Phương pháp giải:

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.

Kiểm soát cân nặng bản thân cũng như có chế độ ăn uống hợp lí là một trong những phương pháp hiệu quả giups chúng ta giảm thiểu nguy có này và có một cuộc sống khỏe mạnh hơn.

Trả lời:

Để giảm thiểu nguy cơ thừa cân, béo phì chúng ta cần:

- Kiểm soát cân nặng hợp lí.

- Xây dựng chế độ ăn uống phù hợp với thể trạng và độ tuổi.

- Thường xuyên vận động, thể dục thể thao.

- Ăn ngủ đúng giờ, lập kế hoach đồng hồ sinh học hợp lí, hiệu quả.

- Hạn chế thức ăn nhanh, chiên rán ngập dầu, chiên lại nhiều lần

Bài 2: Phân tử sinh học là gì?

Phương pháp giải:

Phân tử sinh học là những phân tử hữu cơ chỉ được tổng hợp và tồn tại trong các tế bào sống. Các phân tử sinh học chính bao gồm protein, lipid, carbohydrate, nucleic acid. Trong đó, protein, carbohydrate và nucleic acid là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phản hợp thành. Vì vậy, những loại phân tử sinh học này có kích thước rất lớn và được gọi là các polymer.

Trả lời:

Phân tử sinh học là những phân tử hữu cơ chỉ được tổng hợp và tồn tại trong các tế bào sống.

Bài 3: Nêu đặc điểm cấu trúc và chức năng chính của các loại carbohydrate.

Phương pháp giải:

Thành phần hoá 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 hydrocarbon rất đa dạng. Bộ khung hydrocarbon có khả năng liên kết với các nhóm chức khác nhau (như nhóm amino, carboxyl,...) tạo ra vô số các hợp chất với các đặc tính hoá học khác nhau.

Trả lời:

- 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 C_n(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 đơn	Đường đơn gồm các loại đường có 3 - 7 nguyên tử C, chủ yếu là đường 5C và 6C.	Glucose, fructose và galactose, ribose,…
Đường đôi	Gồm hai phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic.	Sucrose (được cấu tạo từ 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 nhau theo dạng thẳng hay phân nhánh.	Glycogen, tinh bột, cellulose, chitin,…

- 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;…

Bài 4: Nêu những đặc điểm chung của các phân tử sinh học.

Phương pháp giải:

a) Đường đơn

- Đường đơn có 6 nguyên tử carbon, gồm ba loại chính là glucose, fructose và galactose (H 5.1).

- Các loại đường đơn này có hai chức năng chính:

(1) dùng làm nguồn cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào;

(2) dùng làm nguyên liệu để cấu tạo nên các loại phân tử sinh học khác.

b) Đường đôi

- Đường đôi được hình thành do hai 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).

- Đường đôi còn được gọi là đường vận chuyển vì các sinh vật vận chuyển nguồn năng lượng là glucose đến các bộ phận khác nhau của cơ thể hoặc nuôi dưỡng con non dưới dạng đường đôi (do đường đôi sẽ không bị phân giải trong quá trình vận chuyển).

c) Đường đa

- Đường đa là loại polymer được cấu tạo từ hàng trăm tới hàng nghìn phân tử đường đơn lớn là glucose).

- Đường đa hay còn gọi là đường phức, bao gồm các loại tinh bột, , cellulose, chitin.

- Đường đã có chức năng chính là dự trữ năng lượng và làm nguyên liệu cấu trúc nên một số thành phần của tế bào.

Trả lời:

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.

Bài 5: Con người thường ăn những bộ phận nào của thực vật để lấy tinh bột?

Phương pháp giải:

Thực vật dự trữ tinh bột thành các hạt trong tế bào. Các cơ quan chứa nhiều tinh bột của thực vật thường đóng vai trò dự trữ chất dinh dưỡng như: Củ, quả, hạt.

Trả lời:

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,…

Bài 6: 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?

Phương pháp giải:

- Cấu tạo hệ tiêu hóa của con người không thể tiêu hóa được cellulose trong thực vật. Tuy nhiên ngoài cellulose trong thực vật còn chứa nhiều loại vitamin và khoáng chất thiết yếu mà con người có thể hấp thu được.

- Tuy cellulose không thể bị tiêu hóa trong hệ tiêu hóa của con người, nhưng cellulose giúp ổn định cấu trúc của phân, giúp đào thải phân tốt hơn tránh táo bón.

Trả lời:

- Cấu tạo hệ tiêu hóa của con người không thể tiêu hóa được cellulose trong thực vật. Tuy nhiên ngoài cellulose trong thực vật còn chứa nhiều loại vitamin và khoáng chất thiết yếu mà con người có thể hấp thu được.

- Cellulose không thể bị tiêu hóa, nhưng cellulose giúp ổn định cấu trúc của phân, giúp đào thải phân tốt hơn tránh táo bón.

Bài 7: Chất béo là gì? Nêu một số chức năng của dầu, mỡ, phospholipid và steroid.

Phương pháp giải:

- Lipid là một nhóm chất rất đa dạng về cấu trúc nhưng có đặc tính chung là kị nước.

Các loại mỡ động vật hormone sinh dục (như testosterone, estrogen, dầu thực vật, phospholipid) một số sắc tố, sáp và một số loại vitamin đều là lipid.

- Lipid không hoặc rất ít tan trong nước vì chúng chứa một lượng lớn các liên kết C-H không phân cực, tạo nên các sợi dài vẽ chứa ít nguyên tử oxygen.

* Mỡ và dầu

- Loại lipid thường gặp là dầu và mỡ, được cấu tạo gồm một phân tử glycerol liên kết với ba phân tử acid béo.

- Dầu và mỡ là chất dự trữ năng lượng của tế bào và cơ thể.

- Dầu và mỡ còn là dung môi hoà tan nhiều loại vitamin quan trọng với cơ thể như vitamin A, D, E, K,...

- Cần có chế độ ăn vừa đủ chất béo, phối hợp cân đối giữa mỡ động vật và dầu thực vật, phòng tránh các bệnh liên quan đến thừa cân, béo phì.

* Phospholipid

- Phospholipid Là một loại chất béo phức tạp, được cấu tạo từ một phân tử glycerol liên kết với hai acid béo ở một đầu, đầu còn lại liên kết với nhóm phosphate (-PO).

- Nhóm phosphate thường liên kết với một nhóm, được gọi là choline, tạo thành phosphatidylcholine.

- Phospholipid được xem là một phân tử lưỡng cực, một đầu có phosphatidylcholine có tính ưa nước và hai đuôi acid béo kị nước.

- Phospholipid có vai trò quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc màng của các loại tế bào

* Steroid

- Steroid là một loại lipid đặc biệt, không chứa phân tử acid béo, các nguyên tử carbon của chúng liên kết với nhau tạo nên 4 vòng.

- Steroid bao gồm nhiều loại như cholesterol, testosterone, estrogen, vitamin D và cortisone,... Cholesterol là thành phần quan trọng của màng tế bào, đồng thời cũng là chất tiền thân để tạo nên testosterone và estrogen là những hormone phát triển các đặc điểm khác biệt giữa nam và nữ.

- Cholesterol không tan trong nước nên để vận chuyển trong máu, chúng phải liên kết với các loại protein nhất định tạo nên các phân tử lipoprotein.

* Carotenoid

- Carotenoid là nhóm sắc tố màu vàng cam ở thực vật có bản chất là một loại lipid.

- Con người và động vật khi ăn carotenoid sẽ chuyển hoá nó thành vitamin A, chất này sau đó được chuyển đổi thành sắc tố võng mạc, rất có lợi cho thị giác.

Trả lời:

- Lipid là một nhóm chất rất đa dạng về cấu trúc nhưng có đặc tính chung là kị nước. Lipid không hoặc rất ít tan trong nước vì chúng chứa một lượng lớn các liên kết C-H không phân cực, tạo nên các sợi dài và chứa ít nguyên tử oxygen

* Mỡ và dầu

- Dầu và mỡ là chất dự trữ năng lượng của tế bào và cơ thể.

- Dung môi hoà tan nhiều loại vitamin quan trọng với cơ thể như vitamin A, D, E, K,...

* Phospholipid

- Phospholipid có vai trò quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc màng của các loại tế bào

* Steroid

- Steroid bao gồm nhiều loại như cholesterol, testosterone, estrogen, vitamin D và cortisone,... Cholesterol là thành phần quan trọng của màng tế bào, đồng thời cũng là chất tiền thân để tạo nên testosterone và estrogen là những hormone phát triển các đặc điểm khác biệt giữa nam và nữ.

* Carotenoid

- Con người và động vật khi ăn carotenoid sẽ chuyển hoá nó thành vitamin A, chất này sau đó được chuyển đổi thành sắc tố võng mạc, rất có lợi cho thị giác.

Bài 8: Đặc điểm nào về mặt cấu trúc hóa học khiến phospholipid là một chất lưỡng cực?

Phương pháp giải:

- Phospholipid là một loại chất béo phức tạp, được cấu tạo từ một phân tử glycerol liên kết với hai acid béo ở một đầu, đầu còn lại liên kết với nhóm phosphate (-PO).

- Nhóm phosphate thường liên kết với một nhóm, được gọi là choline, tạo thành phosphatidylcholine.

- Phospholipid được xem là một phân tử lưỡng cực, một đầu có phosphatidylcholine có tính ưa nước và hai đuôi acid béo kị nước.

- Phospholipid có vai trò quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc màng của các loại tế bào

Trả lời:

- 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.

Bài 9: Khi ăn cà chua hoặc hành chưng trong mỡ, cơ thể người có thể hấp thụ được những loại vitamin gì? Giải thích.

Phương pháp giải:

- Trong cà chua hay hành chứa nhiều loại vitamin có bản chất là lipid như vitamin A, D, E, K,...

- Dầu và mỡ là dung môi hoà tan nhiều loại vitamin quan trọng với cơ thể như vitamin A, D, E, K,...

Trả lời:

- 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.

Bài 10: Các amino acid khác nhau ở những đặc điểm nào?

Phương pháp giải:

- protein được cấu tạo từ các đơn phân là amino acid.

- 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.

Trả lời:

- 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.

Bài 11: Protein có những chức năng gì? Đặc điểm cấu trúc nào giúp protein có chức năng rất đa dạng?

Phương pháp giải:

Một số chức năng của protein gồm có:

- Cấu trúc: Nhiều loại protein tham gia cấu trúc nên

- Xúc tác: protein cấu tạo nên các enzyme xúc tác cho các phản ứng hoá học trong tế bào

- Bảo vệ: Các kháng thể có bản chất là protein giữ chức năng chống lại các phân tử kháng nguyên từ môi trường ngoài xâm nhập vào cơ thể qua các tác nhân nhu vi khuẩn, virus,...

- Vận động: protein giúp tế bào thay đổi hình dạng cũng như di chuyển. Tiếp nhận thông tin: protein cấu tạo nên thụ thể của tế bào, giúp tiếp nhận thông tin từ bên trong cũng như bên ngoài tế bào.

- Điều hoà: Nhiều hormone có bản chất là protein đóng vai trò điều hoà hoạt động của gene trong tế bào, điều hoà các chức năng sinh lí của cơ thể.

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 về chức năng là:

- 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.

Trả lời:

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.

Bài 12: 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?

Phương pháp giải:

Chức năng của protein còn phụ thuộc vào các bậc cấu trúc của nó. protein có 4 bậc cấu trúc (H 5.8):

- Cấu trúc bậc 1: Trình tự các amino acid trong một chuỗi polypeptid.

- Cấu trúc bậc 2: Chuỗi polypeptid cuộn xoắn lại hoặc gấp nếp.

- Cấu trúc bậc 3: Chuỗi polypeptid cuộn xoắn lại hoặc gấp nếp tạo nên cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng do có sự tương tác đặc thù giữa các nhóm chức của các amino acid trong chuỗi polypeptid.

- Hai hay nhiều chuỗi polypeptid liên kết với nhau tạo nên cấu trúc bậc 4.

Cấu trúc không gian của protein (bậc 3 và bậc 4) được duy trì nhờ các liên kết yếu như liên kết hydrogen, tương tác kị nước, tương tác Van der Waals và liên kết cộng hoá trị S-S (disulphide) cũng như liên kết ion (H 5.9).

Trả lời:

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.

Bài 13: 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?

Phương pháp giải:

Cơ thể của chúng ta có khả năng tự tổng hợp amino acid. Tuy nhiên có nhiều loại amino acid cơ thể chúng ta không thể tự tổng hợp mà phải hấp thu qua quá trình tiêu hóa thức ăn.

- 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.

Trả lời:

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.

Bài 14: 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.

Phương pháp giải:

- DNA được cấu tạo từ hai chuỗi polynucleotide song song, ngược chiều nhau.

- Mỗi chuỗi polynucleotide được cấu tạo từ bốn loại đơn phân là các nucleotide, liên kết với nhau bằng liên kết phosphodiester.

- Mỗi nucleotide gồm 3 thành phần: gốc phosphate (-PO,), đường deoxyribose (5 – carbon) và một nitrogenous base (base).

- Có bốn loại base là adenine (A), guanine (G), cytosine (C) và thymine (T).

- Hai chuỗi polynucleotide liên kết ngược chiều nhau (5 - 3 và 3- 5) bằng các liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung, A - T (2 liên kết hydrogen), C - G (3 liên kết hydrogen).

- DNA có cấu trúc khá bền vững và từ một mạch làm khuôn có thể tổng hợp nên mạch bổ sung giúp tế bào có thể nhân đôi các phân tử DNA một cách chính xác trước mỗi lần phân bào.

- 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.

Trả lời:

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.

Bài 15: Những thông số nào về DNA là đặc trưng cho mỗi loài?

Phương pháp giải:

- DNA có cấu trúc khá bền vững và từ một mạch làm khuôn có thể tổng hợp nên mạch bổ sung giúp tế bào có thể nhân đôi các phân tử DNA một cách chính xác trước mỗi lần phân bào.

- 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.

Trả lời:

Những thông số về DNA là đặc trưng cho mỗi loài:

- Số lượng các phân tử DNA trong tế bào.

- Trình tự sắp xếp các nucleotide (trình tự các gene) trong mỗi phân tử DNA.

Bài 16: Quan sát hình trong mục II.4b, phân biệt các loại RNA về cấu trúc và chức năng.

Phương pháp giải:

- Có nhiều loại phân tử RNA khác nhau và do vậy chúng cũng khác nhau về đặc điểm cấu trúc.

+ mRNA hay RNA thông tin, chỉ gồm một chuỗi polynucleotide dạng mạch thẳng;

+ tRNA, RNA vận chuyển, mặc dù được cấu trúc từ một mạch nhưng các vùng khác nhau trong một mạch lại tự bắt đôi 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 phù hợp với chức năng của chúng

Mỗi loại RNA thực hiện một chức năng riêng phù hợp với cấu trúc của nó.

- RNA thông tin (mRNA) được dùng làm khuôn để tổng hợp protein ở ribosome.

- RNA vận chuyển (tRNA) làm nhiệm vụ vận chuyển amino acid đến ribosome và tiến hành dịch mã.

- RNA ribosome (rRNA) tham gia cấu tạo nên ribosome, nơi tiến hành tổng hợp protein.

- Các loại RNA nhỏ khác tham gia vào quá trình điều hoà hoạt động của gene.

- Một số loại RNA còn có chức năng xúc tác cho các phản ứng hoá học như các enzyme và vì vậy chúng được gọi là các ribozyme.

Trả lời:

Loại RNA	Cấu trúc	Chức năng
mRNA	Là một chuỗi polynucleotide (chứa hàng trăm đến hàng nghìn đơn phân) dạng mạch thẳng, không có liên kết bổ sung cục bộ.	Được dùng làm khuôn để tổng hợp protein ở ribosome.
tRNA	Là một chuỗi polynucleotide (80 – 100 đơn phân) nhưng các vùng khác nhau trong một mạch lại tự bắt đôi 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.	Làm nhiệm vụ vận chuyển amino acid đến ribosome và tiến hành dịch mã.
rRNA	Là một chuỗi polynucleotide (chứa hàng nghìn đơn phân) trong đó 70% số nucleotide có liên kết bổ sung.	Tham gia cấu tạo nên ribosome, nơi tiến hành tổng hợp protein.

Bài 17: Trình bày sự khác biệt về mặt cấu trúc giữa DNA và RNA.

Phương pháp giải:

Cấu trúc DNA

- DNA được cấu tạo từ hai chuỗi polynucleotide song song, ngược chiều nhau.

- Mỗi chuỗi polynucleotide được cấu tạo từ bốn loại đơn phân là các nucleotide, liên kết với nhau bằng liên kết phosphodiester.

- Mỗi nucleotide gồm 3 thành phần: gốc phosphate (-PO4), đường deoxyribose (5 – carbon) và một nitrogenous base (base).

- Có bốn loại base là adenine (A), guanine (G), cytosine (C) và thymine (T).

- Hai chuỗi polynucleotide liên kết ngược chiều nhau (5 - 3 và 3- 5) bằng các liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung, A - T (2 liên kết hydrogen), C - G (3 liên kết hydrogen).

Cấu trúc RNA

- RNA được cấu tạo từ một chuỗi polynucleotide.

- Mỗi nucleotide trong RNA được cấu tạo từ một nitrogenous base liên kết với đường ribose (5 – carbon) và gốc phosphate (-PO4).

- Base trong RNA gồm adenine, guanine, cytosine và uracil (U) mà không có thymine.

- Có nhiều loại phân tử RNA khác nhau và do vậy chúng cũng khác nhau về đặc điểm cấu trúc.

+ mRNA hay RNA thông tin, chỉ gồm một chuỗi polynucleotide dạng mạch thẳng;

+ tRNA, RNA vận chuyển, mặc dù được cấu trúc từ một mạch nhưng các vùng khác nhau trong một mạch lại tự bắt đôi 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 phù hợp với chức năng của chúng (H 5.11).

Trả lời:

DNA

RNA

- Phân tử DNA có khối lượng và kích thước lớn hơn phân tử RNA. - Thường được cấu tạo từ hai chuỗi polynucleotide song song, ngược chiều. - Nucleotide của DNA gồm có 4 loại A, T, C, G. Trong đó, đường cấu tạo nên nucleotide là đường deoxyribose và 4 loại base là A, T, C, G. - Các nucleotide giữa hai mạch được liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung trên toàn phân tử → A = T và G = C.

- Có khối lượng và kích thước nhỏ hơn DNA. - Thường chỉ được cấu tạo từ một chuỗi polynucleotide. - Nucleotide của RNA gồm có 4 loại A, U, C, G. Trong đó, đường cấu tạo nên nucleotide là đường ribose và 4 loại base là A, U, C, G. - Có thể không (mRNA) hoặc có (tRNA, rRNA) xuất hiện những đoạn nucleotide liên kết bổ sung cục bộ, không xảy ra liên kết bổ sung trên toàn phân tử.

Bài 18: 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 đa thì phân tử này sẽ có công thức cấu tạo như thế nào? Giải thích?

Trả lời: 

- 10 phân tử glucose liên kết với nhau tạo thành đường đa, thì sẽ có công thức cấu tạo như sau: (C₆H₁₀O₅)₁₀.

- Giải thích: Đường đa được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nhiều đường đơn giống hoặc khác nhau. Trong phân tử đường đa này, các phân tử đường glucose liên kết với nhau (sau khi loại đi một phân tử nước) bằng một liên kết cộng hóa trị (được gọi là liên kết glycosidic). Bởi vậy:

10 C₆H₁₂O₆ → (C₆H₁₀O₅)₁₀ + 10 H₂O

Bài 19: Tại sao cùng có chung công thức cấu tạo C₆H₁₂O₆ nhưng glucose và fructose lại có vị ngọt khác nhau?

Phương pháp giải:

Đường đơn có 6 nguyên tử carbon, gồm ba loại chính là glucose, fructose và galactose.

Quan sát hình ta thấy 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 điều này làm cho chúng có các đặc tính vật lí, hóa học khác nhau.

Trả lời: 

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.

Bài 20: Tại sao cùng 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?

Phương pháp giải:

Quan sát hình:

Tinh bột: Tinh bột là loại carbohydrate được dùng làm năng lượng dự trữ ở các loài thực vật. Tinh bột được cấu tạo từ hàng trăm đến hàng nghìn đơn phân là glucose (H 5.3a). Nhìn chung, các loại tinh bột có cấu trúc ít phân nhánh.

Cellulose: Phân tử cellulose được cấu tạo từ các phân tử đường 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 (H 53c). Cellulose là thành phần chính cấu tạo nên thành tế bào của thực vật.

Trả lời: 

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.

Xem thêm các dạng câu hỏi và bài tập liên quan khác:

30 bài tập về nguyên phân và giảm phân (2024) có đáp án chi tiết nhất

50 Bài tập phương thức lây truyền, cách phòng chống và ứng dụng của virus (có đáp án)

50 Bài tập một số bệnh do virus và các thành tựu nghiên cứu ứng dụng virus (có đáp án)

50 Bài tập khái quát về virus (có đáp án năm 2023) - Sinh 10

50 Bài tập trao đổi chất, sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật (2024) có đáp án chi tiết nhất