BÀI 5 CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC A/ Câu hỏi mở đầu Trả lời câu hỏi trang 28 SGK Sinh học 10 Kết nối tri thức với cuộc sống Thừa cân, béo phì là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến bệnh tiểu đường, tim mạch cùng nhi[.]
BÀI 5: CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC A/ Câu hỏi mở đầu Trả lời câu hỏi trang 28 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Thừa cân, béo phì nguyên nhân chủ yếu dẫn đến bệnh tiểu đường, tim mạch nhiều bệnh nguy hiểm khác cho người Vậy làm giảm thiểu nguy để có sống khỏe mạnh? Trả lời: Một số biện pháp giảm nguy thừa cân, béo phì để có sống khỏe mạnh là: - Thực chế độ ăn uống lành mạnh, khoa học: giảm chất béo, đường, chất béo no, tăng cường ăn nhiều rau củ, quả, chất béo không no - Thường xuyên tập luyện thể dục thể thao - Đi khám sức khỏe định kì B/ Câu hỏi I KHÁI NIỆM VÀ THÀNH PHẦN CẤU TẠO CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC TRONG TẾ BÀO Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 28 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Phân tử sinh học gì? Trả lời: Phân tử sinh học phân tử hữu tổng hợp tồn tế bào sống Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 28 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Nêu đặc điểm chung phân tử sinh học Trả lời: Những đặc điểm chung phân tử sinh học: - Có kích thước khối lượng phân tử lớn - Thành phần chủ yếu nguyên tử C H, chúng liên kết với thành khung hydrocarbon đa dạng, khung liên kết với nhóm chức khác - Protein, nucleic acid, carbonhydrat cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân II CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC Carbohydrate – chất đường bột Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 31 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Nêu đặc điểm cấu trúc chức loại carbohydrate Trả lời: Dựa theo số lượng đơn phân phân tử mà người ta chia carbohydrate thành loại: Đặc điểm cấu trúc Loại Chức - Có đơn phân - Dùng làm nguồn cung cấp - Một số đường có C phổ lượng cho hoạt động sống tế Đường đơn biến: Glucose, Fructose, bào Galactose,… - Dùng làm nguyên liệu để cấu tạo nên loại phân tử sinh học khác - Được hình thành - Là đường vận chuyển không bị phân tử đường đơn liên kết phân giải trình vận chuyển Đường đôi với (sau loại phân tử nước) liên kết cộng (glycosidic) hóa trị Là loại polymer cấu - Dự trữ lượng làm nguyên Đường đa tạo từ hàng trăm tới hàng liệu cấu trúc nên số thành phần nghìn phân tử đường đơn tế bào Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 31 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Con người thường ăn phận thực vật để lấy tinh bột? Trả lời: Tùy vào lồi thực vật mà người ăn rễ, thân, lá, hoa, để lấy tinh bột Ví dụ: Tinh bột có chứa nhiều củ khoai tây, khoai lang (rễ củ), su hào (thân củ), hạt đậu xanh, bí ngơ,… Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 31 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Tại nên ăn nhiều loại rau xanh khác thành phần loại rau cellulose – chất mà người tiêu hóa được? Trả lời: Người khơng tiêu hóa cellulose hệ tiêu hóa người khơng có enzyme cellulase (dùng để thủy phân cellulose) Nhưng khơng mà cellulose vô tác dụng, cellulose hay thường gọi chất xơ có vai trị quan trọng tiêu hóa: - Cellulose kích thích tế bào niêm mạc ruột tiết dịch nhầy làm cho thức ăn di chuyển trơn tru đường ruột đảm bảo cho q trình tiêu hóa thức ăn diễn thuận lợi hiệu - Cellulose trôi chất cặn bã bám vào thành ruột ngồi, thế, phần thức ăn có q cellulose dễ bị táo bón - Cellulose rau xanh thức ăn vi sinh vật có lợi hệ tiêu hóa Vậy nên bạn cần ăn rau, bổ sung chất sơ để đảm bảo cân hệ vi sinh vật hệ tiêu hóa bạn - Ngồi ra, rau xanh cung cấp cho thể vitamin cần thiết, đảm bảo cho phát triển khỏe mạnh cân Lipid – Chất béo Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 33 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Chất béo gì? Nêu số chức dầu, mỡ, phospholipid steroid Trả lời: • Khái niệm chất béo: Chất béo nhóm chất đa dạng cấu trúc có đặc tính chung kị nước • Một số chức dầu, mỡ, phospholipid steroid: - Chức dầu, mỡ: + Dự trữ lượng tế bào thể + Là dung mơi hịa tan nhiều loại vitamin quan trọng với thể A, D, E, K,… + Mỡ lớp cách nhiệt giữ ấm cho thể nhiều động vật xứ lạnh + Những động vật sống sa mạc lạc đà sử dụng mỡ bướu làm nguồn cung cấp nước - Chức phospholipid: Tham gia cấu trúc màng loại tế bào - Chức steroid: + Là thành phần quan trọng tế bào (cholesterol) + Cấu tạo nên hormone sinh dục nam nữ (estrogen, testosterone) Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 33 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Đặc điểm mặt cấu trúc hóa học khiến phospholipid chất lưỡng cực? Trả lời: Phospholipid cấu tạo từ phân tử glyxerol liên kết với acid béo đầu, đầu cịn lại liên kết với nhóm phosphate (-PO43-) Nhóm phosphate thường liên kết với nhóm gọi choline, tạo thành phosphatidylcholine Với cấu trúc này, phospholipid chất lưỡng cực, đầu phosphatidylcholine có tính ưu nước hai acid béo kị nước Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 33 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Khi ăn cà chua hành chưng mỡ, thể người hấp thụ loại vitamin gì? Giải thích? Trả lời: Trong cà chua, hành giàu số loại vitamin A, D, E, K,… loại vitamin tan lipid nên ăn cà chua hành mỡ, thể người hấp thu loại vitamin A, D, E, K,… Protein – Chất đạm Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 36 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Các amino acid khác đặc điểm nào? Trả lời: Các amino acid cấu tạo từ nguyên tử C trung tâm liên kết với nhóm amino, nhóm cacboxyl, nguyên tử H chuỗi bên nhóm R Như vậy, amino acid khác nhóm R Do gốc R khác kéo theo hàng loạt đặc tính vật lí hóa học khác Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 36 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Protein có chức gì? Đặc điểm cấu trúc giúp protein có chức đa dạng? Trả lời: • Trong thể protein có nhiều chức năng, nói protein tham gia vào hầu hết tất hoạt động sống tế bào Một số chức protein trình bày đây: - Cấu trúc: Nhiều loại protein tham gia cấu trúc nên bào quan, khung tế bào - Xúc tác: Protein cấu tạo nên enzyme xúc tác cho phản ứng hóa học tế bào - Bảo vệ: Các kháng thể có chất protein giữ chức chống lại phân tử kháng nguyên từ mơi trường ngồi xâm nhập vào thể qua tác nhân vi khuẩn, virus,… - Vận động: Protein giúp tế bào thay đổi hình dạng di chuyển - Tiếp nhận thông tin: Protein cấu tạo nên thụ thể tế bào, giúp tiếp nhận thông tin từ bên bên tế bào - Điều hịa: Nhiều hormone có chất protein đóng vai trò điều hòa hoạt động gene tế bào, điều hịa chứng sinh lí thể • Đặc điểm cấu trúc giúp protein có chức đa dạng là: Do phân tử protein cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân 20 loại amino acid Số lượng, thành phần trình tự xếp 20 loại amino acid tạo tính đa dạng protein Chưa kể, protein có bậc cấu trúc Sự đa dạng cấu trúc hóa học cấu trúc khơng gian điều kiện giúp cho protein có chức đa dạng Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 36 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Bậc cấu trúc đảm bảo protein có chức sinh học? Các liên kết yếu phân tử protein có liên quan đến chức sinh học nó? Trả lời: - Bậc cấu trúc đảm bảo protein có chức sinh học - Cấu trúc khơng gian protein bậc bậc trì nhờ liên kết yếu liên kết hydrogen, tương tác kị nước, tương tác Van der Waals liên kết cộng hóa trị S-S liên kết ion Những tương tác dẫn đến việc gấp, xoắn uốn chuỗi protein để tạo cấu trúc ba chiều làm phát sinh chức hoạt động sinh học chúng Khi liên kết phân tử protein bị đứt gãy cấu trúc khơng gian protein bị thay đổi (protein biến tính) làm cho protein bị giảm chức sinh học Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 36 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Tại nên bổ sung protein cho thể từ nhiều loại thức ăn khác mà không nên ăn vài loại thức ăn dù loại bổ dưỡng? Trả lời: Chúng ta nên bổ sung protein cho thể từ nhiều loại thức ăn khác không nên ăn vài loại thức ăn dù loại bổ dưỡng vì: - Có khoảng 20 loại amino acid tham gia cấu tạo nên protein Trong số có loại amino acid khơng thay thể người không tự tổng hợp mà phải lấy từ thức ăn Khi protein đưa vào enzyme phân giải thành amino acid để hấp thụ tạo loại protein đặc thù cho thể người - Mà loại thực phẩm chứa số loại amino acid với hàm lượng định nên để cung cấp tất amino acid số lượng số loại cần cho tổng hợp protein cần bổ sung từ nhiều nguồn thực phẩm khác Nucleic acid Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 37 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Quan sát hình 5.10, nêu giải thích đặc điểm cấu trúc khiến DNA đảm nhận chức mang, bảo quản truyền đạt thông tin di truyền Trả lời: - Những đặc điểm cấu trúc phân tử DNA đảm nhận chức mang thông tin di truyền: + DNA đại phân tử hữu cơ, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân loại nucleotide Một phân tử DNA cấu tạo lượng lớn nucleotide Số lượng, thành phần xếp trình tự nucleotide tạo vô số phân tử DNA khác nhau, đảm bảo cho việc mang lượng thông tin di truyền lớn (Thơng tin di truyền mã hóa dạng trình tự nucleotide DNA) + Số lượng phân tử DNA tế bào trình tự xếp nucleotide phân tử DNA đặc trưng cho loài - Đặc điểm cấu trúc DNA giúp chúng thực chức bảo quản thông tin di truyền + Trên mạch đơn phân tử DNA, nucleotide liên kết với liên kết cộng hóa trị bền vững, đảm bảo ổn định DNA (thông tin di truyền) qua hệ + Nhờ cặp nucleotide thuộc hai mạch liên kết với theo nguyên tắc bổ sung tạo cho chiều rộng DNA ổn định, vòng xoắn DNA dễ dàng liên kết với protein tạo cho cấu trúc DNA ổn định, thông tin di truyền điều hòa bảo quản - Đặc điểm cấu trúc DNA giúp chúng thực chức truyền đạt thông tin di truyền + Hai mạch DNA liên kết với theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – C) nên từ mạch làm khn tổng hợp nên mạch bổ sung giúp tế bào nhân đơi phân tử DNA cách xác, đảm bảo truyền đạt thơng tin di truyền + Trên mạch kép nucleotide liên kết với liên kết hydrogen nhóm nitrogenous base nucleotide theo nguyên tắc bổ sung Các liên kết hydrogen không bền vững nên dễ dàng cắt đứt q trình nhân đơi phiên mã Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 37 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Những thông số DNA đặc trưng cho lồi? Trả lời: Những thơng số DNA đặc trưng cho loài là: Mỗi phân tử DNA đặc trưng số lượng, thành phần đặc biệt trình tự xếp nucleotide Ngoài tỉ số (A+T)/(G+X) đặc trưng cho loài Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 39 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Quan sát hình mục II.4b, phân biệt loại RNA cấu trúc chức Trả lời: Phân biệt loại RNA cấu trúc chức năng: Tiêu mRNA tARN rRNA chí (RNA thơng tin) (RNA vận chuyển) (RNA ribosome) Cấu tạo - Có cấu trúc mạch - Có cấu trúc mạch đơn - Có cấu trúc mạch đơn, khơng có vùng bắt số vùng bắt cặp bổ sung đơn có nhiều cặp bổ sung tạo cấu trúc thùy, thùy - Cứ nucleotide mang ba đối mã vùng xoắn kép cục tạo thành anticodon khớp bổ sung codon để mã hóa amino với codon mARN acid - Làm khuôn tổng hợp - Vận chuyển amino acid - Chức protein ribosome Cấu tạo nên đến ribosome tiến hành ribosome dịch mã Trả lời câu hỏi mục “Dừng lại suy ngẫm” trang 39 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Trình bày khác biệt mặt cấu trúc DNA RNA Trả lời: Điểm so sánh DNA RNA Số mạch, khối - Gồm chuỗi polynucleotide - Gồm chuỗi polynucleotide lượng phân tử - Khối lượng lớn - Gốc phosphate Thành phần Đường deoxyribose - Đường ribose (C5H10O5) - Một loại nitrogenous - Một loại nitrogenous base: A, T, G, X hydrogen - Gốc phosphate đơn (C5H10O4) phân Liên - Khối lượng nhỏ kết base: A, U, G, X - Có liên kết hydrogen, nối hai - Khơng có liên kết hydrogen theo mạch theo ngun tắc bổ sung NTBS hai mạch (trừ số (NTBS) vùng tRNA , rRNA) C/ Luyện tập vận dụng Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Phân tử glucose có cơng thức cấu tạo C6H12O6 Nếu 10 phân tử glucose liên kết với tạo nên phân tử đường đa phân tử có cơng thức cấu tạo nào? Giải thích? Trả lời: - Phân tử glucose có cơng thức cấu tạo C6H12O6 Nếu 10 phân tử glucose liên kết với tạo nên phân tử đường đa phân tử có cơng thức cấu tạo là: (-C6H10O5-)10 - Giải thích: Hai đơn vị monosaccharide liền kề liên kết với nhờ phản ứng tách nước dẫn đến việc phân tử nước tạo thành liên kết cộng hóa trị (liên kết glycosidic) Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Tại có chung cơng thức cấu tạo C6H12O6 glucose fructose lại có vị khác nhau? Trả lời: Mặc dù có chung cơng thức cấu tạo C6H12O6 glucose fructose lại có vị khác glucose fructose tồn cấu trúc khơng gian, hình dạng cấu trúc vịng khác (vị trí nhóm -OH), điều làm cho chúng có đặc tính vật lí hóa học khác nhau: - Glucose phân tử đường có nhóm chức – CHO có nhóm – OH vị trí liền kề - Fructose phân tử đường có nhóm chức – CO – có nhóm – OH vị trí liền kề Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Tại cấu tạo từ phân tử đường glucose tinh bột cellulose lại có đặc tính vật lí chức sinh học khác nhau? Trả lời: Cùng cấu tạo từ phân tử đường glucose tinh bột cellulose lại có đặc tính vật lí chức sinh học khác chúng có số lượng đơn phân cấu trúc khác nhau: - Cellulose cấu tạo từ phân tử đường glucose liên kết với tạo thành mạch thẳng, không phân nhánh Nhiều phân tử cellulose liên kết với tạo thành bó sợi dài nằm song song nên có cấu trúc vững - Tinh bột cấu tạo từ hàng trăm đến hàng nghìn đơn phân glucose, có cấu trúc mạch thẳng mạch nhánh Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Trong số phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức Tại sao? Trả lời: Trong số phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức vì: - Protein đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân amino acid Amino acid cấu tạo ba thành phần khác thành phần nhóm R, nhóm biến đổi R định tính chất amino acid Chúng kết hợp với thành mạch dài nhờ liên kết peptide (gọi chuỗi polypeptide) Các chuỗi xoắn cuộn gấp theo nhiều cách để tạo thành bậc cấu trúc không gian khác protein - Người ta phát có 20 loại amino acid thành phần tất loại protein khác thể sống Từ 20 loại amino acid kết hợp với theo cách khác tạo nên vô số loại protein khác tham gia vào nhiều loại chức khác (trong thể động vật, thực vật ước tính có khoảng 1014 – 1015 loại protein) Mỗi loại protein đặc trưng số lượng, thành phần trình tự xếp amino acid phân tử Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Để giảm béo, nhiều người cắt bỏ hoàn toàn chất béo phần ăn Theo em điều nên hay khơng nên? Dưới góc độ sinh học, cần làm để trì cân nặng với thể khỏe mạnh? Trả lời: - Để giảm béo, nhiều người cắt bỏ hoàn toàn chất béo phần ăn, điều khơng nên chất béo tham gia vào dự trữ lượng dài hạn thể, cấu trúc nên màng tế bào nhiều phận khác tế bào,… - Dưới góc độ sinh học, để trì cân nặng với thể khỏe mạnh cần: + Cân nhóm chất phần ăn + Hạn chế thực phẩm có chứa nhiều đường + Tăng cường ăn loại rau xanh, hoa, hạt + Có chế độ tập luyện phù hợp thường xuyên Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Tại luộc trứng protein trứng lại bị đông đặc lại? Trả lời: - Hiện tượng trứng sau luộc bị biến đổi cấu trúc gọi tượng đông tụ protein - Trứng cấu tạo từ thành phần protein, protein có đặc điểm gặp nhiệt độ cao bị biến tính (biến đổi cấu trúc khơng gian) dẫn đến biến đổi tính chất vật lý hóa học (xảy tượng đơng tụ, làm thay đổi cấu trúc ban đầu, trở thành dạng rắn hơn) Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Giải thích phần thức ăn thiếu protein thể, đặc biệt trẻ em, thường gầy yếu, chậm lớn, hay bị phù nề dễ mắc bệnh truyền nhiễm Trả lời: Khi phần ăn thiếu protein thể, đặc biệt trẻ em, thường gầy yếu, chậm lớn hay bị phù nề, dễ mắc bệnh truyền nhiễm khuẩn vì: - Khi thiếu protein, thể khơng có đủ protein để thực đầy đủ chức thể cấu trúc nên bào quan, thành phần thể, xúc tác cho phản ứng trao đổi chất bị rối loạn,… điều khiến cho thể gầy yếu, chậm lớn - Protein đóng vai trị việc giữ chất lỏng tích tụ mô, đặc biệt bàn chân mắt cá chân Do đó, thể thiếu protein, bạn gặp tình trạng phù nề thời gian ngắn tồn lưu chất lỏng - Ngồi ra, thiếu protein khiến cho kháng thể không tổng hợp đầy đủ, dẫn đến làm suy giảm hệ miễn dịch khiến thể dễ mắc bệnh truyền nhiễm ... chức – CHO có nhóm – OH vị trí liền kề - Fructose phân tử đường có nhóm chức – CO – có nhóm – OH vị trí liền kề Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức. .. “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Trong số phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức Tại sao? Trả lời: Trong số phân tử sinh học, protein có nhiều loại... nước tạo thành liên kết cộng hóa trị (liên kết glycosidic) Trả lời câu hỏi mục “Luyện tập vận dụng” trang 40 SGK Sinh học 10 - Kết nối tri thức với sống: Tại có chung cơng thức cấu tạo C6H12O6