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

Giải bài tập Sinh học lớp 10 Bài 6: Các phân tử sinh học

Bài giảng Sinh học lớp 10 Bài 6: Các phân tử sinh học

Mở đầu trang 29 Sinh học 10: Các loại thực phẩm ở bốn tầng trong tháp dinh dưỡng (hình 6.1) cung cấp cho chúng ta những hợp chất nào?

Trả lời:

- Tầng 1: Cung cấp chủ yếu là carbohydrate.

- Tầng 2: Cung cấp chủ yếu là vitamin, khoáng chất và chất xơ.

- Tầng 3: Cung cấp chủ yếu là protein.

- Tầng 4: Cung cấp chủ yếu là lipid

I. Khái quát về phân tử sinh học

Câu hỏi 1 trang 29 Sinh học 10: Cho biết các đơn phân cấu tạo nên các polysaccharide, polypeptide, DNA, RNA.

Trả lời:

- Đơn phân cấu tạo nên các polysaccharide: monosaccharide.

- Đơn phân cấu tạo nên polypeptide: amino acid.

- Đơn phân cấu tạo nên DNA: các nucleotide A, T, G, C.

- Đơn phân cấu tạo nên RNA: các nucleotide A, U, G, C.

II. Carbohydrate

Câu hỏi 2 trang 30 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

- Trong tháp dinh dưỡng của người, nhóm giàu tinh bột hay còn gọi là nhóm carbohydrate chiếm tỉ lệ cao nhất.

- Nhóm thực phẩm chứa tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất trong tháp dinh dưỡng vì carbohydrate đóng vai trò cung cấp năng lượng chủ yếu cho tế bào đồng thời nhóm này cũng cung cấp nguyên liệu cấu tạo nên tế bào và các mô.

Luyện tập 1 trang 30 Sinh học 10: 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.

Trả lời:

a) Các loại carbohydrate được phân loại dựa trên tiêu chí là số lượng gốc đường đơn trong phân tử.

b) Các loại carbohydrate, số lượng gốc đường (đơn phân) và cho ví dụ về mỗi loại carbohydrate:

- Monosaccharide: có 1 gốc đường đơn, ví dụ: glucose, galactose, fructose,…

- Disaccharide: có 2 gốc đường đơn, ví dụ: sucrose, lactose, maltose,…

- Polysaccharide: có nhiều hơn 2 gốc đường, ví dụ: tinh bột, glycogen, cellulose,…

Câu hỏi 3 trang 30 Sinh học 10: Vai trò của ribose, deoxyribose và glucose trong tế bào là gì?

Trả lời:

- Vai trò của ribose: 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,…

- Vai trò của deoxyribose: Deoxyribose là một thành phần cấu tạo nên nucleotide - đơn phân cấu tạo nên DNA;…

- Vai trò của glucose: 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 hỏi 4 trang 30 Sinh học 10: Thực phẩm nào chứa nhiều đường?

Trả lời:

Thực phẩm chứa nhiều đường như cơm, bánh mì, bún, phở, khoai, sắn, kẹo, mật ong,...

Câu hỏi 5 trang 30 Sinh học 10: Dựa vào hình 6.5, cho biết:

a) Thành phần cấu tạo của sucrose (saccharose).

b) Sucrose được hình thành như thế nào?

Trả lời:

a) Thành phần cấu tạo của sucrose: Sucrose được cấu tạo từ 2 phân tử đường đơn là glucose và fructose liên kết với nhau bằng liên kết glycoside.

b) Sự hình thành sucrose: Sucrose được hình thành qua phản ứng ngưng tụ, 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 hỏi 6 trang 31 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

- Điểm giống nhau giữa tinh bột và glycogen: Đều có cấu trúc đa phân mà đơn phân là glucose, đều có cấu trúc phân nhánh, 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. Còn cellulose có dạng mạch thẳng, không phân nhánh, có thêm liên kết hydrogen giữa các mạch cellulose.

- Sự liên quan giữa cấu trúc đến chức năng dự trữ của tinh bột, glycogen và chức năng cấu trúc của cellulose:

+ Tinh bột có cấu trúc ít phân nhánh, % tan trong nước không nhiều (khó sử dụng) phù hợp với chức năng dự trữ năng lượng cho thực vật có đời sống cố định, ít tiêu tốn năng lượng hơn động vật.

+ Glycogen có cấu trúc phân nhánh nhiều, dễ phân hủy phù hợp với chức năng dự trữ năng lượng ngắn hạn cho 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 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

Cơm không có vị ngọt nhưng khi chúng ta nhai kĩ thấy có vị ngọt vì: Tinh bột bị enzyme amilaza trong nước bọt thuỷ phân thành đường maltose có vị ngọt.

III. Protein

Câu hỏi 7 trang 31 Sinh học 10: Cho biết đơn phân và liên kết giữa các đơn phân tạo nên phân tử protein.

Trả lời:

- Đơn phân cấu tạo nên phân tử protein là các amino acid.

- Liên kết giữa các amino acid 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 hỏi 8 trang 31 Sinh học 10: Tại sao trên bao bì của một số loại thực phẩm có ghi cụ thể thành phần các amino acid không thay thế?

Trả lời:

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 hàm lượng và loại amino acid không thay thế phù hợp với mục đích sử dụng.

Câu hỏi 9 trang 32 Sinh học 10: Dựa vào hình 6.7, nêu các nguyên tố chính cấu tạo nên phân tử amino acid.

Trả lời:

Nguyên tố chính cấu tạo nên phân tử amino acid là C, H, O, N.

Câu hỏi 10 trang 32 Sinh học 10: Vì sao chỉ có 20 loại amino acid nhưng tạo nên được rất nhiều loại protein?

Trả lời:

- Protein có cấu trúc đa phân. Bởi vậy, với 20 loại amino acid có thể tạo ra vô số chuỗi polypeptide khác nhau về số lượng, thành phần, trình tự sắp xếp các amino acid.

- Ngoài ra, các chuỗi polypeptide lại có thể có 4 bậc cấu trúc không gian khác nhau tạo nên vô số loại protein khác nhau.

→ Với cấu trúc đa phân và cấu trúc không gian, chỉ có 20 loại amino acid nhưng tạo nên được rất nhiều loại protein.

Câu hỏi 11 trang 32 Sinh học 10: Dựa vào hình 6.1, kể tên những thực phẩm giàu protein.

Trả lời:

Những loại thực phẩm giàu protein là: thịt, cá, trứng, sữa, đậu tương,...

Vận dụng 2 trang 32 Sinh học 10: Tại sao khẩu phần ăn cần đảm bảo đủ các loại amino acid và đủ lượng protein?

Trả lời:

Khẩu phần ăn cần đảm bảo đủ các loại amino acid và đủ lượng protein vì: Protein đảm nhiệm nhiều chức năng quan trọng trong cơ thể như cấu tạo, xúc tác sinh học, điều hòa trao đổi chất, vận chuyển chất qua màng, vận động,… Mà cơ thể người không thể tự tổng hợp được một số loại amino acid, phải lấy từ nguồn thực phẩm bên ngoài. Do đó, để cơ thể sinh trưởng và phát triển bình thường, 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 Sinh học 10: Tìm ví dụ protein tương ứng với mỗi vai trò của protein trong tế bào và cơ thể.

Trả lời:

Ví dụ protein tương ứng với mỗi vai trò của protein trong tế bào:

- Là thành phần cấu trúc nên tế bào, cơ thể. Ví dụ: Keratin cấu tạo nên tóc, lông, móng,…

- Đóng vai trò là chất xúc tác sinh học cho hầu hết các phản ứng. Ví dụ: Enzyme amylase có bản chất là protein có chức năng xúc tác cho sự phân giải tinh bột.

- Tham gia vận chuyển các chất qua màng, trong tế bào và cơ thể. Ví dụ: Các kênh protein ở trên màng sinh chất có chức năng vận chuyển đặc hiệu các chất qua màng.

- Điều hòa các quá trình trao đổi chất, truyền thông tin di truyền, sinh trưởng, phát triển, sinh sản. Ví dụ: Hormone insulin và glucagon có bản chất là protein tham gia điều hòa lượng đường trong máu.

- Vận động tế bào và cơ thể. Ví dụ: Myosin và actin tham gia sự vận động của tế bào cơ, tạo nên sự vận động của cơ thể.

- Bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm virus, vi khuẩn và các bệnh tật; là chất dự trữ. Ví dụ: Các kháng thể có bản chất là protein tham gia bảo vệ cơ thể.

Câu hỏi 12 trang 33 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

- Phân biệt các bậc cấu trúc của phân tử hemoglobin:

+ Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp của các amino acid trong chuỗi polypeptide dạng mạch thẳng và được ổn định bằng liên kết peptide.

+ Cấu trúc bậc 2: là dạng xoắn lò xò trong không gian 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 2 chuỗi polypeptide có cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng tương tác với nhau.

- Bậc cấu trúc của phân tử protein đóng vai trò quyết định các bậc cấu trúc còn lại là cấu trúc bậc một vì cấu trúc bậc một của protein là trình tự các amino acid trên chuỗi polypeptide thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi đó, tạo nên hình dạng lập thể của protein quyết định tính chất cũng như chức năng của nó.

Câu hỏi 13 trang 33 Sinh học 10: Khi thực hiện chức năng, protein có cấu trúc bậc mấy?

Trả lời:

Protein chỉ thực hiện được chức năng ở cấu trúc không gian (cấu trúc bậc 3 hoặc bậc 4). Khi mất cấu trúc không gian (do nhiệt độ cao, pH thấp,…), protein sẽ mất chức năng sinh học.

Vận dụng 3 trang 33 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

Loại đột biến xảy ra là đột biến thay thế amino acid glutamate ở vị trí số 6 thành valin trong một chuỗi polypeptide của hemoglobin → Như vậy, thành phần amino acid của chuỗi polypeptide bị thay đổi ở một amino acid dẫn đến cấu trúc không gian của protein bị thay đổi → Phân tử hemoglobin bị biến đổi cấu trúc bậc 1 và các bậc cấu trúc không gian còn lại.

IV. Nucleic Acid

Câu hỏi 14 trang 33 Sinh học 10: Kể tên thành phần nguyên tố và cấu tạo đơn phân của phân tử nucleic acid?

Trả lời:

- Nucleic acid được cấu tạo từ các nguyên tố là C, H, O, N, P.

- Cấu tạo nucleotide - đơn phân của nucleic acid gồm 3 phần:

+ 1 gốc phosphate.

+ 1 đường pentose (deoxyribose và ribose).

+ 1 nitrogenous base (A, G, C, T, U).

Câu hỏi 15 trang 33 Sinh học 10: Thành phần nào của nucleotide tạo nên cấu trúc đặc trưng của DNA và RNA?

Trả lời:

Thành phần của nucleotide tạo nên cấu trúc đặc trưng của DNA và RNA là: đường pentose và nitrogenous base.

Câu hỏi 16 trang 34 Sinh học 10: Nêu vai trò của nucleic acid.

Trả lời:

Nucleic acid có vai trò quy định, lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Trong đó, mỗi loài, mỗi cá thể đều có thành phần DNA đặc trưng và mỗi tế bào trong cơ thể sinh vật đa bào (trừ tế bào sinh dục) đều có thành phần DNA tương tự nhau.

Câu hỏi 17 trang 34 Sinh học 10: Thành phần cấu tạo nào giúp nhận biết đầu 5’ và đầu 3’ của chuỗi polynucleotide?

Trả lời:

Thành phần cấu tạo giúp nhận biết đầu 5^’ và đầu 3^’ của chuỗi polynucleotide là nhóm phosphate và đường pentose: Đầu 5′ kết thúc bởi nhóm phosphate và đầu 3′ kết thúc bởi nhóm hydroxyl (-OH) của đường pentose.

Luyện tập 2 trang 34 Sinh học 10: Lập bảng phân biệt DNA và RNA về đường pentose, nitrogenousbase, số chuỗi polynucleotide, chức năng

Trả lời:

Bảng phân biệt DNA và RNA:

Câu hỏi 18 trang 34 Sinh học 10: Vì sao trong phân tử DNA, số lượng adenine và thymine bằng nhau, số lượng guanine và cytosine bằng nhau?

Trả lời

Trong phân tử DNA, số lượng adenine và thymine bằng nhau, số lượng guanine và cytosine bằng nhau vì: Phân tử DNA mạch kép gồm hai mạch polynucleotide của DNA liên kết với nhau bằng nguyên tắc bổ sung (NTBS) trong đó adenine liên kết với thymine bằng 2 liên kết hydrogen, guanine liên kết với cytosine bằng 3 liên kết hydrogen.

Vận dụng 4 trang 34 Sinh học 10: 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,…?

Trả lời

Khi giám định quan hệ huyết thống hay truy tìm dấu vết tội phạm, thường thu thập các mẫu có chứa tế bào như niêm mạc miệng, chân tóc vì: Tế bào như niêm mạc miệng, chân tóc,… có chứa DNA đặc trưng cho mỗi cá thể. Đồng thời, các mẫu tế bào này cũng có thể dễ dàng được thu nhận ở hiện trường phạm tội hoặc có thể thu mẫu trực tiếp mà không để lại di chứng nào cho người được thu mẫu.

Tìm hiểu thêm trang 34 Sinh học 10: Vì sao DNA rất đa dạng nhưng đặc trưng cho mỗi loài và mỗi cá thể?

Trả lời:

DNA được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân của DNA là 4 loại nucleotide A, T, G, C. Từ 4 loại nucleotide A, T, G, C, với số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp khác nhau sẽ tạo ra vô số phân tử DNA vừa đa dạng vừa đặc thù cho mỗi loài và mỗi cá thể.

Luyện tập 3 trang 34 Sinh học 10: 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.

Trả lời:

- 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 hỏi 19 trang 35 Sinh học 10: Các lipid trong hình 6.10 được cấu tạo từ những nguyên tố chính nào?

Trả lời:

Cấu tạo hóa học của các lipid ở trong hình:

- Tripalmitin được cấu tạo từ các nguyên tố là C, H, O.

- Phospholipid được cấu tạo từ các nguyên tố là C, H, O, N.

- Cholesterol được cấu tạo từ các nguyên tố là C, H, O.

Câu hỏi 20 trang 35 Sinh học 10: Đặc điểm cấu tạo nào của triglyceride thể hiện chức năng dự trữ năng lượng trong tế bào cao hơn polysaccharide?

Trả lời:

Đặc điểm cấu tạo của triglyceride thể hiện chức năng dự trữ năng lượng trong tế bào cao hơn polysaccharide: Phân tử triglyceride có tỉ lệ C và H cao hơn, tỉ lệ O thấp hơn phân tử polysaccharide.

Vận dụng 5 trang 35 Sinh học 10: Khi chế biến salad, việc trộn dầu thực vật vào rau sống có tác dụng gì đối với sự hấp thu chất dinh dưỡng? Giải thích?

Trả lời:

Dầu thực vật là một loại triglyceride có khả năng hòa tan nhiều loại vitamin tan trong dầu như A, D, E, K → Việc trộn dầu thực vật vào rau sống giúp cho cơ thể hấp thụ các vitamin này ở trong rau sống được tối đa nhất.

Luyện tập 4 trang 36 Sinh học 10: Dựa vào hình 6.11, cho biết đặc điểm cấu tạo nào của phospholipid phù hợp với chức năng của màng sinh chất.

Trả lời:

Đặc điểm của phospholipid phù hợp với chức năng của màng sinh chất là phospholipid có tính lưỡng cực: Đầu phosphatidylcholine có tính ưa nước quay ra ngoài còn đuôi acid béo kị nước quay vào trong tạo thành 1 lớp kép bán thấm chỉ cho một số chất nhất định khuếch tán qua màng vào trong tế bào.

VI. Thực hành nhận biết một số phân tử sinh học

Câu hỏi 21 trang 36 Sinh học 10: Trả lời các câu hỏi sau:

- Ống nghiệm nào chứa đường khử? Giải thích.

- Ống nghiệm chỉ chứa nước cất và thuốc thử Benedict có ý nghĩa gì trong thí nghiệm này?

Trả lời:

- Ống nghiệm chứa đường khử là ống 2 và ống 3. Vì: Ống 2 và ống 3 đều có hiện tượng kết tủa đỏ gạch với thuốc thử Bebedict còn ống 1 và ống 4 không có hiện tượng này.

- Ống nghiệm chỉ chứa nước cất và thuốc thử Benedict có ý nghĩa là ống đối chứng, chứng minh trong cùng điều kiện môi trường kiềm ở nhiệt độ cao, khi không có đường khử thì không xảy ra hiện tượng kết tủa đỏ gạch.

Câu hỏi 22 trang 37 Sinh học 10: Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Nhận biết đường khử (phản ứng Benedict)

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Nhận biết sự có mặt của đường khử trong các dung dịch bằng phản ứng Benedict.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Mẫu vật: dịch chiết quả tươi (cam, chuối chín,…).

- Hóa chất: dung dịch glucose 5%, dung dịch sucrose 5%, nước cất, thuốc thử Benedict (chứa Cu²⁺ trong môi trường kiềm).

- Dụng cụ: ống nghiệm, đèn cồn, kẹp gỗ, pipet nhựa (1 – 3 mL).

3. Các bước tiến hành:

- Bước 1: Lấy bốn ống nghiệm và đánh số các ống nghiệm.

- Bước 2: Cho 1 mL nước cất vào ống 1; 1 mL dịch chiết quả tươi vào ống 2; 1 mL dung dịch glucose 5% vào ống 3; 1 mL dung dịch sucrose 5% vào ống 4.

- Bước 3: Thêm 1 mL thuốc thử Benedict vào từng ống nghiệm và lắc đều.

- Bước 4: Kẹp đầu ống nghiệm bằng kẹp gỗ, đun sôi dung dịch trong mỗi ống nghiệm trên ngọn lửa đèn cồn trong khoảng 2 – 3 phút.

- Bước 5: Quan sát sự thay đổi màu dung dịch trong các ống nghiệm.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Ống 1: Không xuất hiện kết tủa đỏ gạch. Vì: Ống 1 chứa nước cất, không chứa các loại đường khử nên không tạo ra phản ứng kết tủa với thuốc thử Benedict.

- Ống 2: Xuất hiện kết tủa đỏ gạch. Vì: Ống 2 chứa dịch quả tươi mà trong dịch quả tươi có chứa các đường khử như glucose nên trong môi trường kiềm và nhiệt độ cao, các loại đường khử sẽ khử Cu²⁺ (màu xanh dương) tạo thành Cu₂O (kết tủa màu đỏ gạch).

- Ống 3: Xuất hiện kết tủa đỏ gạch. Vì: Glucose là loại đường khử. Trong môi trường kiềm và nhiệt độ cao, glucose sẽ khử Cu²⁺ (màu xanh dương) tạo thành Cu₂O (kết tủa màu đỏ gạch).

- Ống 4: Không xuất hiện kết tủa đỏ gạch. Vì: Sucrose không phải là loại đường khử nên không tạo ra phản ứng kết tủa với thuốc thử Benedict.

5. Kết luận:

- Trong tế bào của các loại quả chín có chứa một số đường khử.

- Trong môi trường kiểm ở nhiệt độ cao, đường khử tạo kết tủa đỏ gạch với thuốc thử Benedict.

Câu hỏi 23 trang 37 Sinh học 10: Trả lời các câu hỏi sau:

- Tinh bột có ở chuối chín hay chuối xanh? Giải thích.

Trả lời:

- Chuối chín và chuối xanh đều chứa tinh bột nhưng lượng tinh bột trong chuối xanh nhiều hơn rất nhiều so với chuối chín.

- Giải thích: Chuối xanh chứa chủ yếu là tinh bột. Khi chuối chín, tinh bột của chúng được chuyển hóa thành đường đơn (sucrose, glucose và fructose) tạo vị ngọt cho quả nên lượng tinh bột sẽ giảm đi.

Câu hỏi 24 trang 37 Sinh học 10: Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Nhận biết tinh bột (phản ứng với iodine)

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Nhận biết sự có mặt của tinh bột bằng phản ứng với iodine.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Mẫu vật: lát cắt chuối xanh, lát cắt chuối chín.

- Hóa chất: thuốc thử Lugol (chứa I₂ và KI).

- Dụng cụ: đĩa petri.

3. Các bước tiến hành:

- Bước 1: Đặt hai lát cắt chuối xanh và chuối chín lên đĩa petri.

- Bước 2: Thêm hai giọt thuốc thử Lugol vào mỗi lát cắt chuối.

- Bước 3: Quan sát sự thay đổi màu ở vị trí nhỏ thuốc thử Lugol trên các lát cắt chuối.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Ở lát cắt chuối xanh: Xuất hiện màu xanh đen ở vị trí nhỏ thuốc thử. Vì: Chuối xanh chứa chủ yếu là tinh bột. Khi trộn dung dịch chứa iodine với tinh bột, iodine sẽ đi vào bên trong chuỗi xoắn amylose của tinh bột tạo thành phức hợp có màu xanh đen.

- Ở lát cắt chuối chín: Hầu như không xuất hiện màu xanh đen ở vị trí nhỏ thuốc thử. Vì: Khi chuối chín, tinh bột của chúng được chuyển hóa thành đường đơn (sucrose, glucose và fructose) tạo vị ngọt cho quả nên lượng tinh bột sẽ giảm đi (lượng tinh bột còn lại không đáng kể). Bởi vậy, khi nhỏ dung dịch chứa iodine, hầu như không xuất hiện màu xanh đen ở vị trí nhỏ thuốc thử.

5. Kết luận:

- Chuối xanh chứa hàm lượng tinh bột cao hơn chuối chín.

- Có thể nhận biết tinh bột bằng phản ứng màu xanh tím đặc trưng với iodine.

Câu hỏi 25 trang 37 Sinh học 10: Trả lời các câu hỏi sau:

- Xác định sự có mặt của protein trong các ống nghiệm.

- Nếu tăng nồng độ dung dịch lòng trắng trứng thì màu dung dịch sẽ thay đổi như thế nào?

Trả lời:

- Ống nghiệm 1 không chứa protein, ống nghiệm 2 có chứa protein.

- Nếu tăng nồng độ dung dịch lòng trắng trứng thì lượng protein sẽ tăng lên (số lượng liên kết peptide tăng lên) khiến cho màu dung dịch sẽ chuyển thành màu tím đậm hơn.

Câu hỏi 26 trang 37 Sinh học 10: Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Nhận biết protein (phản ứng Biuret)

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Nhận biết protein bằng phản ứng màu tím đặc trưng với biuret.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Mẫu vật: dung dịch lòng trắng trứng pha loãng.

- Hóa chất: nước cất, dung dịch NaOH 10%, dung dịch CuSO₄ 1%.

- Dụng cụ: ống nghiệm, pipet nhựa (1 – 3 mL).

3. Các bước tiến hành:

- Bước 1: Lấy hai ống nghiệm và đánh số các ống nghiệm.

- Bước 2: Cho 1 mL nước cất vào ống nghiệm 1; 1 mL dung dịch lòng trắng trứng vào ống nghiệm 2.

- Bước 3: Thêm 1 mL NaOH 10% và 2 – 3 giọt CuSO₄ 1% vào mỗi ống và lắc đều.

- Bước 4: Quan sát sự thay đổi màu dung dịch trong các ống nghiệm.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Ống 1: Không có hiện tượng. Vì: Nước cất không chứa protein nên không có phản ứng màu với ion Cu²⁺.

- Ống 2: Dung dịch chuyển từ màu xanh dương sang màu tím. Vì: Dung dịch lòng trắng trứng có chứa protein. Trong môi trường kiềm, các liên kết peptide trong phân tử protein tương tác với ion Cu²⁺ tạo thành phức chất có màu tím.

5. Kết luận:

- Trong lòng trắng trứng có chứa protein.

- Có thể nhận biết protein bằng phản ứng màu tím đặc trưng với thuốc thử CuSO₄.

Câu hỏi 27 trang 38 Sinh học 10: Trả lời các câu hỏi sau:

- Mô tả hiện tượng xảy ra trong các ống nghiệm và giải thích.

- Từ các thí nghiệm trên, nêu những điểm chung trong cách thiết kế các thí nghiệm nhận biết các phân tử sinh học.

Trả lời:

- Mô tả hiện tượng xảy ra trong các ống nghiệm và giải thích:

+ Ống 1: Xuất hiện nhũ tương trắng đục. Vì dầu trong lạc không tan trong nước nên sẽ tạo thành dạng nhũ tương dầu trong nước trắng đục.

+ Ống 2: Xuất hiện dung dịch đồng nhất trắng đục. Vì dầu trong lạc tan một phần trong ethanol.

+ Ống 3: Xuất hiện nhũ tương trắng đục (nhạt màu hơn phần nhũ tương ở ống 1). Vì khi thêm nước vào nhũ tương dầu trong nước thì chỉ có tác dụng làm loãng nhũ tương.

+ Ống 4: Dung dịch trong ống tách thành 2 lớp, lớp váng dầu nổi lên trên. Vì dầu trong lạc tan một phần trong ethanol nên khi cho nước vào lớp dầu có tỉ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên lớp nước và ethanol.

- Điểm chung trong cách thiết kế các thí nghiệm nhận biết các phân tử sinh học là đều căn cứ vào tính chất đặc trưng của từng phân tử sinh học.

Câu hỏi 28 trang 38 Sinh học 10: Báo cáo kết quả thí nghiệm theo gợi ý:

Trả lời:

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Tên thí nghiệm: Nhận biết lipid (sự tạo nhũ tương của triglyceride)

Tên nhóm:……………………………………………………………………………

1. Mục đích thí nghiệm:

- Nhận biết lipid trong hạt lạc bằng sự tạo nhũ tương.

2. Chuẩn bị thí nghiệm:

- Mẫu vật: hạt lạc.

- Hóa chất: nước cất, ethanol 90%.

- Dụng cụ: cối chày sứ, thìa cà phê, ống nghiệm, pipet nhựa (1 – 3 mL).

3. Các bước tiến hành:

- Bước 1: Lấy 5 – 6 hạt lạc và nghiền bằng cối chày sứ.

- Bước 2: Lấy bốn ống nghiệm và đánh số các ống nghiệm.

- Bước 3: Cho 1 thìa bột lạc đã nghiền vào mỗi ống nghiệm

- Bước 4: Thêm 4 mL nước cất vào ống 1 và thêm 4 mL ethanol 90% vào ống 2. Lắc mạnh trong 3 phút rồi để lắng.

- Bước 5: Dùng pipet nhựa hút khoảng 1 mL dịch trong ở ống 1 chuyển sang ống 3 và hút khoảng 1 mL dịch trong ở ống 2 chuyển sang ống 4.

- Bước 6: Thêm 2 mL nước cất vào ống 3 và ống 4 rồi để yên.

- Bước 7: Quan sát hiện tượng xảy ra ở mỗi ống nghiệm.

4. Kết quả thí nghiệm và giải thích:

- Ống 1: Xuất hiện nhũ tương trắng đục. Vì dầu trong lạc không tan trong nước nên sẽ tạo thành dạng nhũ tương dầu trong nước trắng đục.

- Ống 2: Xuất hiện dung dịch đồng nhất trắng đục. Vì dầu trong lạc tan một phần trong ethanol.

- Ống 3: Xuất hiện nhũ tương trắng đục (nhạt màu hơn phần nhũ tương ở ống 1). Vì khi thêm nước vào nhũ tương dầu trong nước thì chỉ có tác dụng làm loãng nhũ tương.

- Ống 4: Dung dịch trong ống tách thành 2 lớp, lớp váng dầu nổi lên trên. Vì dầu trong lạc tan một phần trong ethanol nên khi cho nước vào lớp dầu có tỉ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên lớp nước và ethanol.

5. Kết luận:

- Trong hạt lạc có chứa lipid.

- Lipid tan một phần trong ethanol nhưng không tan trong nước.

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 6: Các phân tử sinh học trong tế bào

I. Khái quát về các phân tử sinh học trong tế bào

- Khái niệm: Các phân tử sinh học là các phân tử hữu cơ do sinh vật sống tạo thành.

- Vai trò: Có vai trò quan trọng đối với sự sống vì là thành phần cấu tạo và tham gia thực hiện nhiều chức năng trong tế bào.

- Phân loại: Các phân tử sinh học có vai trò quan trọng trong tế bào là carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid.

II. Các phân tử sinh học trong tế bào

1. Carbohydrate

a. Đặc điểm chung của carbohydrate

- Cấu tạo:

+ Là phân tử sinh học được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O.

+ Được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. Đơn phân là đường đơn (gồm từ 3 – 7 carbon), phổ biến là đường 5 – 6 carbon.

- Tính chất: Có vị ngọt, tan trong nước và một số có tính khử.

- Phân loại: Tùy theo số lượng đơn phân mà carbohydrate được chia thành 3 loại.

+ Đường đơn (monosaccharide): chỉ chứa 1 đơn phân.

+ Đường đôi (disaccharide): chỉ chứa 2 đơn phân.

+ Đường đa (polysaccharide): chứa nhiều hơn 2 đơn phân.

b. Các loại đường đơn

- Một số đường đơn phổ biến trong tế bào:

Có 2 loại đường đơn phổ biến:

+ Đường 5 carbon: gồm ribose và deoxyribose.

+ Đường 6 carbon: gồm glucose, fructose, galactose.

Một số loại đường đơn

+ Đường glucose: có nhiều trong bộ phận của thực vật, nhất là các loại quả chín; chúng còn có ở mật ong, trong cơ thể người và động vật.

+ Đường fructose: có nhiều trong các loại quả có vị ngọt, đặc biệt trong mật ong làm cho mật ong có vị ngọt gắt.

- Tính chất:

+ Các loại đường đơn đều có vị ngọt, dễ tan trong nước.

+ Có tính khử do có nhóm –OH (tính chất này được ứng dụng để định lượng và định tính đường có trong nước tiểu).

+ Các đường đơn có thể liên kết với nhau để tạo thành đường đôi và đường đa.

c. Các loại đường đôi

- Cấu tạo: Đường đôi do hai phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic.

- Một số đường đôi phổ biến trong tế bào:

Gồm 3 loại đường đôi phổ biến:

+ Saccharose: gồm một phân tử glucose liên kết với một fructose, có nhiều trong thực vật đặc biệt là mía và củ cải đường.

+ Maltose (đường mạch nha): gồm 2 phân tử glucose, có trong mầm lúa mạch, kẹo mạch nha.

+ Lactose (đường sữa): gồm một phân tử glucose liên kết với một phân galactose, có trong sữa người và động vật.

Sự hình thành phân tử saccharose

- Tính chất: Saccharose, maltose, lactose đều tan trong nước và có vị ngọt.

d. Các loại đường đa

- Cấu tạo: Đường đa gồm nhiều phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic, có kích thước và khối lượng phân tử lớn.

- Một số loại đường đa phổ biến ở sinh vật là tinh bột (20% amylose và 80% amylopectin), cellulose, glycogen, chitin. Các loại đường đa này đều được cấu tạo từ các đơn phân là glucose hoặc dẫn xuất của glucose.

Cấu tạo thành tế bào thực vật từ cellulose

- Tính chất: Nhiều loại đường đa không tan trong nước.

e. Vai trò của carbohydrate

- Là nguồn năng lượng cung cấp cho các hoạt động sống (chủ yếu là glucose).

- Là nguồn năng lượng dự trữ của cơ thể (tinh bột ở thực vật, glycogen ở nấm và động vật).

- Tham gia cấu tạo nên một số thành phần của tế bào và cơ thể sinh vật. Ví dụ: Cellulose cấu tạo nên thành tế bào thực vật, chitin cấu tạo nên thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của côn trùng,…

- Có khả năng liên kết với protein, lipid tham gia cấu tạo màng sinh chất và kênh vận chuyển các chất trên màng.

- Tham gia cấu tạo nucleic acid (đường đơn 5 carbon gồm ribose và deoxyribose).

2. Lipid

a. Đặc điểm chung của lipid

- Được cấu tạo từ 3 nguyên tố chính: C, H, O.

- Không cấu tạo theo nguyên tắc đa phân.

- Không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ.

- Phân loại: Dựa vào cấu trúc phân tử, lipid được chia thành lipid đơn giản và lipid phức tạp.

b. Lipid đơn giản

- Gồm 3 loại:

+ Mỡ (có ở động vật): được cấu tạo từ các acid béo no, tồn tại ở trạng thái rắn.

+ Dầu (có ở thực vật và một số loài cá): cấu tạo từ các acid béo không no, tồn tại ở dạng lỏng.

+ Sáp: có ở mặt trên lớp biểu bì lá, mặt ngoài vỏ của một số trái cây, bộ xương ngoài của côn trùng, lông chim và thú.

Cấu tạo của mỡ động vật (a) và dầu thực vật (b)

c. Lipid phức tạp (Phospholipid)

- Phospholipid: gồm một phân tử glycerol liên kết với 2 acid béo và một nhóm phosphate; có tính lưỡng cực gồm 1 đầu ưa nước và một đầu kị nước.

- Steroid: gồm phân tử alcol mạch vòng liên kết với acid béo. Một số steroid có trong cơ thể như cholesterol, estrogen, testosterone, dịch mật, carotenoid và một số vitamin (A, D, E, K).

Cấu tạo của phospholipid (a) và steroid (b)

d. Vai trò của lipid

- Là nguồn dự trữ và cung cấp năng lượng cho cơ thể (mỡ và dầu).

- Là thành phần cấu tạo màng sinh chất (phospholipid, cholesterol).

- Tham gia vào nhiều hoạt động sinh lí của cơ thể như quang hợp ở thực vật (carotenoid), tiêu hóa (dịch mật) và điều hòa sinh sản ở động vật (estrogen, testosterone).

3. Protein

a. Đặc điểm chung của protein

- Là đại phân tử sinh học chiếm tỉ lệ nhiều nhất trong cơ thể sinh vật.

- Được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi đơn phân là các amino acid.

+ Có 20 loại amino acid. Các amino acid chỉ khác nhau ở gốc R.

+ Có hai nhóm amino acid: amino acid thay thế (là loại amino acid mà cơ thể có thể tự tổng hợp được) và amino acid không thay thế (là loại amino acid mà cơ thể không tự tổng hợp được). Cơ thể người có thể thu nhận protein từ một số nguồn thực phẩm giàu protein như thịt, cá, trứng, sữa,…

Mô hình cấu tạo amino acid

- Protein có tính đa dạng và đặc thù do số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp của 20 loại acid amin.

b. Các bậc cấu trúc của protein

Các bậc cấu trúc của protein

- Gồm 4 bậc cấu trúc không gian:

+ Cấu trúc bậc 1: Được hình thành do các amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide tạo thành chuỗi polypeptide có dạng mạch thẳng.

+ Cấu trúc bậc 2: Chuỗi polypeptide xoắn lại thành xoắn lò xo alpha hoặc gấp nếp tạo phiến gấp nếp beta. Cấu trúc này được giữ ổn định nhờ liên kết hydrogen giữa các amino acid đứng gần nhau.

+ Cấu trúc bậc 3: Chuỗi polypeptide bậc 2 tiếp tục co xoắn tạo thành cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng. Cấu trúc này được giữ ổn định nhờ liên kết hydrogen, cầu nối disulfite,…

+ Cấu trúc bậc 4: Một số phân tử protein được hình thành do sự liên kết từ hai hay nhiều chuỗi polypeptide bậc 3 tạo thành cấu trúc bậc 4.

- Cấu trúc không gian của protein có thể bị phá hủy khi chịu sự tác động của các yếu tố môi trường như nhiệt độ cao, kim loại nặng, độ pH,... gây biến tính protein. Khi protein bị biến tính, protein sẽ mất chức năng sinh học.

c. Vai trò của protein

Protein là sản phẩm cuối cùng của gene, đóng vai trò quan trọng đối với sự sống:

- Là thành phần cấu tạo nên tế bào và cơ thể. Ví dụ: protein cấu tạo nên màng sinh chất, tế bào cơ.

- Là nguồn dự trữ các amino acid. Ví dụ: albumin trong lòng trắng trứng gà.

- Xúc tác các phản ứng sinh hóa trong tế bào (enzyme). Ví dụ: enzyme amylase xúc tác phân giải tinh bột.

- Điều hòa các hoạt động sinh lí trong cơ thể (hormone). Ví dụ: insulin điều hòa đường huyết trong máu.

- Bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh (kháng thể).

- Tham gia vào chức năng vận động của tế bào và cơ thể.

- Tiếp nhận và đáp ứng các kích thích của môi trường (thụ thể nằm trên màng sinh chất).

4. Nucleic acid

a. Đặc điểm chung của nucleic acid

- Là đại phân tử sinh học được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân:

+ Mỗi đơn phân là một nucleotide.

+ Mỗi nucleotide được cấu tạo bởi 3 thành phần (đường 5C, base, gốc P) nhưng chỉ khác nhau ở thành phần base (có 2 loại base là purine A, G và pyrimidine C, T, U). Tên các base được dùng để đặt tên cho nucleotide.

Cấu tạo các loại nucleotide

- Có hai loại nucleic acid:

+ Deoxyribonucleic acid (DNA): cấu tạo từ bốn loại nucleotide A, T, G, C.

+ Ribonucleic acid (RNA): cấu tạo từ bốn loại nucleotide A, U, G, C.

* So sánh cấu tạo đơn phân của DNA và RNA:

b. Cấu tạo và chức năng của DNA

- Kích thước: Mỗi phân tử DNA thường có kích thước rất lớn, có thể lên đến hàng chục, thậm chí hàng trăm micrometer (µm).

- DNA có tính đa dạng và đặc thù do các phân tử DNA khác nhau về số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các nucleotide.

- Cấu trúc không gian:

+ DNA có cấu trúc xoắn kép gồm 2 mạch polynucleotide song song và ngược chiều nhau, xoắn đều từ trái sang phải. Hai mạch polynucleotide liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với T bằng 2 liên kết hydrogen, G liên kết với C bằng 3 liên kết hydrogen). DNA xoắn có tính chu kì: Mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp nucleotide, cao 34 A^o.

+ DNA của sinh vật nhân sơ có cấu trúc xoắn kép, dạng vòng, DNA của sinh vật nhân thực có cấu trúc xoắn kép, dạng không vòng.

Mô hình cấu trúc phân tử DNA

- Chức năng:

+ Lưu trữ thông tin di truyền: Thông tin di truyền trên DNA được lưu trữ dưới dạng trình tự sắp xếp các nucleotide tạo nên các gene (gene mang thông tin mã hóa cho một chuỗi polypeptide hoặc RNA). Một phân tử DNA chứa nhiều gene.

và truyền đạt thông tin di truyền.

+ Bảo quản thông tin di truyền: Nhờ có cấu trúc cuộn xoắn và liên kết với nhiều loại protein mà thông tin di truyền trên DNA được bảo quản chặt chẽ.

+ Truyền đạt thông tin di truyền: Thông tin di truyền trên DNA được truyền đạt qua các thế hệ nhờ quá trình tái bản DNA trong phân bào.

- Ứng dụng: Xác định quan hệ huyết thống, truy tìm tội phạm và nghiên cứu phát sinh loài.

c. Cấu tạo và chức năng RNA

- Cấu tạo: Có cấu tạo tương tự DNA, tuy nhiên hầu hết các RNA đều có mạch đơn, thẳng hoặc xoắn kép cục bộ.

- Phân loại: 3 loại chính là mRNA, tRNA, rRNA.

+ RNA thông tin (mRNA): được dùng làm khuôn cho quá trình dịch mã (tổng hợp protein), truyền đạt thông tin di truyền từ DNA đến ribosome.

+ RNA vận chuyển (tRNA): vận chuyển các amino acid đến ribosome để dịch mã, từ trình tự các nucleotide trên mRNA được dịch thành trình tự các amino acid trên protein.

+ RNA ribosome (rRNA): là thành phần chủ yếu cấu tạo nên ribosome (là nơi tổng hợp protein trong tế bào).

Cấu tạo của 3 loại RNA phổ biến

+ Ngoài ra, còn có snRNA tham gia tham gia hoàn thiện mRNA, snoRNA tham gia quá trình biến đổi hóa học các loại RNA, các miRNA và siRNA tham gia điều hòa biểu hiện gene.

- Chức năng:

+ Tham gia quá trình tổng hợp protein.

+ Ở một số virus, RNA có vai trò là vật chất di truyền mang thông tin quy định các đặc điểm cấu tạo của chúng.

Xem thêm lời giải bài tập Sinh học lớp 10 Cánh diều hay nhất, ngắn gọn khác:

Bài 7: Tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực

Bài 8: Cấu trúc của tế bào nhân thực

Bài 1: Giới thiệu chương trình môn sinh học. Sinh học và sự phát triển bền vững

Bài 2: Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

Bài 3: Giới thiệu chung về các cấp độ tổ chức của thế giới sống