Đáp án đúng là: C

- Cấu trúc bậc 1 là trình tự sắp xếp các gốc amino acid trong chuỗi polypeptide. Cấu trúc này được giữ vững nhờ liên kết peptide. Bởi vậy, sự phá vỡ liên kết hydrogen không ảnh hưởng đến cấu trúc bậc 1.

- Cấu trúc bậc 2 được giữ bền vững chủ yếu nhờ liên kết hydrogen được tạo thành giữa các nguyên tử H và O của các liên kết peptide. Bởi vậy, khi liên kết hydrogen bị phá vỡ, cấu trúc bậc 2 sẽ bị phá vỡ kéo theo đó cấu trúc bậc 3 và cấu trúc 4 (nếu có) của protein cũng sẽ bị phá vỡ.

Đáp án đúng là: B

- Liên kết hydrogen, tương tác kị nước là các liên kết yếu nên có lực liên kết yếu hơn liên kết ion.

- Liên kết peptide là liên kết giữa nhóm amino (NH2) của amino acid này với nhóm carboxyl (COOH) của amino acid bên cạnh, không phải là liên kết giữa các nhóm (-R).

Đáp án đúng là: D

Đường đa (polysaccharide) có chức năng cấu trúc là nhờ có nhiều liên kết hydrogen giữa các phân tử nằm cạnh nhau đảm bảo tính bền vững.

Đáp án đúng là: A

- Khi hạ nhiệt độ xuống < 4 độ C, các phân tử nước ở dạng rắn di chuyển chậm lại và luôn liên kết với 4 nguyên tử nước khác bằng các liên kết hydrogen, vì vậy, cấu trúc các phân tử nước thay đổi tạo thành mạng lưới.

- Cấu trúc mạng lưới có trật tự này ít dày đặc hơn cấu trúc không trật tự của nước dạng lỏng. Do đó, thể tích của nước đá tăng lên dẫn tới khối lượng riêng của nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lỏng.

Đáp án đúng là: D

Triglyceride (dầu, mỡ) là một loại lipid, được cấu tạo từ các acid béo và glycerol. Triglyceride đóng vai trò dự trữ năng lượng trong tế bào và cơ thể.

Đáp án đúng là: B

B. Sai. Tính kị nước của mỡ do mỡ có chứa một lượng lớn các liên kết C – H không phân cực, tạo nên các sợi dài và chứa ít nguyên tử oxygen.

- Thứ tự tăng dần về lực liên kết của các liên kết hóa học: Liên kết van der Wall → liên kết hydrogen → liên kết ion → liên kết cộng hóa trị.

- Giải thích:

+ Liên kết van der Wall là liên kết yếu, xảy ra khi các phân tử gần kề nhau do tương tác giữa các đám mây điện tử. Do đó, liên kết van der Wall yếu hơn liên kết hydrogen.

+ Liên kết ion là liên kết khi nguyên tử nhận thêm hoặc mất điện tử nó trở nên tích điện được và nó mạnh hơn liên kết hydrogen.

+ Liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa hai nguyên tử hay ion trong đó các cặp electron (e) sẽ được chia sẻ với nhau. Đây là loại liên kết mạnh, sự cộng hóa trị là mạnh nhất giữa các nguyên tử có độ âm điện tương đương nhau.

- Khi trời nóng, cơ thể chúng ta tiết ra nhiều mồ hôi. Mồ hôi tiết ra trên bề mặt da và khi chúng bốc hơi sẽ thu nhiệt từ cơ thể, nhờ đó, chúng ta sẽ cảm thấy mát.

- Tuy nhiên, những ngày nắng nóng mà độ ẩm trong không khí lại cao (độ ẩm là lượng hơi nước trong không khí) sẽ làm cho mồ hôi tiết ra nhưng quá trình bốc hơi lại diễn ra chậm, chúng đọng lại trên da và giữ nhiệt. Điều đó sẽ khiến chúng ta cảm thấy oi nóng và khó chịu.

- Trong quá trình giải mã, khi chuỗi polypeptide hình thành thì cứ 2 amino acid kế tiếp nối với nhau bằng liên kết peptide thì đồng thời giải phóng 1 phân tử nước, 3 axit amin nối với nhau bằng 2 liên kết peptode, đồng thời giải phóng 2 phân tử nước.

- Vì vậy, số phân tử nước cần tiêu thụ trong quá trình phân giải chuỗi polypeptide có 100 amino acid là: 100 - 1 = 99

Các loại protein chức năng như enzyme thường có cấu trúc hình cầu vì:

- Trong nhiều protein hình cầu có chức các gốc cysteine, sự tạo thành các liên kết disulfite giữa các gốc cysteine ở xa nhau trong chuỗi polypeptide, làm cho chuỗi bị cuộn lại đáng kể.

- Tất cả các enzyme đều là các protein hình cầu. Mỗi enzyme đều có 1 trung tâm hoạt động. Một số amino acid có nhóm R tham gia cấu tạo nên trung tâm hoạt động. Các amino acid tham gia vào trung tâm hoạt động lại không xếp kề nhau trong mạch polypeptide. Điều này chứng tỏ rằng sự cuộn lại phức tạp trong không gian của phân tử protein để hình thành cấu trúc bậc 3 đã kéo các amino acid từ các điểm khác nhau của mạch polypeptide đến gần nhau về mặt không gian, để hình thành trung tâm hoạt động của enzyme. Vì vậy, các protein chức năng như enzyme thường có cấu trúc hình cầu.

Trình tự đoạn mạch bổ sung với trình tự nucleotide để tạo thành đoạn mạch DNA kép:

- Vì hai chuỗi polypeptide liên kết ngược chiều nhau (3’-5’) và (5’-3’) bằng các liên kết hydrogen theo nguyên tắc bổ sung, A của mạch này luôn liên kết với T của mạch kia, C của mạch này liên kết với G của mạch kia.

5’-ATCTGCCATGG-3’

3’-TAGACGGTACC-5’

Những liên kết hóa học giữa các bộ phận của chuỗi polypeptide giúp duy trì cấu trúc bậc 2 của protein là:

- Cấu trúc bậc 2 là tương tác không gian giữa các gốc amino acid ở gần nhau trong chuối polypeptide.

- Cấu trúc này được làm bền chủ yếu nhờ liên kết hydrogen được tạo thành giữa liên kết peptide ở gần kề nhau, cách nhau những khoảng không xác định. Trong cấu trúc này có nhiều liên kết hydro với mức năng lượng nhỏ, vì vậy nó đảm bảo tính đàn hồi sinh học.

- Polymer được cấu tạo từ các phân tử đường đơn, ở đây là phân tử glucose.

- Công thức phân tử của một polymer (C₆H₁₂O₆)_n. Với n = 20

Vậy công thức phân tử của một polymer gồm 20 phân tử đường glucose là: (C₆H₁₂O₆)₂₀

- Cơ chế tác dụng của thuốc phần lớn là kết quả của sự tương tác giữa thuốc với receptor (thụ thể - chủ yếu là protein). Nếu biết được cấu hình không gian ba chiều của protein gây bệnh thì có thể chế tạo ra loại thuốc với cấu hình có thể gắn đặc hiệu và tương thích với protein (receptor), gây ra các phản ứng, chữa trị bệnh do protein này gây ra. Nghĩa là nguyên lý tương thích ổ khóa chìa khóa.

- Ngoài ra, khi biết được cấu hình không gian của protein gây bệnh, có thể chế tạo loại thuốc có tác dụng ức chế enzyme gây bệnh hoặc hoạt hóa enzyme, ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa hoặc quá trình điều hòa quá trình sinh hóa khi nó gây bệnh.

- Mỗi amino acid đều có thể tồn tại ở dạng đồng phân D và L. Mặc dù có sự tồn tại của 2 dạng L và D, nhưng các sinh vật chỉ tồn tại loại amino acid dạng L vì protein đầu tiên được hình thành từ các L – amino acid và nó thực hiện chức năng trong các cơ thể sống, từ đó chọn lọc tự nhiên suy trì sự chọn lọc L – amino acid trong quá trình tiến hóa. Ngoài ra, năng lượng để gắn các amino acid dạng L lại với nhau để hình thành nên chuỗi polypeptide phù hợp hơn, vì vậy chọn lọc tự nhiên ưu tiên dung các aminoa acid dạng L để cấu trúc protein.

- Trong lòng đỏ trứng gà có chứa nhiều lipid, protein và cholesterol. Điều này cho thấy rằng, đây là các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của phôi gà. Trứng nở là một quá trình cần phải cung cấp dinh dưỡng và vật chất cho phôi để duy trì sự phát triển của nó thành một con non khỏe mạnh.

+ Protein là thành phần cấu trúc tạo nên khung tế bào, tham gia vào mọi quá trình bên trong tế bào và quá trình phân chia.

+ Các thành phần khác như lipid và cholesterol có vai trò quan trọng trong quá trình ấp. Một số đóng vai trò là tiền chất cấu trúc thiết yếu cho các lớp lipid màng.

- Nguyên tố thiết yếu là nguyên tố mà cơ thể sinh vật cần để có một đời sống khoẻ mạnh, giúp sinh vật có thể sống, sinh trưởng và sinh sản một cách bình thường.

- Nguyên tố vi lượng hay còn gọi là nguyên tố vết là loại nguyên tố mà sinh vật chỉ cần một lượng rất nhỏ, nhưng nếu thiếu thì sinh vật sẽ không thể sinh trưởng và phát triển bình thường. Một số loại nguyên tố vi lượng cần cho mọi loại tế bào (ví dụ như Fe), trong khi một số loại tế bào cần những loại nguyên tố vi lượng đặc biệt (ví dụ: các tế bào tuyến giáp của động vật có xương sống cần nguyên tố vi lượng là iodine).

Hợp chất trong cơ thể người khiến cho lượng oxygen chiếm khối lượng lớn chính là nước. Vì:

- Nước có công thức cấu tạo là H₂O.

- Nước chiếm khoảng 70% khối lượng cơ thể người.

Nước có tính phân cực vì trong cấu trúc của nước có những phần mang điện tích trái dấu: Phân tử nước gồm một nguyên tử O liên kết với 2 nguyên tử H bằng hai liên kết cộng hoá trị. Do nguyên tử oxygen có độ âm điện cao hơn so với độ âm điện của nguyên tử hydrogen nên đôi điện tử góp chung trong liên kết cộng hoá trị giữa O và H bị kéo lệch hẳn về phía O. Kết quả là phần phân tử nước thường xuyên có nhiều điện tử hơn (O) sẽ tích điện tích âm nhiều hơn so với phần có ít electron (H).

- Vì độ âm điện của oxygen lớn hơn nhiều so với độ âm điện của hydrogen, do vậy, liên kết cộng hóa trị giữa H và O trong phân tử nước là liên kết cộng hóa trị phân cực khiến phân tử nước có tính phân cực. Do có tính phân cực nên nước có thể hoà tan nhiều chất phân cực khác và có vai trò quan trọng trong tế bào.

- Nếu độ âm điện của oxygen và hydrogen là như nhau thì liên kết cộng hoá trị giữa O và H trong phân tử nước là liên kết không phân cực, dẫn đến phân tử nước không thể là dung môi hoà tan các chất cần thiết cấu tạo nên tế bào cũng như tham gia vào các phản ứng hoá học của tế bào. Khi đó, nước không thể là thành phần chủ yếu cấu tạo nên tế bào.

Nếu nước ở trạng thái rắn nặng hơn nước ở trạng thái lỏng thì ở những vùng cực của Trái Đất, khi nhiệt độ khí quyển hạ xuống dưới 0 ^oC, nước trên bề mặt sẽ đóng băng và chìm xuống đáy, dẫn đến toàn bộ lượng nước ở đại dương, sông, suối,… sẽ bị đóng băng từ trên xuống dưới. Khi toàn bộ nước bị đóng băng thì các sinh vật sống ở các vùng cực về mùa đông sẽ bị chết nếu không có được các cơ chế thích nghi đặc biệt.

Polymer là các phân tử có kích thước lớn (các đại phân tử) được cấu tạo từ một hoặc một số loại đơn phân nhất định. Do đó, không phải tất cả các hợp chất hữu cơ trong tế bào đều là các polymer. Trong các loại phân tử hữu cơ chính của tế bào là carbohydrate, protein, lipid và các loại nucleic acid, lipid không được gọi là các polymer vì chúng không được cấu tạo từ các đơn phân; chỉ có carbohydrate, protein và nucleic acid là được cấu tạo từ các đơn phân nên được gọi là các polymer.

Khi tiêu hoá thức ăn chứa các thành phần như tinh bột, protein và các loại nucleic acid lại cần phải sử dụng nước vì: Phản ứng phân giải các liên kết cộng hoá trị giữa các đơn phân trong các loại polymer như tinh bột, protein và các nucleic acid là phản ứng thủy phân. Cụ thể, để bẻ gãy một liên kết giữa các đơn phân cần tiêu tốn một phân tử nước.

- Trong các loại phân tử sinh học, protein là loại đảm nhận nhiều chức năng nhất.

- Giải thích: Chức năng của một phần tử được quy định bởi cấu hình không gian ba chiều của phân tử và các loại nhóm chức có trong phân tử. Mà protein được cấu tạo từ khoảng 20 loại amino acid khác nhau, các amino acid có các nhóm chức (nhóm –R) khác nhau, do đó, với số lượng, trình tự sắp xếp và thành phần các loại amino acid đã tạo nên vô số phân tử protein đa dạng về cấu hình không gian và các loại nhóm chức. Trong khi đó, các loại phân tử sinh học khác chỉ được cấu tạo từ một số lượng đơn phân ít hơn nhiều so với số lượng đơn phân trong protein nên chúng kém đa dạng hơn về cấu hình không gian dẫn đến có ít chức năng hơn.

- Trong 2 loại nucleic acid là DNA và RNA, DNA bền vững hơn.

- Giải thích:

+ DNA được cấu tạo từ 2 chuỗi polynucleotide liên kết với nhau bởi các liên kết hydrogen (A-T; G-C). Mặc dù liên kết hydrogen là các liên kết yếu nhưng vì có rất nhiều liên kết hydrogen trong phân tử nên cũng tạo cho cấu trúc phân tử DNA sự bền vững tương đối. Hơn nữa, do được cấu tạo từ 2 chuỗi nên trong DNA, nếu một mạch xảy ra sai sót thì mạch còn lại được dùng làm khuôn để sửa chữa, do vậy, cũng làm tăng độ ổn định của phân tử.

+ Còn RNA được cấu tạo từ 1 chuỗi polynucleotide nên kém bền vững hơn DNA. Ví dụ: mRNA được cấu tạo từ một mạch thẳng nên chỉ tồn tại trong khoảng thời gian rất ngắn.

- Chức năng của phân tử sinh học phụ thuộc vào cấu hình không gian ba chiều của phân tử và phụ thuộc vào các nhóm chức gắn trên bộ khung hydrocarbon.

- DNA được cấu tạo từ 2 chuỗi polynucleotide liên kết với nhau bằng các liên kết hydrogen tạo nên một phân tử rất dài, với đường kính ổn định.

- RNA được cấu tạo từ 1 chuỗi polynucleotide nên các base của chúng có thể liên kết với nhau trong cùng một mạch tạo nên các cấu hình không gian rất khác nhau. Đồng thời, các base trên RNA cũng có thể liên kết với các phân tử protein cũng như các phân tử khác tạo nên nhiều cấu hình không gian khác nhau.

→ Do RNA có thể tồn tại ở nhiều cấu hình không gian khác nhau nên RNA có nhiều chức năng hơn DNA.