Đang tải... (xem toàn văn)
Khi mua 25 đề thi HSG Sinh học 10 năm 2023 được tặng tài liệu này; Tài liệu này khái quát kiến thức trọng tâm về các phân tử sinh học, có các câu hỏi bài tập vận dụng được chọn lọc trong các đề thi HSG Sinh 10 ( có bản word)
Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học Ngày 16 tháng 11 năm 2023 CHUYÊN ĐỀ CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC I Carbohydrate (saccarit = đường bột) - Được cấu tạo từ C, H, O theo công thức chung (CH2O)n - Gồm: Đường đơn (monoaccarit): gồm tử – cacbon/phân tử * Tính chất: - Là chất kết tinh có vị tan nước - Có đặc tính khử mạnh - Dùng dung dịch Phêlinh để thử tính khử tạo kết tủa Cu2O màu đỏ gạch Glucôzơ + 2CuO → Cu2O ↓ + ½ O2 * Vai trị: - Cung cấp lượng cho tế bào VD: glucôzơ - Làm nguyên liệu để tạo đường đôi, đường đa; tham gia tạo thành phần TB VD đường pentôzơ tham gia cấu tạo ADN, ARN - Đường glucôzơ loại đường đơn dễ bị ơxi hóa tạo lượng Mặt khác chúng có tính khử, dễ hịa tan nước bị khuếch tán qua màng tế bào nên dễ bị hao hụt - Đường glucôzơ loại đường đơn dễ bị ơxi hóa tạo lượng Mặt khác chúng có tính khử, dễ hịa tan nước bị khuếch tán qua màng tế bào nên dễ bị hao hụt Đường đô : gồm phân tử đường đơn loại hay khác loại liên kết với nhờ liên kết glycosidic loại phân tử nước * Tính chất: - Có vị tan nước * Vai trò: - Là đường dạng vận chuyển thể dùng làm chất dự trữ cacbon lượng - Đường saccarozo mantozo đường đôi saccarozo lại khơng có tính khử? cách để phân biệt hai loại đường ống nghiệm: - Đường saccarozo tính khử khơng có nhóm OH-glycosidic vị trí số tự - Để phân biệt: dùng dung dịch Fehling (Cu(OH)2.H2O) dung dịch có kết tủa đỏ gạch đường mantozo đường có tính khử Dung dịch cịn lại đường saccarozo Đường đa: Gồm nhiều đường đơn liên kết với * Tính chất: - Là chất đa phân, không tan nước * Các dạng thường gặp a Tinh bột: + Gồm nhiều phân tử glucôzơ liên kết với theo kiểu phân nhánh + Là dạng dự trữ cacbon lượng thực vật nguồn lương thực chủ yếu người Có nhiều củ, hạt + Tinh bột nặng dự trữ dài hạn sử dụng thực vật, thực vật có đời sống cố định, ngồi tinh bột khơng có khả khuếch tán hiệu ứng thẩm thấu đồng thời thực vật khơng có quan hoocmon chuyển hóa glycogen (và ngược lại động vật) nên tinh bột nguồn dự trữ + Tinh bột dự trữ lý tưởng khơng khuếch tán khỏi tế bào khơng có hiệu ứng thẩm thấu + Do nhiều phân tử glucozơ liên kết với liên kết α-1,4 glicozit dạng phân nhánh khơng phân nhánh nên có dạng xoắn lị xo GV: Trần Đức Hải Ơn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học + Bắt màu đặc trưng với iot + Tinh bột có 70% amilơpectin có mạch phân nhánh, 30% amilơzơ có mạch thẳng b Glycogen: + Nhiều phân tử glucôzơ liên kết với thành phân tử có cấu trúc phân nhánh phức tạp + Là dạng dự trữ cacbon lượng thể động vật Có nhiều gan + Glycôgen chất dự trữ ngắn hạn, tích trữ gan thể động vật Động vật thường xuyên hoạt động, di chuyển nhiều => cần nhiều lượng cho hoạt động sống: + Glycơgen có cấu trúc đại phân tử, đa phân tử, đơn phân glucozơ Các đơn phân liên kết với liên kết glycosidic => Dễ dàng bị thuỷ phân thành glucôzơ cần thiết + Glycôgen có kích thước phân tử lớn nên khơng thể khuếch tán qua màng tế bào + Glycơgen khơng có tính khử, khơng hồ tan nước nên khơng làm thay đổi áp suất thẩm thấu tế bào + Glycogne có α glucose liên kết với liên kết 1-4 glycosidic tạo thành mạch phân nhánh nhiều c Cellulose: + Xenlulozơ có nhiều tất hợp chất hữu khác thể thực vật, ngun liệu cấu trúc tế bào + Xenlulozơ hợp chất trùng hợp (pôlime) nhiều đơn phân loại glucozơ, đơn phân nối với liên kết β - glycosidic tạo nên đan xen "sấp", "ngửa" nằm dải băng duỗi thẳng khơng có phân nhánh + Nhờ liên kết liên kết hidro phân tử nằm song song song với hình thành nên bó dài dạng vi sợi, sợi khơng hịa tan xếp dạng lớp xen phủ tạo nên cấu trúc dai (nên cấu trúc lí tưởng) - Điểm giống khác Tinh bột, Glicogen Xenlulozơ: * Giống nhau: - Cấu tạo từ nguyên tố C, H, O - Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân glucozơ - Được hình thành phản ứng trùng ngưng loại nước - Liên kết đơn phân liên kết glicozit * Khác nhau: Tinh bột Glicogen Xenlulozơ - Số nguyên tử C có phân tử - Các đơn phân đồng ngửa, mạch có phân nhánh bên - Chất dự trữ thực vật - Số nguyên tử C có phân tử - Các đơn phân đồng ngửa, mạch có phân nhánh bên - Số nguyên tử C có phân tử - Các đơn phân sấp, ngửa, mạch phân nhánh bên - Cấu tạo thành tế bào thực vật - Chất dự trữ động vật, nấm d Chitin: là một polymer chuỗi dài N-Acetylglucosamine, dẫn xuất glucose Chúng tồn dạng chất rắn, có màu trắng ngà vàng nhạt, dạng vẩy dạng bột, khơng có mùi khơng vị - Tên gọi khác: Kitin -Công thức phân tử: (C8H13O5N)n GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học - Chitin hay kitin polysaccharide mạch thẳng, polymer nhiều đơn vị N-acetylglucosamine (một dẫn xuất glucose) nối với nhờ cầu β-1,4glucoside. - Chitin thành phần đặc trưng thành tế bào nấm, khung xương động vật chân đốt (động vật giáp xác, côn trùng), răng, mỏ, vỏ bên động vật thân mềm, kể bạch tuộc, mực vảy, mô cá, lissamphibia HỆ THỐNG CÂU HỎI VẬN DỤNG Câu Yếu tố tạo nên đa dạng đường đơn? - Tùy vào loại nhóm chức mà phân thành đường aldose đường ketose - Tùy vào số nguyên tử cacbon có mạch cacbon mà phân thành loại đường - Triozo (3C) Tetroze ( 4C), Pentoze (5C),… - Tùy vào loại đồng phân quang học dạng D,L α,β - Tùy thuộc vào khả tạo mạch vịng mà có dạng vịng cạnh Furanozo, vòng cạnh Piranozo Câu Tại thực vật lại dự trữ tinh bột động vật lại dự trữ glycoge chất có cấu tạo hóa học gần giống nhau? - Ở động vật thường xuyên hoạt động di chuyển nhiều nên đòi hỏi nhiều lượng cho hoạt động sống nên dự trữ lượng dạng glycogen dễ huy động, dễ phân hủy nguồn lượng dự trữ ngắn hạn tích trữ gan glycogen dễ phân giải tạo lượng tinh bột tinh bột có cấu trúc phân nhánh,% chất khơng tan nước nhiều nên khó sử dụng - Tinh bột nặng dự trữ dài hạn sử dụng thực vật, thực vật có đời sống cố định, ngồi tinh bột khơng có khả khuếch tán hiệu ứng thẩm thấu đồng thời thực vật quan hoocmon chuyển hóa glycogen (và ngược lại động vật) nên tinh bột nguồn dự trữ - Tinh bột dự trữ lý tưởng khơng khuếch tán khỏi tế bào khơng có hiệu ứng thẩm thấu Câu 3: Vì tế bào thực vật khơng dự trữ glucơzơ mà thường dự trữ tinh bột? Hãy khác biệt cấu trúc phân tử tinh bột xenlulozơ? Hướng dẫn: Tế bào thực vật không dự trữ glucôzơ mà thường dự trữ tinh bột: - Tinh bột khơng tạo áp suất thẩm thấu, cịn glucozơ tạo áp suất thẩm thấu - Tinh bột khó bị ơxi hóa, cịn glucozơ dễ bị ơxi hóa (tính khử mạnh) Sự khác biệt cấu trúc phân tử tinh bột xenlulozơ: Tinh bột Xenlulozơ - Do nhiều phân tử glucozơ liên kết với - Do nhiều phân tử glucozơ liên kết với liên kết α-1,4 glicozit dạng phân liên kết β-1,4 glicozit dạng không nhánh không phân nhánh nên có dạng phân nhánh nên có dạng mạch thẳng xoắn lị xo - Khơng bắt màu đặc trưng với iot - Bắt màu đặc trưng với iot Câu Tại xenlulozơ xem hợp chất cấu trúc lí tưởng cho thành (vách) tế bào thực vật? - Xenlulozơ có nhiều tất HCHC khác thể thực vật, nguyên liệu cấu trúc tế bào - Xenlulozơ hợp chất trùng hợp (pôlime) nhiều đơn phân loại glucozơ, đơn phân nối với liên kết β - glucozit tạo nên đan xen "sấp", "ngửa" nằm dải băng duỗi thẳng khơng có phân nhánh Nhờ liên kết liên kết hidro phân tử GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học nằm song song song với hình thành nên bó dài dạng vi sợi, sợi khơng hịa tan xếp dạng lớp xen phủ tạo nên cấu trúc dai (nên cấu trúc lí tưởng) Câu Glycogen (và amylopectin) polymer glucose có phân nhánh Chuỗi mạch thẳng polymer bao gồm liên kết α (1 → 4) chuỗi phân nhánh hình thành liên kếtα (1 → 6) (Hình 1) Trong trình phân giải tế bào, gốc glucose giải phóng từ đầu tận chuỗi enzyme phosphorylase phía vị trí phân nhánh Sau đó, liên kết α (1 → 6) nhánh bị cắt enzyme cắt nhánh a) Vì chất dự trữ lượng ngắn hạn lí tưởng tế bào động vật glycogen mà đường glucose? b) Cho phân tử glycogen gồm 10000 gốc glucose, 10 gốc phân nhánh, có khoảng chuỗi nhánh đầu tận cắt phosphorylase? c) Để phân giải glycogen phosphorylase nồng độ dư thừa enzyme cắt nhánh nồng độ dư thừa, chọn đồ thị thích hợp cho phân cắt enzyme (phosphorylase enzyme cắt nhánh) từ đồ thị bên Giả sử phosphorylase phân cắt tất gốc glucose chuỗi thẳng không phân nhánh Nội dung a - Đường glucôzơ loại đường đơn dễ bị ơxi hóa tạo lượng Mặt khác chúng có tính khử, dễ hòa tan nước bị khuếch tán qua màng tế bào nên dễ bị hao hụt - Glycơgen chất dự trữ ngắn hạn, tích trữ gan thể động vật Động vật thường xuyên hoạt động, di chuyển nhiều => cần nhiều lượng cho hoạt động sống: + Glycơgen có cấu trúc đại phân tử, đa phân tử, đơn phân glucozơ Các đơn phân liên kết với liên kết glucôzit => Dễ dàng bị thuỷ phân thành glucơzơ cần thiết + Glycơgen có kích thước phân tử lớn nên khuếch tán qua màng tế bào + Glycơgen khơng có tính khử, khơng hồ tan nước nên không làm thay đổi áp suất thẩm thấu tế bào B Số chuỗi nhánh đầu tận cắt phosphorylase khoảng: 10000/10 = 1000 1000/2 = 500 Giải thích: enzyme phosphorylase thủy phân gốc glucose nhánh đến gần điểm chia nhánh dừng lại, sau enzyme cắt nhánh hoạt động (enzyme cắt nhánh có hoạt tính: chuyển nhánh α1-4 cắt nhánh α1-6), enzyme cắt nhánh chuyển monomer lại sang nhánh lại thủy phân glucose vị trí α1-6 Vì lý số chuỗi nhánh đầu tận GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học đc cắt phosphorylase nửa số lần phân nhánh phân tử glycogen C - - Enzyme phosphorylase: đồ thị (3), giải thích ý b, hoạt động enzyme phosphorylase cắt nửa số nhánh đầu tận nên số polymer glucose lại nửa so với ban đầu Enzyme cắt nhánh: đồ thị (1) enzyme cắt nhánh α1-6 chuyển nhánh với gốc α1-4 không thủy phân tạo monomer nên số polymer glucose giữ nguyên Câu Hình mô ba chất A, B, C polysaccharide Hãy cho biết tên chất A, B, C? So sánh cấu trúc vai trò ba chất tế bào? Hướng dẫn chấm Nội dung 1.1 * Tên ba chất: A- Tinh bột; B- Glycogen; C- Cellulose * So sánh: - Giống nhau: Cùng có cấu tạo đa phân, đơn phân phân tử glucose - Khác nhau: Hợp chất Cấu trúc Vai trò hợp chất α Tinh bột Các glucose liên kết với liên kết 1-4 glycosidic tạo Là chất dự trữ thành mạch Amylose không phân nhánh mạch Amylopectin tế bào thực phân nhánh vật Glycogen Các α glucose liên kết với liên kết 1-4 glycosidic tạo Là chất dự trữ thành mạch phân nhánh nhiều tế bào động vật β Cellulose Các glucose liên kết với liên kết 1-4 glycosidic Cấu trúc thành tế không phân nhánh tạo thành sợi, bền bào thực vật Một loại polysaccharide X cấu tạo phân tử glucose liên kết với liên kết 1β - glicosidit thành mạch thẳng không phân nhánh a Tên loại polysaccharide X gì? b Chất Y thành phần cấu tạo nên lớp vỏ ngồi trùng giáp xác Hãy cho biết đơn phân cấu tạo nên chất hóa học này? c So sánh X Y? Vì Y có tính chất dai cực bền? Ứng dụng chất Y đời sống? GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 A Loại polysaccarit X cellulose b Các phân tử Sinh học b Chất hóa học Y thành phần cấu tạo nên vỏ ngồi trùng giáp xác, nên Y chitin - Đơn phân cấu tạo nên chitin Glucose liên kết với N- axetylglucosamine c So sánh X Y: - Giống nhau: cellulose chitin chất trùng hợp từ đơn phân glucozơ nối với liên kết 1β - glicosidic - Khác nhau: Kitin có nhóm – OH thay nhóm phức – HC-CO-CH3 Sự khác biệt làm cho chuỗi có nhiều liên kết hidro làm cho chitin dai cực bền Ứng dụng: làm tự tiêu phẫu thuật y học, chitin chuyển thành kitodan ứng dụng nông nghiệp làm tăng suất trồng, nẩy mầm rễ , công nghiệp làm tăng độ bền gỗ, phim ảnh Câu Để xác định mức độ phân nhánh (liên kết α-1,6-glycoside) amilopectin người ta tiến hành sau: - Mẫu amilopectin xử lí methyl hóa tồn với chất methyl hóa (methyl iodine) nhóm H OH gốc CH3, chuyển sang –OCH Sau đó, tất liên kết glycoside mẫu thủy phân dung dịch acid - Dựa vào lượng 2,3-di-O-methylglucose người ta xác định số điểm phân nhánh amilopectin Giải thích sở quy trình này? TL: - Amilopectin có cấu trúc phân nhánh, điểm phân nhánh có mặt liên kết α-1,6-glycoside Có nghĩa amilopectin có cấu trúc mạch thẳng với liên kết α-1,4-glycoside cấu trúc mạch nhánh với liên kết α-1,6-glycoside - Khả methyl hóa thực vị trí nhóm OH tự => thủy phân liên kết glycoside dung dịch acid tạo sản phẩm 2,3-di-O-methylglucose (glucose tham gia vào liên kết vị trí C số 1, 6) 2,3,6-tri-O- methylglucose (glucose tham gia vào liên kết vị trí C số 1, 4) => từ hàm lượng 2,3-di-O-methylglucose xác định mức độ phân nhánh amilopectin 1.1 Em phân biệt chất A, B hình đặc điểm cấu tạo, tính chất A B Sucrose Phân biệt A B Maltose, Đặc điểm A B Cấu tạo - Được cấu tạo từ phân tử Glucose liên kết - Được cấu tạo từ phân tử Glucose với liên kết 1,4 glycosidic phân tử Fructose liên kết với liên kết 1,2 glycosidic GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học Tính chất - Có tính khử - Khơng có tính khử Câu Vì chất dự trữ lượng ngắn hạn lí tưởng tế bào động vật glycôgen mà đường glucozơ? - Glycôgen chất dự trữ ngắn hạn, tích trữ gan thể động vật Đv thường xuyên hoạt động, di chuyển nhiều -> cần nhiều lượng cho hoạt động sống: + Glycơgen có cấu trúc đại phân tử, đa phân tử, đơn phân glucozơ Các đơn phân liên kết với liên kết glucôzit -> Dễ dàng bị thuỷ phân thành glucôzơ cần thiết + Glycơgen có kích thước phân tử lớn nên khơng thể khuếch tán qua màng tế bào + Glycôgen tính khử, khơng hồ tan nước nên khơng làm thay đổi áp suất thẩm thấu tế bào Câu Đường glucôzơ loại đường đơn dễ bị ơxi hóa tạo lượng Mặt khác chúng có tính khử, dễ hịa tan nước bị khuếch tán qua màng tế bào nên dễ bị hao hụt a Nêu đặc điểm cấu tạo, tính chất vai trị glucơzơ tế bào b Nêu điểm khác tinh bột xenlulôzơ ĐA a - Cấu tạo: đường đơn có cacbon, cơng thức C6H12O6 => 0,25 điểm - Tính chất: vị ngọt, tan nước, có tính khử => 0,5 điểm - Vai trò: cung cấp lượng cho tế bào, tham gia cấu trúc nên đường đôi, đường đa => 0,25 điểm Đặc điểm Tinh bột Xenlulozo Đơn phân α glucozo β Glucozo Liên kết đơn phân 1,4 α glicozit 1,6 α glicozit 1,4 β glicozit Liên kết hidro Giữa xoắn amilozo, số Giữa phân tử xenlulozo lượng nằm song sóng với nhau, số lượng nhiều Sự phân nhánh cấu Có phân nhánh Khơng phân nhánh trúc Tính tan Tan nước nóng Khơng tan nước Enzim phân giải amilaza xenlulaza Nhận biết Nhuộm màu tím đen với thuốc thử Không bắt màu với thuốc Kali iot nhuộm Kali iot Vai trò Cung cấp, dự trữ lượng cho tế Cấu tạo nên thành tế bào thực bào vật 10 Trong thí nghiệm nhận biết tinh bột, lấy 4ml dung dịch hồ tinh bột 1% cho vào ống nghiệm cho vào vài giọt thuốc thử lugol dung dịch chuyển màu xanh đen Đun ống nghiệm lửa đàn cồn đến dung dịch màu hồn tồn để nguội nhiệt độ phịng lại xuất màu xang đen Lặp lại thí nghiệm đến lần dung dịch màu hồn tồn a Hãy giải thích kết thí nghiệm b Làm để chứng minh gải thích đúng? - Dung dịch hồ tinh bột gặp dung dịch thuốc thử lugol (hỗn hợp KI I 2) tạo phức chất có màu xanh dương (da trời, xanh lam), đun nóng màu xanh, để nguội lại xuất màu xanh. Nguyên nhân dạng amylozơ tinh bột tạo cấu trạng (cấu dạng) hình xoắn ốc phân tử I bị giữ ống tạo phức chất có màu xanh dương Khi đun nóng cấu trạng xoắn ốc bị phá hủy, GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học khơng cịn màu xanh nữa, để nguội lại tái tạo dạng ống nên I2 lại bị nhốt ống này, xuất màu xanh trở lại. Sau nhiều lần đun I2 bị thăng hoa hết dung dịch chuyển màu suốt b Thí nghiệm chứng minh: - Nếu iot thăng hoa hết tiếp tục nhỏ vài giọt dung dịch lugol vào ống nghiệm, dung dịch xuất màu xanh đen trở lại - Không phải tinh bột bị thủy phân: chứng minh cách cho vài giọt thuốc thử phêling đun lửa đền cồn không xuất kết tủa màu đỏ gạch Câu 11 Cho hợp chất có cấu trúc sau: Hãy cho biết tên chất A, B, C Phân biệt cấu trúc chức chất A C Trình bày cách đơn giản để phân biệt chất A C A Tinh bột (0,25 điểm) B- Xenlulozo (0,25 điểm) C- Glicogen (0,25 điểm) 2.Phân biệt Cấu trúc Tinh bột Glicogen - Amylose : Không phân Phân nhánh nhiều nhánh - Amilopectin : phân nhánh Là chất dự trữ thực vật Là chất dự trữ của động vật (0,25 điểm) (0,25 điểm) (0,25 điểm) Vai trò c - Nhận biết : + Tinh bột + KI : phức màu xanh tím (0,25 điểm) + Glicogen + KI : phức màu đỏ tím (0,25 điểm) Câu 12 a Hãy giải thích dùng thuốc thử lugol để nhận biết tinh bột ta thấy có màu xanh đậm đun nóng lại màu để nguội màu sắc nhận biết lại xuất hiện? GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học b Cho chất sau đây: pepsin, ADN đường glucozo Nếu tăng dần nhiệt độ mức độ biến đổi cấu trúc chất sâu sắc nhất? Giải thích a - Thuốc thử lugol dung dịch chứa 5% I2 10% KI - Các phân tử I2 liên kết với cấu trúc xoắn mạch amilozo tinh bột liên kết hóa học yếu tạo hợp chất có màu xanh - Khi đun nóng, chuỗi xoắn duỗi liên kết yếu cấu trúc bị phá vỡ khơng có khả liên kết với I2 nên màu - Khi hạ nhiệt độ, liên kết yếu lại hình thành nên cấu trúc xoắn tái lập I2 lại có khả liên kết, màu sắc nhận biết lại xuất Câu 13 a Điều khiến tinh bột cellulose có cấu tạo từ đơn phân glucose lại có tính chất chức khác nhau? b.Tại nhỏ dung dịch KI lên mẫu mô bị nghiền nát cho kết màu xanh tím tinh bột, cịn cho màu đỏ tím glicogen? a Tinh bột cellulose có cấu tạo glucose lại có tính chất chức khác Do khác cấu trúc dẫn đến khác chức loại phân tử: *Cellulose: - Các phân tử glucose liên kết với liên kết 1,4- β glycoside tạo thành chuỗi thẳng không phân nhánh - Các phân tử cellulose khơng cuộn xoắn mà duỗi thẳng, hình thành liên kết hidrogen phân tửu nằm song song với => Các phân tử cellulose có tính bền dai, chắn, khơng tan nước ưa nước nên phù hợp với chức cấu trúc thành tế bào thực vật *Tinh bột: - Chứa mạch thẳng (các phân tử glucose liên kết với liên kết 1,4 α glycoside) mạch phân nhánh (các đơn phân liên kết liên kết 1,4 α glycoside 1,6 α glycoside) => Tinh bột không tan nước, không khuyếch tán khỏi tế bào Dễ bị thủy phân enzyme amilase thành glucose cung cấp cho hơ hấp tế bào Vì tinh bột phù hợp với chức dự trữ lượng b Giải thích thí nghiệm: - Tinh bột có 70% amilơpectin có mạch phân nhánh, 30% amilơzơ có mạch thẳng Khi iơt tan dịch mơ có chứa tinh bột phân tử iôt kết hợp với amilôzơ bên xoắn tạo màu xanh tím - Glicơgen có mạch phân nhánh mạnh, phức tạp, iôt liên kết với mạch phân nhánh cho màu đỏ tím Câu 14 Có ống nghiệm: Ống 1: Cho vào gam bột gạo nghiền nhỏ, thêm nước cất, khuấy đều, đun sôi, để nguội Ống 2: Cho vào gam gan động vật nghiền nhỏ, lọc qua vải, đun sơi, để nguội sau thêm ml cồn 960 Nhỏ vào ống nghiệm vài giọt dung dịchGlugol (I2 + KI) So sánh màu hai ống nghiệm.Giải thích Cho biết điểm giống khác tinh bột glicôgen Nội dung GV: Trần Đức Hải Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học Ống 1: Màu xanh tím Ống 2: Màu nâu đỏ Giải thích: Ống 1: Khi đun sôi bột gạo thu dung dịch hồ tinh bột, dung dịch phản ứng với iôt tạo phức màu xanh tím Ống 2: Dịch lọc gan lợn chứa nhiều glicôgen nên cho màu nâu đỏ phản ứng với iôt So sánh tinh bột glicôgen: Giống nhau: - Đều đại phân tử hữu có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân glucôzơ, đơn phân liên kết với liên kết glicơzit - Đều khơng có tính khử, khơng tan, khó khuếch tán Khác : Tinh bột: hỗn hợp chuỗi mạch thẳng amilôzơ amilôpectin phân nhánh (24-30 đơn phân có nhánh) Glicơgen: Mạch phân nhánh dày (8-12 đơn phân phân nhánh) Câu 15 So sánh Tinh bột; Glicogen; Xenlulozơ? * Giống nhau: - Cấu tạo từ nguyên tố C, H, O - Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân glucozơ - Được hình thành phản ứng trùng ngưng loại nước - Liên kết đơn phân liên kết glicozit * Khác nhau: Tinh bột Glicogen Xenlulozơ - Số nguyên tử C có phân tử - Các đơn phân đồng ngửa, mạch có phân nhánh bên - Chất dự trữ thực vật - Số nguyên tử C có phân tử - Các đơn phân đồng ngửa, mạch có phân nhánh bên - Chất dự trữ động vật, nấm - Số nguyên tử C có phân tử - Các đơn phân sấp, ngửa, khơng có mạch phân nhánh bên - Cấu tạo thành tế bào thực vật Câu 16 a Hình bên mô tả đa dạng nguyên tố tế bào sống, theo đó, nguyên tố C,H,O chiếm tới 95% tế bào, nguyên tử tồn theo tỉ lệ C:H:O = 1:2:1 tương ứng với công thức cấu tạo cacbohidrat (CH 2O) Điều kết luận hợp chất tồn tế bào sống hầu hết đường hay khơng? Vì sao? b Vì chất dự trữ lượng ngắn hạn lí tưởng tế bào động vật glycơgen mà đường glucozơ? a Không thể kết luận vì: Theo BMC 2016 - Phần lớn nguyên tử H O (70%) tế bào sống thành phần cấu tạo nước - Phần lại hỗn hợp chất đường, axit amin, axit nucleic, lipit toàn phân tử đại phân tử tạo nên tế bào sống, nên tỉ lệ nguyên tử tương đương với CTHH cacbohydrat trùng hợp ngẫu nhiên GV: Trần Đức Hải 10 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học với axit béo, gốc phosphate - gốc phosphate liên kết với nhóm ưa nước khác choline acetyl choline Chức loại lipid tham gia cấu tạo nên màng tế bào b.- Axit béo không no, cấu trúc có nối đơi, chúng cấu tạo nên phospholipid xuất màng sinh chất tế bào thích nghi với điều kiện nhiệt độ thấp, có mặt nối đôi cản trở đông đặc lipid nhiệt độ thấp bảo vệ cấu trúc màng - Axit béo no, cấu trúc có nối đơn, chúng cấu tạo nên phospholipid xuất màng sinh chất tế bào thích nghi với điều kiện nhiệt độ cao, chúng có chức trì tính ổn định màng điều kiện nhiệt độ cao chuyển động nhiệt xảy mạnh 13 Cơlestêrơn cần cho thể lại gây nguy hiểm cho thể do: - Côlestêrôn thành phần xây dựng nên màng tế bào - Cơlestêrơn ngun liệu để chuyển hóa thành hoocmơn sinh dục quan trọng testostêrôn, ơstrôgen…nên chúng cần cho thể - Cơlestêrơn q thừa tích lũy lại thành mạch máu gây nên xơ vữa động mạch nguy hiểm dễ dẫn đến bị đột quỵ 14 Nếu phải chiên, rán đồ ăn nên dùng dầu thực vật hay mỡ động vật? Giải thích Nói “bơ thực vật nguồn cung cấp acid béo khơng no cần thiết cho người” có không? Tại sao? ĐA: chứa liên kết đơn, cho phép axit béo “xếp” chặt bền, chịu nhiệt độ cao - Dầu thực vật triglycerides dễ bị oxy hóa phân tử chứa chất béo chưa bão hòa, liên kết không no bị bẻ gẫy nhiệt độ cao kết hợp với oxy tạo thành aldehyde Các aldehyde vào thể phá vỡ chế tự bảo vệ tế bào, làm giảm khả sửa chữa tổn thương DNA, khiến cho tế bào dễ dàng bị đột biến, tạo thành tế bào ác tính, dẫn đến ung thư Khi chiên, rán chịu nhiệt độ cao không nên sử dụng dầu thực vật (trừ dầu dừa,… ) - Bơ thực vật dầu thực vật làm cứng, chất béo không no dầu thực vật chuyển thành chất béo no cách nhân tạo cách thêm hydrogen biến acid khơng no có lợi thành hợp chất có hại Ngồi q trình làm cứng cịn tạo chất béo đồng phân xa lạ với thể người Nói “bơ thực vật nguồn cung cấp acid béo không no cần thiết cho người” không 15 Vì phơtpholipit có tính lưỡng cực? Tại phôtpholipit thành phần cấu tạo nên màng sở - Phơtpholipit có cấu trúc gồm: phân tử glixeron liên kết với axit béo vị trí thứ ba phân tử glixeron liên kết với nhóm phơtphat nhóm nối glixeron với ancolphức) - Các liên kết không phân cực C- H axit béo có tính kị nước (2 kị nước), cịn đầu ancol phức ưa nước Đi thứ hai bị cong có chứa kiên kết đơi phân tử photpholipit xếp chặt tạo thành lớp màng mỏng tạo nên dạng màng ngăn - Nhờ tính chất vật lí đặc biệt lưỡng cực phân tử photpholipit dễ tự động hình thành lớp dung dịch nước : Đầu phân cực hướng vào nước cịn kị nước hướng vào với III Protein Cấu tạo: GV: Trần Đức Hải 18 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học - Đơn phân: Acid amine: Trong tự nhiên có 20 loại acid amine khác Mỗi acid amine gồm thành phần: - Gốc – R - Nhóm amine (-NH2) - Nhóm carboxyl (-COOH) Hai nhóm liên kết với qua nguyên tử carbon trung tâm - nguyên tử liên kết với nguyên tử H gốc R - Các bậc cấu trúc: +Cấu trúc bậc một: Là trình tự xếp acid amine chuỗi polypeptide, acid amine liên kết với mối liên kết peptide → chuỗi polypeptide Liên kết peptide mối liên kết hình thành nhóm carboxyl acid amine trước với nhóm amine acid amine giải phóng phân tử nước Kết quả: Mạch polypeptide có đầu nhóm amine acid amine thứ nhất, cuối mạch nhóm carboxyl acid amine cuối GV: Trần Đức Hải 19 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 + Cấu trúc bậc hai: Được hình thành mạch polypeptide co xoắn gấp nếp không gian giữ vững nhờ liên kết hydro acid amine gần Có dạng: xoắn gấp nếp Các phân tử Sinh học + Cấu trúc bậc ba: Khi xoắn bậc cuộn xếp theo kiểu đặc trưng cho loại protein không gian chiều tạo thành khối hình cầu Cấu trúc đặc biệt phụ thuộc vào tính chất nhóm -R mạch polypeptide khả tạo liên kết disulphua (-S-S-) liên kết yếu hydro + Cấu trúc bậc bốn Khi protein có hay nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với VD: Phân tử hemoglobin gồm chuỗi chuỗi Các yếu tố môi trường nhiệt độ cao, độ pH… phá huỷ cấu trúc không gian ba chiều protein làm cho chúng chức (biến tính) Protein vừa đa dạng vừa đặc thù: Do cấu trúc theo nguyên tắc đa phân nên với hai mươi loại acid amine khác nhau, tạo vô số phân tử protein khác số lượng, thành phần, trật tự xếp acid amine cấu trúc không gian *Chức -Thành phần tế bào thể sống: Chúng đóng vai trị cốt lõi cấu trúc nhân, bào quan, đặc biệt hệ màng sinh học có tính chọn lọc cao -Xúc tác cho phản ứng sinh học: Với vai trò enzyme -Vận chuyển chất thể: Một số protein có vai trị “xe tải” VD: hemoglobin -Bảo vệ thể chống lại tác nhân gây bệnh: Các kháng thể (có chất protein) -Điề VD: insulin điều hoà lượng đường máu GV: Trần Đức Hải 20 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học -Tham gia vào chức vận động tế bào thể: VD: miozin cơ, protein cấu tạo nên đuôi tinh trùng, roi vi khuẩn -Dự trữ cung cấp lượng cho tế bào thể: Lúc thiếu hụt carbohydrate lipid, tế bào phân giải protein (ví dụ albumin, cazêin, protein dự trữ hạt cây) -Là giá đỡ, thụ thể bề mặt tế bào… → Sự đa dạng thể sống tính đặc thù tính đa dạng protein định Cấu trúc protein quy định chức sinh học Protein có cấu trúc chức sinh học đa dạng số hợp chất hữu có tế bào Cơ thể người động vật không tự tổng hợp số acid amine mà phải lấy từ thức ăn Ví dụ: Trong ngơ có tryptophan, methionin, valin, threonine, phenylalanine, leusine; đậu có valine, threonine, phenylalanine, leusine, isoleusine, lysine u hồ q trình trao đổi chất trong: CÂU HỎI VẬN DỤNG Sự cuộn xoắn protein tế bào thực nào? - Nhờ trợ giúp chaperon, chúng giữ cho chuỗi polipetit tách khỏi ảnh hưởng xấu từ môi trường tbc cn xoắn tự nhiên - Cấu tạo : pr có hình trụ rỗng; pr mũ đậy đầu ống - Hoạt động chaperon : + b1 : đưa chuỗi pp vào ống + b2 : Mũ chụp vào làm thay đổi hình dạng pr ống + b3 : Mũ rời chuỗi pr cuộn xoắn hồn hảo giải phóng Tại nói cấu trúc bậc protein định cấu trúc bậc lại? - Cấu trúc bậc hai trở lên protein hình thành cuộn xoắn chuỗi polipeptit theo cách khác nhờ liên kết axit amin - Sự hình thành liên kết phụ thuộc vào trình tự axit amin Trình bày cấu trúc bậc phân tử protein Tại cấu trúc bậc lại định bậc cấu trúc khác? Cấu trúc bậc 1: Là chuỗi pp giữ vững liên kết peptit đầu có nhóm amin, đầu có nhóm cacboxyl * Cấu trúc bậc định bậc cấu trúc khác do: Cấu trúc bậc đặc trưng trình tự xếp aa Trình tự xếp aa xác định vị trí hình thành liên kết yếu (H, ion, Vande van), liên kết disunfit tương tác kị nước để tạo nên bậc cấu trúc cao Vì cần thay đổi aa cấu trúc bậc làm thay đổi cấu trúc không gian protein dẫn tới làm cho protein bị chức Hoạt tính protein cấu trúc khơng gian định, cấu trúc khơng gian trình tự axit amin (cấu trúc bậc 1) quy định Bằng kĩ thuật di truyền, người ta tạo hai phân tử protein có trình tự axit amin giống hệt ngược chiều ( từ đầu N đến đầu C) Hai phân tử protein có hoạt tính cấu trúc khơng gian giống hay khơng? Tại sao? - Khơng Vì liên kết peptit có tính phân cực từ đầu N đến đầu C Hai chuỗi peptit dù có trình tự giống có chiều ngược có gốc R hướng phía khác nhau, có cấu trúc bậc 2,3,4 hồn tồn khác dẫn đến hoạt tính protein nhiều khả bị thay đổi Các lực liên kết khác cần thiết để trì cấu trúc bậc protein Hình bên cho thấy số kiểu liên kết hóa học điển hình cấu trúc bậc phân tử protein GV: Trần Đức Hải 21 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học a Dựa vào sơ đồ cho biết tên liên kết (1), (2), (3), (4), (5) b Hãy so sánh liên kết (2) liên kết (3)? a (1): Liên kết hóa trị (2): Liên kết Van der waals (3): Liên kết hidro (4): Liên kết ion (5): Cầu đíunfua b So sánh liên kết hidro lực van de van: *Giống nhau: - Đều liên kết yếu, lượng liên kết nhỏ - Dễ hình thành dễ bị phá vỡ mà khơng cần nhều lượng - Có tính thuận nghịch: hình thành tách cần -Tuy liên kết yếu có số lượng lớn nên trì tính ổn định phân tử *Khác nhau: Liên kết hidro Lực vanderwan - Là liên kết tạo lực hút tĩnh điện - Là liên kết hình thành tương tác mộ nguyên tử mang điện tích âm với nguyên tử đặc hiệu hai nguyên tử chúng gần hidro liên kết cộng hóa trị với nguyên tử khác - Chỉ xảy với phân tử phân cực - Không phụ thuộc vào tính phân cực, phụ thuộc vào khoảng cách nguyên - Năng lượng liên kết cao (khoảng kcal/mol) tử -Tính đặc hiệu cao hơn, phụ thuộc vào cấu hình - Năng lượng liên kết thấp phân tử tham gia liên kết ( khoảng kcal/mol) -Tính đặc hiệu thâp hơn, khơng phụ thuộc vào cấu hình phân tử tham gia liên kết Các lực liên kết khác cần thiết để trì cấu trúc bậc ba protein Hình cho thấy số kiểu liên kết hóa học, kể tên kiểu liên kết hóa học tham gia hình thành nên cấu trúc bậc ba protein? Trong kiểu liên kết liên kết quan trọng nhất? sao? Các kiểu liên kết hóa học tham gia hình thành cấu trúc bậc ba protein: Cấu trúc bậc ba hình dạng chung chuỗi polypeptit hình thành tương tác chuỗi bên axit amin cấu trúc bậc ba hình thành chủ yếu liên kết sau: - Liên kết hidro chuỗi bên phân cực giúp ổn định cấu trúc không gian protein - Tương tác kị nước: vùng ưa nước axit amin, protein quay tiếp xúc với nước, GV: Trần Đức Hải 22 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học vùng kị nước quay vào hướng vào giúp tạo hình dạng chung cho protein - Liên kết ion: vùng tích điện trái dấu axit amin - Liên kết disulfide: lưu huỳnh (-S) axit amin cystein gần liên kết với giúp giữ vững cấu trúc không gian protein Trong kiểu liên kết tương tác kị nước quan trọng vì: - Tương tác kị nước góp phần tạo nên cấu trúc hình cầu, cấu hình khơng gian đặc trưng protein để biểu chức sinh học bình thường - Góp phần đưa axit amin vốn xa lại gần tạo vùng trung tâm hoạt động chức sinh học protein Trong tế bào, prôtêin tổng hợp đâu? Sự tổng hợp prôtêin ribôxôm có khác biệt? Sau tổng hợp, làm để prơtêin nhận biết vị trí tới? -Trong tế bào, prôtêin tổng hợp bào quan tế bào chất: riboxom, màng nhân, ti thể, lục lạp - Protein tham gia cấu trúc riboxom tổng hợp tế bào chất, sau vào nhân cuối lại tế bào chất - Ở tế bào nhân thực, protein tổng hợp tế bào chất sau vận chuyển đến nơi khác tế bào tùy theo nhu cầu tế bào vai trò loại protein - Protein vận chuyển đến nơi mà thực chức nhờ có tín hiệu đặc biệt gọi tín hiệu dẫn - Tín hiệu dẫn đoạn axit amin nằm phân tử protein, thường đầu N Tín hiệu bị cắt bỏ protein vận chuyển đến đích - Các loại protein khác có tín hiệu dẫn khác Prơtêin có bậc cấu trúc nào? Nêu loại liên kết tương tác hoá học có vai trị hình thành trì bậc cấu trúc đó? - Protein có bậc cấu trúc: bậc trình tự axit amin chuỗi polipeptit, bậc dạng xoắn alpha mặt phẳng bêta, bậc cấu hình dạng không gian chuỗi polipeptit, bậc kết hợp nhiều chuỗi polipeptit để tạo thành phân tử protein biểu chức - Cấu trúc bậc tạo liên kết peptit liên kết cộng hóa trị - Cấu trúc bậc hình thành chủ yếu nhờ liên kết hydro nguyên tử H với N O thành phần liên kết peptit (khung polipeptit) - Cấu trúc bậc hình thành chủ yếu nhờ tương tác kị nước nhóm R khơng phân cực nhờ liên kết hydro nhóm R phân cực tích điện (các axit amin có tính kiềm axit) axit amin - Cấu trúc bậc phổ biến hình thành chủ yếu tương tác tương tác Van Đec Van tiểu phần (chuỗi) polipeptit với Cầu disunphit (-S-S-) hình thành axit amin cystein (Xistêin) thành phần protein có vai trị hình thành ổn định cấu trúc bậc protein định Trong phân tử prơtêin có cấu trúc bậc cấu trúc bậc 4, nhóm R amino axit tham gia hình thành nên loại liên kết nào? - Nhóm R amino axit tham gia vào hình thành nên liên kết bậc cấu trúc bậc bậc phân tử prôtêin - Các loại liên kết: + Liên kết kị nước: Được hình thành nhóm R kị nước (không phân cực) thường quay vào lõi prôtêin để tránh tiếp xúc với nước GV: Trần Đức Hải 23 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học + Liên kết Vande Van: Khi nhóm R khơng phân cực axit amin nằm sát liên kết Vande Van liên kết chúng lại với + Liên kết hiđrô: Được hình thành nhóm R phân cực + Liên kết ion: Hình thành nhóm R tích điện âm dương + Liên kết disunphit (-S-S) hình thành axit amin Xistein 10 Khi cấu trúc bậc prơtêin bị thay đổi chức prơtêin có bị thay đổi hay khơng? Giải thích cho ví dụ minh họa? - Khi cấu trúc bậc prôtêin bị thay đổi chức prơtêin bị thay đổi khơng bị thay đổi - Giải thích: Cấu trúc hình thù không gian ba chiều (cấu trúc bậc 3) định hoạt tính chức prơtêin Vì vậy: + Nếu thay đổi cấu trúc bậc không làm thay đổi cấu hình khơng gian -> chức prơtêin khơng bị thay đổi + Nếu thay đổi cấu trúc bậc làm thay đổi cấu hình khơng gian -> chức prơtêin bị thay đổi - Ví dụ: Nếu thay đổi cấu trúc bậc làm thay đổi trung tâm hoạt động enzim chức enzim bị ảnh hưởng Nếu thay đổi nằm vùng trung tâm hoạt động chức enzim không bị ảnh hưởng 11.Mô tả liên kết tham gia vào cấu trúc bậc ba protein, liên kết quan trọng nhất? Tại sao? * Các loại liên kết tham gia cấu trúc bậc ba protein : - Liên kết peptit: liên kết cộng hóa trị bền vững axit amin chuỗi polypeptit - Liên kết hidro: tạo thành phần khung C-N chuỗi xoắn alpha gấp nếp beta - Tương tác kị nước: vùng ưa nước axit amin, protein quay tiếp xúc với nước, vùng kị nước quay vào hướng vào - Liên kết ion: vùng tích điện nhóm R axit amin - Liên kết cầu disulfide: hình thành nhóm –SH axit amin có chứa S Tương tác kị nước quan trọng vì: -Tương tác kị nước góp phần tạo nên cấu trúc hình cầu, cấu hình khơng gian đặc trưng protein để biểu chức sinh học bình thường -Góp phần đưa axit amin vốn xa lại gần tạo vùng trung tâm hoạt động → chức sinh học 12 Tại nói cấu trúc bậc protein định cấu trúc bậc lại? - Cấu trúc bậc hai trở lên protein hình thành cuộn xoắn chuỗi polipeptit theo cách khác nhờ liên kết axit amin - Sự hình thành liên kết phụ thuộc vào trình tự axit amin 13 Phân biệt thuật ngữ: axitamin, polipeptit protein? + axitamin: phân tử hữu gồm nguyên tử C trung tâm liên kết với nhóm amin, nhóm cacboxyl gốc R Là đơn phân cấu tạo nên protein + Polipeptit: Gồm chuỗi aa đồng không đồng liên kết với liên kết peptit, có khối lượng phân tử thấp protein + Protein: Là đại phân tử sinh học cấu trúc từ nhiều chuỗi polipeptit có cấu trúc khơng gian đặc trưng để thực chức sinh học Câu 14 Phân tích yếu tố chủ yếu tham gia vào xoắn cuộn tạo nên cấu trúc không gian đặc thù protein? GV: Trần Đức Hải 24 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học - Các liên kết hóa học: Liên kết hydro gốc amino (-NH) carboxyl (-COO) axit amin vị trí khác chuỗi polypeptit, liên kết disulfit Cystein chuỗi polypeptit, tương tác ưa nước kị nước, miền giàu axit amin kị nước có xu hướng bị nước “đẩy” vào tạo nên phần “lõi” phân tử, miền giàu axit amin ưa nước có xu hướng nước “kéo” ngoài, liên kết Vander Waals, liên kết tĩnh điện gốc amino acid - Thành phần trình tự axit amin tham gia vào chuỗi polipeptit: Các axit amin tham gia hình thành liên kết hidro (trừ Proline), axit amin tham gia hình thành liên kết disulfit (Cystein), nhóm axit amin phân cực hay khơng phân cực, tích điện hay khơng tích điện - Sự phân bố miền chuỗi polipeptit xuyên màng, phần xuyên màng thường miền giàu axit amin không phân cực/kị nước - Hoạt động nhóm protein đặc biệt gọi chaperon Nucleic acid - Cấu trúc hoá học Cấu trúc DNA Nucleotide: Gồm thành phần: 1.Đơn phân -Đường 5C – Deoxyribose (C5H10O4) -Base nitrogenous (A, T, G, C) -Nhóm phosphate - H3PO4 →Có loại nucleotide: A, T, G, C 2.Một mạch -Các nucleotide liên kết với theo chiều xác định ( 5’ - 3’) tạo thành chuỗi polynucleotide -Mạch polynucleotide có liên kết hoá trị đường acid phosphoric nucleotide kết tiếp 3.Hai mạch -2 chuỗi polynucleotide liên kết với liên kết hydrogen: + A = T liên kết hydrogen + G X liên kết hydrogen Đơn phân: Có khối luợng 300đvC GV: Trần Đức Hải 25 RNA Ribonucleotide: Gồm thành phần: -Đường 5C – Ribose (C5H10O5) -Base nitrogenous (A, U, G , C) -Nhóm phosphate - H3PO4 →Có loại ribonucleotide: rA, rU, rG, rC -Các ribonucleotide liên kết với theo chiều xác định (5’ - 3’) tạo thành chuỗi polyribonucleotide -Mạch polyribonucleotide có liên kết hoá trị đường acid phosphoric ribonucleotide kết tiếp Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học 5’ 4’ 1’ 3’ GV: Trần Đức Hải 2’ 26 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Cấu trúc loại nucleotide Các phân tử Sinh học Cấu trúc hoá học phân tử DNA - Cấu trúc không gian: DNA tồn chủ yếu nhân tế bào có ti thể, lạp thể tế bào chất Đó acid hữu cơ, có chứa nguyên tố C, H, O, N P mà mơ hình cấu trúc hai nhà bác học J.Watson F.Crick công bố vào năm 1953 DNA RNA - DNA có chuỗi polynucleotide xoắn kép song Gồm mạch polyribonucleotide song quanh trục, tạo nên xoắn kép giống cầu thang xoắn Có loại polyribonucleotide : - Mỗi bậc thang cặp base liên kết bổ sung với nhau, tay thang phân tử đường acid phosphoric nucleotide liên kết cộng hoá trị với - Khoảng cách cặp base 3,4 A0 - Mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp nucleotide, - Đường kính vịng xoắn 20A0 GV: Trần Đức Hải - mRNA: Là chuỗi polyribonucleotide dạng mạch thẳng, có trình tự ribonucleotide đặc biệt để ribosome nhận biết chiều thông tin di truyền tiến hành dịch mã - tRNA: Là chuỗi polyribonucleotide cuộn xoắn, gồm từ 80 – 100 đơn phân, có đoạn cặp base liên kết theo nguyên tắc bổ sung (A – U; G – C) → thuỳ Có đầu: Một đầu mang acid amine, đầu mang ba đối mã (một thuỳ tròn) đầu mút tự -rRNA: Là chuỗi polyribonucleotide chứa hàng trăm đến hàng nghìn đơn phân 70% số riboucleotide có liên kết bổ sung tạo nên vùng xoắn kép cục 27 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Cấu trúc phân tử tRNA Các phân tử Sinh học Sự tham gia tRNA, rRNA, mRNA tổng hợp protein Chú ý: Phân tử DNA tế bào nhân sơ thường có cấu trúc dạng vịng cịn phân tử DNA tế bào nhân thực lại có cấu trúc dạng thẳng *Chức DNA - Quy định tính đa dạng đặc thù lồi sinh vật: Do DNA cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, từ loại nucleotide → làm DNA vừa đa dạng lại vừa đặc thù Mỗi loại DNA có cấu trúc riêng, phân biệt với số lượng, thành phần, trật tự nucleotide - Lưu trữ, bảo quản truyền đạt thơng tin di truyền lồi sinh vật: Trình tự nucleotide mạch polynucleotide thơng tin di truyền, quy định trình tự nucleotide RNA từ quy định trình tự acid amine phân tử protein * Chức RNA - mRNA: truyền đạt thông tin di truyền - tRNA: vận chuyển acid amine tới ribosome để tổng hợp protein Mỗi loại tRNA vận chuyển loại acid amine - rRNA thành phần chủ yếu ribosome, nơi tổng hợp protein DNA → RNA → Protein Các phân tử RNA thực chất phiên đúc mạch khn gene phân tử DNA nhờ q trình phiên mã Sau thực xong chức mình, phân tử mRNA thường bị enzyme tế bào phân giải thành ribonucleotide rRNA tRNA tương GV: Trần Đức Hải 28 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học đối bền vững tái sử dụng lại Chú ý: Ở số loại virut, thông tin di truyền không lưu giữ DNA mà lưu giữ RNA VD: Virus dại, HIV… Vai trò Đường đơn: cung cấp NL, cấu trúc nên đường đa Đường đa: dự trữ NL, cấu trúc tế bào… Tham gia cấu trúc màng sinh học, cấu tạo nên hoocmon, Vitamin, dự trữ NL… CÂU HỎI VẬN DỤNG Câu Phân biệt loại liên kết phân tử ADN? Vì phân tử ADN có đường kính khơng đổi suốt dọc chiều dài nó? ĐA: - Các loại liên kết phân tử ADN + Liên kết photphođieste: hình thành giứa Nu liên tiếp mạch poliNu + Liên kết hiđro: hình thành giứa Nu đứng đối diện mạch poliNu theo NTBS + Phân tử ADN có đường kính khơng đổi suốt dọc chiều dài mạch poliNu Nu liên kết với theo NTBS: bazơ lớn loại A G lại liên kết với bazơ nhỏ loại T X Câu Nêu cấu tạo loại ARN, dự đoán thời gian tồn phân tử ARN ? - Cấu tạo (sgk) - Thời gian tồn tại của ARN phụ thuộc vào độ bền vững phân tử liên kết hidro tạo trạng thái tồn chúng tế bào : + mARN: Dạng mạch đơn khơng có liên kết hidro, độ bền vững kém, thời gian tồn ngắn + tARN : Có liên kết hidro số lượng ít, thời gian tồn lâu mARN + rARN : Số liên kết hidro chiếm 70% liên kêt với protein tạo thành bào quan riboxom thời gian tồn lâu(vài hệ tế bào) Câu Cấu trúc ADN dạng sợi kép, mạch thẳng phổ biến sinh vật nhân thực có ưu tiến hố so với cấu trúc ADN dạng sợi kép, mạch vòng phổ biến sinh vật nhân sơ? Bảng cho thấy kích thước hệ gen số lượng gen (tính trung bình) triệu cặp nuclêơtit hệ gen sinh vật khác Bảng số liệu nói lên điều gì? Giải thích Lồi sinh vật Kích thước hệ gen Số lượng gen trung bình Vi khuẩn H influenzae 1,8 950 Nấm men 12 500 Ruồi giấm 180 100 Người 3200 10 ĐÁP ÁN: 1) Cấu trúc ADN dạng sợi kép, mạch thẳng phổ biến sinh vật nhân thực có ưu tiến hố so với cấu trúc ADN dạng sợi kép, mạch vòng phổ biến sinh vật nhân sơ? Đáp án Cấu trúc ADN dạng mạch thẳng có ưu tiến hóa so với dạng cấu trúc ADN mạch vòng biểu sinh vật nhân thật điểm sau: - Đầu mút NST (phân tử ADN) dạng mạch thẳng ngắn lại số nucleotit sau lần tái chế “đồng hồ phân tử” thơng tin mức độ “già hóa” tế bào thúc đẩy chế “tế bào chết theo chương trình” (apotosis), ngăn cản phát sinh ung thư (sự phân chia tế bào GV: Trần Đức Hải 29 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học kiểm soát) - Phân tử ADN dạng mạch thẳng cho phép hệ gen mở rộng kích cỡ (tích lũy thêm nhiều thơng tin), biểu chức thông qua bậc cấu trúc “thu nhỏ” chất nhiễm sắc nhờ tương tác với protein histon (tạo nên cấu trúc nuclêoxôm) protein phi histon - ADN dạng mạch thẳng (với kích thước hệ gen mở rộng mang nhiều trình tự lặp lại) tạo điều kiện thuận lợi cho chế tiếp hợp trao đổi chéo dễ xảy ra, làm tăng khả biến dị tổ hợp hình thức sinh sản hữu tính sinh vật nhân thật Bảng cho thấy kích thước hệ gen số lượng gen (tính trung bình) triệu cặp nuclêơtit hệ gen sinh vật khác Bảng số liệu nói lên điều gì? Giải thích Lồi sinh vật Kích thước hệ gen Số lượng gen trung bình Vi khuẩn H influenzae 1,8 950 Nấm men 12 500 Ruồi giấm 180 100 Người 3200 10 Đáp án Bảng số liệu cho ta thấy: - Kích thước hệ gen tăng dần theo mức độ phức tạp tổ chức thể sinh vật Số lượng gen trung bình triệu nucltit hệ gen giảm dần từ sinh vật nhân sơ đến sinh vật nhân thực đơn giản (nấm men) Các lồi động vật có cấu tạo phức tạp (như người) có số lượng gen trung bình triệu nu thấp - Hệ gen sinh vật có cấu trúc phức tạp có nhiều nuclêotit khơng làm nhiệm vụ mã hố cho prơtein Sở dĩ có khác biệt do: + Cơ thể có cấu tạo phức tạp cần có nhiều gen mã hố cho prơtein khác nên làm tăng kích thước hệ gen Tuy nhiên sinh vật bậc cao có tồn nhiều trình tự nuclêơtit lặp lại gen, intron, gen giả… + Các lồi vi khuẩn khơng có gen phân mảnh khơng có tượng lặp gen + Các sinh vật nhân thực có cấu tạo phức tạp gen chúng có nhiều intron Chỉ gen nấm men chứa intron Gen người có từ vài tới nhiều intron + Số lượng gen khơng tăng theo tỷ lệ thuận với kích thước hệ gen sinh vật có cấu tạo thể có gen phân mảnh nên gen quy định nhiều prôtein khác việc cắt nối mARN theo cách khác + Do có gen phân mảnh nên trình hoạt động, exon xếp lại theo cách khác để tạo prôtein khác mà không cần đến nhiều gen Câu Ở sinh vật nhân thực, phân tử ARN kích thước nhỏ có vai trị hoạt động tế bào? Trong tế bào, cuộn xoắn sai chuỗi polipeptit vấn đề nghiêm trọng, tích tụ protein cuộn xoắn sai dẫn đến bệnh lý ( bệnh Alzheimer, Parkinson ) Các nhà khoa học phát phức hệ đa protein giúp cuộn xoắn hồn hảo chuỗi polipeptit Đó phức hệ gì? Mơ tả cấu trúc bước hoạt động phức hệ - ARN nhân kích thước nhỏ tham gia cấu trúc nên phực hệ cắt nối intron exon - Trong phức hệ cắt nối, ARN thể hoạt tính lyzozim cắt vùng biên intron nối exon tạo ARN hồn chỉnh GV: Trần Đức Hải 30 Ơn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học - ARN kích thước nhỏ kết hợp với loại protein tạo thành miARN tham gia điều hòa hoạt động gen - ARN kích thước nhỏ kế hợp với protein tao thành ciARN tham gia điều hòa hoạt động gen biến đổi cấu trúc chất nhiễm sắc - Đó phức hệ protein Chaperonin - Cấu trúc: gồm protein: protein có hình trụ rỗng, tạo khoảng khơng bên trong, làm chỗ dựa cho chuỗi polipeptit tổng hợp cuộn xoắn hoàn hảo; protein mũ đậy đầu ống hình trụ – Các bước hoạt động: + Chuỗi polipeptit chưa cuộn xoắn chui vào ống trụ từ đầu + Mũ chụp vào làm cho ống trụ thay đổi hình dạng để tạo môi trường ưa nước cho cuộn xoắn chuỗi polipeptit + Mũ rời chuỗi polipeptit cuộn xoắn hồn hảo giải phóng Câu Nêu số đặc điểm cấu tạo hóa học ADN cho thấy ADN ưu việt ARN vai trò “vật chất mang thơng tin di truyền” b Vai trị liên kết hidro phân tử xenlulozo, AND, protein? A B Những đặc điểm cấu tạo hóa học cho thấy ADN ưu việt ARN vai trị vật chất mang thơng tin di truyền gồm có: - ARN có thành phần đường ribose khác với thành phần đường ADN deoxyribose Đường deoxyribose khơng có gốc –OH vị trí C2’ Đây gốc hóa học phản ứng mạnh có tính ưa nước ARN bền ADN môi trường nước - Thành phần bazơ ARN uracil (U) thay tymin (T) ADN.Về cấu trúc hóa học, T khác U bổ sung thêm gốc metyl (-CH 3) Đây gốc kị nước, kết hợp với cấu trúc dạng sợi kép (nêu đây), giúp phân tử ADN bền ARN (thường dạng mạch đơn) - ADN thường có cấu trúc dạng sợi kép (2 mạch), ARN thường có cấu trúc mạch đơn giúp chế sửa chữa ADN diễn dễ dàng thơng tin di truyền có xu hướng tự biến đổi - Bazơ nitơ uracil (U) cần biến đổi hóa học (hoặc amin hóa metyl hóa) để chuyển hóa tương ứng thành xitôzin (C) timin (T); đó, timin (T) cần biến đổi hóa học (loại mêtyl hóa) để chuyển thành uracil (U), cần biến đổi hóa học (vừa loại mêtyl hóa loại amin hóa; khó xảy hơn) để chuyển hóa thành xitơzin (C) vậy, ADN có khuynh hướng lưu giữ thơng tin bền vững * Vai trị liên kết hidro phân tử xenlulozo, AND, protein - Xenlulozo: Các liên kết hidro phân tử mạch hình thành nên bó dài dạng vi sợi xếp xen phủ tạo nên cấu trúc dai - AND: nu tren mạch đơn AND liên kết với theo nguyên tắc bổ sung.Trong A nối với T liên kết hidro, G nối với X liên kết hidro, đảm bảo cho AND có cấu trúc bền vững - Protein: chuỗi polipeptic bặc hình thành liên kết hidro nhóm C-O N-H vịng xoắn gần hình thành cấu trúc bậc protein Câu Cấu trúc ADN dạng sợi kép, mạch thẳng phổ biến sinh vật nhân thực có ưu tiến hố so với cấu trúc ADN dạng sợi kép, mạch vòng phổ biến sinh vật nhân sơ? Cấu trúc ADN dạng mạch thẳng có ưu tiến hóa so với dạng cấu trúc ADN mạch vòng biểu sinh vật nhân thực điểm sau: - Đầu mút NST (phân tử ADN) dạng mạch thẳng ngắn lại số nucleotit sau lần tái GV: Trần Đức Hải 31 Ôn luyện HSG Sinh học 10 năm 2023-2024 Các phân tử Sinh học chế “đồng hồ phân tử” thông tin mức độ “già hóa” tế bào thúc đẩy chế “tế bào chết theo chương trình” (apotosis), ngăn cản phát sinh ung thư (sự phân chia tế bào kiểm soát) - Phân tử ADN dạng mạch thẳng cho phép hệ gen mở rộng kích cỡ (tích lũy thêm nhiều thơng tin), biểu chức thông qua bậc cấu trúc “thu nhỏ” chất nhiễm sắc nhờ tương tác với protein histon (tạo nên cấu trúc nuclêoxôm) protein phi histon - ADN dạng mạch thẳng (với kích thước hệ gen mở rộng mang nhiều trình tự lặp lại) tạo điều kiện thuận lợi cho chế tiếp hợp trao đổi chéo dễ xảy ra, làm tăng khả biến dị tổ hợp hình thức sinh sản hữu tính sinh vật nhân thật Câu Loại ARN đa dạng nhất? Loại ARN có số lượng nhiều tế bào nhân thực? Giải thích - ARN thơng tin đa dạng tế bào có nhiều gen mã hóa protein, gen lại cho loại Marn - Trong tế bào nhân thực, gen ribôxôm thường lặp lại nhiều lần, số lượng ribôxôm lại lớn ribôxôm dùng để tổng hợp nên tất loại prôtêin tế bào nên rARN có số lượng nhiều Câu Dựa vào cấu trúc hóa học ADN ARN tế bào sinh vật nhân sơ tế bào sinh vật nhân thực, cho biết loại phân tử có ưu vai trị vật chất mang thông tin di truyền? *Đặc điểm quan trọng vật chất mang thơng tin di truyền phải có cấu trúc bền vững ổn định * ADN có cấu trúc bền vững ổn định so với ARN: - ADN có cấu trúc dạng sợi kép (2 mạch), hai khung đường –phosphate chạy đối song song nằm phía ngồi đẩy bazơ nitơ có tính kị nước tương đối vào phía rời xa phân tử nước dung dich bào quanh Mặt khác, bên bazơ nitơ xếp thành nhiều lớp chồng lên Đặc điểm làm cho phân tử ADN có tính bền vững so với ARN - ADN có cấu trúc dạng sợi kép (2 mạch), ARN có cấu trúc mạch đơn giúp chế sửa chữa ADN diễn dễ dàng ® thơng tin di truyền có xu hướng tự biến đổi - ARN có thành phần đường ribose khác với thành phần đường ADN deoxyribose Đường deoxyribose khơng có gốc –OH vị trí C2’ Đây gốc hóa học phản ứng mạnh có tính ưa nước ARN bền ADN môi trường nước - Thành phần bazơ ARN uracil (U) thay tymin (T) ADN.Về cấu trúc hóa học, T khác U bổ sung thêm gốc metyl (-CH3) Đây gốc kị nước, kết hợp với cấu trúc dạng sợi kép (nêu đây), giúp phân tử ADN bền ARN (thường dạng mạch đơn) - Bazơ nitơ uracil (U) cần biến đổi hóa học (hoặc amin hóa metyl hóa) để chuyển hóa tương ứng thành xitơzin (C) timin (T); đó, timin (T) cần biến đổi hóa học (loại mêtyl hóa) để chuyển thành uracil (U), cần biến đổi hóa học (vừa loại mêtyl hóa loại amin hóa; khó xảy hơn) để chuyển hóa thành xitơzin (C) ® vậy, ADN có khuynh hướng lưu giữ thơng tin bền vững *Vì ADN ưu so với ARN vai trị vật chất mang thơng tin di truyền - GV: Trần Đức Hải 32