Chuyên đề Thành phần hóa học của tế bào

THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA TẾ BÀO

A. Một số vấn đề lý thuyết cơ bản về thành phần hóa học của tế bào.

Thế giới quanh ta, từ viên đá nhỏ vô tri đến viên kim cương rực rỡ, từ thanh thép bé nhỏ đến tòa nhà to lớn, từ loài côn trùng sặc sỡ đến con người thông mình, tất thảy đều được cấu thành từ các nguyên tố hóa học. Toàn bộ sinh giới đa dạng được cấu tạo từ khoảng 25 nguyên tố, trong đó có nguyên tố cơ bản như C, H, O, N…. Mấu chốt của sự đa dạng tuyệt vời của sinh giới là sự sắp xếp linh hoạt của các nguyên tố. Tựu chung lại, các đại phân tử sinh học cấu trúc nên thế giới sống như Prôtein, Axit nucleic, Lipit, Cacbohydrat… đều cấu tạo từ những nguyên tố chung, và sự sai khác giữa các loài về cấu trúc là không đáng kể - nhưng đủ tinh tế để tạo nên từng loài khác nhau. Tất cả hoạt động của thế giới sống đều diễn ra ở mức độ phân tử. Do đó sự hiểu biết về cấu trúc hóa học của đơn vị sống cơ bản – tế bào – là vô cùng cần thiết. Từ đó ta có thể giải thích thấu đáo về mọi hiện tượng xảy ra trong sinh giới, cũng như điều khiển được các hiện tượng đó theo hướng có lợi nhất cho con người.

1. Các nguyên tố của tế bào:

1.1. Các nguyên tố của tế bào:

Trong số 92 nguyên tố hoá học cấu tạo nên vỏ trái đất, có khoảng 25 nguyên tố là cần thiết cho sự sống, người ta gọi chúng là các nguyên tố cơ bản của tế bào. Như vậy ở cấp độ nguyên tử giới vô cơ và hữu cơ là thống nhất.

Các nguyên tố hoá học thường tồn tại dưới dạng muối hay hợp chất với các chất hữu cơ. Ví dụ: Fe có trong hemoglobin; Mg có trong chlorophil; Cu có trong hemocyanin.

Tuỳ từng tế bào, từng loại mô, cơ thể các nguyên tố hoá học có hàm lượng đặc trưng.

+ Các nguyên tố có hàm lượng  0,01% đến hàng chục % trọng lượng khô của tế bào được gọi là các nguyên tố đa lượng. Ví dụ: C, H, O, N, S, P, Ca, Mg, Na, Cl.

+ Các nguyên tố có hàm lượng nhỏ hơn 0,01% đến 0,001% được gọi là các nguyên tố vi lượng. Ví dụ: Cu, Zn, Mn, F...

+ Các nguyên tố có hàm lượng cực nhỏ <10^-6 được gọi là các nguyên tố siêu vi lượng.

1.2. Vai trò của các nguyên tố hoá học trong tế bào

- Các nguyên tố C, H, O, N là 4 nguyên tố chính xây dựng nên các hợp chất hữu cơ quan trọng trong tế bào. Trong đó cacbon là nguyên tố đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ.

- Sự phân bố không đồng đều của một số ion khoáng ở 2 bên màng nguyên sinh chất là cơ sở xuất hiện điện thế màng và sự lan truyền dòng điện sinh học.

- Một số nguyên tố có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với tế bào. Ví dụ: K⁺ có nồng độ cao trong các tế bào cơ, có vai trò quan trọng trong dẫn truyền các xung thần kinh và co cơ; Fe là thành phần quan trọng của hemoglobin; Ca²⁺ có nhiều trong các tế bào xương, sụn, máu; S là thành phần của nhiều amino axit như xistein, methionin. Đặc biệt nhóm SH có vai trò quan trọng tạo nên cấu trúc bậc 3 của protein. Một số nguyên tố vi lượng là thành phần không thể thiếu được của các enzyme.

- Các chất khoáng hoà tan quyết định áp suất thẩm thấu của tế bào, do dó chi phối khả năng hút nước của tế bào theo cơ chế thẩm thấu.

2. Nước và vai trò của nước trong tế bào

Nước được cấu tạo từ một nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hidro bằng các liên kết hoá trị. Phân tử nước có tính phân cực: mang điện tích dương ở khu vực gần với nguyên tử hydro và mang điện tích âm ở khu vực gần với nguyên tử ôxi. Sự hấp dẫn tĩnh điện giữa các phân tử nước qua mối liên kết hidro tạo ra mạng lưới nước khiến cho nó có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống.

Nước chiếm khoảng 80 – 85 % khối lượng chất nguyên sinh. Nước là môi trường hoà tan các chất vô cơ, đảm bảo cho sự tồn tại trạng thái keo của chất nguyên sinh. Nước có ý nghĩa đặc biệt trong trao đổi chất nội bào, vì các quá trình sinh lý chỉ xảy ra trong môi trường nước. Các phân tử nước tham gia vào hàng loạt các phản ứng sinh hoá trong tế bào như phản ứng thuỷ phân, quang hợp, phản ứng enzyme. Nước có vai trò quan trọng trong việc làm ổn định nhiệt của cơ thể cũng như nhiệt độ môi trường. Nhờ có các liên kết hidro gắn kết các phân tử nước với nhau làm cho nước có sức căng bề mặt giúp cho một số sinh vật có thể sống trên mặt nước. Nước liên kết hidro với các chất khác tạo lực mao dẫn giúp cây có thể hút nước từ đất lên lá.

Sự trao đổi nội bào có thể tạo ra lượng nước đáng kể (sự hình thành liên kết peptit, quá trình hô hấp, sự hình thành các liên kết hoá trị trong chuỗi polynucleotit...). Tuy vậy lượng nước đó vẫn chưa đủ để duy trì trạng thái cân bằng nước trong tế bào, mô, cơ thể. Bởi vì các hoạt động sinh lí của tế bào như quá trình hô hấp, tiêu hoá...đã tiêu tốn một lượng nước đáng kể. Để đảm bảo trạng thái cân bằng nước trong tế bào cần thiết có sự bổ sung nước từ ngoài vào tế bào.

Nước ở trong tế bào có thể ở trạng thái tự do hay liên kết với các phân tử vô cơ hoặc hữu cơ.

Hàm lượng nước trong tế bào là một chỉ tiêu thể hiện mức hoạt động sinh lý của tế bào. Ví dụ: ở tế bào già (lá già, hạt khô...) lượng nước ít, hoạt động sinh lí yếu; ở tế bào non (mô phân sinh, đỉnh sinh trưởng, động vật đang giai đoạn lớn) hàm lượng nước cao.

3. Sơ lược cấu tạo và vai trò của các hợp chất hữu cơ chính

3.1. Gluxit: Thành phần cấu tạo nên gluxit chủ yếu là 3 nguyên tố C, H, O với tỷ lệ H : O = 2 : 1. Ví dụ: C₆H₁₂O₆ hoặc C₁₂H₂₂O₁₁.

Gồm 3 nhóm: mônôsacarit; đisacarit; pôlisacarit (đường đơn, đường đôi và đường đa).

Gluxit là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng cho tế bào. Gluxit chủ yếu ở dạng ẩn nhập và vật liệu dự trữ của tế bào.

Đường đơn (monosacarit) 3C gọi là triozơ, đường 5C gọi là pentozơ và đường 6C gọi là hexozơ (-glucose và -glucose). Một số đường đơn có vai trò đặc biệt quan trọng trong tế bào. Ví dụ: C₆H₁₂O₆ là nguồn năng lượng cơ bản của tế bào; C₅H₁₀O₅ là thành phần ARN; C₅H₁₀O₄ là thành phần ADN.

Hình 1. Ba cấu trúc khác biệt của glucose

Đường đôi (disacarit) là đường có cấu tạo từ 2 đơn vị monosacarit kết hợp lại. Chúng thường gặp như chất trung gian trong quá trình đứt gãy hoặc tổng hợp polisacarit. Ví dụ: mantoz gồm 2 phân tử -glucoz kết hợp với nhau thông qua liên kết glycozit 1-4.

Hình 2. Sự tạo thành mantose

Đường mía (saccarose) cấu tạo từ glucose và fructose kết hợp với nhau bằng liên kết glycozit 1-2. Mối liên kết glycozit làm ảnh hưởng đến tính chất hoá học của các monosacarit hợp phần và làm mất tính khử của chúng.

Đường đa (polysacarit) là các hydratcacbon phức gồm nhiều đơn vị monosacarit liên kết với nhau. Chúng không có vị ngọt như đường, không tan trong nước mà chỉ hình thành các dung dịch keo. Tinh bột, glycogen, cellulose là những polysacarit phức tạp nhất, chúng có cùng công thức (C₆H₁₀O₅)n.

Hình 3: Cấu trúc của tinh bột (a) và cấu trúc của cellulose (b)

3.2. Lipit

Lipit hoà tan kém trong nước, chỉ hoà tan tốt trong các dung môi hữu cơ như ete, benzen, axeton, cồn, chlorofoc...Tính chất đó của lipit liên hệ với sự có mặt của mạch cacbuahydro béo hay mạch vòng benzen. Lipit được chia làm 2 nhóm:

Nhóm 1: Lipit đơn giản: là este của alcol và axit béo. Thuộc nhóm này gồm có:

+ Triglyxerit: Là chất béo dự trữ, bao gồm dầu (thực vật) và mỡ (động vật), chúng đều là este của glyxerin và 3 axit béo. Mỡ, dầu là những nguyên liệu dự trữ tốt nhất, chứa năng lượng hoá học lớn. Ngoài ra chúng còn có vai trò cách nhiệt, bảo vệ cơ học và giảm sự mất nước.

+ Sáp: Sáp tạo thành lớp mỏng bao phủ trên bề mặt lá, thân, quả của nhiều loại cây. Sáp cũng có ở động vật, ví dụ như sáp ong, sáp lông cừu...Sáp được tạo thành từ các alcol bậc 1 mạch thẳng, phân tử lớn với các axit béo bậc cao.

+ ) Steroit: là este của alcol vòng và axit béo phân tử lớn. Các axit béo thường gặp là axit palmitic, axit stearic, axit oleic. Các steroit như colesterol là thành phần chính của màng tế bào, axit mật giúp cho sự nhũ tương hoá mỡ trong quá trình tiêu hoá. Một số steroit khác hoạt động như các hoocmon sinh dục, vitamin...

Nhóm2: Lipit phức tạp: trong phân tử của chúng ngoài alcol và axit béo còn có các thành phần khác như các gốc axit photphoric, colin, sacarit. Trong đó, Photpholipit là một trong những lipit phức tạp quan trọng nhất vì cùng với protein chúng là thành phần cốt yếu của tất cả các màng tế bào. Các phân tử photpholipit có thể phân bố thành cấu trúc lớp kép. Lớp kép là cơ sở cấu trúc cho tất cả các loại màng tế bào.

Hình 5 : Cấu trúc của photpholipit

3.3. Prôtêin

Prôtêin là một chất đại phân tử sinh học có trọng lượng phân tử lớn (13.10³ – 4.10⁷ đvC). Đơn vị cấu trúc cơ sở là các axit amin. Có 20 loại axit amin khác nhau. Mỗi axit amin có thể gặp nhiều lần trong một phân tử prôtêin. Tính chất đặc thù và đa dạng của protein được quy định bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các axitamin.

Các axit amin nối với nhau bởi liên kết peptit tạo nên chuỗi polypeptit

Hình 6: Sự hình thành liên kết peptit.

-Liên kết peptit là liên kết hình thành giữa nhóm -NH₂ của axit amin này với nhóm –COOH của axit amin kia khi đã loại đi một phân tử nước. Liên kết này góp phần hình thành nên chuỗi pôlypeptit. Như vậy các chuỗi pôlypeptit mang tính chất phân cực rõ rệt.

Cấu trúc không gian của protein được chia theo 4 bậc cấu trúc (Hình 7. Các bậc cấu trúc của prôtêin( A: Cấu trúc bậc 1; B: Cấu trúc bậc 2; b1: Cấu trúc bậc 2 xoắn β; b2: Cấu trúc bậc 2 xoắn α; C: Cấu trúc bâc 3; D: Cấu trúc bậc 4)

C

Hình 7

ấu trúc bậc I: Các prôtêin có cấu trúc bậc 1 do các chuỗi thẳng các axit amin nối lại với nhau (cấu trúc của chuỗi polypeptit). Ví dụ: insulin

Cấu trúc bậc II: Xoắn alpha và xoắn beta

Chuỗi pôlypeptit cuộn lại thành cấu trúc không gian ba chiều. Cấu trúc xoắn alpha và beta được tạo thành do các liên kết hidro bên trong phân tử. Cách xắp xếp như vậy tạo cho prôtêin có tính dẻo, chịu được sức căng như prôtêin tơ lụa, mạng nhện, lông vũ, vảy, vuốt ở chim và bò sát. Cấu trúc này đóng vai trò chủ yếu trong việc xác định các tính chất sinh học đặc trưng cho từng loại prôtêin.

Cấu trúc bậc III: Các prôtêin khối cuộn, các chuỗi pôlypeptit cuộn lại phức tạp có dạng cuộn hay khối cầu nhờ các gốc R tích điện và phân cực và cầu disunfit (S-S). Đặc trưng của prôtêin cuộn là các enzyme, các hocmon, các kháng thể và phần lớn prôtêin máu.

Cấu trúc bậc IV: Các phân tử prôtêin được tạo bởi 2 hay nhiều hơn 2 chuỗi polypeptit có cấu trúc bậc 3. Ví dụ: phân tử hemoglobin có 4 chuỗi polypeptit, 2 chuỗi  và 2 chuỗi  cuộn lại.

Prôtêin giữ vai trò quan trọng trong toàn bộ hoạt động sống của cơ thể sinh vật: Kiến tạo tế bào và cơ thể, bảo vệ (kháng thể), xúc tác phản ứng (enzym), điêu hoà các quá trình sống (hoocmon), cảm ứng và vận động

3.4. Axit nuclêic.

Axit nucleic được tạo thành do các mônônuclêotit kết hợp với nhau qua liên kết phôtphodieste. Axit nucleic gồm 2 loại là axit đeôxiribônuclêic (ADN) và axit ribônuclêic (ARN).

3.4.1. ADN(axit đêoxiribônuclêic ) :

Cấu tạo từ 5 nguyên tố C, H, O, N, P.

Đơn phân là các nuclêôtit, mỗi nuclêôtit đều gồm 3 thành phần:

- Đường C₅H₁₀O₄ .

- Axit phôtphoric.

- Một trong 4 loại bazơ A, T, G, X.

Trong đó bazơ liên kết với đường pentôzơ bằng liên kết glucozit. Axit phôtphoric liên kết với đường pentôzơ bằng liên kết este. Đây là các mối liên kết bền vững chính vì vậy mà nó đảm bảo cấu trúc bền vững của từng đơn phân nuclêôtit, là cơ sở cho sự bền vững của ADN.

Các đơn phân liên kết với nhau bằng liên kết ester bền vững, đảm bảo sự bền vững trên một mạch đơn.

ADN ở sinh vật nhân thực có cấu trúc mạch kép( 2 mạch đơn). 2 mạch đơn này liên kết với nhau nhờ nguyên tắc bổ sung trong đó A liên kết với T bằng 2 liên kết hyđro và G liên kết với X bằng 3 liên kết hyđro.

Cấu trúc này giúp cho ADN:

- Đảm bảo tính ổn định cấu trúc không gian

- Đảm bảo ADN có kích thước lớn (vật chất đảm bảo di truyền là đại phân tử và đa phân tử)

- Đảm bảo ADN nhân đôi theo nguyên tắc bán bảo toàn

- Thuận lợi cho việc phục hồi các tiền đột biến về trạng thái bình thường

- Tạo ra tính đối cực.

Ở pH sinh lý, các axit nucleic có tính axit và tích điện âm, do đó dễ dàng kết hợp với các cation, đặc biệt là các protein có tính kiềm tạo thành các nucleoprotein.

3.4.2. ARN(axit ribônuclêic):Cấu tạo từ 5 nguyên tố C, H, O, N, P.

Đơn phân là các ribônuclêôtit, mỗi nuclêôtit đều gồm 3 thành phần:

- Đường C₅H₁₀O₅ .

- Axit phôtphoric.

- Một trong 4 loại bazơ A, U, G, X.

Có 3 loại mARN, tARN, rARN

Hình 8: Các loại ARN

- mARN: Dạng mạch đơn không có liên kết hiđrô độ bền vững kém

- tARN: Cấu trúc một mạch được cuộn lại tạo thành các thùy tròn( một thuỳ mang bộ ba đối mã khớp với _mARN, một thuỳ liên kết với ribôxôm, một thuỳ liên kết với enzyme). Trong phân tử tARN có liên kết hiđrô nhưng số lượng ít.

- rARN: Có trúc một mạch được cuôn lại, số liên kết hiđrô chiếm 70%, và được liên kết với prôtêin tạo thành ribôxôm

Thời gian tồn tại của chúng phụ thuộc vào độ bền vững của phân tử do liên kết hiđrô tạo ra và trạng thái tồn tại của chúng trong tế bào

B. Câu hỏi và bài tập vận dụng.

Câu 1. Chú thích hình vẽ sau, qua đó nêu vai trò của nước trong tế bào

Hướng dẫn trả lời:

Hình 1: Phân tử nước gồm 2 nguyên tử hiđrô hình thành 2 mối liên kết với ôxi tạo 1 góc 104,5^o.

Nước có tính phân cực, điện tích (+) gần với mỗi nguyên tử hiđrô, điện tích (-) gần với nguyên tử oxi.

Hình 2: Biểu diễn liên kết hiđrô giữa các phân tử nước. Có liên kết hiđrô mạnh trùng với trục O-H, liên kết hiđrô yếu lệch với trục O-H. Các liên kết này dễ tạo thành và dễ mất đi, chính vì vậy mà nước có thể tồn tại ở trạng thái lỏng.

Vai trò: Với tính phân cực của nước và trạng thái tồn tại của nước làm cho nước trở thành hợp chất có vai trò vô cùng quan trọng trong các cơ thể sống. Là môi trường hoà tan và môi trường phản ứng của các hợp chất vô cơ và hữu cơ , điều hoà nhiệt độ duy trì trạng thái cân bằng cần thiết, tham gia các phản ứng sinh hoá, bảo vệ các hạt keo chống lại ngưng kết và biến tính.

Câu 2. Tại sao lá rau để vào ngăn đá tủ lạnh khi đ­ã ra ngoài lại rất nhanh bị hỏng? trong khi đó lá của một số cây sống ở vùng băng tuyết lại vẫn xanh?

Hướng dẫn trả lời:

- Khi đ­ể vào ngăn đá thì n­ước bị đóng băng

- Liên kết hidro bền vững, thể tích tế bào tăng

- Cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi đ­ể ra ngoài môi tr­ường thì tế bào lá rau nhanh bị hỏng

- Trong đó, lá của một số cây sống trong vùng băng tuyết vẫn xanh vì ở cây đó sản sinh ra một loại prôtêin chống lại sự đóng băng n­ước trong tế bào lá khi nhiệt độ xuống thấp.

Câu 3. Các đặc tính nào đảm bảo cho nước có vai trò quan trọng đối với sự sống, đặc điểm nào là tối quan trọng?

Hướng dẫn trả lời:

* Đặc tính của nước phù hợp với vai trò đối với sự sống:

- Phân cực cao nên nước là dung môi tốt cho các phản ứng sinh hoá xảy ra

- Nhiệt dung đặc trưng cao nên làm ổn định nhiệt độ cơ thể cũng như nhiệt độ môi trường

- Nhiệt bay hơi cao nên làm giảm nhiệt độ cơ thể, điều hoà nhiệt độ

• Nước đá nhẹ hơn nước bình thường, nổi, nên mùa đông lớp nước bề mặt đóng băng tạo nên lớp cách nhệt do đó sinh vật được bảo vệ

- Có lực gắn kết, nước có sức căng bề mặt giúp một số sinh vật di chuyển được trên mặt nước, lực mao dẫn có thể giúp cây hút nước từ rễ lên lá.

* Đặc điểm tối quan trọng là tính phân cực của nước: do đôi điện tử chung giữa oxi và hiđrô bị kéo lệch về phía oxi nên phía nguyên tử oxi mang nhiều điện tích âm, còn hiđrô mang điện tích dương, phân tử nước có hai hai đầu tích điện trái dấu. Do đó các phân tử nước có khả năng liên kết với nhau và liên kết với các phân tử phân cực khác và thể hiên được các đặc tính lý hóa của mình

Câu 4. a. Hãy cho biết vai trò chủ yếu của nước trong các thành phần cấu trúc sau:Trong tế bào chất, không bào, lục lạp.

b. Nước có vai trò như thế nào đối với sự sống? Tính chất nào của phân tử nước quyết định vai trò đặc biệt của nó đối với sự sống.

Hướng dẫn trả lời:

a. - Trong tế bào chất: Nước chủ yếu đóng vai trò cấu trúc

- Trong không bào: Nước là dung môi tốt và là môi trường cho các phản ứng sinh hoá xảy ra

- Trong lục lạp: Nước là nguyên liệu cung cấp H⁺ và e

b. - Đó là tính phân cực. Nhờ có tính phân cực giúp các phân tử nước liên kết với nhau và với các phân tử phân cực khác.

- Vai trò:

+ Là dung môi

+ Điều hòa nhiệt độ

+ Tạo sức căng bề mặt

+ Tham gia vào các phản ứng sinh hóa trong cơ thể

+ Là môi trường sống cho một số sinh vật

Câu 5. Ở một số vùng, để cây táo sinh trư­ởng và phát triển tốt, ng­ười ta thư­ờng đóng một số đinh kẽm vào thân cây, hãy giải thích tại vì sao?

Hướng dẫn trả lời:

- Zn là nguyên tố vi lư­ợng nên cần với một l­ượng nhỏ như­ng nó có vai trò rất quan trọng.

- Nguời ta đóng đinh kẽm vào thân cây để cây có thể khuếch tán từ từ và cung cấp Zn cho cây.

Câu 6. Một loại polysaccarit đ­ược cấu tạo bởi các phân tử glucozo liên kết với nhau bằng liên kết 1β - 4 glicozit thành mạch thẳng không phân nhánh.

a, Tên của loại pôlysaccarit này?

b, Ở tế bào nấm, chất hóa học nào thay thế vai trò của loại polysaccarit. Hãy cho biết đơn phân cấu tạo nên chất hóa học này?

Hướng dẫn trả lời:

a, Loại polysaccarit này là Xenlulozo

b, Chất hóa học thay thế vai trò của loại polysaccarit trên là Kitin.

Đơn phân cấu tạo nên Kitin là Glucozo liên kết với N- axetynglucozamin

Câu 7. Tại sao nói tinh bột là nguyên liệu dự trữ lí tư­ởng trong tế bào?

Hướng dẫn trả lời:

- Tinh bột là hỗn hợp của amilozo và amilopeptin

+ Amilozo: 250 – 300 phân tử glucozo trùng phân nối với nhau bằng liên kết glicozit 1α – 4, có dạng xoắn lò xo bền vững, giữa các vòng xoắn có các liên kết hidro

+ Amilopeptin: có cấu trúc phân nhánh, mỗi phân nhánh bắt đầu bằng liên kết glicozit 1α – 6, chiếm tới 80% trong tế bào, nhanh chóng đ­uợc tổng hợp cũng nh­ư phân ly để đảm bảo cung cấp 1 lu­ợng đư­ờng đơn cần thiết cho cơ thể.

- Tinh bột không khuếch tán ra khỏi tế bào và không có hiệu ứng thẩm thấu

Câu 8. Điểm giống và khác nhau giữa cacbonhidrat và lipit?

Hướng dẫn trả lời:

* Giống nhau:

- Đư­ợc cấu tạo từ C, H, O

- Đều có thể cung cấp năng lu­ợng cho tế bào

* Khác nhau

Đặc điểm	Cacbonhidrat	Lipit
Cấu trúc	- C, H, O trong đó có nhiều O - Có liên kết glicozit	- C, H, O trong đó có ít O - Có liên kết este
Tính chất	- Tan nhiều trong nu­ớc - Dễ bị thủy phân	- Không tan trong nu­ớc, kị nước - Tan trong dung môi hữu cơ
Vai trò	- Cung cấp và dự trữ năng lượng - Cấu trúc tế bào	- Tham gia cấu trúc màng, thành phần của vitamin, hoocmon - Dự trữ năng lu­ợng và nhiều chức năng sinh học khác

Câu 9. Tại sao khi chúng ta hoạt động thể chất nh­ư tập thể dục thể thao thì các tế bào cơ lại sử dụng đ­uờng glucoza trong hô hấp hiếu khí mà lại không dùng mỡ để hô hấp nhằm tạo ra nhiều ATP hơn?

Hướng dẫn trả lời:

- Năng lư­ợng đ­ược giải phóng từ mỡ chủ yếu là từ các axit béo. Axit béo có tỉ lệ oxi/cacbon (O/C) thấp hơn nhiều so với đ­uờng glucozo. Vì vậy khi hô hấp hiếu khí, các axit béo của tế bào cần tiêu tốn nhiều oxi hơn. Khi hoạt động thể chất mạnh thì lượng oxi mang đến tế bào bị giới hạn bởi khả năng hoạt động của hệ tuần hoàn. Vì thế, mặc dầu phân giải mỡ tạo ra nhiều năng l­ượng hơn so với phân giải glucozo như­ng tế bào cơ lại không thể sử dụng mỡ trong truờng hợp oxi không cung cấp đầy đủ.

Câu 10. Steroit là chất gì? Hãy nêu một số chất steroit và vai trò của chúng?

Hướng dẫn trả lời:

- Các chất stêrôit là hợp chất hữu cơ giống lipit là không tan trong nư­ớc mà tan trong dung môi hữu cơ.

- Trong cơ thể thuộc stêrôit có:

+ Colesteron là chất tham gia vào thành phần cấu tạo của màng tế bào

+ Axit mật giúp cho sự tiêu hóa mỡ trong quá trình tiêu hóa

+ Cooctiestererol: là hoocmon đ­ược sản xuất ở phần cơ trên ở tuyến thận, tham gia các phản ứng stress

+Ostrogen: hoocmon sinh dục cái

+ Testosteron: hoocmon sinh dục nam

+ Canxiferol: Vitamin D₂ kích thích sự hấp thụ canxi và photphat ở ruột non.

+ Esdison: hoocmon gây lột xác ở côn trùng

Câu 11. Các chất hữu cơ trong tế bào nh­ư tinh bột, dầu, prôtêin và axit nucleic

a. Được cấu tạo từ những đơn phân nào?

b.Tên gọi các liên kết giữa các đơn phân trong mỗi chất hữu cơ đó?

c. Vai trò của liên kết này trong cơ thể sống?

Hướng dẫn trả lời:

a. Các đơn phân

- Gluxit cấu tạo từ các đơn phân là glucozo

- Protein cấu tạo từ các đơn phân là axit amin

- Lipit cấu tạo từ các đơn phân là glixerin và axit béo

- Axit nucleic cấu tạo từ các đơn phân là nucleotit

b. Tên gọi các liên kết

- Các phân tử glucozo liên kết với nhau bằng liên kết glucozit

- Các phân tử axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit

- Các phân tử glixerin và axit béo liên kết với nhau bằng liên kết este

- Các phân tử nucleotit liên kết với nhau bằng liên kết photphodieste

c. Vai trò: Đảm bảo tính bền vững của các hợp chất hữu cơ trong cơ thể sống

C âu 12. Quan sát và mô tả hình vẽ sau, từ đó nêu ra những điểm giống và khác nhau của 2 phân tử này?

Hướng dẫn trả lời:

- Hình vẽ mô tả cấu trúc của 2 loại pôlisaccarit là tinh bột và xenlulôzơ

+ Tinh bột: Cấu tạo từ đơn phân glucôzơ liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4 glucôzit và 1,6 glucôzit tạo thành các mạch có phân nhánh

+ Xenlulozơ: Cấu tạo từ đơn phân glucôzơ bằng mối liên kết β-1,4 glucoozit 1sấp, 1 ngửa, làm thành một mạch thẳng không có sự phân nhánh.

- Sự giống và khác nhau:

+ Giống:

* Cấu trúc:

- Đều là đại phân tử gồm nhiều đơn phân glucôzơ.

- Các đơn phân được liên kết với nhau bằng liên kết glucôzit bền chắc.

* Chức năng: Thành phần cấu trúc của tế bào.

+ Khác nhau:

Nội dung	Xenlulôzơ	Tinh bột
Liên kết	β-1,4 glucozit	α-1,4 glucôzit và 1,6 glucôzit
Dạng mạch	Mạch thẳng	Phân nhánh
Chức năng	Cấu trúc thành tế bào	Dự trữ năng lượng

Câu 13. a) Tại sao tế bào sử dụng photpholipit để cấu tạo màng cơ sở ?

b) Phân biệt dầu, mỡ, sáp ?

Hướng dẫn trả lời:

a) Phôtpholipit có cấu trúc gồm 2 axit béo liên kết với glixêrol, vị trí thứ 3 của phân tử glixêrol được liên kết với nhóm photphat, nhóm này nối glixêrol với một ancol phức. Các liên kết không phân cực C-H trong axit béo làm cho đầu mang axit béo có tính kị nước, còn đầu ancol phức ưa nước, vì thế chúng có thể tạo thành lớp màng mỏng trên mặt nước nên tế bào mới sử dụng chúng để tạo nên các dạng màng ngăn, ngăn cách tế bào với môi trường, hệ thống màng ngăn cách các tế bào thành từng ô.

b) Dầu, mỡ, sáp đều là các dạng lipit đơn giản thường gặp trong các cơ thể sống.Trong điều kiện thường:

- Dầu: Ở trạng thái lỏng do có chứa nhiều axit béo không no

- Mỡ: Ở trạng thái nửa lỏng, nửa rắn do có chứa nhiều axit béo no

- Sáp: Ở trạng thái rắn, chỉ chứa một đơn vị nhỏ axit béo liên kết với một rượu mạch dài thay cho glixerol.

Câu 14. a. Thế nào là axít amin thay thế, axít amin không thay thế? giải thích tại sao trong dinh dưỡng, chúng ta phải sử dụng prôtêin một cách đa dạng?

b. Prôtêin trong tự nhiên có những bậc cấu trúc nào? bậc cấu trúc nào quyết định đến cấu trúc không gian của nó?

Hướng dẫn trả lời:

a) Axít amin thay thế là các axít amin mà cơ thể người và động vật có thể tự tổng hợp được.

- Axít amin không thay thế là các axít amin mà cơ thể người và động vật không thể tự tổng hợp được, phải lấy từ bên ngoài qua thức ăn.

Một số axit amin không thay thế: lizin, valin, triptôphan...

- Sử dụng prôtêin một cách đa dạng để cung cấp đầy đủ các axít amin cho cơ thể, vì mỗi loại prôtêin có một số axít amin khác nhau. Nếu không sử dụng đa dạng prôtêin thì cơ thể sẽ bị thiếu các axít amin không thay thế.

b) Prôtêin có bốn bậc cấu trúc:

- Cấu trúc bậc 1 của prôtêin là trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlipeptit (một phân tử prôtêin đơn giản có thể chỉ được cấu tạo từ vài chục axit amin nhưng cũng có những phân tử prôtêin bao gồm nhiều chuỗi pôlipeptit với số lượng axit amin rất lớn).

- Cấu trúc bậc 2 là cấu hình của mạch pôlipeptit trong không gian, được giữ vững nhờ các liên kết hiđrô giữa các axit amin ở gần nhau. Cấu trúc bậc 2 có dạng xoắn anpha hoặc gấp nếp bêta.

- Cấu trúc bậc 3 là hình dạng của phân tử prôtêin trong không gian 3 chiều, do xoắn bậc 2 cuốn xếp theo kiểu đặc trưng cho mỗi loại prôtêin, tạo thành khối hình cầu. Cấu trúc này đặc biệt phụ thuộc vào tính chất của các nhóm (-R) trong mạch pôlipeptit, như tạo liên kết đisunphua (-S-S-) hay liên kết yếu như liên kết hiđrô. Khi prôtêin có 2 hay nhiều chuỗi pôlipeptit phối hợp với nhau tạo nên cấu trúc bậc 4.

Cấu trúc bậc một prôtêin có vai tò rất quan trọng, nó xác định nên tính đặc thù, đa dạng của prôtêin đồng thời quyết định cấu trúc bậc hai, bậc ba của prôtêin. Vì vậy cấu trúc bậc một là cấu trúc quyết định nên cấu trúc không gian của prôtêin.

Câu 15. Khi bị nhiễm khuẩn cơ thể thường phản ứng lại, làm cho ta bị sốt.

a. Phản ứng như vậy có tác dụng gì?

b.Từ thực tế trên có thể suy ra tính chất protein của người và của vi khuẩn có gì khác nhau?

Hướng dẫn trả lời:

a, Phản ứng như vậy có tác dụng làm biến tính prôtêin của vi khuẩn vì vậy hạn chế sự sinh sản và phát tán của vi khuẩn trong cơ thể.

b, Thực tế cho thấy prôtêin của vi khuẩn biến tính ở nhiệt độ thấp hơn của prôtêin ở cơ thể người.

Câu 16. Hãy hoàn chỉnh bảng sau?

Loại prôtêin	Chức năng	Ví dụ
Prôtêin vận chuyển
Prôtêin thụ thể
Prôtêin hoocmôn
Prôtêin enzyme
Prôtêin dựu trữ
Prôtêin co dãn
Prôtêin cấu trúc
Prôtêin bảo vệ

Hướng dẫn trả lời:

Loại prôtêin	Chức năng	Ví dụ
Prôtêin cấu trúc	Cấu trúc nên tế bào và cơ thể	Kêratin cấu tạo nên lông, tóc, móng. Sợi côlagen cấu tạo nên mô liên kết
Prôtêin enzim	Xúc tác các phản ứng sinh hoá	Lipaza thuỷ phân lipit Xenlulaza thuỷ phân xenlulôzơ
Prôtêin hoocmôn	Điều hoà chuyển hoá vật chất của tế bào và cơ thể	Insulin điều chỉnh hàm lượng đường trong máu …
Prôtêin dự trữ	Dự trữ các axit amin	Anbumin dự trữ trong trứng gà … Glôbulin dự trữ trong các cây họ đậu
Prôtêin vận chuyển	Vận chuyển các chất	Hêmôglôbin vận chuyển O2 và CO2 Chilômicrôn vận chuyển côlestêrôn
Prôtêin thụ thể	Giúp tế bào nhận tín hiệu hoá học	Các prôtêin thụ thể trên màng sinh chất
Prôtêin co dãn	Co cơ, vận chuyển, phân bào	Actin và miôzin trong cơ Sợi tubulin trong thoi phân bào
Prôtêin bảo vệ	Chống bệnh tật	Các kháng thể, intefêron chống lại sự xâm nhập của virut và vi khuẩn

C âu 17. Hãy chỉ ra các bậc cấu trúc và liên kết trong các bậc cấu trúc của phân tử prôtein trong hình vẽ sau?

Hướng dẫn trả lời:

Hình 1: Cấu trúc bậc 1, có liên kết peptit .

Hình 2: Cấu trúc bậc 3, cầu disulfit bền chắc. Liên kết hidro yếu giữa các nhóm R. Liên kết điện hoá trị, liên kết yếu giữa các nhóm R tích điện trái dấu.

Hình 3: Cấu trúc bậc 2, có liên kết hidro, là mạch polipeptit tạo thành vòng xoắn lò so (xoắn α) hoặc mạch polipeptit kéo dài và nằm song song với liên kết hidro (nếp gấp β) .

Câu18. Tính chất của prôtêin?

Hướng dẫn trả lời:

- Prôtêin là đại phân tử, cấu trúc gồm 2 nhóm chính là amin (-NH₂ ) và cacboxyl (-COOH).

* Sự biến tính

- Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý như tia cực tím, sóng siêu âm, khuấy cơ học... hay tác nhân hóa học như axit, kiềm mạnh, muối kim loại nặng,... các cấu trúc bậc hai, ba và bậc bốn của protein bị biến đổi nhưng không phá vỡ cấu trúc bậc một của nó, kèm theo đó là sự thay đổi các tính chất của protein so với ban đầu. Đó là hiện tượng biến tính prôtêin.

* Sau khi bị biến tính, protein thường thu được các tính chất sau:

+ Độ hòa tan giảm do làm lộ các nhóm kỵ nước vốn đã chui vào bên trong phân tử prôtêin.

+ Khả năng giữ nước giảm

+ Mất hoạt tính sinh học ban đầu

+ Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzim prôtêaza do làm xuất hiện các liên kết peptit ứng với trung tâm hoạt động của prôtêaza

+ Tăng độ nhớt nội tại

+ Mất khả năng kết tinh

Câu 19. Hình vẽ d­ưới đây mô tả một chuỗi polypeptit ngắn với 8 axit amin theo trình tự 1  8 từ trái qua phải như­ sau

a. Hãy viết công thức các nhóm chức vào các ô chữ nhật số 1 và số 2

b. Gọi tên và kiểu của phản ứng tạo liên kết giữa hai axit amin.

Hướng dẫn trả lời:

a. Công thức các nhóm chức

1. -NH₂

2. -COOH

b. Liên kết peptit. Liên kết này đ­ược hình thành giữa nhóm cacboxyl cuả axit amin này với nhóm amin của axit amin khác đồng thời giải phóng một phân tử nư­ớc.

- Kiểu phản ứng là phản ứng trùng ngư­ng

Câu 20. Nêu những điểm khác nhau về cấu tạo và chức năng của prôtêin và axit nuclêic?

Hướng dẫn trả lời:

Axit nucleic

Prôtêin

- Chiều dài phân tử lớn, hàng trăm mm - Khối lư­ợng phân tử ADN lớn, hàng triệu đvc - ADN có 2 mạch, ARN có 1 mạch - Đơn phân là các nuclêôtit hoặc ribonu - Trong ADN có 4 loại nu (A, T, G, X). trong ARN có 4 loại ribonu (A, U, G, X) - Các nu trên mạch đơn nối với nhau bằng liên kết cộng hoá trị - Thể hiện tính axit - Axit nucleic có khả năng sao chép. - Thực hiện chức năng di truyền.

- Chiều dài phân tử prôtêin nhỏ, tối đa 0,1mm - Khối lư­ợng phân tử prôtêin nhỏ, tối đa 1,5 triệu đvC - Prôtêin có 1, 2, 3, hoặc 4 chuỗi pôlypeptit - Đơn phân là axit amin - Trong prôtêin có hơn 20 loại axit amin - Chuỗi pôlypeptit nối với nhau bằng liên kết peptit - Vừa thể hiện tính axit, vừa thể hiện tính bazơ - Không có khả năng tự nhân đôi. - Tham gia vào các hoạt động sống của tế bào và cơ thể.

Câu 21. Vì sao khi ta nấu canh cua (cua giã nhỏ và được lọc lấy nước để nấu canh) thì có hiện tượng đóng lại từng mảng nổi lên mặt nước nồi canh?

Hướng dẫn trả lời:

- Hiện tượng đóng thành mảng là do prtêin cua bị vón cục lại

- Trong môi trường nước của tế bào, protein thường giấu kín phần kỵ nước ở bên trong là lộ phần ưu nước ở bên ngoài.

- Khi có nhiệt độ cao, các phân tử chuyển động hỗn loạn làm cho các phần kỵ nước ở bên trong bộc lộ ra ngoài nhưng do bản chất kỵ nước nên các phần kỵ nước của phân tử này ngay lập tức lại liên kết với phần kỵ nước của phân tử khác làm cho các phân tử nọ kết dính với phân tử kia do vậy có hiện tượng pr đóng lại từng mảng nổi lên mặt nước nồi canh

Câu 22. Mô tả hình vẽ sau, chỉ rõ thành phần cấu trúc, các mối liên kết giữa các thành phần và ý nghĩa của các mối liên kết đó ?

Hướng dẫn trả lời:

- Hình vẽ mô tả cấu trúc các loại nuclêôtit của ADN gồm 4 loại A, T, G, X

- Các nuclêôtit đều gồm 3 thành phần: Đường C₅H₁₀O₄, axit photphoric và bazơ nitric. Các nuclêôtit khác nhau ở thành phần thứ 3 là bazơ có 4 loại A, T, G, X

+/ Bazơ liên kết với đường pentozơ bằng liên kết glucozit

+/ Axit photphoric liên kết với đường pentozơ bằng liên kết este

Đây là các mối liên kết bền vững chính vì vậy mà nó đảm bảo cấu trúc bền vững của từng đơn phân nuclêôtit, là cơ sở cho sự bền vững của ADN.

Câu 23. a. Tại sao một phân tử ADN ở tế bào sinh vật nhân thực có 2 mạch đơn?

b. Hình vẽ dưới đây cho thấy các loại liên kết trong phân tử ADN

Hãy cho biết các vị trí 1, 2, 3, 4 là các loại liên kết gì, điểm khác nhau và ý nghĩa của liên kết ở vị trí số 1 và 4 là gì ?

Hướng dẫn trả lời:

b. ADN ở sinh vật nhân thực có cấu trúc mạnh kép( gồm 2 mạch đơn) giúp:

- Đảm bảo tính ổn định cấu trúc không gian

- Đảm bảo ADN có kích thước lớn (vật chất đảm bảo di truyền là đại phân tử và đa phân tử)

- Đảm bảo ADN nhân đôi theo nguyên tắc bán bảo toàn

- Thuận lợi cho việc phục hồi các tiền đột biến về trạng thái bình thường

- Tạo ra tính đối cực

b. Các loại liên kết: 1 – Liên kết este

2 – Liên kết cộng hoá trị

3 – Liên kết glucôzit

4 – Liên kết hiđrô

Khác nhau:

Liên kết 1	Liên kết 4
- Có năng lượng liên kết lớn -Tạo mạch pôlinucleôtit - Góc liên kết cố định - Tạo tính bền vững	- Năng lượng liên kết nhỏ - Tạo cấu trúc không gian của ADN - Góc liên kết không cố định tuỳ dạng ADN (A, B, Z, T) - Đảm bảo tính bền vững, tính linh động của ADN

Câu 24. a. Bằng hình vẽ hãy phân biệt _mARN, _tARN, _rARN. Hãy cho biết các thuỳ tròn của phân tử _tARN có chức năng gì ?

b . Từ hình vẽ về cấu trúc của các loại ARN hãy thử dự đoán về thời gian tồn tại của mỗi loại trong tế bào, giải thích tại sao?

Hướng dẫn trả lời:

a) Hình vẽ:

* Chức năng các thuỳ tròn của phân tử _tARN:

Một thuỳ mang bộ ba đối mã khớp với _mARN.

Một thuỳ liên kết với ribôxôm.

Một thuỳ liên kết với enzim.

b) Thời gian tồn tại của chúng phụ thuộc vào độ bền vững của phân tử do liên kết hiđrô tạo ra và trạng thái tồn tại của chúng trong tế bào

- _mARN: Dạng mạch đơn không có liên kết hiđrô độ bền vững kém thời gian tồn tại ngắn nhất.

- _tARN: Có liên kết hiđrô nhưng số lượng ít

- _rARN : Số liên kết hiđrô chiếm 70%, và được liên kết với prôtêin tạo thành ribôxôm nên có thời gian tồn tại dài nhất.

Câu 25. Đặc điểm và vai trò của Liên kết yếu trong cơ thể sống.

Hướng dẫn trả lời:

Tên liên kết	Đặc điểm cấu trúc	ví dụ
1) Liên kết Hidro	Là liên kết có năng lượng liên kêt yếu chỉ vào khoảng 5kcal/mol. Được hình thành giữa một nguyên tử mang điện tích âm với một nguyên tử hiđrô đang liên kết cộng hóa trị với nguyên tố khác.	Liên kết hidro giữa các bazơ nitơ : A-T G-X tạo nên sợi xoắn kép ADN Là cơ sở của tính mềm dẻo trong cấu trúc của ADN. - Liên kết hidro trong cấu trúc của prôtêin
2) Liên kết ion	Là liên kết được tạo thành do lực hút tĩnh điệm giữa 2 nhóm mang điện tích ngược dấu.	Liên kết ion giúp cho sự tương tác giữa : - Giữa enzim và cơ chất tạo thành phức hệ enzim- cơ chất - Giữa hoocmon và thụ quan màng.
3) liên kết Vanđe van	là liên kết do sự tương tác không đặc hiệu khi 2 nguyên tử tiến đến gần nhau. Không phụ thuộc vào tính phân cực của các phân tử mà chỉ phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng, Liên kết Vanđe van là liên kết yếu nhất ( 1kcal/mol)	Góp phần hình thành nên cấu trúc bậc 3 của prôtein VD: Con thạch sùng có thể chạy trên mặt phẳng tường nhà là nhờ có lực vanđe van giữa các lông tơ ở chân thạch sùng với các phân tử tường nhà.
4) Liên kết kị nước.	Là liên kết được tạo thành giữa các phân tử không hoà tan trong nước khi chúng ở gần nhau.	-Các phân tử không phân cực bị loại trừ ra khỏi mạng lưới nước, thành lập mối tương tac giữa các phân tử

Câu 26. Bảng sau liệt kê tỉ lệ tư­ơng đối của các bazơ nitơ có trong thành phần axit nucleic đ­ược tách chiết từ các loài khác nhau:

Loài	Ađênin (A)	Guanine (G)	Thymine (T)	Cytosine (X)	Uracil (U)
(I)	21	29	21	29	0
(II)	29	21	29	21	0
(III)	21	21	29	29	0
(IV)	21	29	0	29	21
(V)	21	29	0	21	29

Bạn kết luận gì về dạng cấu trúc vật chất di truyền của các loài nêu trên? Loài nào chịu nhiệt tốt nhất, tại sao?

Hướng dẫn trả lời:

Dựa trên cơ sở của nguyên tắc bổ sung của các bazơ nitơ nếu ADN (hoặc ARN) có cấu trúc 2 mạch khớp bổ sung thì số nuclêôtít G = X, A= T .

* Vật chất di truyền của các loài :

- Loài I : Do G = X = 29, A= T = 21 nên có vật chất di truyền là ADN sợi kép (trong đó tỷ lệ G - X cao hơn A-T nên ADN loài I có cấu trúc bền vững và nhiệt độ nóng chảy cao.

- Loài II : Do G = X = 21, A= T = 29 có vật chất di truyền ADN sợi kép (trong đó tỷ lệ G - X thấp hơn A -T nên ADN loài II có cấu trúc kém bền vững và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn loài I.

- Loài III : Do A  T, G  X => có vật chất di truyền ADN mạch đơn.

- Loài IV : Do vật chất di truyền không có T => Vật chất di truyền của loài này là ARN, do G = X = 29, A= U = 21 có thể là ARN sợi kép.

- Loài V : Do vật chất di truyền không có T => Vật chất di truyền của loài này là ARN, do A  U, G  X => ARN mạch đơn.

Kết luận: Loài I có ADN sợi kép, tỷ lệ G - X cao hơn A -T nên cấu trúc bền vững và có nhiệt nóng chảy cao nhất.

Câu 27. Hãy giải thích tại sao ADN ở các sinh vật có nhân thường bền vững hơn nhiều so với các loại ARN? Hãy cho biết các loại ADN có cấu trúc như thế nào thì có nhiệt độ nóng chảy cao và ngược lại?

Hướng dẫn trả lời:

* ADN ở các sinh vật có nhân bền vững hơn nhiều so với các loại ARN vì:

- ADN được cấu tạo từ 2 mạch, còn ARN được cấu tạo từ một mạch

- ADN thường có dạng chuỗi kép phức tạp, ổn định còn ARN có cấu trúc xoắn đơn giản hơn nhiều

- ADN có một số lượng lớn liên kết hiđrô nên dù chuyển động nhiệt có phá vỡ các liên kết nằm 2 đầu của phân tử, hai mạch đơn vẫn được gắn với nhau bởi các liên kết ở vùng giữa

- Chỉ trong trường hợp những điều kiện rất khắc nghiệt (nhiệt độ cao hơn hẳn nhiệt độ sinh lý) mới có sự phá vỡ đồng thời quá nhiều liên kết hiđrô khiến phân tử không còn giữ được cấu hình ban đầu, phân tử bị biến tính. Còn ARN có ít liên kết hiđrô (nhiều nhất rARN chỉ có 70% ) nên kém bền hơn ADN.

- ADN mang điện tích âm thường gắn kết với các prôtein mang điện tích dương (H₁, H_2A, H_3B, H­₄) nên được bảo vệ tốt hơn ARN không được bảo vệ

- ADN được bảo quản trong nhân, ở đó thường không có enzim phân hủy chúng, trong khi đó ARN thường tồn tại ở ngoài nhân - nơi có nhiều enzym phân hủy axit nuclêic

* Những đoạn ADN có nhiệt độ nóng chảy cao là những đoạn ADN có số cặp bazơ G-X nhiều hơn so với đoạn ADN có cùng chiều dài nhưng ít cặp G-X, những đoạn này có nhiều liên kết hiđrô hơn => khó bị biến tính hơn.

Câu 28. Có 3 ống nghiệm chứa các thành phần sau: ống nghiệm A chứa ADN; ống nghiệm B chứa amilaza; ống nghiệm C chứa glucozơ. Đun nóng 3 ống nghiệm rồi đưa về nhiệt độ phòng. Sự thay đổi về mặt cấu trúc sắp xếp theo trật tự nào? Giải thích.

a) A > B > C b) B > A > C

c) C > B > A d) B > C > A

Hướng dẫn trả lời: Chọn b.

Giải thích:

+/ Chất trong ống B biến đổi mạnh nhất do có bản chất hoá học là prôtein nên chỉ cần nhiệt độ thay đổi ít (do đun nóng) đã có sự biến tính và khi đưa về nhiệt độ phòng thì khả năng hồi tính của prôtein là rất thấp, gần như là biến đổi hoàn toàn cấu trúc không gian.

+/ Chất trong ống A có bản chất hoá học là ADN cũng dễ dàng biến đổi bởi nhiệt độ nhưng khi đưa về nhiệt độ phòng khả năng hồi tính của ADN là lớn (hơn prôtein) nhưng sự hồi tính này không hoàn toàn và không theo trật tự xác định nên cấu trúc của ADN cũng bị biến đổi khá lớn.

+/ Chất trong ống C là glucozo một loại monosaccarit nên khả năng biến đổi khi nhiệt độ tăng thấp. Khi đun nóng nhiệt độ khoảng 70-100⁰C thì glucozo gần như không bị biến đổi nhiều về mặt cấu trúc và khi đưa về nhiệt độ phòng thì cấu trúc của glucozo cũng không có sự biến đổi.

Câu 29. Cho vào ống nghiệm 1ml glucozơ 1% và 1ml NaOH 10%, sau đó nhỏ từ từ CuSO₄ 5% đến khi bắt đầu xuất hiện vẩn. Đun sôi và quan sát. Hãy nhận xét hiện tượng và giải thích? Nếu cho CuSO₄ vào trước khi cho NaOH vào thì kết quả có thay đổi gì không?

Hướng dẫn trả lời:

*Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch

*Giải thích: Glucozơ có tính khử, tác dụng với Cu²⁺ trong môi trường kiềm. Trong phản ứng Cu²⁺ bị khử thành Cu₂O màu đỏ gạch.

CH₂OH-(CHOH)₄-CHO + Cu²⁺ +OH^-  CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + H₂O

Nếu CuSO₄ dư: CuSO₄ + NaOH  Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

Cu(OH)₂  H₂O + CuO (đen)

Câu 30. Cho 3 ống nghiệm đựng 3 hợp chất hữu cơ khác nhau:

- Ống 1: 1ml dung dịch Glucozơ 1%

- Ống 2: 1ml dung dịch Mantozơ 1%

- Ống 1: 1ml dung dịch Saccarozơ 1%

Cho vào mỗi ống nghiệm 1 ml thuốc thử Fehling, đun sôi 3 phút. Hãy so sánh màu sắc ở 3 ống nghiệm và giải thích?

Hướng dẫn trả lời:

* So sánh màu ở 3 ống nghiệm:

Ống 1 : Xuất hiện kết tủa màu đỏ gạch, màu đậm nhất

Ống 2: Xuất hiện kết tủa đỏ gạch, nhưng nhạt hơn ống 1

Ống 3: Không thấy xuất hiện kết tủa

* Giải thích: Glucozơ có tính khử mạnh nhất, Mantozơ có tính khử nhưng bằng 1/2 so với glucozơ; Sacaôzơ không có tính khử.

Câu 31. Cho 2 ống nghiệm:

Ống 1: Cho vào 1g bột gạo nghiền nhỏ, cho thêm nước cất, khuấy đều, đun sôi, để nguội

Ống 2: 5g gan động vật đã nghiền nhỏ, lọc qua vải, đun sôi, để nguội sau đó thêm 1ml cồn 96⁰

Nhỏ vào mỗi ống nghiệm vài giọt dung dịch iot. So sánh màu ở 2 ống nghiệm? Cho biết sự giống nhau và khác nhau giữa tinh bột và glycogen?

Hướng dẫn trả lời:

* So sánh màu: Ống 1: Màu xanh. Ống 2: Màu nâu đỏ

* Giải thích: Ống 1: Tinh bột phản ứng với iot cho màu xanh. Ống 2: Dịch lọc gan lợn chứa nhiều Glycogen nên cho màu nâu đỏ khi phản ứng với iốt

* So sánh tinh bột và glycogen

- Giống nhau:

- Đều là các đại phân tử, đa phân, đơn phân là Glucozơ, các đơn phân liên kết với nhau bởi liên kết glucozit.

- Đều không có tính khử

- Đều không tan, khó khuếch tán

- Khác nhau:

- Tinh bột là hỗn hợp chuỗi mạch thẳng amilozơ và amilopectin phân nhánh (24-30 đơn phân thì có một nhánh).

- Glicogen mạch phân nhánh dày hơn (8-12 đơn phân thì phân nhánh)

Câu 32. Tinh bột và Glicogen là các chất dự trữ chủ yếu trong tế bào thực vật và tế bào động vật. Hãy nêu những điểm giống nhau và khác nhau về cấu tạo và tính chất giữa chúng? Cách phân biệt chúng?

Hướng dẫn trả lời:

*Giống nhau:

- Đều là các đại phân tử, đa phân, đơn phân là Glucozơ, các đơn phân liên kết với nhau bởi liên kết gluczit.

- Không có tính khử, không tan, khó khuếch tán

*Khác nhau:

- Tinh bột là hỗn hợp chuỗi mạch thẳng amilozơ và amilopectin phân nhánh (24-30 đơn phân thì có một nhánh)

- Glicogen mạch phân nhánh dày hơn (8-12 đơn phân thì phân nhánh)

*Nhận biết: Dùng dung dịch iot:

- Tinh bột : Tạo dung dịch xanh tím

- glicogen : Tạo dung dịch đỏ nâu