BÀI 6: CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC TRONG TẾ BÀO
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 6 CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC TRONG TẾ BÀO
Mở đầu
Yêu cầu cần đạt
- Nêu được khái niệm phân tử sinh học - Trình bày được thành phần cấu tạo (các nguyên tố hóa học và đơn phân) và vai trò của các phân tử sinh học trong tế bào: carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid. - Phân tích được mối quan hệ giữa cấu tạo và vai trò của các phân tử sinh học. - Nêu được một số nguồn thực phẩm cung cấp các phân tử sinh học cho cơ thể. - Vận dụng được kiến thức về thành phần hóa học của tế bào vào giải thích các hiện tượng và ứng dụng trong thực tiễn.
Khởi động
Hình vẽ
Tại sao dựa vào kết quả xét nghiệm DNA, người ta có thể xác định được hai người thất lạc nhiều năm có quan hệ huyết thống với nhau, cũng như có thể tìm ra hung thủ chỉ từ một mẫu mô rất nhỏ ở hiện trường?
Khái quát
Phân tử sinh học
Hình vẽ
Phân tử sinh học là các phân tử hữu cơ do sinh vật sống tạo thành. Chúng là thành phần cấu tạo và thực hiện nhiều chức năng trong tế bào.
Thảo luận 1
Một số phân tử sinh học trong tế bào: carbohydrate, lipid, protein, nucleic acid.
Các phân tử sinh học trong TB
Thảo luận 2
Dựa vào số lượng đơn phân tỏng phân tử mà carbohydrate được chia thành: đường đơn (monosaccharide), đường đôi (disaccharide) và đường đa (polysaccharide).
Dựa vào tiêu chí nào để phân loại carbohydrate?
Thảo luận 3
Ảnh
Cấu tạo các loại đường đơn trong Hình 6.1 có đặc điểm gì giống nhau?
Chúng đều được cấu tạo gồm một đơn phân là đường có sáu carbon
Thảo luận 4
Một số loại thực phẩm có chứa các loại đường đôi: - Saccharose: mía, củ cải đường. - Maltose: lúa mạch, kẹo mạch nha. - Lactose: sữa người và động vật.
Thảo luận 5
Quan sát Hình 6.3a và cho biết các phân tử cellulose liên kết với nhau sẽ như thế nào để hình thành vi sợi cellulose.
Các phân tử đường glucose nối với nhau bằng liên kết glycoside tạo nên phân tử cellulose, các phân tử cellulose này lại liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen tạo nên các vi sợi cellulose và các vi sợi cellulose lại liên kết với nhau tạo nên thành tế bào thực vật.
Carbohydrate
Hình vẽ
Carbohydrate được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O; được chia thành đường đơn, đường đôi và đường đa. Carbohydrate là nguồn dự trữ và cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào cũng như tham gia cấu tạo nên nhiều thành phần của tế bào và cơ thể.
Luyện tập
Tại sao các vận động viên chơi thể thao thường ăn chuối chín vào giờ giải lao?
Trong chuối chín có chứa hàm lượng glucose cao. Khi các vận động viên ăn chuối chín, đường được hấp thụ và nhanh chóng được phân giải để bổ sung năng lượng đã bị tiêu hao cho cơ thể sau quá trình chơi thể thao.
Vận dụng
Ở bề mặt lá của một số cây như khoai nước, chuối, su hào có phủ một lớp chất hữu cơ. Lớp chất hữu cơ này có bản chất gì?
Lớp chất hữu cơ này là sáp, có bản chất là lipid. Do sáp không thấm nước nên có vai trò làm hạn chế quá trình thoát hơi nước ở lá, giúp cây không bị mất nước.
Lipid
Hình vẽ
Lipid được cấu tạo chủ yếu từ các nguyên tố C, H, O. Lipid được chia thành hai nhóm là lipid đơn giản (mỡ, dầu và sáp) và lipid phức tạp (phospholipid và steroid). Lipid có vai trò dự trữ và cung cấp năng lượng cho cơ thể, tham gia cấu tạo tế bào và nhiều quá trình sinh lí của cơ thể.
Thảo luận 13
Các loại chuỗi polypeptide khác nhau có sự khác nhau về số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các amino acid. Ngoài ra, các loại protein còn khác nhau về số lượng chuỗi polypeptide. Do đó các loại protein có cấu trúc khác nhau nên có chức năng khác nhau.
Tại sao các loại protein khác nhau có chức năng khác nhau?
Thảo luận 14
Một số loại thực phẩm giàu protein: thịt, cá, trứng, sữa, các loại đậu,...
Thảo luận 15
Quan sát Hình 6.8, hãy cho biết: a) Cấu trúc bậc 1 của protein được hình thành như thế nào? Cấu trúc bậc 1 của protein được hình thành do các amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptit tạo thành chuỗi polypeptide có dạng mạch thẳng. b) Cho biết cấu trúc bậc 2 của protein có mấy dạng? Các dạng đó có đặc điểm gì? Cấu trúc bậc 2 của protein có hai dạng, một dạng có cấu trúc xoắn (xoắn α), dạng còn lại có cấu trúc gấp nếp (phiến gấp nếp β).
Thảo luận 16
Xác định các ví dụ sau đây thuộc vai trò nào của protein. a) Casein trong sữa mẹ: chức năng dự trữ. b) Actin và myosin cấu tạo nên các cơ: chức năng cấu trúc. c) Kháng thể chống lại vi sinh vật gây bệnh: chức năng bảo vệ. d) Hormone insulin và glucagon điều hòa lượng đường trong máu: chức năng điều hòa.
Protein
Hình vẽ
Protein là đại phân tử hữu cơ được cấu tạo chủ yếu từ các nguyên tố C, H, O, N. Protein được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi đơn phân là một amino acid. Amino acid được chia thành hai nhóm là amino acid thay thế và amino acid không thay thế. Protein có nhiều bậc cấu trúc khác nhau: bậc 1, bậc 2, bậc 3 và bậc 4. Protein là phân tử sinh học có chức năng đa dạng nhất trong tế bào: cấu tạo, dự trữ amino acid, xúc tác, điều hòa ,vận chuyển, bảo vệ, vận động, thu nhận thông tin,..
Thảo luận 17
Quan sát Hình 6.11, hãy cho biết thành phần và sự hình thành của một nucleotide. Có bao nhiêu loại nucleotide? Nucleotide cấu tạo nên DNA và RNA khác nhau như thế nào?
- Một nucleotide gồm ba thành phần: một phân tử đường 5 carbon, một base và một nhóm phosphate. Trong đó, base liên kết với đượng tại vị trí carbon số 1, còn nhóm phosphate liên kết với đường tại vị trí carbon số 5. - Các loại nucleotide cấu tạo nên DNA gồm A, T, G, C; còn RNA gồm A, U, G, C. - Nucleotide cấu tạo nên DNA có thành phần là đường deoxyribose, còn nucleotide cấu tạo nên RNA có thành phần là đường ribose.
Thảo luận 18
Quan sát Hình 6.12, hãy cho biết mạch polynucleotide được hình thành như thế nào. Xác định chiều hai mạch của phân tử DNA.
- Các nucleotide sẽ liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị tạo nên mạch polynucleotide. Trong đó, nhóm phosphate của nucleotide đứng sau sẽ liên kết với carbon số 3 trong phân tử đường của nucleotide đứng trước. - Hai mạch của DNA có chiều ngược nhau, một mạch có chiều từ 3'OH đến 5'P, mạch còn lại có chiều từ 5'P đến 3'OH.
Thảo luận 19
Tính bền vững và linh hoạt trong cấu trúc của DNA có được là nhờ đặc điểm nào?
- Tính bền vững: Do các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết hóa trị bền vững. Bên cạnh đó, hai mạch của DNA liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen, dù đây là liên kết yếu nhưng với số lượng liên kết lớn cũng giúp tăng tính bền vững của DNA. Ngoài ra, tính bền vững của DNA còn nhờ cấu trúc cuộn xoắn. - Tính linh hoạt: Do liên kết hydrogen là các liên kết yếu nên dễ dàng được hình thành và bị phá vỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nhân đôi DNA.
Thảo luận 20
Nhờ quá trình nhân đôi DNA diễn ra theo nguyên tắc bổ sung, kết quả là các phân tử DNA được tạo ra giống hệt nhau và giống với DNA ban đầu.
Thảo luận 21
Bảng phân biệt ba loại RNA dựa vào các tiêu chí sau: dạng mạch (kép hay đơn, xoắn hay thẳng), liên kết hydrogen (có hay không có).
Hình vẽ
Tiêu chí
mRNA
tRNA
rRNA
Dạng mạch
Mạch đơn, thẳng
Mạch đơn, xoắn
Liên kết hydrogen
Không có
Có
Mạch đơn, xoắn
Có
Cấu tạo và chức năng ADN
Hình vẽ
Nucleic acid được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi đơn phân là một nucleotide. Các loại nucleotide cấu tạo nên DNA gồm A, T, G, C; còn RNA gồm A, U, G, C. DNA có cấu tạo gồm hai mạch polynucleotide liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung. DNA có chức năng lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. RNA thường có cấu tạo gồm một chuỗi polynucleotide, có ba loại chính: mRNA, tRNA và rRNA. Mỗi loại có cấu trúc và chức năng khác nhau trong quá tình truyền đạt thông tin di truyền từ DNA sang protein.