Giải Sinh học 10 Kết nối tri thức Bài 5: Các phân tử sinh học

Giải Sinh học 10 Kết nối tri thức Bài 5: Các phân tử sinh học ngắn gọn, hay nhất bám sát nội dung Sách giáo khoa theo chương trình Sách mới. Bài soạn bao gồm 24 câu hỏi được trả lời chính xác, giúp học sinh hiểu kĩ hơn về bài học

Mở đầu trang 28 Sinh học 10: Thừa cân, béo phì là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến bệnh tiểu đường, tim mạch cùng nhiều bệnh nguy hiểm khác cho con người. Vậy làm thế nào có thể giảm thiểu nguy cơ này để có được cuộc sống khoẻ mạnh?

Lời giải:

Ta cần có chế độ ăn hợp lí để giảm thiểu nguy cơ béo phì và thừa cân: Hạn chế ăn đồ dầu mỡ, uống đủ nước, chế độ ăn phù hợp với bản thân, hạn chế lượng calo nạp vào.

- Tập luyện thể dục thể thao thường xuyên mỗi ngày nâng cao đời sống.

- Thay đổi thói quen sinh hoạt, ăn uống đủ bữa, nghỉ ngơi và ngủ đủ giấc.

- Theo dõi sức khỏe định kỳ

Dừng lại và suy ngẫm (trang 28)

Câu hỏi 1 trang 28 Sinh học 10: Phân tử sinh học là gì?

Lời giải:

Phân tử sinh học là những phân tử hữu cơ được tổng hợp và tồn tại trong các tế bào sống. Các phân tử sinh học chính bao gồm protein, lipid, carbohydrate, nucleic acid. Trong đó, protein, carbohydrate và nucleic acid là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân hợp thành. Vì vậy, những loại phân tử sinh học này có kích thước rất lớn và được gọi là các polymer.

Câu hỏi 2 trang 28 Sinh học 10: Nêu những đặc điểm chung của các phân tử sinh học.

Lời giải:

Đặc điểm chung của các phân tử sinh học:

- Cấu tạo từ bộ khung hydrocarbon

- Kích thước lớn và được gọi là polymer

- Thành phần hóa học chủ yếu là các nguyên tố C, H, O, N

- Có khả năng liên kết với các phân tử khác

- Có khả năng sao chép và truyền thông tin di truyền

- Có khả năng sao chép và truyền thông tin di truyền

Dừng lại và suy ngẫm (trang 31)

Câu hỏi 1 trang 31 Sinh học 10: Nêu đặc điểm cấu trúc và chức năng chính của các loại carbohydrate.

Lời giải:

Câu hỏi 2 trang 31 Sinh học 10: Con người thường ăn những bộ phận nào của thực vật để lấy tinh bột?

Lời giải:

Con người thường ăn những bộ phận của thực vật để lấy tinh bột đó là:

- Các bộ phận có chức năng dự trữ dinh dưỡng như: Củ, quả, hạt.

Câu hỏi 3 trang 31 Sinh học 10: Tại sao nên ăn nhiều loại rau xanh khác nhau trong khi thành phần chính của các loại rau là cellulose - chất con người không thể tiêu hoá được?

Lời giải:

Nên ăn nhiều loại rau xanh khác nhau trong khi thành phần chính của các loại rau là cellulose - chất con người không thể tiêu hoá được vì:

- Cellulose đóng vai trò quan trọng trong hệ tiêu hóa

- Cung cấp vitamin, khoáng chất và các chất dinh dưỡng thiết yếu khác

- Mỗi loại rau xanh có hàm lượng dinh dưỡng khác nhau

- Tăng cường sức khỏe tổng thể

- Đa dạng hóa khẩu vị

Dừng lại và suy ngẫm (trang 31)

Câu hỏi 1 trang 33 Sinh học 10: Chất béo là gì? Nêu một số chức năng của dầu, mỡ, phospholipid và steroid.

Lời giải:

Lipid là một nhóm chất rất đa dạng về cấu trúc nhưng có đặc tính chung là kị nước. Lipid không hoặc rất ít tan trong nước vì chúng chứa một lượng lớn các liên kết C-H không phân cực, tạo nên các sợi dài và chứa ít nguyên tử oxygen

* Mỡ và dầu

- Dầu và mỡ là chất dự trữ năng lượng của tế bào và cơ thể.

- Dung môi hoà tan nhiều loại vitamin quan trọng với cơ thể như vitamin A, D, E, K,...

* Phospholipid

- Phospholipid có vai trò quan trọng trong việc tạo nên cấu trúc màng của các loại tế bào

* Steroid

- Steroid bao gồm nhiều loại như cholesterol, testosterone, estrogen, vitamin D và cortisone,... Cholesterol là thành phần quan trọng của màng tế bào, đồng thời cũng là chất tiền thân để tạo nên testosterone và estrogen là những hormone phát triển các đặc điểm khác biệt giữa nam và nữ.

* Carotenoid

- Con người và động vật khi ăn carotenoid sẽ chuyển hoá nó thành vitamin A, chất này sau đó được chuyển đổi thành sắc tố võng mạc, rất có lợi cho thị giác.

Câu hỏi 2 trang 33 Sinh học 10: Đặc điểm nào về mặt cấu trúc hoá học khiến phospholipid là một chất lưỡng cực?

Lời giải:

Phospholipid là một chất lưỡng cực do cấu trúc hóa học của nó: một đầu hydrophilic (có khả năng tương tác với nước) và một đuôi hydrophobic (không tương tác với nước). Sự kết hợp giữa các phần này tạo thành lipid bilayer, một cấu trúc quan trọng trong màng tế bào, cung cấp một môi trường phù hợp cho sự tồn tại và hoạt động của tế bào.

Câu hỏi 3 trang 33 Sinh học 10: Khi ăn cà chua hoặc hành chưng trong mỡ, cơ thể người có thể hấp thụ được những loại vitamin gì? Giải thích.

Lời giải:

Trong cà chua hay hành chứa nhiều loại vitamin có bản chất là lipid như vitamin A, D, E, K,... đây là các vitamin không hoặc ít tan trong nước, nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ (Lipid) vì vậy khi chưng cà chua hoặc hành trong mỡ giúp chúng ta dễ hấp thu các vitamin này hơn.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 36)

Câu hỏi 1 trang 36 Sinh học 10: Các amino acid khác nhau ở những đặc điểm nào?

Lời giải:

Khác nhau ở điểm:

- R-group (nhóm cơ sở, hay còn gọi là nhóm cạnh): Đặc điểm chính phân biệt giữa các amino acid là R-group, phần của phân tử amino acid không thuộc nhóm amino (NH2) hoặc carboxyl (COOH). R-group định rõ tính chất và tính chất hoá học của mỗi amino acid. Ví dụ, trong amino acid glycine, R-group là một nguyên tử hydrogen đơn giản, trong khi trong amino acid phenylalanine, R-group là một vòng benzen.

+ Độ phân cực: Các amino acid có thể có R-group phân cực, không phân cực hoặc có khả năng tương hợp với nước. Những amino acid như serine và threonine có R-group phân cực, trong khi các amino acid như leucine và valine có R-group không phân cực.

+ Cấu trúc vòng: Một số amino acid có cấu trúc vòng, trong khi các amino acid khác không có.

+ Đặc điểm về kích thước: Các amino acid có thể khác nhau về kích thước của R-group của họ. .

+ Đặc điểm hóa học khác: Một số amino acid có thể có các đặc điểm hóa học đặc biệt khác, như khả năng tạo ra liên kết disulfide, hoặc có thể có tính chất acid hoặc bazơ.

Câu hỏi 2 trang 36 Sinh học 10: protein có những chức năng gì? Đặc điểm cấu trúc nào giúp protein có chức năng rất đa dạng?

Lời giải:

Một số chức năng của protein gồm có:

- Cấu trúc

- Xúc tác

- Bảo vệ

- Vận động

- Điều hoà

Với các chức năng trên, protein có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể người và các loài động vật. Đặc điểm cấu trúc giúp protein có chức năng rất đa dạng:

- protein được cấu tạo từ các đơn phân là amino acid.

- Có 20 loại amino acid tham gia cấu tạo nên các protein.

- Từ 20 loại amino có thể tạo ra vô số loại chuỗi polypeptide khác nhau về số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các amino acid. Trình tự các amino acid của một protein có tính đặc thù và quyết định chức năng của protein.

Câu hỏi 3 trang 36 Sinh học 10: Bậc cấu trúc nào đảm bảo protein có được chức năng sinh học? Các liên kết yếu trong phân tử protein có liên quan gì đến chức năng sinh học của nó?

Lời giải:

Chức năng sinh học của protein được đảm bảo bởi các bậc cấu trúc không gian của nó, cụ thể là bậc cấu trúc thứ 3 và bậc cấu trúc thứ 4.

Liên kết yếu trong phân tử protein có vai trò quan trọng trong việc duy trì cấu trúc bậc 3 và bậc 4, từ đó đảm bảo chức năng sinh học của protein. Các loại liên kết gồm: Liên kết hydro, liên kết ion, liên kết van der waals

Câu hỏi 4 trang 36 Sinh học 10: Tại sao chúng ta nên bổ sung protein cho cơ thể từ nhiều loại thức ăn khác nhau mà không nên chỉ ăn một vài loại thức ăn dù những loại đó rất bổ dưỡng?

Lời giải:

Việc bổ sung protein từ nhiều loại thức ăn khác nhau mang lại nhiều lợi ích hơn so với việc chỉ ăn một vài loại thức ăn, bởi đảm bảo cung cấp đầy đủ các axit amin và dinh dưỡng cần thiết, tăng khả năng tiêu hóa và hấp thụ, phòng tránh thiếu hụt axit amin cụ thể, và tạo sự đa dạng và thú vị trong khẩu phần.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 37)

Câu hỏi 1 trang 37 Sinh học 10: Quan sát hình 5.10, nêu và giải thích các đặc điểm cấu trúc khiến DNA đảm nhận được chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.

Lời giải:

Các đặc điểm cấu trúc khiến DNA đảm nhận được chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền là:

Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng mang thông tin di truyền là:

+ ADN là một đại phân tử hữu cơ, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nucleotide. Một phân tử ADN được cấu tạo bởi lượng lớn nucleotide. Mỗi loài khác nhau sẽ có phân tử ADN đặc trưng bởi số lượng và trình tự các nucleotide. Sự sắp xếp trình từ các nucleotide là thông tin di truyền quy định trình tự các protein quy định tính trạng của mỗi sinh vật.

+ Từ 4 loại nucleotide do cách sắp xếp khác nhau đã tạo nên tính đặc trưng và đa dạng của các phân tử ADN ở các loài sinh vật

- Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng bảo quản thông tin di truyền.

+ Trên mỗi mạch đơn của phân tử ADN, các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền vững, đảm bảo sự ổn định của ADN (thông tin di truyền) qua các thế hệ.

+ Nhờ các cặp nucleotide thuộc hai mạch liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung đã tạo cho chiều rộng của ADN ổn định, các vòng xoắn của ADN dễ dàng liên kết với protein tạo cho cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền được điều hòa và bảo quản.

- Đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền

+ Trên mạch kép các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen giữa nhóm nitrogenous base của các nucleotide theo nguyên tắc bổ sung. Tuy liên kết hydrogen không bền vững nhưng số lượng liên kết lại rất lớn nên đảm bảo cấu trúc không gian của ADN được ổn định và dễ dàng cắt đứt trong quá trình tự sao, phiên mã.

Câu hỏi 2 trang 37 Sinh học 10: Những thông số nào về DNA là đặc trưng cho mỗi loài?

Lời giải:

Số lượng các phân tử DNA trong tế bào cũng như trình tự sắp xếp các nucleotide trong mỗi phân tử DNA là đặc trưng cho từng loài.

Dừng lại và suy ngẫm (trang 39)

Câu hỏi 1 trang 39 Sinh học 10: Quan sát hình trong mục II. 4b, phân biệt các loại RNA về cấu trúc và chức năng.

Lời giải:

Câu hỏi 2 trang 39 Sinh học 10: Trình bày sự khác biệt về mặt cấu trúc giữa DNA và RNA.

Lời giải:

 

Luyện tập và vận dụng (trang 40)

Câu 1 trang 40 Sinh học 10: Phân tử glucose có công thức cấu tạo là C6H12O6. Nếu 10 phân tử glucose liên kết với nhau tạo nên một phân tử đường phức thì phân tử này sẽ có công thức cấu tạo như thế nào? Giải thích.

Lời giải:

10 phân tử glucose liên kết với nhau tạo nên một phân tử đường phức thì phân tử này sẽ có công thức cấu tạo là: (C6H10O5)10

Giải thích:

- Đường phức được hình thành do các phân tử đường đơn liên kết với nhau (sau khi loại một phân tử nước) bằng một liên kết cộng hoá trị (được gọi là liên kết glycosidic).

Câu 2 trang 40 Sinh học 10: Tại sao cũng có chung công thức cấu tạo là C6H12O6, nhưng glucose và fructose lại có vị ngọt khác nhau?

Lời giải:

Tuy có cùng công thức hóa học là C6H12O6, nhưng glucose và fructose lại tồn tại các cấu trúc không gian, hình dạng cấu trúc vòng khác nhau (vị trí nhóm OH) điều này làm cho chúng có các đặc tính vật lí, hóa học khác nhau.

Câu 3 trang 40 Sinh học 10: Tại sao cũng được cấu tạo từ các phân tử đường glucose nhưng tinh bột và cellulose lại có đặc tính vật lí và chức năng sinh học khác nhau?

Lời giải:

* Cấu trúc:

- Tinh bột: Các phân tử glucose trong tinh bột được liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic α-1,4, tạo thành các mạch thẳng (amylose) hoặc mạch nhánh (amylopectin). Cấu trúc mạch nhánh của amylopectin giúp tinh bột dễ tan trong nước và tạo thành dung dịch keo.

- Cellulose: Các phân tử glucose trong cellulose được liên kết với nhau bằng liên kết glycosidic β-1,4, tạo thành các mạch thẳng không phân nhánh.

Cấu trúc mạch thẳng không phân nhánh của cellulose giúp cellulose có độ bền cao và không tan trong nước.

* Đặc tính vật lý:

- Tinh bột: Dạng bột mịn, màu trắng, không tan trong nước lạnh nhưng tan trong nước nóng. Có vị ngọt.

Dễ bị thủy phân bởi các enzyme tiêu hóa.

- Cellulose: Dạng sợi dai, màu trắng, không tan trong nước. Không có vị ngọt. Không bị thủy phân bởi các enzyme tiêu hóa của con người.

* Chức năng sinh học:

- Tinh bột: Là nguồn dự trữ năng lượng chính cho thực vật. Cung cấp năng lượng cho con người và động vật.

- Cellulose: Thành phần chính của thành tế bào thực vật, giúp tạo độ cứng và chống đỡ cho cây. Không cung cấp năng lượng cho con người và động vật vì con người không có enzyme để thủy phân cellulose.

Câu 4 trang 40 Sinh học 10: Trong số các phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức năng nhất. Tại sao?

Lời giải:

Trong số các phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức năng nhất vì:

- Protein được cấu tạo từ các đơn phân là amino acid.

- Có 20 loại amino acid tham gia cấu tạo nên các protein. Từ 20 loại amino có thể tạo ra vô số loại chuỗi polypeptide khác nhau về số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các amino acid. Trình tự các amino acid của một protein có tính đặc thù và quyết định chức năng của protein.

- Chức năng của protein còn phụ thuộc vào các bậc cấu trúc của nó. Protein có 4 bậc cấu trúc

Câu 5 trang 40 Sinh học 10: Để giảm béo, nhiều người đã cắt bỏ hoàn toàn chất béo trong khẩu phần ăn. Theo em, điều này là nên hay không nên? Dưới góc độ sinh học, chúng ta cần làm gì để duy trì cân nặng với một cơ thể khoẻ mạnh?

Lời giải:

Theo em là Không nên vì:

- Lipid là cấu tạo, thành phần của các loại mỡ động (chất dự trữ năng lượng) vật hormone sinh dục (như testosterone, estrogen, dầu thực vật, phospholipid) một số sắc tố, sáp và một số loại vitamin. Có vai trò trong hoạt động tồn tại và phát triển của cơ thể.

- Việc sử dụng đa dạng các nguồn thực phẩm là rất quan trọng với sức khoẻ, khi ăn uống mất cân đối giữa các thành phần chất béo có thể gây ra nhiều bệnh tật.

Câu 6 trang 40 Sinh học 10: Tại sao khi luộc trứng thì protein của trứng lại bị đông đặc lại?

Lời giải:

Khi luộc trứng, protein trong trứng bị đông đặc do nhiệt độ cao làm biến tính (denaturation) và kết tụ (coagulation) các chuỗi protein. Biến tính làm các chuỗi protein mất cấu trúc tự nhiên, và sau đó chúng kết tụ lại, tạo thành mạng lưới vững chắc, chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn.

Câu 7 trang 40 Sinh học 10: Giải thích vì sao khi khẩu phần ăn thiếu protein thì cơ thể, đặc biệt là trẻ em, thường gầy yếu, chậm lớn, hay bị phù nề và dễ mắc bệnh truyền nhiễm

Lời giải:

Protein có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể người và các loài động vật. Nguồn nguyên liệu để xây dựng các loại protein trong cơ thể người được lấy từ các sản phẩm thịt, sữa của các loài động vật và từ hạt cũng như một số bộ phận khác của nhiều loài thực vật. Sử dụng đa dạng các nguồn thực phẩm giàu protein sẽ cung cấp đủ cho cơ thể nguồn amino acid dùng làm nguyên liệu để tổng hợp protein.