Mở đầu
Hoạt động mở đầu SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 29): Các loại thực phẩm ở bốn tầng trong tháp dinh dưỡng của người (Hình 6.1) cung cấp cho chúng ta những hợp chất nào?
- Tầng 1: Cung cấp carbohydate (chất bột đường)
- Tầng 2: Cung cấp vitamin và chất khoáng
- Tầng 3: Cung cấp protein (chất đạm)
- Tầng 4: Cung cấp lipid (chất béo)
I. Khái quát về phân tử sinh học
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 29): Cho biết các đơn phân cấu tạo nên các polysacharide, polypeptide, DNA, RNA.Trả lời:
- Polysaccharide: cấu tạo từ các đơn phân monosaccharide.
- Polypeptide: cấu tạo từ các phân tử anmino acid.
- DNA: cấu tạo từ các đơn phân: ađenin (A), timin (T), xitozin (X) và guanin (G).
- RNA: cấu tạo từ các đơn phân: A (ađênin), G (guanin), X (xitôzin), U (uraxin)
II. Carbohydrate
1. Monosaccharide
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 30): Trong tháp dinh dưỡng của người (hình 6.1), nhóm thực phẩm nào chiếm tỉ lệ cao nhất? Vì sao chúng chiếm tỉ lệ cao nhất?- Trong tháp dinh dưỡng của người ở hình 6.1, nhóm thực phẩm chứa tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất.
- Giải thích: Nhóm thực phẩm chứa tinh bột chiếm tỉ lệ cao nhất trong tháp dinh dưỡng vì tinh bột đóng vai trò dự trữ, cung cấp năng lượng chủ yếu trong tế bào.
Luyện tập 1 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 30): Dựa vào hình 6.3:
a) Cho biết các loại carbohydrate được phân loại dựa trên tiêu chí nào?
b) Kể tên các loại carbohydrate, nêu số lượng gốc đường (đơn phân) và cho ví dụ về mỗi loại carbohydate mà em biết.
a) Các loại carbohydrate được phân loại dựa trên số lượng các đơn phân cấu tạo nên chúng.
b) Monosaccharide chỉ gồm 1 đơn phân, ví dụ: glucozo, fructozo. Disaccharide gồm 2 đơn phân monosaccharide cấu tạo nên, ví dụ: maltozo, lactozo. Polysaccharide cấu tạo từ 3 đơn phân monosaccharide trở lên, ví dụ: tinh bột, glycogen, cenllulozo.
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 30): Vai trò của ribose, deoxyribose và glucose trong tế bào là gì?
Trả lời:
Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 30): Thực phẩm nào chứa nhiều đường đơn?
Trả lời:
* Thực phẩm chứa nhiều đường như:
– Ngũ cốc:
+ Nhiều loại ngũ cốc ăn sáng được thêm đường để tăng hương vị, đặc biệt là các sản phẩm dành cho trẻ em. Ví dụ: ngũ cốc có vị sô-cô-la, ngũ cốc có vị dâu tây, ngũ cốc có thêm mật ong.
– Nước ngọt:
+ Nước ngọt có ga như cola, nước ngọt có hương vị trái cây, và nước tăng lực chứa lượng đường cao để tạo vị ngọt và tăng năng lượng nhanh chóng. Chúng thường chứa siro ngô cao fructose hoặc đường sucrose.
– Các loại quả chín:
+ Quả chín như nho, xoài, chuối, dứa, và táo có hàm lượng đường tự nhiên (fructose) cao hơn so với quả chưa chín. Đường trong trái cây giúp cung cấp năng lượng tự nhiên.
– Mía và củ cải đường:
+ Mía và củ cải đường là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất đường tinh luyện. Mía có hàm lượng sucrose cao, trong khi củ cải đường được sử dụng phổ biến ở một số quốc gia do năng suất cao.
– Sữa chua ít béo:
+ Sữa chua ít béo thường được thêm đường hoặc siro để bù đắp cho sự mất đi của chất béo, giúp sản phẩm trở nên ngon miệng hơn. Các loại sữa chua có hương vị trái cây hoặc vani thường chứa nhiều đường.
– Mật ong:
+ Mật ong tự nhiên chứa nhiều fructose và glucose, là nguồn đường dễ tiêu hóa và cung cấp năng lượng nhanh chóng. Mật ong được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực và làm ngọt tự nhiên.
– Trái cây khô:
+ Trái cây khô như nho khô, mận khô, chà là, mơ khô có lượng đường tự nhiên cô đặc do quá trình sấy khô. Chúng thường được sử dụng như món ăn vặt hoặc thêm vào các món ăn để tăng hương vị và năng lượng.
– Bánh ngọt:
+ Các loại bánh ngọt, bánh quy, bánh mì ngọt, và các sản phẩm bánh nướng khác thường chứa lượng đường cao trong thành phần để tạo vị ngọt và kết cấu mềm mịn. Đường cũng giúp bảo quản bánh lâu hơn.
– Khoai tây chiên:
+ Một số loại khoai tây chiên có thể được tẩm đường để tạo vị ngọt và giúp tạo màu đẹp khi chiên. Đây là trường hợp của các loại khoai tây chiên có hương vị đặc biệt hoặc kết hợp với các loại gia vị ngọt.
2. Disaccharide
Câu hỏi 5 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 30): Dựa vào hình 6.5, cho biết:a) Thành phần cấu tạo của sucrose (saccharose).
b) Sucrose được hình thành như thế nào?
Trả lời:
a) Thành phần cấu tạo của sucrose gồm 2 phân tử đường đơn là glucose và fructose liên kết với nhau.
b) Sự hình thành sucrose: Một phân tử glucose liên kết với một phân tử fructose bằng liên kết glycoside sau khi loại bỏ 1 phân tử nước đã tạo nên phân tử sucrose.
3. Polysaccharide
Câu hỏi 6 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 31): Quan sát hình 6.6 và nêu những đặc điểm giống nhau giữa tinh bột và glycogen, những đặc điểm khác nhau giữa tinh bột và cellulose về cấu tạo mạch carbon. Những đặc điểm này có liên quan gì đến chức năng dự trữ của tinh bột, glycogen và chức năng cấu trúc của cellulose?
- Giống nhau: Tinh bột và glucogen đều là các polymer (hợp chất có cấu trúc đa phân) của các monosaccharide kết hợp với nhau bằng liên kết glycoside, được hình thành qua nhiều phản ứng ngưng tụ.
- Khác biệt giữa tinh bột và cellulose về cấu tạo mạch carbon:
+ Tinh bột: mạch carbon được cuộn và không phân nhánh (amyloza) hoặc dài, phân nhánh (amylopectin).
+ Cellulose: là những chuỗi dài, thẳng, không phân nhánh tạo thành liên kết H với các chuỗi liền kề.
- Chức năng:
+ Tinh bột: là nguồn dự trữ carbohydrate của thực vật và nguồn dinh dưỡng cho động vật.
+ Glycogen: là nguồn dự trữ năng lượng lâu dài trong cơ thể động vật và nấm.
+ Cellulose: là chất hữu cơ chỉ có trong thực vật, cấu trúc nên thành tế bào của chúng.
Vận dụng 1 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 31): Cơm không có vị ngọt nhưng khi chúng ta nhai kĩ thấy có vị ngọt là do tinh bột trong cơm đã biến thành chất gì?
Lời giải:
– Cơm không có vị ngọt nhưng khi chúng ta nhai kĩ thấy có vị ngọt là do dưới tác dụng của enzyme amilaza (một thành phần có trong nước bọt) đã biến thành đường đôi mantozo. Mantozo đã tác động vào các gai vị giác trên lưỡi cho ta cảm giác ngọt.
III. Protein
1. Amino acid
Câu hỏi 7 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 31): Cho biết đơn phân và liên kết giữa các đơn phân tạo nên phân tử protein.Trả lời:
- Đơn phân cấu tạo nên các phân tử protein là các amino acid. Có khoảng 20 loại amino acid chính tham gia cấu tạo protein với trật tự khác nhau.
- Liên kết giữa các đơn phân tạo nên phân tử protein là liên kết peptide. Liên kết peptide được hình thành giữa nhóm carboxyl của amino acid này với nhóm amino của amino acid bên cạnh.
Câu hỏi 8 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 31): Tại sao trên bao bì của một số loại thực phẩm có ghi cụ thể thành phần các amino acid không thay thế?
Trả lời:
– Amino acid không thay thế là loại amino acid mà người và động vật không tự tổng hợp được nhưng cần thiết cho hoạt động sống nên phải thu nhận từ thức ăn. Mỗi loại amino acid lại có những chức năng khác nhau, nên việc ghi rõ thành phần trên bao bì giúp việc chọn lựa thực phẩm dễ dàng với nhu cầu.
– Bởi vậy mà trên bao bì của một số loại thực phẩm có ghi cụ thể thành phần các amino acid không thay thế nhằm giúp người tiêu dùng có thể lựa chọn được loại thực phẩm chứa amino acid không thay thế phù hợp với mục đích sử dụng.
Câu hỏi 9 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 32): Dựa vào hình 6.7, nêu các nguyên tố chính cấu tạo nên phân tử amino acid
Trả lời:
- Nguyên tố chính cấu tạo nên phân tử amino acid là H, C, O.
2. Protein
Câu hỏi 10 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 32): Vì sao chỉ có 20 loại amino acid nhưng tạo nên được rất nhiều loại protein?Trả lời:
– Protein là polymer sinh học, được cấu tạo từ hàng chục, hàng trăm nghìn gốc amino acid kết hợp với nhau bằng liên kết peptide, tạo thành chuỗi polypeptide thẳng. Các chuỗi polypeptide lại cuộn xoắn theo 4 bậc cấu trúc không gian khác nhau tạo nên vô số loại protein khác nhau có nhiều hình dạng khác nhau như dạng (sợi, gấp khúc, vòng, thẳng…)
Câu hỏi 11 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 32): Dựa vào hình 6.1, kể tên những thực phẩm giàu protein
- Những thực phẩm giàu protein là thịt, cá, trứng, sữa…
Vận dụng 2 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 32): Tại sao khẩu phần ăn cần đảm bảo đủ các loại amino acid và đủ lượng protein?
Lời giải:
* Khẩu phần ăn cần đảm bảo đủ các loại amino acid và đủ lượng protein vì:
– Cơ thể chúng ta không thể tự tổng hợp một số loại amino acid và protein, những loại aminoacid và protein này chỉ có thể được cung cấp thông qua quá trình tiêu hóa và hấp thụ chất dinh dưỡng. Vậy nên chúng ta cần ăn đa dạng các loại thức ăn cung cấp đủ dinh dưỡng và năng lượng giúp cơ thể tồn tại và phát triển.
– Protein tham gia hầu hết các hoạt động sống của tế bào: đóng vai trò là chất xúc tác sinh học cho hầu hết các phản ứng; là thành phần cấu trúc nên tế bào, cơ thể; tham gia vận chuyển các chất qua màng, trong tế bào và cơ thể; điều hòa các quá trình trao đổi chất, truyền thông tin di truyền, sinh trưởng, phát triển, sinh sản; vận động tế bào và cơ thể; bảo vệ cơ thể chống lại sự nhiễm virus, vi khuẩn và các bệnh tật; là chất dự trữ.
– Bởi vậy, muốn cơ thể sinh trưởng và phát triển tốt, cần sử dụng đủ các loại amino acid và đủ lượng protein để cung cấp đủ nguồn amino acid dùng làm nguyên liệu để tổng hợp protein cho cơ thể.
Câu hỏi 12 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 33): Phân biệt các bậc cấu trúc của phân tử hemoglobin. Bậc cấu trúc nào của phân tử protein đóng vai trò quyết định các bậc cấu trúc còn lại?
Trả lời:
Câu hỏi 13 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 33): Khi thực hiện chức năng, protein có cấu trúc bậc mấy?
Trả lời:
– Khi thực hiện chức năng, protein có cấu trúc bậc 3 và bậc 4 (cấu trúc không gian ba chiều)
– Vì chỉ khi đạt tới cấu trúc bậc ba, protein mới xuất hiện các liên kết như liên kết disulfid, liên kết hydro, liên kết ion, lực tương tác Van der Waals và domain cấu trúc. Nhờ những cấu trúc này mà protein ổn định hơn trong môi trường, quy định tính chất của protein, đặc biệt là tính tan và hoạt tính xúc tác của protein.
– Cấu trúc bậc 3 còn tạo nên trung tâm hoạt động của phần lớn các loại enzym. Sự thay đổi cấu trúc bậc ba dẫn đến sự thay đổi hướng xúc tác của enzym hoặc mất khả năng xúc tác hoàn toàn. Sự hình thành các domain trong phân tử protein tạo ra khả năng tương tác linh hoạt giữa các đại phân tử, khả năng cơ động, dịch chuyển tương ứng giữa những bộ phận trong quá trình thực hiện chức năng sinh học.
Vận dụng 3 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 33): Bệnh thiếu máu do hồng cầu hình lưỡi liềm là hậu quả của đột biến thay thế amino acid glutamic acid ở vị trí số 6 thành valine trong một chuỗi polypeptide của hemoglobin, làm cho phân tử protein chuyển thành dạng chuỗi dài và thay đổi hình dạng hồng cầu. Bậc cấu trúc nào của hemoglobin bị biến đổi?
Lời giải:
– Bệnh thiếu máu do hồng cầu hình lưỡi liềm là hậu quả của đột biến thay thế amino acid glutamate ở vị trí số 6 thành valin trong một chuỗi polypeptide của hemoglobin làm phân tử protein chuyển thành dạng chuỗi dài và thay đổi hình dạng hồng cầu → Như vậy, thành phần amino acid của chuỗi polypeptide bị thay đổi, kéo theo cấu trúc không gian của hemoglobin bị thay đổi → Vậy hemoglobin bị biến đổi cấu trúc bậc 1 và các bậc cấu trúc không gian còn lại.
IV. Nucleic Acid
1. Nucleotide
Câu hỏi 14 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 33): Kể tên thành phần nguyên tố và cấu tạo đơn phân của phân tử nucleic acid.Trả lời:
Nucleotide có cấu tạo gồm 3 phần:
- Gốc phosphate
- Đường pentose: gồm hai loại deoxyribose và ribose.
- Nitrogenous base: gồm hai nhóm purine (adenine–A, guanine - G) và pyrimidine (cytosine - C, thymine - T, uracil - U).…‘.
Câu hỏi 15 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 33): Thành phần nào của nucleotide tạo nên cấu trúc đặc trưng của DNA và ARN
Trả lời:
- Thành phần tạo nên cấu trúc đặc trưng của DNA và ARN là đường pentose: DNA – đường deoxyribose, ARN – đường ribose.
2. DNA và RNA
Câu hỏi 16 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 34): Nêu vai trò của nucleic acid.Trả lời:
Nucleic acid có vai trò quy định, lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Trong đó:
- DNA được xem là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử chủ yếu; có vai trò lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
- RNA có vai trò chủ yếu trong việc tổng hợp protein để tạo nên các tính trạng của cơ thể.
Câu hỏi 17 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 34): Thành phần cấu tạo nào giúp nhận biết đầu 5' và đầu 3' của chuỗi polynucleotide?
Trả lời:
Nhận biết đầu 3' và đầu 5' trong chuỗi polynucleotide:
- đầu 5′: kết thúc bởi nhóm phosphat
- đầu 3′: kết thúc bởi nhóm hydroxyl (OH).
Luyện tập 2 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 34): Lập bảng phân biệt DNA và RNA về đường pentose, nitrogenousbase, số chuỗi polynucleotide, chức năng.
Lời giải:
Câu hỏi 18 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 34): Vì sao trong phân tử DNA, số lượng adenine và thymine bằng nhau, số lượng guanine và cytosine bằng nhau?
Trả lời:
* Cách giải thích thứ nhất:
– Trong phân tử DNA, số lượng adenine và thymine bằng nhau, số lượng guanine và cytosine bằng nhau vì do cấu trúc không gian đặc trưng nên adenine và thymine chỉ liên kết được với nhau bằng 2 liên kết hidro, guanie và cytosine chỉ liên kết được với nhau bằng 3 liên kết hidro.
* Cách giải thích thứ hai:
– Trong phân tử DNA mạch kép, hai mạch polynucleotide của DNA liên kết với nhau bằng nguyên tắc bổ sung (NTBS). Nguyên tắc bổ sung là nguyên tắc cặp đôi giữa các base trên mạch kép của phân tử DNA, đó là nguyên tắc A của mạch đơn này có kích thước lớn bổ sung cho T của mạch đơn kia có kích thước bé chúng liên kết với nhau bằng 2 liên kết H, G của mạch đơn này có kích thước lớn bổ sung cho X của mạch đơn kia có kích thước bé,
– Chúng liên kết với nhau bằng 3 liên kết H và ngược lại. Do đó, trong phân tử DNA, số lượng adenine và thymine bằng nhau, số lượng guanine và cytosine bằng nhau.
Vận dụng 4 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 34): Vì sao khi giám định quan hệ huyết thống hay truy tìm dấu vết tội phạm, người ta thường thu thập các mẫu có chứa tế bào như niêm mạc miệng, chân tóc,...?
Lời giải:
– Khi giám định quan hệ huyết thống hay truy tìm dấu vết tội phạm, người ta thường thu thập các mẫu có chứa tế bào như niêm mạc miệng, chân tóc,… vì trong các mẫu chứa tế bào này… có chứa DNA – đặc trưng của mỗi loài, mỗi cá thể, có tính đặc thù không thay đổi và ở mọi tế bào cơ quan trên cơ thể đều giống nhau, mang đặc trưng và quy định tính trạng cơ thể riêng.
=> Do đó, khi xét nghiệm bằng tóc với các mẫu máu, mẫu tế bào niêm mạc miệng, mẫu móng tay chân,… đều sẽ cho cùng kết quả. Nhờ đó, có thể xác định được cá nhân hoặc mối quan hệ họ hàng giữa các cá nhân.
– Ngoài ra, mẫu xét nghiệm DNA huyết thống từ niêm mạc miệng là một trong những loại mẫu xét nghiệm có thể tự thu mẫu. Với những thao tác dễ thực hiện, dụng cụ thu mẫu đơn giản mà người thực hiện thu mẫu có thể tự chuẩn bị dụng cụ thu mẫu mà không cần đến máy móc kĩ thuật phức tạp nào; việc thu mẫu sẽ an toàn, không đau và không có bất kì dấu vết hay di chứng nào cho người được thu mẫu.
Luyện tập 3 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 34): Xác định loại RNA nào trong ba loại mRNA, tRNA, rRNA tương ứng với mỗi mô tả sau:
a) Chiếm khoảng 5 % tổng số RNA trong tế bào, đóng vai trò truyền thông tin di truyền từ DNA đến protein.
b) Chiếm khoảng 10 - 20 %, làm nhiệm vụ vận chuyển amino acid tương ứng đến ribosome và liên kết với mRNA trong quá trình dịch mã.
c) Chiếm khoảng 80 %, là thành phần cấu tạo của ribosome.
Lời giải:
a) mRNA.
b) tRNA
c) rRNA
V. Lipid
1. Triglyceride
Câu hỏi 19 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 35): Các lipid trong hình 6.10 được cấu tạo từ những nguyên tố chính nào?
Trả lời:
- Những nguyên tố chính cấu tạo nên các lipid trong hình 6.10 là C, H, O.
Câu hỏi 20 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 35): Đặc điểm cấu tạo nào của triglyceride thể hiện chức năng dự trữ năng lượng trong tế bào cao hơn polysaccharide?
Trả lời:
- Phân tử triglyceride có tỉ lệ C và H cao hơn, tỉ lệ O thấp hơn.
Vận dụng 5 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 35): Khi chế biến salad, việc trộn dầu thực vật vào rau sống có tác dụng gì đối với sự hấp thu chất dinh dưỡng? Giải thích?
Lời giải:
– Khi chế biến salad, việc trộn dầu thực vật vào rau sống sẽ giúp cơ thể hấp thụ các chất dinh dưỡng trong rau tốt hơn do Triglyceride (một dạng chất béo chủ yếu từ mỡ động vật, thực vật) là dung môi hòa tan nhiều vitamin A, D, E, K và chất khoáng khiến cho cơ thể hấp thu các chất dinh dưỡng tốt hơn.
2. Phospholipid
Luyện tập 4 SGK Sinh 10 Cánh diều Bài 6 (trang 36): Dựa vào hình 6.11, cho biết các đặc điểm cấu tạo nào của phospholipid phù hợp với chức năng của màng sinh chất.
Lời giải:
- Phân tử phospholipid chứa một đầu ưa nước (chứa gốc phosphate liên kết với một gốc ưa nước) và hai đuôi kị nước. Chúng có thể tạo thành lớp kép lipid vì đặc tính lưỡng phần.