CHUYÊN ĐỀ 4: CẤU TRÚC TẾ BÀO

I. Tổng quan về tế bào

- Tất cả các cơ thể sống đều được cấu tạo từ tế bào. Tế bào là tập hợp đơn giản nhất của vật chất có khả năng thực hiện đầy đủ các chức năng sống.

- Cấu trúc của tế bào có sự phù hợp với chức năng của nó.

- Các tế bào được sinh ra từ tế bào trước đó.

- Về mặt cấu trúc, mọi loại tế bào đều có các thành phần cơ bản sau đây:

+ Màng sinh chất: Ranh giới giữa tế bào với môi trường xung quanh

+ Khối chất bán lỏng gọi là bào tương: là nơi thực hiện các hoạt động sống của tế bào

+ NST: mang gen

+ Ribosomes: tổng hợp protein.

- Dựa vào đặc điểm cấu trúc, người ta chia ra hai loại tế bào là tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.

+ Các sinh vật thuộc giới vi khuẩn (Bacteria) và giới vi sinh vật cổ (Archaea) có cấu trúc tế bào nhân sơ.

+ Các sinh vật thuộc giới nguyên sinh, nấm, động vật và thực vật có cấu trúc tế bào nhân thực.

- Tế bào nhân sơ đặc trưng bởi các đặc điểm:

–        Không có nhân

–        ADN nằm ở vùng không được bao bọc, gọi là vùng nhân

–        Không có các bào quan có màng

–        Bào tương bao gồm toàn bộ khối chất lỏng nằm bên trong màng sinh chất.

- Tế bào nhân thực đặc trưng bởi các đặc điểm:

–        Có màng nhân

–        Có hệ thống nội màng phân chia tế bào chất thành nhiều vùng khác nhau.

–        Có các bào quan có màng

–        Bào tương nằm ở vùng giữa màng sinh chất và nhân

- Tế bào nhân thực thường có kích thước lớn hơn tế bào nhân sơ

II. Cấu trúc tế bào nhân sơ

- Tế bào nhân sơ điển hình là tế bào vi khuẩn

- Đặc điểm chung của tế bào vi khuẩn:

+ Hình dạng: đa dạng (hình que, hình cầu, hình xoắn…)

+ Kích thước: nhỏ, đường kính từ 1 – 10 µm

+ Các thành phần cấu trúc cơ bản: Thành tế bào, vỏ nhầy, lông, roi, màng sinh chất, tế bào chất (chứa ribxom), vùng nhân (chứa NST)

1. Thành tế bào

- Là cấu trúc vững chắc, bao bọc bên ngoài màng sinh chất,

- Được cấu tạo từ Peptydoglycan

- Dựa vào cấu trúc thành, người ta chia vi khuẩn thành 2 nhóm: Vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm

So sánh đặc điểm cấu tạo của thành tế bào vi khuẩn G⁺ và vi khuẩn G^-

Thành phần	G+	G-
	Tỷ lệ % đối với khối lượng khô của thành tế bào
Peptidoglycan	30-95	5-20
Acid teicoic	Cao	0
Lipid	Hầu như không có	20
Protein	Không có hoặc có ít	Cao

Thành tế bào vi khuẩn Gram dương và Gram âm

Trong kĩ thuật nhuộm Gram, các tế bào vi khuẩn G⁺ bắt màu tím, các tế bào vi khuẩn G^- bắt màu hồng (hoặc đỏ)

- Đại đa số vi khuẩn có thành, chỉ có một nhóm vi khuẩn không có thành đó là Mycoplasma.

- Chức năng của thành tế bào là quy định và duy trì hình dạng của tế bào vi khuẩn.

2. Vỏ nhầy

- Là khối chất nhầy bao ngoài thành tế bào, được cấu tạo chủ yếu từ glycoprotein

- Một số vi khuẩn không có vỏ nhầy

- Chức năng:

+ Bảo vệ tế bào tránh sự xâm nhập của vi rút

+ Giữ ẩm cho tế bào

+ Nguồn dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào vi khuẩn

+ Giúp vi khuẩn bám vào giá thể

3. Lông và roi

- Một số vi khuẩn có lông và roi

- Lông và roi có cấu tạo tương tự nhau, đều được tạo nên từ các phân tử protêin có tên là flagellin.

- Lông giữ nhiều chức năng khác nhau:

+ Giúp vi khuẩn bám vào giá thể

+ Lông giới tính tạo cầu tiếp hợp giữa hai tế bào vi khuẩn

- Roi chủ yếu giữ chức năng giúp vi khuẩn di chuyển trong nước.

4. Màng sinh chất

- Màng sinh chất hay Màng tế bào chất ở vi khuẩn cũng tương tự như ở các sinh vật khác. Chúng cấu tạo bởi một lớp photpho lipit kép có các phân tử prôtêin khảm vào (cấu trúc khảm - động). Tỷ lệ prôtêin chiếm khoảng 60 đến 70% khối lượng khô của màng.

- Chức năng của màng:

+ Kiểm soát sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm trao đổi chất

+ Là nơi sinh tổng hợp các thành phần của thành tế bào và các polyme của vỏ nhầy.

+ Là nơi tiến hành quá trình hô hấp tế bào

+ Là nơi tổng hợp nhiều enzym, các protein của chuỗi hô hấp.

+ Cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của roi

5. Tế bào chất

- Tế bào chất là phần vật chất dạng keo nằm bên trong màng sinh chất, chứa tới 80% là nước.

- Trong tế bào chất có protein, acid nucleic, hydrat carbon, lipid, các ion vô cơ và nhiều nhiều chất khác có khối lượng phân tử thấp.

- Bào quan đáng lưu ý trong TBC là ribosom (ribosome). Ribosom nằm tự do trong tế bào chất và chiếm tới 70% trọng lượng khô của TBC. Ribosom gồm 2 tiểu phần (50S và 30S), hai tiểu phần này kết hợp với nhau tạo thành ribosom 70S. Chức năng của ribosom là tổng hợp prôtêin cho tế bào.

- Trong tế bào chất của vi khuẩn còn có thể gặp các chất dự trữ như các hạt glycogen, hạt PHB (Poly-ß-hydroxybutyrat), Cyanophycin, Phycocyanin, các hạt dị nhiễm sắc (metachromatic body), các giọt lưu huỳnh...

- Ở loài vi khuẩn Bacillus thuringiensis và Bacillus sphaericus  còn gặp tinh thể độc hình quả trám, có bản chất protein và chứa những độc tố có thể giết hại trên 100 loài sâu hại (tinh thể độc chỉ giải phóng độc tố trong môi trường kiềm do đó các vi khuẩn này hoàn toàn vô hại với người, gia súc, gia cầm, thuỷ hải sản- có hại đối với tằm). Bacillus sphaericus có thể diệt cung quăng của các loài muỗi.

- Ở một số tế bào, trong tế bào chất còn có các plasmit, là các ADN vòng, kích thước nhỏ, thường chứa những gen giúp vi khuẩn kháng các điều kiện bất lợi của môi trường.

6. Vùng nhân

- Chưa có màng bao bọc, chứa 1 phân tử ADN trần dạng vòng

- Chức năng: Chứa thông tin di truyền của tế bào, kiểm soát mọi hoạt động của tế bào.

Chú ý: Tế bào của các loài vi sinh vật cổ (Archaea) cũng có cấu trúc tế bào nhân sơ, tuy nhiên, chúng có một vài điểm khác biệt so với tế bào vi khuẩn:

- Thành tế bào được cấu tạo từ pseudo peptidoglycan hoặc glycoprotein.

- Liên kết giữa các gốc kị nước với glycerol trong lipit màng là liên kết ete.

- ADN của vi sinh vật cổ có kích thước ngắn hơn nhiều so với ADN của vi khuẩn.

ĐÁP ÁN THI KSCL ĐẦU NĂM HỌC 2014 - 2015, MÔN SINH HỌC LỚP 10

TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ TĨNH         ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG ĐẦU NĂM Năm học 2014 – 2015  MÔN:  SINH HỌC 10 Thời gian làm bài: 150 phút

Câu 1 ( 1,5 điểm)

a)   Vì sao động vật ăn cỏ thường ăn một lượng thức ăn nhiều hơn động vật ăn thịt?

b)   Vì sao để ếch đồng trong môi trường khô thì nó bị chết? Vì sao lưỡng cư có phổi nhưng vẫn còn hô hấp qua da?

TL

a) Động vật ăn thịt ăn thức ăn giàu chất dinh dưỡng và dễ tiêu hóa. Động vật ăn cỏ, thức ăn có nhiều xenlulôzơ thức ăn khó tiêu hóa, ít chất dinh dưỡng và năng lượng thấp.(0,5đ)

b)

- Để ếch đồng trong môi trường khô thì nó bị chết vì: ếch hô hấp chủ yếu qua da, khi môi trường khô → da khô → khí không khuếch tán qua da được → không hô hấp được → chết.(0,5 đ)

- Lưỡng cư có phổi nhưng vẫn còn hô hấp qua da vì phổi chỉ là một cái túi đơn giản, chưa phân hóa, số lượng phế nang rất ít không đáp ứng nhu cầu ôxi cho cơ thể. Da của chúng có đủ các tiêu chuẩn cho việc trao đổi khí: diện tích bề mặt lớn, mỏng và luôn ẩm ướt ... nhờ đó dễ dàng thực hiện quá trình hô hấp.(0,5đ)

Câu 2 ( 2 điểm )

a)   Trong 2 biện pháp: tăng thể tích co tim và tăng nhịp tim. Biện pháp nào có lợi cho hệ tim mạch hơn? Giải thích?

b)   Vì sao khi ta nhai cơm lâu trong miệng thì có cảm giác ngọt?

c)   Sau khi thức ăn đã được nghiền bóp kĩ ở dạ dày chỉ chuyển xuống ruột non thành từng đợt. Hoạt động như vậy có tác dụng gì?

TL:

a) - Tăng thể tích co tim có lợi hơn.(0,5 đ)

- Vì:

+ Nếu tăng nhịp tim, thời gian nghỉ ngơi giữa hai lần đập của tim càng giảm, tim chóng mệt. ( 0,25 đ)

+ Nếu tăng thể tích co tim sẽ tống được một lượng máu lớn hơn vào hệ mạch, giảm được nhịp co bóp, tim có thời gian nghỉ dài hơn để phục hồi. ( 0,25 đ)

b) Khi ta nhai cơm lâu trong miệng thì có cảm giác ngọt vì: tinh bột trong cơm đã chịu tác dụng của enzim amilaza trong nước bọt biến đổi một phần thành đường mantôzơ, đường này đã tác dụng vào các gai vị giác trên lưỡi cho ta cảm giác ngọt.( 0,5 đ)

c) Thức ăn từ dạ dày chuyển xuống ruột non thành từng đợt với một lượng nhỏ tạo thuận lợi cho thức ăn có đủ thời gian tiêu hóa hết ở ruột non và hấp thu được hết các chất dinh dưỡng. ( 0,5 đ)

Câu 3 (1,5 điểm)

a) Những nguyên tắc nào được thể hiện trong quá trình tổng hợp ADN, tổng hợp ARN? Sự rối loạn trong quá trình tổng hợp ADN thường dẫn tới hiện tượng gì? Vai trò của nó trong tiến hóa và chọn giống.

b) Hai phân tử ADN (I và II) có cùng kích thước (1000 cặp bazơ) nhưng khác nhau về thành phần nucleotit. Phân tử I chứa 42% (A + T) còn phân tử II có A + T = 66% .

- Xác định số lượng từng loại nucleotit  trong phân tử I và phân tử II?

- Phân tử ADN nào có cấu trúc bền vững hơn? Tại sao?

TL

a) Các nguyên tắc :

- Quá trình tổng hợp ADN : Nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc bán bảo tồn.( 0,25)

- Quá trình tổng hợp ARN: Nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc khuôn mẫu.(0,25)

- Rối loạn quá trình tổng hợp ADN dẫn tới hiện tượng đột biến gen. Sự thay đổi cấu trúc của gen dẫn tới sự thay đổi cấu trúc protein tương ứng → biến đổi kiểu hình → Tạo nguồn nguyên liệu cho chọn giống và tiến hóa (0,25)

b)

- Gen I: A = T = 420 nu,  G = X = 580 nu ( 0,25)

  Gen 2: A = T = 660 nu,  G = X = 340 nu ( 0,25)

- Gen II có cấu trúc bền hơn gen I vì gen II có số nucleotit loại G-X lớn hơn → có số liên kết hidro nhiều hơn.( 0,25)

Câu 4 (2 điểm)

a) Ở một loài sinh vật có số nhóm gen liên kết là 12. Do đột biến nhiễm sắc thể, bộ nhiễm sắc thể có 26 chiếc. Khả năng đột biến nào có thể xảy ra? Giải thích sự khác biệt giữa các đột biến đó.

b) Ở người có bộ nhiễm sắc thể 2n = 46, kết quả thụ tinh giữa một tế bào trứng và một tinh trùng tạo thành một hợp tử. Khi hợp tử này nguyên phân 3 đợt liên tiếp đã lấy nguyên liệu của môi trường nội bào tương đương với 329 nhiễm sắc thể đơn.

     - Xác định số lượng nhiễm sắc thể của hợp tử.

     - Viết sơ đồ lai tạo thành hợp tử.

TL

a)

- Số nhóm gen liên kết = bộ NST đơn bội → n = 12 → 2n = 24 ( 0,25 đ)

- Khả năng đột biến có thể xảy ra:

Đột biến làm tăng thêm 2 NST  → đột biến số lượng NST ở thể dị bội gồm:

+ Thể tứ nhiễm:  2n + 2 = 24 + 2 = 26 ( 0,25 đ)

+ Thể tam nhiễm kép: 2n + 1 + 1 = 24 + 1 + 1 = 26 ( 0,25 đ)

- Giải thích:  Thể tứ nhiễm tức là một cặp NST tương đồng nào đó trong bộ lưỡng bội có 4 chiếc. Thể tam nhiễm kép tức là có 2 cặp NST mỗi cặp chứa 3 chiếc. ( 0,25 đ)

b)

- Bộ NST của hợp tử: 2n + 1 =  47 ( 0,5 đ)

- Cơ chế hình thành  ( 0,5 đ)

P                   2n = 46                        x                           2n = 46

Gp                 n = 23                                          n -1 = 22  ;   n +1 = 24

F                                                2n + 1 =  47

Câu 5 (1,5 điểm)

a. Quần thể người có những đặc điểm nào giống và khác các quần thể sinh vật khác? Nguyên nhân của sự khác nhau đó?

b. Ô nhiễm môi trường là gì? Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường? Theo em ở Việt Nam hiện nay biện pháp nào hạn chế sự gia tăng ô nhiễm môi trường đơn giản và có hiệu quả nhất?

TL

a. Điểm giống và khác nhau giữa quần thể người và các quần thể sinh vật khác:

- Giống: Đều có các đặc điểm về giới tính , thành phần nhóm tuổi, mật độ, tỷ lệ sinh sản, tỷ lệ tử vong... (0,25 đ)

- Khác: Quần thể người có những đặc điểm mà quần thể khác không có là : kinh tế, pháp luật, hôn nhân, văn hoá, giáo dục. ( 0,25 đ)

- Nguyên nhân: Do con người có tư duy, có trí thông minh nên có khả năng tự điều chỉnh những đặc trưng sinh thái của quần thể. ( 0,25 đ)

b.

- Ô nhiễm môi trường là hiện tượng môi trường tự nhiên bị nhiễm bẩn, các tính chất vật lí , hoá học, sinh học của môi trường bị thay đổi, gây tác hại đến đời sống của con người và các sinh vật khác. ( 0,25 đ)

- Nguyên nhân:  Do hoạt động sống của con người, do hoạt động tự nhiên, sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ không đúng qui cách... ( 0,25 đ)

- Biện pháp đơn giản, có hiệu quả là trồng cây xanh, tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục nâng cao hiểu biết của mọi người về phòng chống ô nhiễm môi trường. ( 0,25 đ)

Câu 6 ( 1,5 điểm)

a) Vì sao động vật nguyên sinh không được xếp với giới động vật?

b)  Tiêu chí phân loại sinh giới thành 5 giới? Nêu ưu nhược điểm trong sơ đồ phân loại này.

c) Có 5 loại hợp chất sau: tinh bột, glucozo, glicogen, protein, saccarozo được đựng trong 5 lọ bị mất nhản. Hãy nhận biết các loại chất hữu cơ trên.

TL:

a) ( 0,5 đ) Vì: + động vật nguyên sinh là cơ thể đơn bào hoặc sống thành tập đoàn nhưng còn đơn giản, động vật là cơ thể đa bào phức tạp.

+ Động vật nguyên sinh có kiểu dinh dưởng là tự dưởng hoặc dị dưởng còn động vật có kiểu dinh dưởng là dị dưởng.

b) ( 0,5 đ)Tiêu chí phân loại:      

+ Loại TB nhân sơ hay nhân thực

+ Tế bào phân hóa chức năng hay chưa

+ Kiểu dinh dưởng

- Ưu điểm: đơn giản, dễ nhớ, thể hiện được các ý tưởng trọng tâm cơ bản của một hệ thống phân loại.

- Nhược điểm:

+ Không phân biệt được nguồn gốc phát sinh của sinh vật

+ Không phân biệt được vi nấm như nấm men, nấm mốc với các nấm lớn tạo thể quả như nấm đảm

+ Không phát hiện ra Archaea – vi sinh vật cổ mang nhiều điểm khác biệt so với vi khuẩn trong giới khởi sinh.

c) (0,5 đ)– Cho dung dịch iot vào 5 bình đó

+ Bình  nào xuất hiện màu xanh tím ® chứa tinh bột

+ Bình nào xuất hiện màu tím đỏ ® chứa glicogen

- Cho tiếp dung dịch phê linh vào 3 bình còn lại

+ Bình nào chuyển màu tím ® đựng protein

+ Bình nào xuất kện kết tủa màu nâu đỏ ® đựng glucozo

+ Bình còn lại không xuất hiện gì là saccarozo

CHUYÊN ĐỀ 3: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO

Chương I. Thành phần hóa học của tế bào

I. Thành phần nguyên tố

+ Trong 92 nguyên tố hóa học có trong tự nhiên thì có khoảng 25 đến 30 nguyên tố cần thiết cho sự sống. Dựa vào hàm lượng các nguyên tố trong tế bào người ta chia thành 2 nhóm nguyên tố là nguyên tố đa lượng và nguyên tố vi lượng

Nhóm nguyên tố	Hàm lượng	Vai trò	Ví dụ
Đa lượng (đại lượng)	Lớn hơn 0,01% khối lượng khô của tế bào	Cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ là những thành phần xây dựng nên cấu trúc tế bào	C, H, O, N, S, P, Ca, Na, K, Mg....
Vi lượng	Nhỏ hơn 0,01% khối lượng khô của tế bào	- Hoạt hóa các enzym - Tham gia cấu tạo nên một số hợp chất cơ – kim	Cu, Zn, Mo, Mn, Fe....

+ C, H, O, N được coi là những nguyên tố hóa học chủ yếu của sự sống vì chúng chiếm tỷ lệ cao tuyệt đối so với các nguyên tố khác. Trong đó, C được coi là nguyên tố quan trọng nhất vì mỗi nguyên tử C có thể hình thành được 4 liên kết hóa học với các nguyên tử khác, tạo nên tính đa dạng vô cùng lớn cho các bộ khung cacbon, làm cơ sở cho tính đa dạng cho các hợp chất hữu cơ. Sự đa dạng của các hợp chất hữu cơ là cơ sở cho sự hình thành sự sống.

II. Thành phần hợp chất

1. Các hợp chất vô cơ

Trong các hợp chất vô cơ, nước được coi là hợp chất quan trọng nhất đối với sự sống

+ Cấu trúc của phân tử nước: Mỗi phân tử nước được cấu tạo gồm 2 nguyên tử H liên kết với một nguyên tử O bằng liên kết cộng hóa trị. Do cặp electron dùng chung bị lệch về phía oxi nên vùng gần nguyên tử O tích điện âm, vùng gần nguyên tử H tích điện dương, làm cho phân tử nước có tính phân cực.

+ Các đặc tính lí hóa của nước: Bốn trong số các đặc tính của nước tạo thuận lợi cho sự sống là:

o   Tính liên kết: Tính phân cực của nước giúp cho các phân tử nước có thể liên kết với nhau và liên kết với các phân tử phân cực khác.

o   Khả năng ổn định nhiệt độ: Nước có thể thu hay tỏa ra một lượng nhiệt lớn mà ít thay đổi nhiệt độ của khối nước.

o   Nở ra khi đông đặc: Nước đá nổi trên nước lỏng vì các liên kết H làm cho mật độ phân tử thưa hơn.

o   Linh hoạt như một dung môi: Nước có khả năng hòa tan rất nhiều chất khác nhau

+ Vai trò của nước: Nước có nhiều vai trò khác nhau đối với sự sống

o   Là dung môi hòa tan các chất và là môi trường xảy ra các phản ứng hóa sinh trong tế bào và cơ thể

o   Là nguyên liệu cho các phản ứng hóa sinh trong tế bào

o   Tham gia điều hòa nhiệt độ tế bào và cơ thể

o   Nước liên kết có vai trò bảo vệ hệ keo nguyên sinh trong tế bào

2. Các hợp chất hữu cơ

+ Đại phân tử hữu cơ: Trong tế bào, có 4 loại đại phân tử hữu cơ là: Hydratcabon, lipit, protein và axit nucleic.

+ Ba trong 4 loại đại phân tử hữu cơ (Hydratcabon, protein và axit nucleic) được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi phân tử gồm nhiều phân tử nhỏ (đơn phân) liên kết với nhau tạo thành. Các hợp chất này được gọi chung là các polyme

+ Sự tổng hợp và phân giải các polyme trong tế bào:

-          Trong tế bào, các polyme được tổng hợp nhờ phản ứng trùng ngưng giữa các đơn phân (Monome) với nhau. Trong phản ứng trùng ngưng, các đơn phân được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị và loại đi một phân tử nước.

-          Các polyme có thể bị phân hủy tạo thành các monome thông qua phản ứng ngược lại với phản ứng trùng ngưng, gọi là phản ứng thủy phân

Sơ đồ hình thành và phân hủy một polime (Nguồn: Campbell & Reece)

a. Cacbonhydrat

+ Cacbonhydrat bao gồm đường và các polyme của đường

a1. Đường đơn (Mono Saccharit)

+ Đường đơn thường có công thức phân tử là bội số của CH₂O

+ Đường đơn được phân loại dựa vào:

-          Vị trí nhóm chức cacbonyl (C=O): đường aldose và đường ketose

-          Số nguyên tử C trong khung cacbon: Triose, pentose, hexose...

Các loại đường đơn: Đường khử (Aldoses) và đường không khử (Ketose) (Nguồn: Campbell&Reece)

+ Loại đường đơn phổ biến nhất là glucose (C₆H₁₂O₆)

+ Đường đơn có vai trò là nguồn nhiên liệu cho tế bào và là vật liệu cấu trúc nên các đại phân tử hữu cơ như đường đa, axit nucleic...

a2. Đường đôi (Disaccharit)

+ Đường đôi được hình thành khi hai phân tử đường đơn liên kết với nhau và loại một phân tử nước. Liên kết giữa các đường đơn gọi là liên kết Glycosid

+ Đường đôi chủ yếu được dùng làm đường vận chuyển trong cây (Saccarose)

a3. Đường đa (Polysaccharit)

+ Là các phân tử được cấu tạo từ hàng ngàn phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng liên kết glycosid

+ Dựa vào chức năng người ta chia đường đa thành các loại

-          Polysaccharit dự trữ: Gồm tinh bột và glycogen, được cấu tạo từ các đơn phân glucose liên kết với nhau bằng liên kết α1- 4 và α 1 – 6 Glycosid.

-          Polysaccharit cấu trúc: Gồm Cenllulose và Chitin, được cấu tạo từ các đơn phân glucose liên kết với nhau bằng liên kết β1 – 4 Glycosid.

Cấu trúc phân tử tinh bột và Cellulose (Nguồn Campbell&Reece)

+ Chức năng của polysaccharit: Tinh bột là chất dự trữ năng lượng của thực vật, glycogen là chất dự trữ năng lượng của động vật. Xenlulo là vật liệu cấu trúc thành tế bào thực vật, Chitin là vật liệu cấu trúc thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của động vật chân khớp.

b. Lipit

+ Lipit là nhóm các hợp chất hữu cơ có đặc điểm chung là kị nước.

+ Lipit là đại phân tử hữu cơ không có cấu trúc polyme. Thuộc hợp chất lipit gồm: Dầu, mỡ; photpholipit và steroit.

b1. Dầu, mỡ (Triglyxerit)

+ Thành phần cấu tạo: 1 phân tử glyxerol liên kết với 3 axit béo bằng liên kết este

-          Trong các phân tử mỡ, các axit béo có gốc hydrocacbon bão hòa, do đó, ở nhiệt độ phòng, mỡ tồn tại ở trạng thái rắn

-          Trong các phân tử dầu, các axit béo có gốc hydrocacbon chưa bão hòa, chứa một hoặc một số liên kết đôi, do đó, ở nhiệt độ phòng, dầu tồn tại ở dạng lỏng

Cấu trúc phân tử mỡ(A) và dầu (B) (Nguồn: Campbell&Reece)

b2. Photpholipit

+ Cấu tạo: Gồm một phân tử glycerol liên kết với 2 axit béo và 1 nhóm photphat. Nhóm photphat có thể liên kết với các chất ưa nước khác

Các gốc axit béo có tính kị nước, đầu photphat và các thành phần liên kết với nó có tính ưa nước, do đó, phân tử photpholipit có tính lưỡng cực, gồm một đầu ưa nước và hai đuôi kị nước

+ Chức năng: Photpholipit là thành phần cơ bản cấu tạo nên tất cả các loại màng sinh học.

b3. Steroit

+ Cấu trúc: Steroit là loại lipit đặc trưng bởi một khung cacbon chứa 4 vòng nối với nhau

+ Các loại streoit phổ biến: Cholesterol, Testotteron, Estrogen...

+ Chức năng của steroit: Các steroit có nhiều chức năng khác nhau: Cholesterol là thành phần cấu tạo của màng tế bào động vật, Testotteron, Estrogen là các hoocmon sinh dục ở động vật và người...

3. Protein

+ Protein là đại phân tử hữu cơ được cấu tạo theo nguyên tăc đa phân, đơn phân là 20 loại axit amin

+ Mỗi axit amin được cấu tạo gồm một nhóm COOH, một nhóm NH₂, một nguyên tử H và một gốc R cùng liên kết với một nguyên tử C (gọi là Cacbon α). Các axit amin khác nhau bởi gốc R.

+ Phân tử protein có 4 bậc cấu trúc:

-          Cấu trúc bậc 1: Là trình tự các axit amin trên chuỗi polipeptit, được hình thành do các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết Peptit. Mỗi chuỗi polipeptit có một trình tự các axit amin đặc trưng.

-          Cấu trúc bậc 2: Được hình thành do cấu trúc bậc 1 cuộn xoắn α hoặc gấp nếp β

-          Cấu trúc bậc 3: Được hình thành do sự tương tác giữa các gốc R khác nhau tạo nên hình dạng không gian ba chiều của phân tử

-          Cấu trúc bậc 4: Được hình thành do sự liên kết giữa hai hay nhiều chuỗi polipeptit giống nhau hoặc khác nhau.

+ Mỗi phân tử protein có một hình thù không gian đặc trưng, hình thù không gian của protein quy định chức năng sinh học của nó. Khi hình thù không gian của protein bị thay đổi thì protein mất chức năng, hiện tượng này được gọi là sự biến tính protein. Các tác nhân vật lí, hóa học như nhiệt độ, pH của môi trường có thể gây ra sự biến tính protein.

+ Chức năng của protein: Protein tham gia vào hầu hết các hoạt động sống của tế bào và cơ thể:

Loại protein	Chức năng	Ví dụ
Protein enzym	Xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học	Các enzym tiêu hóa
Protein cấu trúc	Cấu trúc nên các bộ phận của tế bào	Các sợi tơ, sợi colagen và elastin trong mô liên kết của động vật, keratin trong da, lông, sừng, móng....
Protein dự trữ	Dự trữ axit amin	Ovalbumin trong lòng trắng trứng, casein trong sữa, protein dự trữ trong hạt
Protein vận chuyển	Vận chuyển các chất	Hemoglobin, các protein vận chuyển
Protein hoocmon	Điều hòa các hoạt động sinh lí của cơ thể	Insulin
Protein thụ thể	Tiếp nhận các kích thích hóa học	Các thụ thể trên màng tế bào thần kinh
Protein co rút và vận động	Vận động	Actin và Miosin trong tế bào cơ, protein trong lông và roi
Protein bảo vệ	Bảo vệ chống lại các tác nhân gây bệnh	Kháng thể chống lại vi khuẩn và vi rút

c. Axit nucleic

+ Axit nucleic là đại phân tử hữu cơ được cấu tạo từ 4 loại đơn phân là các nucleotit.

+ Mỗi đơn phân của axit nucleic gồm có 3 thành phần: Đường pentose, nhóm photphat và base nitơ

Cấu trúc của một nucleotit

+ Có hai loại axit nucleic là ADN và ARN.

c1. ADN

+ ADN được cấu tạo từ các đơn phân là 4 loại nucleotit: A, T, G, X

+ Trong nucleotit của ADN:

-          Đường pentose là là đường Deoxiribose C₅H₁₀O₄

-          Base nitơ là một trong 4 loại: A, T, G, X

+ Cấu trúc của ADN:

-          Các nucleotit liền kề liên kết với nhau bằng liên kết photphodieste tạo thành chuỗi polinucleotit. Liên kết Photphodieste được hình thành do nhóm OH ở vị trí cacbon 3’ của nucleotit này với nhóm photphat ở vị trí cacbon 5’ của nucleotit kia.

-          Mỗi phân tử ADN bao gồm hai chuỗi polinucleotit chạy song song, ngược chiều. Các nucleotit trên hai chuỗi liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung: A của mạch này liên kết với T của mạch kia và ngược lại bằng 2 liên kết hidro; G của mạch này liên kết với X của mạch kia và ngược lại bằng 3 liên kết hidro.

-          Hai mạch của phân tử ADN xoắn theo chiều từ trái sang phải với chu kì xoắn là 34A⁰, đường kính vòng xoắn là 20A⁰ tạo nên cấu trúc xoắn kép

-          Mỗi phân tử ADN có một trình tự nucleotit đặc trưng.

+ Chức năng của ADN: Lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền

c2. ARN

+ ARN được cấu tạo từ các đơn phân là 4 loại nucleotit: A, U, G, X

+ Trong mỗi nucleotit của ARN:

-          Đường pentose là đường Ribose C₅H₁₀O₅

-          Base nitơ là một trong 4 loại: A, U, G, X

+ Cấu trúc: Mỗi phân tử ARN gồm mỗi chuỗi polinucleotit

+ Chức năng:

-          mARN: Mang thông tin quy định cấu trúc protein được lấy từ ADN đến ribosome để tổng hợp protein.

-          tARN: Vận chuyển các axit amin đến ribosome để tổng hợp protein

-          rARN: Tham gia cấu tạo nên ribosome, là bào quan tổng hợp protein

TỔNG HỢP VỀ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ HỮU CƠ TRONG TẾ BÀO

Đại phân tử hữu cơ	Đơn vị cấu trúc	Phân loại	Chức năng
Cacbonhydrat	Đường đơn	Đường đơn: Glucose, galactose, fructose	Cung cấp năng lượng; nguồn cacbon để tổng hợp các phân tử khác hoặc cấu tạo nên đường đa
		Đường đôi: Saccarose, lactose
		Đường đa: + Xenlulo (thực vật) + Tinh bột (thực vật) + Glycogen (động vật) + Kitin (động vật và nấm)	+ Cấu tạo thành tế bào thực vật + Dự trữ glucose + Dự trữ glucose + Cấu tạo bộ xương ngoài và thành tế bào nấm
Lipit		Triglyxerit: (Dầu, mỡ) Glyxerol + 3 axit béo	Nguồn năng lượng quan trọng
		Photpholipit: Nhóm photphat + 2 axit béo	Cấu tạo màng sinh học
		Steroit: 4 vòng dính nhau và liên kết với các nhóm chức	+ Tham gia cấu tạo màng tế bào (Cholesteron) + Điều hòa các hoạt động sinh lí của cơ thể (Hoocmon)
Protein	20 loại axit amin	+ Enzym + Protein cấu trúc + Protein dự trữ + Protein vận chuyển + Hoocmon + Protein thụ thể + Protein vận động + Protein bảo vệ	+ Xúc tác các phản ứng + Cung cấp vật liệu cấu trúc + Dự trữ axit amin + Vận chuyển các chất + Điều hòa các hoạt động sinh lí + Nhận các tín hiệu bên ngoài tế bào + Tham gia vào sự vận động của tế bào + Chống lại các tác nhân gây bệnh
Axit nucleic	Đơn phân nucleotit	ADN: - Đường: Deoxiribose - Base nitơ: A, T, G, X - Thường có mạch kép	Lưu giữ thông tin di truyền
		ARN: - Đường: Ribose - Base nitơ: A, U, G, X - Thường có mạch đơn	Tham gia vào quá trình tổng hợp protein

SƠ ĐỒ CÁC KHÁI NIỆM