BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG PHỔ THÔNG VÙNG CAO VIỆT BẮC
--------!"#--------

CHUYÊN ĐỀ TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XI

MÃ: SI15

MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN
VỀ CÁC ĐẠI PHÂN TỬ HỮU CƠ

Người thực hiện:
Tổ bộ môn

:

Ths Bùi Thị Thu Thủy
Ths Nguyễn Thị Ngọc
Lí – Hóa - Sinh

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2015
i"


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU"..................................................................................................................................................."1"
NỘI DUNG. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ CÁC ĐẠI PHÂN TỬ HỮU CƠ"
1. Tổng quan tài liệu".........................................................................................................................."2"
2. Hệ thống hóa kiến thức về các đại phân tử hữu cơ dưới dạng các bản đồ khái
niệm (BDDKN)"..................................................................................................................................."3"
3. Câu hỏi và bài tập liên quan"...................................................................................................."17"

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ"
1. Kết luận"............................................................................................................................................"32"
2. Đề nghị"............................................................................................................................................."32"
TÀI LIỆU THAM KHẢO".............................................................................................................."33"
"

ii"


"

MỞ ĐẦU
"

1. Lí do chọn đề tài
Trong thực tế ôn luyện học sinh giỏi các cấp, để đáp ứng được lượng thông tin
kiến thức ngày một sâu rộng và yêu cầu ngày một cao của đề thi học sinh giỏi, các
giáo viên dạy chuyên phải sưu tầm thông tin chuyên môn từ nhiều nguồn khác nhau
(Sách đại học sư phạm, Đại học nông nghiệp, Đại học y, Campbell, Phillips - Chilton,
đề thi học sinh giỏi các cấp trong nước và quốc tế, các buổi học chuyên đề với các
giáo sư đầu ngành)... cũng như tham khảo kinh nghiệm giảng dạy của các giáo viên
khác. Vì vậy, các thông tin chuyên môn mà mỗi giáo viên có được cần được tích lũy,
giữ gìn và trao đổi sâu rộng trong đội ngũ giáo viên và học sinh.
Trong quá trình ôn luyện học sinh giỏi các cấp (cấp tỉnh, cấp quốc gia, học sinh
giỏi Trại hè Hùng vương, Học sinh giỏi Vùng Duyên hải Đồng bằng Bắc Bộ…),
những kiến thức phần di truyền học phân tử nói chung và các đại phân tử sinh học
(cacbohidrat, lipit, protein và axit nucleic) nói riêng chiếm vị trí rất quan trọng, với
khối lượng kiến thức lớn và khó, có liên quan đến kiến thức môn học khác (môn hóa
học), đòi hỏi cả người dạy và người học cần phải làm chủ được nội dung, có phương
pháp hệ thống hóa kiến thức, xây dựng được mối liên hệ giữa kiến thức mới với kiến

thức đã có, từ đó vận dụng kiến thức để giải quyết được các câu hỏi và bài tập liên
quan.
Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi đã chọn đề tài “Một số vấn đề cơ bản về các
đại phân tử hữu cơ” nhằm cung cấp một cái nhìn tổng thể về các đại phân tử hữu cơ.
2. Mục đích của đề tài
Hệ thống hóa kiến thức về các đại phân tử hữu cơ nhằm cung cấp cho học
sinh những kiến thức tối thiểu và cần thiết trong quá trình ôn thi học sinh giỏi các
cấp.
Đưa ra hệ thống các câu hỏi và bài tập ở các mức độ khó khác nhau để học sinh
luyện tập nhằm củng cố, khắc sâu, mở rộng kiến thức.
3. Cấu trúc đề tài
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của đề tài gồm các nội dung sau:
1. Tổng quan tài liệu
2. Hệ thống hóa kiến thức về các đại phân tử hữu cơ dưới dạng các bản đồ khái
niệm (BDDKN)
3. Câu hỏi và bài tập liên quan

1"


!

Hình 1. BĐKN về các đại phân tử hữu cơ
4!
!


"

NỘI DUNG

MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ CÁC ĐẠI PHÂN TỬ HỮU CƠ
1. Tổng quan tài liệu
Trong số 92 nguyên tố hóa học có trong tự nhiên, có khoảng 25 nguyên tố (C,
H, O, N, S, P, K, Na, Ca, Mg…) tham gia cấu tạo nên các cơ thể sống. Như vậy, ở cấp
độ nguyên tử thì giới vô cơ và hữu cơ có tính thống nhất. Sự kết hợp của các nguyên
tố hóa học theo những cách khác nhau tạo nên các phân tử, đại phân tử khác nhau từ
đó phân biệt giới vô cơ và hữu cơ.
Sự sống trên Trái Đất vô cùng đa dạng và phong phú nên các sinh vật có thể có
mức độ đa dạng phân tử lớn. Tuy nhiên, trong thực tế, những phân tử lớn và quan
trọng của tất cả các vật thể sống lại chỉ gồm có bốn nhóm chính: cacbohidrat, lipit,
protein và axit nucleic.
Ở mức độ phân tử, cacbohidrat, protein và axit nucleic đều có kích thước lớn,
được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân nên được gọi là các đại phân tử (polymer). Các
nhóm polymer khác nhau về bản chất các monomer của chúng, nhưng cơ chế hóa học
để tạo ra và phá hủy các polymer cơ bản là giống nhau cho mọi nhóm. Các monomer
được liên kết lại nhờ phản ứng, trong đó hai phân tử được liên kết lại bằng liên kết
cộng hóa trị qua việc mất đi một phân tử nước; phản ứng đó được gọi là phản ứng
trùng ngưng hay phản ứng khử nước. Polymer bị phân tách thành các monomer nhờ
quá trình thủy phân – quá trình quan trọng ngược với phản ứng khử nước.
Cacbohidrat bao gồm đường và các polymer của đường. Cacbohidrat đơn giản
nhất là các monosaccarit, còn được gọi là đường đơn. Disaccarit là đường đôi gồm hai
monosaccarit liên kêt với nhau bằng một liên kết cộng hóa trị. Cacbohidrat còn bao
gồm cả các đại phân tử được gọi là polysaccarit (đường đa) – polymer được cấu tạo từ
nhiều đơn phân là đường.
Gần như mỗi hoạt động chức năng của cơ thể sống đều phụ thuộc vào protein.
Thực tế là tầm quan trọng của protein được nhấn mạnh bằng chính tên gọi của chúng,
tên gọi xuất phát từ chữ Hy Lạp proteios, nghĩa là “vị trí đầu tiên”. Protein chiếm hơn
50% trọng lượng khô của hầu hết các tế bào và chúng gần như là phương tiện để cơ
thể làm mọi việc. Một số protein đẩy nhanh các phản ứng hóa học, trong khi số khác
đóng vai trò giá đỡ cấu trúc, dự trữ, vận chuyển, thông tin tế bào, vận động và bảo vệ

chống lại các chất lạ. Con người có hàng chục nghìn protein khác nhau, mỗi loại có
cấu trúc và chức năng riêng; thực tế các protein là những phân tử có cấu trúc tinh vi
nhất được biết. Để phù hợp với sự đa dạng về chức năng, chúng cũng có cấu trúc rất
đa dạng, mỗi loại protein có một hình dạng ba chiều độc nhất.
Nếu cấu trúc bậc một của chuỗi polypeptit xác định hình dạng của protein thì
cái gì xác định cấu trúc bậc một đó? Trình tự axit amin của chuỗi polypeptit được

2"


"

chương trình hóa nhờ đơn vị di truyền được gọi là gen. Các gen được cấu tạo từ ADN,
polymer thuộc nhóm chất được gọi là các axit nucleic. Có hai loại axit nucleic là axit
deoxiribonucleoic (ADN) và axit ribonucleic (ARN) giúp các cơ thể sống sản sinh các
thành phần phức tạp của nó từ thế hệ này sang thế hệ khác. Là duy nhất trong số các
loại phân tử, ADN định hướng sự sao chép chính nó. ADN còn định hướng sự tổng
hợp ARN, và thông qua ARN, kiểm soát quá trình tổng hợp protein. Cơ chế di truyền
tuân theo quy luật của ADN thể hiện ở các quá trình tái bản (tự sao ADN), phiên mã,
dịch mã và điều hòa hoạt động của gen. Cơ chế không tuân theo quy luật của ADN
thể hiện ở các cơ chế biến dị, cụ thể là đột biến gen, bao gồm các dạng đột biến điểm
như mất một cặp nucleotit, thêm một cặp nucleotit và thay thế một cặp nucleotit này
bằng một cặp nucleotit khác.
Lipit là một nhóm các phân tử sinh học lớn, không thực sự là polymer, và nói
chung, không đủ lớn để được coi là các đại phân tử. Các hợp chất được gọi là lipit
được nhóm lại cùng nhau vì chúng cùng có một đặc điểm quan trọng: Chúng hòa tan
rất kém. Tính chất kị nước của lipit là do cấu trúc phân tử của chúng. Mặc dù chúng
có một số liên kết phân cực với oxy, nhưng lipit chủ yếu được cấu tạo từ các vùng
hidrocacbon. Các lipit khác nhau về hình dạng và chức năng. Lipit bao gồm các chất
sáp, những sắc tố nhất định và những loại lipit quan trọng về mặt sinh học như chất

béo, photpholipit và steroid.
Thế giới sống được tổ chức theo nguyên tắc thứ bậc các cấp độ cấu trúc, các tổ
chức cấp thấp là nền tảng để xây dựng cấp tổ chức cao hơn. Các phân tử, đại phân tử
kết hợp với nhau theo những cách khác nhau tạo nên các bào quan từ đó cấu trúc nên
tế bào. Trong bốn nhóm hợp chất hữu cơ trên, cacbohidrat và lipit chủ yếu tham gia
cấu trúc nên tế bào và tham gia vào các hoạt động sống của tế bào. Đối với protein và
axit nucleic, ngoài những chức năng đó thì chúng còn có tham gia vào quá trình di
truyền và biến dị. Mỗi tế bào có hàng nghìn loại các đại phân tử khác nhau; tập hợp
đó có thể dao động từ loại tế bào này sang loại tế bào khác, thậm chí ở cùng một cơ
thể. Sự khác biệt bẩm sinh giữa các anh chị em phản ánh các biến dạng về polymer,
đặc biệt là của ADN và protein. Sự khác biệt ở mức phân tử giữa những cá thể không
có quan hệ họ hàng còn lớn hơn và khác biệt đó giữa các loài còn lớn hơn nữa. Tính
đa dạng của các đại phân tử trong thế giới sống là vô cùng to lớn và tính biến dị có thể
coi là không giới hạn.
2. Hệ thống hóa kiến thức về các đại phân tử hữu cơ dưới dạng các bản đồ khái
niệm (BĐKN)
2.1. Khái quát về các đại phân tử hữu cơ

3"


!

Có bốn nhóm đại phân tử hữu cơ chính: Cacbohidrat, lipit, protein và axit nucleic.
Trong mỗi nhóm lại gồm nhiều hợp chất khác nhau: Cacbohidrat gồm đường đơn
(monosaccarit), đường đôi (disaccarit) và đường đa (polysaccarit); lipit gồm lipit đơn
giản và lipit phức tạp; axit nucleic gồm ADN và ARN; protein gồm protein đơn giản
(cấu trúc bậc 1) và protein phức tạp (các bậc cấu trúc 2,3,4). Chúng đều có cấu trúc phù
hợp với chức năng, có cơ chế hình thành (polymer hoặc không phải polymer) và biến
đổi (đột biến gen) đặc trưng, từ đó cấu tạo nên tế bào, giúp tế bào thực hiện được các

chức năng sống và di truyền các đặc điểm đó cho thế hệ sau (Hình 1).
2.2. Cấu trúc và chức năng của các đại phân tử hữu cơ
2.2.1. Cacbohidrat
Cacbohidrat bao gồm các nhóm: đường đơn (monosaccarit), đường đôi (disacarit)
và đường đa (polysacarit). Đường đơn lại bao gồm hai nhóm: đường pentozo và đường
hexozo. Ribozo và deoxiribozo là các đường 5 cacbon tham gia cấu tạo nên các đơn
phân của axit nucleic. Glucozo, fructozo và galactozo là các đường 6 cacbon đều có
công thức chung C6H12O6. Mantozo, lactozo và saccarozo là các đường đôi đều có công
thức chung C12H22O11, được cấu tại theo nguyên tắc trùng hợp (nhị phân) bằng cách hình
thành liên kết glicozit và có vai trò dự trữ, cung cấp năng lượng. Có nhiều loại
polysaccarit khác nhau như tinh bột, xenlulozo, glicogen và kitin. Chúng đều được cấu
tạo theo nguyên tắc đa phân bằng cách hình thành các liên kết glicozit giữa các đơn
phân. Tuy nhiên chúng khác nhau nhiều ở công thức phân tử và công thức cấu tạo.
Chúng đều là các hợp chất có vai trò dự trữ năng lượng và tham gia cấu trúc nên tế bào
và cơ thể (Hình 2).
2.2.2. Lipit
Lipit bao gồm hai nhóm chính là lipit đơn giản và lipit phức tạp. Lipit đơn giản
bao gồm dầu, mỡ và sáp; đều được cấu tạo từ glixerol và axit béo; chúng có chức năng
dự trữ và cung cấp năng lượng. Lipit phức tạp bao gồm photpholipit và steroit. Ngoài
glixerol và axit béo, thành phần của photpholipit còn có nhóm photphat, trong đó nhóm
photphat tạo ra đầu ưa nước còn axit béo tạo ra đuôi kị nước, chúng có trong thành phần
của màng sinh chất. Steroit bao gồm vòng bốn nguyên tử cacbon, là thành phần của
hoocmon sinh dục, vitamin, diệp lục… (Hình 3).

5!
!


!


Hình 2. BĐKN về Cacbohidrat
6!
!


!

Hình 3. BĐKN về Lipit

7!
!


!

2.2.3. Protein

Hình 4. BĐKN về protein
8!
!


!

Mỗi phân tử protein được cấu tạo
từ một hoặc nhiều chuỗi polipeptit, gồm
nhiều đơn phân là các axit amin được
nối với nhau bằng các liên kết peptit.
Đơn phân của protein là axit amin. Mỗi
axit amin được cấu tạo bởi nguyên tử

hidro, nhóm cacboxyl (-COOH), nhóm
amino (-NH2) và gốc R - quyết định
tính chất của axit amin. Chuỗi
polipeptit hay còn gọi là cấu trúc bậc
một. Cấu trúc bậc một liên kết với nhau
bằng các liên kết hidro sẽ tạo ra cấu trúc
bậc hai (chuỗi α hoặc β). Khi có tử hai
hay nhiều chuỗi polipeptit sẽ quy định
cấu trúc bậc 4 của protein (Hình 4).

Hình% 5.% Ví% dụ% cấu% trúc% xoắn% alpha.% A:% mô% hình% giản%
lược,%B:%mô%hình%phân%tử,%C:%nhìn%từ%đỉnh,%D:%mô%hình%
không%gian%
!

2.2.4. Axit nucleic
Có 2 loại axit nucleic trong tế bào đó là axit deoxiribonucleic và axit
ribonucleic. Axit deoxiribonucleic được viết tắt là ADN, được tạo ra nhờ cơ chế tự
sao và thông tin di truyền trên ADN được truyền đạt thông qua cơ chế sao mã tạo ra
ARN. ADN được cấu tạo từ các đơn phân là nucleotit. Một nucleotit gồm 3 thành
phần: Nhóm photphat, đường deoxiribozo và một trong bốn loại bazơ nitơ là Adenin
(A), Timin (T), Guanin (G), hoặc Xitozin (X). Axit ribonucleic được viết tắt là
ARN, cấu tạo nên bởi các đơn phân là ribonucleotit. Một ribonucleotit gồm 3 thành
phần: nhóm photphat, đường ribozo, và một trong bốn loại bazơ nitơ là Adenin (A),
Uraxin (U), Guanin (G) và Xitozin (X). ARN gồm 3 loại là ARN vận chuyển
(tARN), ARN thông tin (mARN) và ARN riboxom (rARN). Chức năng của ARN
thông tin là mang thông tin di truyền từ ADN trong nhân đến tARN tại các riboxom.
Chức năng của ARN vận chuyển là vận chuyển axit amin đến riboxom tham gia
dịch mã để tổng hợp protein. ARN riboxom tham gia kiến tạo nên riboxom là nơi
diễn ra quá trình dịch mã tổng hợp protein (Hình 6).


9!
!


!

Hình 6. BĐKN về Axit nucleic
10!
!


!

2.3. Cơ chế của các đại phân tử
2.3.1. Tái bản ADN (Tự sao)
ADN có khả năng nhân đôi (tự sao, sao chép, tái bản) để tạo thành 2 phân tử ADN
con giống nhau và giống phân tử ADN mẹ. Quá trình này tuân theo nguyên tắc bổ sung,
nguyên tắc bán bảo toàn và nguyên tắc khuôn mẫu. Để quá trình tái bản diễn ra thì cần
có sự tham gia của các loại enzim, protein, nucleotit và mạch khuôn mẫu. Quá trình này
trải qua các giai đoạn duỗi xoắn, khởi đầu tái bản bằng ARN mồi, kéo dài, loại bỏ mồi
và hoàn chỉnh sợi mới tổng hợp.

Hình 7. BĐKN về Tự sao của ADN ở sinh vật nhân thực !

11!
!


!

!

2.3.4. Phiên mã

Hình 8. BĐKN về Phiên mã
12!
!


!

Sự truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang phân tử ARN
mạch đơn được gọi là quá trình phiên mã hay tổng hợp ARN. Ở sinh vật nhân thực,
quá trình tổng hợp các loại ARN đều diễn ra trong nhân tế bào, ở kì trung gian giữa
2 lần phân bào, lúc nhiễm sắc thể ở trạng thái dãn xoắn. Quá trình này tuân theo
nguyên tắc bổ sung và cần có sự tham gia của các loại enzim, ribonucleotit và mạch
khuôn mẫu. Phiên mã trải qua ba giai đoạn chính là khởi đầu, kéo dài và kết thúc để
tạo ra mARN trưởng thành (ở sinh vật nhân sơ) hoặc tiền mARN (ở sinh vật nhân
thực). Sau đó, tiền mARN này phải trải qua quá trình biến đổi để trở thành mARN
trưởng thành.
2.3.3. Dịch mã
Mã di truyền chứa trong mARN được chuyển thành trình tự các axit amin trong
chuỗi polypeptide của protein, quá trình đó được gọi là dịch mã (tổng hợp protein). Quá
trình dịch mã là giai đoạn kế tiếp sau phiên mã. Quá trình này tuân theo nguyên tắc bổ
sung và cần có sự tham gia của các loại enzim, axit amin, ARN và ribosom. Dịch mã trải
qua các giai đoạn hoạt hóa axit amin và hình thành chuỗi polypeptit để chuỗi
polypeptide được giải phóng, sau đó metionin mở đầu tách khỏi chuỗi polypeptide để
chuỗi polypeptide hình thành protein hoàn chỉnh (Hình 8).
2.3.4. Điều hòa hoạt động của gen
Điều hòa hoạt động của gen là điều hòa lượng sản phẩm của gen được tạo ra. Quá

trình này phụ thuộc vào giai đoạn phát triển cá thể, nhu cầu hoạt động sống của tế bào và
phụ thuộc vào chất cảm ứng. Điều hòa hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực phức tạp
hơn và có nhiều mức độ điều hòa khác nhau còn ở sinh vật nhân sơ thì sự điều hòa chủ
yếu ở mức phiên mã (Hình 9).
2.3.5. Đột biến gen
Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen. Có rất nhiều kiểu biến đổi về cấu
trúc của gen nhưng nếu chỉ xem xét những biến đổi liên quan đến một cặp nucleotit
trong gen (đột biến điểm) thì đột biến gen bao gồm các dạng thay thế một cặp nucleotit,
thêm hoặc mất một cặp nucleotit. Nếu dựa vào sự biểu hiện của đột biến thì có đột biến
giao tử, đột biến tiền phôi và đột biến soma. Cá thể mang gen đột biến đã biểu hiện ra
kiểu hình được gọi là thể đột biến (Hình 10).

13!
!


!

Hình 9. BĐKN về Dịch mã

14!
!


!

Hình 10. BĐKN về Điều hòa hoạt động của gen
15!
!



!

!
Hình 11. BĐKN về Đột biến gen
CHÚ!THÍCH:!
(1): ĐB mất hoặc thêm Nu sẽ thay đổi khung đọc DT (xắp xếp lại các bộ ba) kể từ điểm
bị ĐB đến cuối gen, thường gây hậu quả lớn đến cấu trúc và chức năng Pr.
(2): ĐB thay thế cặp Nu cùng loại hoặc khác loại mà bộ ba mã hóa mới vẫn mã hóa cho
loại axit amin ban đấu (do tính thoái hóa của mã di truyền), không biến đổi Pr.
(3): ĐB thay thế cặp Nu khác loại mà bộ ba mã hóa mới mã hóa cho loại axit amin khác
loại ban đầu, làm Pr thay đổi 1 axit amin và có thể ảnh hưởng ít hoặc nhiều đến chức
năng của Pr (tùy thuộc vào chức năng và vị trí của axit amin thay thế).
(4): ĐB thay thế cặp Nu có thể dẫn đến đổi bộ ba mã hóa axit amin bằng bộ ba kết thúc
dịch mã, làm Pr ngắn hơn và Pr thường mất chức năng.
16!
!


!

3. Câu hỏi và bài tập liên quan
Câu 1 (Olympic Quốc tế 2010): Tất cả các nhóm lipid khác nhau hình thành nên
màng sinh chất có đặc điểm hóa học chung nào dưới đây
A. Đều có các đầu phân cực
B. Đều có thành phần đường
C. Đều có khung glycerol
D. Đều có nhóm phosphat
E. Đều có vùng kị nước
Đáp án: E

Câu 2 (Đề HSG Quốc gia 2014) :
a. Các phân tử mARN, tARN và rARN có cấu trúc mạch đơn thuận lợi cho việc
thực hiện được chức năng tổng hợp prôtêin như thế nào?
b. Có nhận định cho rằng tARN đóng vai trò thích ứng chuyển mã trong dịch mã.
Giải thích.
Hướng dẫn trả lời:
a. Cấu trúc mạch đơn thuận lợi cho việc thực hiện được chức năng tổng hợp prôtêin:
- Có khả năng hình thành các liên kết hidrô thông qua liên kết bổ sung với các phân tử
axit nuclêic cùng hay khác loại tạo thuận lợi cho hoạt động chức năng của các ARN.
- Sự liên kết rARN với nhau đưa đến sự tổ hợp các tiểu phần lớn và nhỏ tạo ra ribôxôm
hoàn chỉnh để tổng hợp prôtêin; Sự liên kết giữa bộ ba đối mã (mã đối) của tARN với bộ
ba mã sao của mARN để tổng hợp chuỗi polipeptit
- Sự bắt cặp bổ sung giữa snARN trong thành phần thể cắt nối (enzim cắt nối) với tiền
mARN giúp định vị chính xác vị trí cắt bỏ các intron và nối các exon để tạo mARN
trưởng thành để tham gia vào quá trình dịch mã.
- Có cấu trúc mạch đơn nên một vùng trên phân tử có thể bắt cặp bổ sung với một vùng
khác của chính phân tử đó tạo nên cấu trúc không gian đặc thù để thực hiện chức năng
nhất định. Ví dụ: tARN có các thùy thực hiện các chức năng khác nhau, trong đó thùy
mang bộ ba đối mã liên kết bổ sung với bộ ba mã sao trên mARN để trực tiếp thực hiện
quá trình dịch mã.
b. Vai trò thích ứng chuyển mã của tARN: tARN là phân tử thích ứng chuyển mã, vì nhờ
tARN mà mã di truyền được dịch chính xác, đồng thời nhờ tARN với anticodon mà sự
17!
!


!

liên kết giữa một axit amin có kích thước nhỏ có thể hình thành với một codon có kích
thước lớn để đảm bảo mã bộ ba được dịch mà không bị cản trở bởi sự không tương đồng

về cấu hình phân tử hay khoảng cách không gian.
Câu 3 (Đề HSG Quốc gia 2014) :
a. So sánh cơ chế điều hòa âm tính và điều hòa dương tính ở opêron Lac.
b. Tại sao sự điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân thực thể hiện khác nhau ở
những giai đoạn phát triển khác nhau của cá thể?
Hướng dẫn trả lời:
a.
* Giống nhau:
- Đều để thích ứng với các điều kiện môi trường biến động, đồng thời để tiết kiệm năng
lượng và vật chất của tế bào.
- Đều liên quan đến sự tham gia của các gen điều hòa. Các gen này mã hóa cho các sản
phẩm trực tiếp (prôtêin điều hòa) điều hòa sự biểu hiện của các gen cấu trúc. Đều có hệ
thống điều hòa cảm ứng và ức chế thông qua sự tương tác của các tác nhân môi trường
(vai trò làm tín hiệu điều hòa) với prôtêin điều hòa.
* Khác nhau:
- Trong cơ chế điều hòa dương tính, prôtêin điều hòa có vai trò làm tăng sự biểu hiện
của một hoặc một số gen cấu trúc. Còn trong điều hòa âm tính, prôtêin điều hòa có vai
trò ức chế sự biểu hiện của gen cấu trúc.
- Trong cơ chế điều hòa dương tính sản sinh prôtêin điều hòa liên kết với trình tự phần
đầu của vùng P (promoter), còn trong điều hòa âm tính, prôtêin điều hòa liên kết với
vùng O (operater).
b. Sự điều hòa hoạt động gen ở sinh vật nhân thực thể hiện khác nhau ở những giai đoạn
phát triển khác nhau của cá thể, vì:
- Sinh vật nhân thực thường có cấu tạo cơ thể rất phức tạp, bao gồm các mô và các cơ
quan chuyên hóa khác nhau phát sinh từ một tế bào duy nhất (hợp tử). Vì thế, sự điều
hòa biểu hiện của nhiều gen vào những giai đoạn khác nhau cần nhiều cơ chế điều hòa
tinh tế mới có thể đảm bảo cho cơ thể phát triển và sinh trưởng bình thường.
- Trong sự phát sinh cá thể, tùy từng giai đoạn, tùy từng loại mô mà chỉ có một số gen
trong tế bào hoạt động. Điều đó được diễn ra nhờ cơ chế điều hòa hoạt động gen.
18!

!


!

Câu 4 (Đề HSG Quốc gia 2014) : Trong mỗi tế bào nhân thực, số lượng prôtêin
ribôxôm và rARN cần được tổng hợp đồng thời là rất lớn. Tuy nhiên, hệ gen trong
mỗi tế bào nhân thực chứa một lượng lớn (thường trên 100) bản sao của các gen
mã hóa cho các rARN, nhưng lại chỉ có một bản sao duy nhất của các gen mã hóa
cho các prôtêin ribôxôm. Giải thích vì sao số bản sao của hai nhóm gen trên khác
nhau như vậy?
Hướng dẫn trả lời:
Sự khác biệt về số bản sao của 2 nhóm gen là do:
- Sản phẩm cuối cùng của các gen rARN là một phân tử rARN. Vì vậy, hệ gen sẽ cần
nhiều bản sao để cùng lúc có thể tổng hợp được nhiều phân tử rARN.
- Ngược lại, các prôtêin ribôxôm là sản phẩm của quá trình dịch mã trên mARN có thể
được tổng hợp nhiều lần (lặp đi lặp lại) trên cùng một phân tử mARN để tạo ra nhiều
phân tử prôtêin ribôxôm cần thiết để tổng hợp ribôxôm.
Câu 5 (Đề HSG Quốc gia 2014) : Tại sao sự biểu hiện của đột biến gen thường có
hại, nhưng trong chọn giống người ta vẫn sử dụng phương pháp gây đột biến gen
bằng các tác nhân vật lý, hóa học?
Hướng dẫn trả lời:
- Đột biến gen thường có hại vì:
+ Có thể đưa đến đột biến vô nghĩa làm xuất hiện sớm bộ ba kết thúc do các đột biến
nguyên khung và dịch khung gây ra. Loại đột biến này tạo ra chuỗi peptit thường ngắn
hơn so với bình thường, vì vậy prôtêin được tạo ra mất chức năng.
+ Có thể đưa đến đột biến sai nghĩa do đột biến nguyên khung và dịch khung tạo ra. Đột
biến sai nghĩa phần lớn gây hại thường làm giảm hay mất hoạt tính của prôtêin dẫn đến
sai hỏng trong biểu hiện chức năng của tế bào. Mức độ gây hậu quả của đột biến gen tùy
thuộc vị trí axit amin bị thay thế (nằm ở vùng trung tâm hay ngoại biên của enzim cũng

như loại axit amin bị thay thế (cùng nhóm hay khác nhóm). Đây là dạng đột biến gen
gây hại phổ biến đối với sinh vật.
- Trong chọn giống người ta vẫn sử dụng phương pháp gây đột biến nhân tạo bằng các
tác nhân vật lý, hóa học để tạo ra các đột biến gen, vì:
+ Tuy đa số đột biến gen có hại, nhưng vẫn có một số đột biến gen có lợi được dùng làm
nguyên liệu cho chọn giống cây trồng và vi sinh vật, đặc biệt đột biến có giá trị về năng
suất, phẩm chất, khả năng chống chịu (hạn, mặn, rét ...) trên các đối tượng cây trồng.
19!
!


!

+ Bản thân các đột biến cũng chỉ có giá trị tương đối, vì ở môi trường này có thể có hại,
sang môi trường khác có thể có lợi hoặc ở tổ hợp gen này không có lợi nhưng khi đi vào
tổ hợp khác trở thành có lợi. Vì vậy, các đột biến được tạo ra còn được dùng làm nguyên
liệu cho quá trình lai giống để tạo ra những tổ hợp gen có kiểu hình đáp ứng được mục
tiêu sản xuất.
Câu 6: Cho các hợp chất và chất sau đây: tinh bột, xenlulozơ, chuỗi polipeptit cấu
trúc bậc 1.
a. Có những loại liên kết nào trong các chất và hợp chất đó?
b. Hãy cho biết các loại liên kết đó được hình thành từ những nhóm hay gốc nào?
Hướng dẫn trả lời:
a. - Xenlulose có loại liên kết 1 β4 glicozit và liên kết hidro
- Tinh bột có loại liên kết 1α 6 glicozit và 1α4 glicozit
- Chuỗi polipeptit cấu trúc bậc 1 có liên kết peptit
b. - Liên kết glicozit hình thành giữa hai gốc OH cùng giải phóng 1 phân tử H2O
- Liên kết peptit hình thành giữa nhóm COOH và NH2 giải phóng 1 phân tử H2O
- Liên kết H2 hình thành giữa các cấu trúc sợi phân tử xenluzơ
Câu 7:

a. So sánh tinh bột, glicogen và xenlulozơ?
b. Tại sao colesteron rất cần cho cơ thể nhưng cũng rất nguy hiểm cho cơ thể?
Hướng dẫn trả lời:
a. So sánh:
* Giống nhau: Đều là các chất đa phân gồm các đơn phân là glucozơ liên kết với nhau
bằng các liên kết glicozit.
* Khác nhau: Glicogen và tinh bột là mạch có nhánh bên, còn xenlulozơ là những mạch
không có nhánh bên tạo thành nhiều sợi chắc bền. Từ đó dẫn đến các đặc tính hóa học
và sinh học khác nhau.
b. Colesteron rất cần cho cơ thể nhưng lại rất nguy hểm cho cơ thể là do:
- Colesteron là thành phần xây dựng nên màng tế bào, chúng là nguyên liệu dể chuyển
hóa thành các hoocmon sinh dục quan trọng như testosteron, ơstrogen…nên chúng rất
cần cho cơ thể.
20!
!


!

- Colesteron khi quá thừa sẽ tích lũy lại trong các thành mạch máu gây nên xơ vữa động
mạch rất nguy hiểm vì dễ dẫn đến các bệnh đột quỵ tim…
Câu 8:
1. Những nhận định sau là đúng hay sai? Nếu sai thì hãy sửa lại cho đúng.
a. Trong phân tử xenlulose, các đơn phân glucose liên kết với nhau bằng liên kết
α -1,4-glicozit, không phân nhánh.
b. Khi tỉ lệ photpholipit/cholesterol cao sẽ làm tăng tính mềm dẻo của màng tế bào
thực vật.
c. Amilaza là protein cầu. Myosin là protein sợi.
d. Trong chuỗi đơn ADN, đường đêôxiribôzơ luôn được gắn với axit photphoric ở vị trí
C3’.

e. Trong ba loại ARN, mARN là đa dạng nhất.
2. Tại sao ngay đêm trước khi dự báo có băng, người nông dân tưới nước lên cây
trồng để bảo vệ cây?
Hướng dẫn trả lời:
1. a. Sai. Trong phân tử xenlulose, các đơn phân glucose liên kết với nhau bằng liên kết
β -1,4-glicozit, không phân nhánh.
b. Sai. Khi tỉ lệ photpholipit/cholesterol cao sẽ làm tăng tính mềm dẻo của màng tế bào.
c. Đúng.
d. Sai. Trong chuỗi đơn ADN, trong một nucleotit, đường đêôxiribôzơ gắn với axit photphoric
ở vị trí C5’; giữa các nucleotit với nhau, đường đêôxiribôzơ của nucleotit này gắn với axit
photphoric của nucleotit khác ở vị trí C3’.
e. Đúng.
2. Ngay đêm trước khi dự báo có băng, người nông dân tưới nước lên cây trồng để bảo
vệ cây vì:
- Nước có tính phân cực nên giữa các phân tử nước hình thành các liên kết hidro.
- Khi nhiệt độ xuống dưới 0oC, nước bị khóa trong các lưới tinh thể, mỗi phân tử nước
liên kết hidro với bốn phân tử nước khác tạo ra lớp băng bao phủ bên ngoài lá.
21!
!


!

- Lớp băng cách li lá với môi trường, bảo vệ nước trong lá không bị đóng băng, đảm bảo
cho quá trình trao đổi chất trong cây diễn ra bình thường.
Câu 9: Trong tế bào có các đại phân tử sinh học: xenlulozo, photpholipit, AND,
tinh bột và protein.
1. Những phân tử nào ở trên có liên kết hidro hình thành? Vai trò của các liên kết
hydro trong cấu trúc các hợp chất trên?
2. Chất nào không có cấu trúc đa phân ? Chất nào không có trong lục lạp của tế

bào?
3. Nêu vai trò của xenlulozơ trong cơ thể sống.
Hướng dẫn trả lời:
1. Những phân tử có lk hidro hình thành: xenlulozo, ADN và protein
* Vai trò của các lk hydro trong cấu trúc các hợp chất trên:
- Xenlulozo: Các lk hidro giữa các phân tử ở các mạch hình thành nên các bó dài dạng vi
sợi sắp xếp xen phủ tạo nên cấu trúc dai và chắc.
- ADN: Các nu trên 2 mạch đơn ÁN lk với nhau theo NTBS (A- T, G- X) đảm bảo cấu
trúc của ADN bền vững.
- Protein: Các chuỗi polypeptit bậc 1 hình thành lk giữa nhóm C-O với N-H ở các vòng
xoắn gần nhau hình thành cấu trúc protein bậc 2.
2. - Chất không có cấu trúc đa phân: photpholipit
- Chất không có trong lục lạp của TB: Xenlulozơ
- Vai trò của xenlulozơ:
+ Đối với thực vật: Cấu tạo nên thành TB, là nguồn thức ăn cho 1 số loài
+ Đối với động vật: Điều hoà hệ thống tiêu hoá, hỗ trợ thải cặn bã, giảm lượng mỡ và
colesteron trong máu
Câu 10:
1. Các câu hỏi sau đúng hay sai, giải thích.
a) Phân tử xenllulozơ, gồm nhiều đơn phân cùng loại là glucôzơ liên kết với nhau
bằng liên kết α 1,4 glycôzít.
22!
!


!

b) Sáp là một loại pôlisaccarít có chức năng hạn chế sự thoát hơi nước của cây.
c) Cấu trúc của phân tử photpholipít có 3 axit béo gắn với glyxerol, nhóm hydroxyl
thứ 3 của glyxerol gắn kết với nhóm photphát tích điện âm.

d) Cấu trúc bậc hai của prôtêin có sự tham gia của các liên kết hidrôgen giữa các
nguyên tử của bộ khung của chuỗi pôlipeptít.
2. Loại ARN nào đa dạng nhất? Loại ARN nào có số lượng nhiều nhất trong tế bào
nhân thực? Giải thích.
Hướng dẫn trả lời:
1. a) Sau: Phân tử xenllulôzơ gồm nhiều đơn phân cùng loại là glucozơ liên kết với
nhau bằng liên két β1,4 glycôzít
b) Sai vì sáp là một loại lipit
c) Sai. Cấu trúc của phân tử photpholipít chỉ có 2 axit béo gắn với glyxenrol
d) Đúng: Cấu trúc bậc hai của prôtêin có sự tham gia của các liên kết hidrôgen giữa các
nguyên tử của bộ khung của chuỗi pôlipeptit
2.- mARN đa dạng nhất vì tế bào có rất nhiều gen mã hoá prôtêin
- rARN chiếm tỉ lệ nhiều nhất vì trong tế bào nhân thực, gen mã hoá rARN thường được
lặp lại rất nhiều lần. Số lượng ribôxôm trong tế bào rất lớn và các ribôxôm được dùng
để tổng hợp tất cả các loại prôtêin của tế bào
Câu 11: 20 loại axit amin trong các phân tử prôtêin được hình thành qua quá trình
chuyển hóa từ những loại axit amin cơ bản nào? Viết các phản ứng hình thành các
loại axit amin cơ bản và cho biết nguồn gốc của các chất tham gia các phản ứng đó.
Hướng dẫn trả lời:
- 20 loại axit amin trong các phân tử prôtêin được hình thành qua quá trình chuyển hóa
từ 3 loại axit amin cơ bản là:
Alanin, glutamin và aspactic.
- Các phản ứng:
(1) Axit piruvic + NH3 + 2H+ → Alanin + H2O.
(2) Axit α xêtôglutaric + NH3 + 2H+ → Glutamin + H2O.
(3) Axit fumaric + NH3 → Aspactic.
23!
!