1. Axit đêôxiribônuclêic (ADN) – bài 6 sinh học 10
1.1. Cấu trúc hóa học của phân tử ADN
DNA lần đầu tiên được phát hiện bởi Friedrich Miescher, một nhà hóa sinh người Thụy Điển tìm ra khi nghiên cứu vết mủ trên băng cứu thương đã được sử dụng. Cấu trúc ADN được cho là một vật chất mà ở thời kỳ này chưa bao giờ được quan sát thấy thông qua kính hiển vi. Vì thế nên ban đầu Friedrich Miescher đã đặt tên cho cấu trúc này là nuclein vì nó có mặt trong nuclei (nhân) tế bào.
Sau này, các nhà khoa học đã khám phá ra cấu trúc này là một loại axit nucleic, một đại phân tử sinh học.
– Phân tử ADN cấu tạo từ các nguyên tố hoá học C, O, H, N, P
– ADN là một đại phân tử, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân với đơn phân là các nuclêôtit (viết tắt là Nu)
1.2. Cấu tạo của một nuclêôtit
– Đường đêôxiribôzơ: C5H10O4
– Axit phốtphoric: H3PO4
– Bazơ nitơ: có 2 loại chính là purin và pyrimidin:
+ Purin: có cấu tạo vòng kép gồm 2 loại là A (Adenin) và G (Guanin)
+ Pyrimidin: cấu trúc một vòng và gồm 2 loại là T (Timin) và X (Xitozin)
– Tất cả các nuclêôtit đều giống nhau thành phần đường và photphat, nên người ta thường lấy tên của bazo nito để gọi tên nucleotit. Nu loại A, G, T, X…
=> Như vậy có 4 loại đơn phân cấu tạo nên phân tử ADN
Trong một nucleotit thì bazơ nitơ sẽ liên kết với đường tại vị trí C số 1; nhóm photphat liên kết với đường tại vị trí C số 5.
1.3. Sự tạo mạch của ADN
– Khi tạo mạch, nhóm photphat (-PO4) của Nu đứng trước sẽ tạo một liên kết cộng hóa trị với nhóm hydroxit (-OH) của Nu đứng sau (tại vị trí C số 3). Liên kết cộng hóa trị này được gọi là liên kết photphodieste (nhóm photphat tạo liên kết este với OH của đường của chính nó và tạo liên kết este thứ 2 với OH của đường của Nuclêôtit kế tiếp nên là đieste).
1.4. Cấu trúc không gian của ADN – bài 6 sinh học 10
Năm 1953, Francis Harry và James D. Watson đã gây ra chấn động trong giới khoa học khi họ công bố cấu trúc của ADN thông qua nghiên cứu nhiễu xạ tia X. Hai nhà khoa học đã chỉ ra cấu trúc của ADN gồm hai mạch song song và ngược chiều, xoắn lại với nhau theo chiều xoắn phải. Từ đó đưa ra dự đoán cho quá trình tổng hợp, sao chép ADN.
– Xoắn từ trái qua phải, gọi là xoắn phải, tạo thành những chu kì xoắn nhất định mỗi chu kì gồm 10 cặp nuclêôtit và có chiều dài 3.4nm (34Å) như vậy mỗi nu sẽ có kích thước là 0.34nm (3,4Å) và đường kính là 20 Å.
– Hai mạch liên kết với nhau thông qua sự bắt cặp giữa các nu của hai mạch nhờ các liên kết Hydro. Nu loại A luôn luôn bắt cặp với T và G luôn luôn bắt cặp với X
– Cặp A – T tạo ra 2 liên kết hidro và cặp G – X tạo 3 liên kết hidro
1.5. Chức năng của ADN
3 chức năng quan trọng của phân tử ADN là:
-
Mã hóa các thông tin di truyền bằng sự đa dạng khổng lồ về số lượng, thành phần và trình tự các nucleotit trên phân tử ADN.
-
Bảo quản thông tin di truyền: Khi diễn ra quá trình sao chép ADN, nếu trong có xuất hiện các sai hỏng thì phân tử ADN sẽ được hệ thống các enzym sửa chữa có mặt trong tế bào sửa lại lỗi sai đó.
-
Bảo tồn các thông tin di truyền: cấu trúc rất bền và nhờ quá trình nhân đôi ADN nên thông tin di truyền được truyền từ thế hệ trước sang thế hệ sau.
2. Axit ribonucleic (ARN)
2.1. Khái niệm ARN
ARN (Axit ribonucleic) là một đại phân tử có vai trò rất quan trọng trong việc vận hành, điều khiển mọi hoạt động của tế bào.
– Với mỗi cấu trúc và chức năng khác nhau, ARN được chia thành 3 loại cơ bản là mARN, tARN, rARN
– ARN có mặt ở khắp nơi trong tế bào: trong nhân, nhiễm sắc thể, ty thể, lạp thể, đặc biệt có nhiều trong ribôsôm, tế bào chất
– Trong phân tử ARN thường chứa các base nitơ, chúng chiếm tỉ lệ từ 8-10%
– Hầu như chúng đều ở cấu trúc bậc một (trừ trường hợp mARN ở đoạn đầu).
2.2. Cấu trúc của ARN
a) Thành phần cấu tạo
– Là đại phân tử hữu cơ, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân liên kết với nhau thông qua liên kết cộng hóa trị.
– Cấu tạo từ những nguyên tố hoá học là C, O, H, N, P.
b) Cấu trúc đơn phân (nuclêôtit)
Một đơn phân (nuclêôtit) được cấu tạo bởi 3 thành phần:
– Đường ribôzơ: C5H10O5
– Axit phốtphoric: H3PO4
– Bazơ nitơ tương tự ADN cũng gồm 2 loại chính: purin và pirimidin
+ Purin: Là các nucleotit với kích thước lớn hơn bao gồm A (Adenin) và G (Guanin)
+ Pirimidin: Là các nucleotit với kích thước nhỏ hơn bao gồm U (uraxin) và X (Xitozin)
2.3. Phân loại ARN
ARN được phân thành 3 loại: ARN thông tin (mARN), ARN vận chuyển (tARN), ARN ribôxôm (rARN)
2.3.1. ARN thông tin – mARN
– ARN thông tin có trong nhân, tế bào chất
– Có cấu trúc thẳng, mạch đơn
– Kích thước và số lượng đơn phân đa dạng phụ thuộc vào sợi đơn ADN khuôn.
– mARN được tổng hợp rất nhiều nhưng thường có thời gian tồn tại ngắn
2.3.2. ARN vận chuyển – tARN
– tARN cũng được cấu tạo từ một mạch pôlynuclêôtit, tuy nhiên có những đoạn có sự liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung đã tạo ra các thùy tròn.
Trong các thùy đó có chứa bộ 3 đối mã hay còn gọi là anticodon. Để ghép cặp trong quá trình tổng hợp protein.
2.3.3. ARN ribôxôm – rARN
– rARN là thành phần quan trọng trong cấu trúc của ribôxôm, bào quan đảm nhiệm quá trình sinh tổng hợp chuỗi pôlypeptit,
– Riboxom cũng là nơi chứa đến 90% lượng ARN của tế bào
2.3.4. Chức năng của ARN
– mARN là là khuôn trực tiếp trong quá trình dịch mã để riboxom tổng hợp chuỗi polypeptit do đó mARN có vai trò truyền thông tin từ ADN đến prôtêin.
– tARN có vai trò vận chuyển các axit amin đặc hiệu cho từng anticodon của chúng đến ribôxôm để tham gia quá trình dịch mã.
– rARN là thành phần cấu tạo ribôxôm
3. So sánh ADN và ARN – bài 6 sinh học 10
a) Giống nhau
– Đều có cấu trúc đa phân, được cấu tạo từ nhiều đơn phân
– Mỗi đơn phân đều gồm 3 thành phần liên kết lại với nhau
+ H3PO4
+ Đường 5 carbon
+ Bazơ nito
– Các đơn phân liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị – photphodieste tạo thành mạch
b) Khác nhau
ADN ARN
Đường Đêôxiribôzơ (C5H10O4), mất 1 nhóm OH ở C số 2 so với đường ribose
Đường ribose (C5H10O5) Có 4 loại Nu: A, T, G, X Có 4 loại Nu: A, U, G, X Cấu tạo 2 mạch, xoắn kép Thường cấu tạo 1 mạch Dài, kích thước lớn Ngắn, kích thước nhỏ Độ bền cao, thời gian tồn tại dài Thời gian tồn tại ngắn
4. Luyện tập bài 6 sinh học 10: Axit nuclêic
4.1. Bài tập cơ bản – nâng cao SGK bài 6 sinh học 10
Câu 1: Hãy cho biết các đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện được chức năng lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
Trả lời:
Chức năng chính của ADN là lưu giữ cũng như truyền đạt thông tin di truyền. Vì vậy:
Những đặc điểm về cấu trúc của phân tử ADN giúp cho chính phân tử này phù hợp với các chức năng của mình:
– Trên mỗi mạch đơn của phân tử ADN, cac Nucleotit liên kết với nhau bằng liên kết photphodieste – liên kết cộng hóa trị bền vững.
– Hai mạch của ADN liên kết với nhau bằng liên kết hidro thông qua sự bắt cặp bổ sung của các bazo nito. Mặc dù các liên kết hidro này rất yếu nhưng số lượng liên kết lại rất lớn nên đảm bảo cấu trúc không gian của ADN được ổn định nhưng cũng dễ dàng cắt đứt trong quá trình sao chép.
– Nhờ các cặp Nu bắt cặp với nhau dựa trên nguyên tắc bổ sung đã giữ cho chiều rộng ADN luôn ổn định, các vòng xoắn của phân tử ADN có thể dễ dàng liên kết với protein để hình thành nên cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền được lưu giữ.
– Do cách sắp xếp khác nhau của 4 loại nu đã hình thành nên tính đặc trưng cũng như đa dạng của ADN ở các loài sinh vật.
Câu 2: Hãy cho biết có bao nhiêu loại phân tử ARN và các nhà nghiên cứu đã phân loại chúng dựa vào tiêu chí nào?
Trả lời:
Có 3 loại phân tử ARN và chúng được phân loại dựa trên cấu trúc và cả chức năng của chúng:
– mARN – hay còn gọi là ARN thông tin: Mang chức năng sao chép những thông tin di truyền có từ gen cấu trúc sau đó đem đến riboxom và đây là nơi tổng hợp protein.
– tARN – hay còn gọi là ARN vận chuyển: Có chức năng giúp vận chuyển các acid amin đến riboxom để thực hiện quá trình tổng hợp protein.
– rARN – hay còn gọi là ARN riboxom: Là thành phần cấu trúc của ribôxôm – đây là nơi tổng hợp nên protein.
Câu 3: Tế bào thường chứa các enzim sửa chữa các lỗi sai liên quan đến trình tự nuclêôtit. Theo em thì đặc điểm nào của cấu trúc ADN giúp nó có khả năng sửa chữa những lỗi sai đó?
Trả lời:
– Các enzim có khả năng sửa chữa những lỗi sai liên quan đến trình tự các nuclêôtit của phân tử ADN là do mỗi phân tử ADN đều có cấu tạo 2 chuỗi: các pôlinuclêôtit kết hợp với nhau dựa trên NTBS. Đó A mạch này liên kết với T của mạch kia với 2 liên kết hiđrô, G của mạch này liên kết với X của mạch kia với 3 liên kết hiđrô (và ngược lại), chính vì thế, khi có sự sai hỏng (hay đột biến) ở một mạch thì mạch còn lại sẽ được thành khuôn để sửa chữa cho mạch bị sai hỏng nhờ sự tác động của các enzim.
Câu 4: Tại sao chỉ với 4 loại nuclêôtit nhưng lại có khả năng tạo nên những sinh vật mang những đặc điểm cũng như kích thước rất khác nhau?
Trả lời:
Phân tử ADN được cấu tạo từ 4 loại nuclêôtit là A, T, G, X, nhưng vì số lượng, thành phần cũng như trình tự sắp xếp của các nuclêôtit trên phân tử ADN có sự khác nhau nên từ bốn loại nuclêôtit đó có khả năng tạo thành vô số các phân tử ADN khác nhau. Các phân tử ADN đó lại có khả năng điều khiển quá trình tổng hợp các prôtêin khác nhau nên quy định các tính trạng rất đa dạng mà đặc thù ở các loài sinh vật.
Câu 5: Nêu sự khác biệt về cấu trúc giữa ADN và ARN.
Trả lời:
ADN ARN
Đường Đêôxiribôzơ (C5H10O4), mất 1 nhóm OH ở C số 2 so với đường ribose
Đường ribose (C5H10O5) Có 4 loại Nu: A, T, G, X Có 4 loại Nu: A, U, G, X Cấu tạo 2 mạch, xoắn kép Thường cấu tạo 1 mạch Dài, kích thước lớn Ngắn, kích thước nhỏ Độ bền cao, thời gian tồn tại dài Thời gian tồn tại ngắn
4.2. Câu hỏi trắc nghiệm bài 6 sinh học 10
Câu 1: Những đại phân tử nào sau đây thuộc nhóm axit nucleic?
A. ADN và ARN
B. ARN và AMP
C. Amino acid và DNA
D. DNA và protein
Câu 2: ADN và ARN đều có đặc điểm chung là :
A. Đều cấu tạo từ một mạch
B. Đều có cấu tạo gồm hai mạch
C. Cấu tạo từ các đơn phân là axit amin
D. Đều là các đại phân tử và có cấu tạo đa phân
Câu 3: ADN là phân tử đa phân được cấu tạo từ các đơn phân là:
A. Ribose
B. Nucleotide
B. Bazơ nitơ
C. Ribonucleotide
Câu 4: Cấu trúc của mỗi nucleotide có chứa:
A. Đường, axit và protein
B. Đường, bazơ nitơ và axit
C. Axit, prôtêin và đường
D. Lipit, đường và Prôtêin
Câu 5: Đơn phân của phân tử ADN được cấu tạo một loài đường là:
A. Glucose
B. Ribose
C. Deoxyribose
D. Pentose
Câu 6: Các loại đơn phân cấu tạo nên phân tử ADN bao gồm:
A. Adenin, uraxin, timin và guanin
B. Uraxin, timin, xitôzin và guanin
C. Guanin, xitôzin, timin và Adenin
D. Uraxin, timin, xitôzin và Ađênin
Câu 7: Trong tế bào, phân tử ADN có chức năng là :
A. Nhiên liệu cho hoạt động tế bào
B. Lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền
C. Tổng hợp nên phân tử protein
D. Cấu trúc nên một số thành phần của tế bào
Câu 8: Nếu trên mạch 1 của gen chi có ba loại nucleotit A, X, G thì mạch 2 của gen này không có loại nucleotit nào dưới đây?
A. T
B. G
C. X
D. A
Câu 9: Một phân tử ADN có cấu trúc mạch kép với số Nu loại X chiếm 20% và ở mạch 1 của ADN có số Nu A = G = 15% tổng số Nu của mạch đó. Hãy cho biết tỉ lệ của các loại Nu A:T:G:X ở mạch 1 của ADN là:
A. 3:9:3:5.
B. 14:5:1:5.
C. 5:1:5:14.
D. 1:5:5:14.
Câu 10: Một gen có chiều dài 612 nm . Trên mạch thứ nhất của gen có tỉ lệ số Nu A:T:G:X là 3:2:1:4. Hãy cho biết số nuclêôtit loại A trên gen đó là:
A. 600.
B. 960.
C. 900.
D. 1440.
Câu 11: Điểm khác biệt lớn nhất giữa ARN và ADN là:
A. Là đại phân tử sinh học và có cấu trúc đa phân
B. Các đơn phân là nucleotit có thể bắt cặp với nhau thông qua liên kết hydro
C. Cấu tạo từ một mạch
D. Được cấu tạo từ bốn loại đơn phân
Câu 12: Cấu tạo của một đơn phân trong phân tử ARN gồm các thành phần là :
A. Axit phôtphoric, đường chứa 6C và bazơ nitơ
B. Axit phôtphoric, đường chứa 5C và nhóm amin
C. Axit phôtphoric, đường chứa 6C và nhóm amin
D. Axit phôtphoric, đường chứa 5C và bazơ nitơ
Câu 13: Kí hiệu của ARN thông tin là:
A. mARN
B. tARN
C. rARN
D. miARN
Câu 14: ARN thông tin có chức năng nào dưới đây:
A. Quy định cấu trúc của ARN
B. Tổng hợp phân tử protein
C. Truyền thông tin di từ phân tử ADN đến ribôxôm
D. Quy định cấu trúc đặc thù của ADN
Câu 15: Loại ARN nào sau đây là thành phần cấu tạo của một loại bào quan tham gia tổng hợp protein?
A. ARN thông tin
B. ARN riboxom
C. ARN vận chuyển
D. Tất cả các loại ARN đều tham gia cấu trúc nên bào quan đó
Câu 16: tARN có chức năng nào dưới đây:
A. Vận chuyển các nguyên liệu để tổng hợp màng tế bào
B. Vận chuyển các túi tiết trong tế bào
C. Vận chuyển các axit amin đến riboxom
D. Cả 3 đáp án A, B, C
Câu 17: Loại nuclêôtit nào dưới đây không phải là đơn phân hình thành nên phân tử ARN?
A. Ađênin.
B. Timin.
C. Uraxin.
D. Xitôzin.
Câu 18: Dạng cấu trúc của phân tử ADN là:
A. Chuỗi xoắn kép
B. Chuỗi dạng thẳng, đơn
C. Chuỗi đơn, phân nhánh
D. Chuỗi đơn, cuộn gập thành các nếp gấp và phiến
Câu 19: Một phân tử mARN có chiều dài là 5100A, trong đó tỷ lệ các đơn phân là A:U:G:X = 1:3:2:4. Số nuclêôtit loại G của mARN này là:
A. 300
B. 600
C. 450
D. 750
Câu 20: Ở trong tế bào của nấm men, loại ARN được tổng hợp nhiều nhất nhưng có hàm lượng ít nhất là
A. tARN.
B. rARN.
C. mARN.
D. tARN và rARN.
Bảng đáp án tham khảo:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A D B B C C B D A C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C D A C B C B A A C
VUIHOC viết bài này để giúp các em học tập một cách hiệu quả nhất phần lý thuyết cũng như bài tập liên quan đến Axit nuclêic thuộc bài 6 sinh học 10. Để học nhiều hơn các kiến thức Sinh học 10 cũng như Sinh học THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!
