C. Hoạt động luyện tập
1. Hãy so sánh cấu tạo hóa học và cấu trúc không gian của ARN với ADN.
* Giống nhau:
- Đều là những đại phân tử, có cấu trúc đa phân
- Đều được cấu tạo từ các nguyên tố hóa học: C, H, O, N và P
- Đơn phân đều là các nucleotit. Có cùng 3 trong 4 loại nu giống nhau là: A, G, X
- Giữa các đơn phân đều có các liên kết cộng hóa trị tạo thành mạch.
* Khác nhau:
- ADN [theo Watson và Crick năm 1953]
- Gồm 2 mạch polynucleotit xoắn đều, ngược chiều nhau.
- Số lượng đơn phan lớn [hàng triệu]. Có 4 loại đơn phân chính: A, T, G, X
- Đường kính: 20Ao, chiều dài vòng xoắn 34Ao [gồm 10 cặp nucleotit cách đều 3,4A]
- Liên kết trên 2 mạch theo NTBS bằng liên kết hidro [A với T 2 lk, G với X 3 lk]
- Phân loại: Dạng B, A, C, T, Z
- ADN là cấu trúc trong nhân
- ARN
- Một mạch polynucleotit dạng thẳng hoặc xoắn theo từng đoạn
- Số lượng đơn phân ít hơn [hàng trăm, hàng nghìn]. Có 4 loại đơn phân chính: A, U, G, X.
- Tùy theo mỗi loại ARN có cấu trúc và chức năng khác nhau.
- Liên kết ở những điểm xoắn [nhất là rARN]: A với U 2 liên kết, G với X 3 liên kết.
- Phân loại: mARN, tARN, rARN
- ARN sau khi được tổng hợp sẽ ra khỏi nhân để thực hiện chức năng.
Từ khóa tìm kiếm Google: so sánh ADN và ARN, hoạt động luyện tập 1 bài 20 khoa học tự nhiên 9 tập 1 trang 106
Protein có 4 bậc cấu trúc cơ bản.
Cấu trúc bậc 1: Các axit amin nối với nhau bởi liên kết peptit hình thành nên chuỗi polypeptide. Đầu mạch polypeptide là nhóm amin của axit amin thứ nhất và cuối mạch là nhóm cacboxyl của axit amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của protein thực chất là trình tự sắp xếp của các axit amin trên chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc một của protein có vai trò tối quan trọng vì trình tự các axit amin trên chuỗi polypeptide sẽ thể hiện tương tác giữa các phần trong chuỗi polypeptide, từ đó tạo nên hình dạng lập thể của protein và do đó quyết định tính chất cũng như vai trò của protein. Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các axit amin có thể dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính chất của protein.
Cấu trúc bậc 2 là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hyđro giữa những axit amin ở gần nhau. Các protein sợi như keratin, Collagen... [có trong lông, tóc, móng, sừng]gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein hình cầu có nhiều nếp gấp β hơn.
Cấu trúc bậc 3: Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc không gian này có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc này lại đặc biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide. Chẳng hạn nhóm -R của cystein có khả năng tạo cầu đisulfur [-S-S-], nhóm -R của prolin cản trở việc hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay những nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm kị nước thì chui vào bên trong phân tử... Các liên kết yếu hơn như liên kết hyđro hay điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.
Cấu trúc bậc 4: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các liên kết yếu như liên kết hyđro.
- Câu hỏi:
Trình bày cấu tạo hoá học và cấu trúc không gian của ADN?
Lời giải tham khảo:
Cấu tạo hóa học của ADN:
+ ADN [axit nuclêic] được cấu tạo từ nguyên tố: C, H, O, N, P.
+ ADN là đại phân tử có kích thước và khối lượng lớn: dài hàng trăm mm, khối lượng đạt tới hàng chục triệu đơn vị cacbon [đvC].
+ ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân liên kết lại, mà mỗi đơn phân là 1 nuclêôtit .
+ Có 4 nuclêôtit cấu tạo nên ADN: A, T, G, X.
- Cấu trúc không gian của ADN:
- ADN là một chuỗi xoắn kép gồm 2 mạch song song và xoắn đều quanh 1 trục theo chiều từ trái sang phải tạo 1 vòng xoắn mang tính chu kỳ.
+ Mỗi chu kỳ xoắn cao 34 Ao và gồm 10 cặp nuclêôtit.
+ Đường kính của vòng xoắn là 20 Ao.
- Trên mạch kép, các nuclêôtit liên kết ngang với nhau theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết hiđrô ; G liên kết với X bằng 3 liên kết hiđrô.
Hãy trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án và lời giải
AMBIENT-ADSENSE/
Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài
CÂU HỎI KHÁC
1. ADN
- ADN là axit hữu cơ có cấu trúc đa phân gồm nhiều đơn phân là các Nucleotide
- Cấu tạo hóa học của ADN
+ Có 4 loại Nu A, T, G, X
+ Mỗi Nu có cấu trúc 3 phần: 1 phân tử axit H3PO4, 1 phân tử đường deoxiribozo C5H10O4, 1 trong 4 loại bazo nito Ađênin, Timin, Guanin, Xitozin. Các bazo nito chia làm 2 nhóm: kích thước lớn [purin] gồm A, G và nhóm có kích thước nhỏ [pyrimidine] gồm T, X
+ Các Nu liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị [liên kết photpho dieste]. Đường của Nu này liên kết với axit photphoric của Nu tiếp theo tạo ra chuỗi poliNu. Nếu đường của Nu trước liên kết với axit của Nu tiếp theo thì sẽ tạo ra mạch có chiều 5’ đến 3’ và ngược lại.
- Cấu trúc không gian:
+ Mỗi phân tử ADN gồm 2 mạch poliNu chạy song song ngược chiều nhau, xoắn đều đặn quanh 1 trục không gian tưởng tượng theo chiều từ trái sang phải [chuỗi xoắn phải]
+ Mô hình của Watson-Crick dạng B:ADN xoắn theo chu kì, 1 chu kì xoắn cao 34 A0 gồm 10 cặp Nu, đường kính xoắn 20 A0
+ Mỗi phân tử ADN đều có số lượng, thành phần, trình tự các Nu khác nhau nên chỉ cần thay đổi 1 yếu tố là có thể xuất hiện đột biến
- Chức năng của ADN:mang [lưu trữ] và truyền đạt thông tin di truyền
- Gen là 1 đoạn của phân tử ADN mang thông tin quy định 1 sản phẩm xác định, đó là chuỗi polipeptit hoặc 1 loại ARN.
- Chú ý:
+ 1 ADN có rất nhiều gen
+ ADN của sinh vật nhân sơ có cấu trúc mạch kép dạng vòng không có khả năng liên kết với protein histon để tạo nên NST.
Sự khác nhau giữa ADN ngoài nhân và trong nhân:
|
ADN |
Ngoài nhân |
Trong nhân |
|
Số lượng |
ít |
Nhiều |
|
Cấu trúc |
Là phân tử ADN trần |
Là phân tử ADN có khả năng liên kết với pr histon |
|
Là chuỗi xoắn kép mạch vòng |
Là chuỗi ADN xoắn kép mạch thẳng |
|
|
Chức năng |
Chứa các gen quy định tính trạng di truyền qua tế bào chất |
Lưu trữ, bảo quản, truyền đạt thông tin di truyền trong nhân tế bào |
|
Đặc điểm |
Di truyền theo dòng mẹ, không chia đều cho các tế bào con |
Được di truyền theo các quy luật, vai trò của bố mẹ là ngang nhau |
2. ARN
- Phần lớn giống ADN chỉ khác ở những đặc điểm sau:
+Có Nu loại U [uraxin] mà không có Nu loại T
+Đường cấu tạo Nu là đường ribozo C5H10O5
+Chỉ được cấu tạo từ 1 chuỗi poliNu có chiều từ 5’ đến 3’
+Có cấu trúc không gian đa dạng tùy vào từng loại ARN:
Mạch thẳng [mARN] ARN thông tin: không có liên kết hidro
Xoắn cục bộ [rARN] ARN riboxom: có liên kết hidro
Xoắn cuộn thành thùy [t ARN] ARN vận chuyển: có liên kết hidro
- Chức năng của ARN
+mARN truyền đạt thông tin di truyền
+rARN tham gia cấu tạo riboxom
+tARN tham gia vận chuyển axitamin tới riboxom để tổng hợp chuỗi polipeptit
VẬN DỤNG BÀI TẬP:
- Chu kì xoắn: S mà 1 chu kì xoắn có 10 cặp Nu xếp chồng lên nhau có chiều cao là 34 A0 do vậy 1 Nu cao 3,4 A0 hay nói cách khác chiều dài 1 Nu là 3,4 A0
- Chiều dài của phân tử ADN :L=S x 34 [A0] hoặc L = N/2 . 3,4 [A0]
- Số Nu:N=S x 20 [Nu]
- Khối lượng 1 Nu là 300 đvC nên khối lượng phân tử ADN là:M=N x 300 [đvC]
Ngoài ra còn có thể tìm mối liên hệ giữa các công thức trên để biến đổi thành nhiều công thức khác tùy vào yêu cầu bài toán.
- Theo nguyên tắc bổ sung ta có:
A=T; G=X; A+T+G+X=N =>A+G= N/2
%A=%T; %G=%X; %A+%G=50%
- Số liên kết hóa trị giữa các Nu= số liên kết hóa trị trên mỗi mạch x 2= [N/2 -1] x 2 =N - 2
Gt: Đây là liên kết cộng hóa trị giữa các Nu nên khi có sự liên kết giữa đường của Nu này với axit của Nu kế tiếp hoặc ngược lại thì ta sẽ tính là có 1 liên kết cộng hóa trị. Thực tế các Nu trên mỗi mạch liên kết với nhau theo kiểu trên mà trên mỗi mạch lại có N/2 Nu mà cứ giữa 2 Nu lại có 1 liên kết cộng hóa trị nên số liên kết cộng hóa trị trên mỗi mạch sẽ là [N/2 -1] mà ADN có 2 mạch nên số liên kết hóa trị giữa các Nu của gen sẽ là:
[N/2 -1] x 2 = N-2
- Số liên kết hóa trị trong cả phân tử ADN=N+N-2=2N-2
Gt: trong cả phân tử thì có liên kết hóa trị giữa các Nu là N-2 và trong bản thân mỗi Nu lại có 1 liên kết nữa do Nu cấu tạo từ gốc axit liên kết với gốc đường nên cũng có 1 liên kết hóa trị mà 1 ADN thì có N Nu nên có thêm N liên kết.
- Số liên kết hidro: H= 2A+3G
Gt: Do A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro, G liên kết với X bằng 3 liên kết hidro.
3. Protein
- Là đại phân tử hữu cơ có cấu trúc đa phân bao gồm nhiều đơn phân là các axitamin
- Cấu trúc hóa học: H2N-R1-CO-NH-R2-CO-……………-NH-Rn-COOH
+1aa gồm 3 thành phần: 1 nhóm –COOH [nhóm carboxyl], 1 nhóm amin –NH2, 1 gốc -R- [Các aa chỉ khác nhau ở gốc –R-, có hơn 20 loại aa khác nhau].
+Các aa liên kết với nhau bằng liên kết peptit giữa nhóm –COOH của aa trước với nhóm –NH2 của aa sau tạo thành chuỗi polipeptit
+1aa có khối lượng trung bình là 110 đvC, chiều dài trung bình là 3 A0
- Cấu trúc không gian: gồm 4 bậc
+ Cấu trúc bậc 1: là 1 chuỗi pp mạch thẳng
+ Cấu trúc bậc 2: là 1 chuỗi pp xoắn hoặc gấp nếp
+ Cấu trúc bậc 3: là 1 chuỗi pp xoắn cuộn trong không gian 3 chiều nên có hình cầu, chỉ ở cấu trúc này trở đi protein mới thực hiện được chức năng sinh học của mình
+Cấu trúc bậc 4: gồm 2 hay nhiều chuỗi pp cùng hoặc khác loại xoắn cuộn trong không gian 3 chiều như protein trong hồng cầu [Hb] được cấu tạo từ 4 chuỗi pp. 2 chuỗi xoắn và 2 chuỗi gấp nếp .
- Chức năng của protein
+Cấu tạo tế bào và cơ thể
+Dự trữ các aa
+Vận chuyển các chất
+Bảo vệ cơ thể
+Thu nhận thông tin
+Xúc tác cho các phản ứng hóa sinh [enzim]
Các phân tử pr vừa có tính đa dạng vừa có tính đặc thù do số lượng, thành phần, trật tự sắp xếp các aa quy định.
Vận dụng bài tập
- Chiều dài protein: L=Số aa trên phân tử pr x 3 A0
- Khối lượng protein: m pr= số aa trên phân tử pr x 110 đvC
- Số liên kết peptit= số aa-1=số phân tử nước được giải phóng