Hướng dẫn giải Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 5 từ A – Z

Trong bài viết này Kiến thức THPT sẽ cung cấp những kiến thức quan trọng trong phần Sinh 10 Kết nối tri thức bài 5 Các phân tử sinh học giúp học sinh hiểu rõ về các phân tử sinh học như protein, lipid, carbohydrate, và acid nucleic. Qua tài liệu này, các em sẽ dễ dàng nắm bắt khái niệm, cấu trúc và vai trò của các phân tử trong cơ thể, từ đó củng cố nền tảng kiến thức môn Sinh học và học tốt hơn.

Câu hỏi mở đầu trang 28 Sinh học 10

Thừa cân, béo phì là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến bệnh tiểu đường, tim mạch cùng nhiều bệnh nguy hiểm khác cho con người. Vậy làm thế nào có thể giảm thiểu nguy cơ này để có được cuộc sống khỏe mạnh?

Hướng dẫn trả lời:

Để giảm nguy cơ thừa cân và béo phì, cần duy trì sự cân bằng giữa năng lượng nạp vào và năng lượng tiêu hao bằng cách:

• Điều chỉnh chế độ ăn uống và lối sống, sử dụng hợp lý các nhóm chất như tinh bột, protein, lipid và chất béo.
• Thường xuyên vận động cơ thể (tập thể dục phù hợp, lao động vừa sức) để duy trì sức khỏe và thể trạng tốt.

Giải câu hỏi dừng lại và suy ngẫm trang 31

Trả lời câu hỏi 1 trang 31 Sinh học 10

Nêu đặc điểm cấu trúc và chức năng chính của các loại carbohydrate.

Hướng dẫn trả lời:

Đặc điểm cấu trúc của carbohydrate:

• Carbohydrate là hợp chất hữu cơ được tạo nên từ ba nguyên tố chính là C, H, và O, với tỉ lệ 1:2:1, và công thức chung là Cn(H2O)m.
• Carbohydrate được cấu trúc theo nguyên tắc đa phân, với các đơn phân chủ yếu là glucose, fructose, và galactose.
• Dựa vào số lượng đơn phân, carbohydrate được chia thành ba loại chính:

Chức năng của carbohydrate:

• Carbohydrate là nguồn năng lượng quan trọng cho tế bào và cơ thể. Ví dụ: glucose, lactose là nguồn năng lượng ngắn hạn, tinh bột dự trữ năng lượng trong cây, còn glycogen dự trữ năng lượng trong cơ thể động vật và một số loại nấm.
• Carbohydrate tham gia cấu trúc các phân tử sinh học, tế bào và bộ phận cơ thể. Ví dụ: cellulose cấu tạo nên thành tế bào thực vật, chitin cấu tạo thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của côn trùng, giáp xác; carbohydrate liên kết với protein tạo nên glycoprotein – thành phần quan trọng trong các cấu trúc khác nhau của tế bào.

Giải câu 2 Sinh 10 Kết nối tri thức bài 5 trang 31 

Con người thường ăn những bộ phận nào của thực vật để lấy tinh bột?

Hướng dẫn trả lời:

Tinh bột là chất dữ trữ năng lượng ở các loài thực vật. Do đó, để lấy tinh bột từ thực vật, con người thường ăn các bộ phận là cơ quan dự trữ của thực vật như rễ, củ, hạt, quả,…

Câu hỏi 3 trang 31 Sinh học 10

Tại sao nên ăn nhiều loại rau xanh khác nhau trong khi thành phần chính của các loại rau là cellulose – chất mà con người không thể tiêu hóa được?

Hướng dẫn trả lời:

Con người không thể tiêu hóa cellulose, nhưng cellulose lại hỗ trợ đáng kể cho quá trình tiêu hóa. Cellulose kích thích các tế bào niêm mạc ruột tiết dịch nhầy, giúp thức ăn di chuyển dễ dàng qua đường ruột, đảm bảo quá trình tiêu hóa diễn ra suôn sẻ và hiệu quả. Bên cạnh đó, cellulose còn cuốn trôi các chất cặn bã bám trên thành ruột, do đó, nếu khẩu phần ăn thiếu cellulose, cơ thể dễ gặp phải tình trạng táo bón.

Giải câu hỏi dừng lại và suy ngẫm trang 33

Câu hỏi 1 trang 33 Sinh học 10 Kết nối tri thức

Chất béo là gì? Nêu một số chức năng của dầu, mỡ, phospholipid và steroid.

Hướng dẫn trả lời:

Khái niệm chất béo: Chất béo là một nhóm chất có cấu trúc đa dạng nhưng đều có đặc điểm chung là không tan trong nước (kị nước).

Một số chức năng của dầu, mỡ, phospholipid và steroid:

• Chức năng của mỡ và dầu:
  • Dự trữ năng lượng cho tế bào và cơ thể. Mỡ được lưu trữ trong tế bào và ở nhiều khu vực trong cơ thể người và động vật.
  • Là dung môi giúp hòa tan các loại vitamin cần thiết như A, D, E, K, hỗ trợ cơ thể hấp thu chúng.
  • Đóng vai trò trong việc ổn định nhiệt độ cơ thể. Lớp mỡ dưới da hoạt động như một lớp cách nhiệt, giúp giữ ấm cho cơ thể người và động vật ở vùng lạnh.
  • Cung cấp nguồn dự trữ nước cho một số loài. Ví dụ, lạc đà ở sa mạc sử dụng mỡ ở bướu làm nguồn cung cấp nước.
• Chức năng của phospholipid: Là thành phần cấu tạo nên các màng tế bào, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc tế bào.
• Chức năng của steroid:
  • Góp phần cấu tạo màng sinh chất của tế bào (cholesterol).
  • Đóng vai trò trong phát triển đặc điểm giới tính và điều hòa quá trình sinh trưởng, sinh sản (các hormone giới tính như estrogen, testosterone).

Câu hỏi 2 trang 33 Sinh học 10

Đặc điểm nào về mặt cấu trúc hóa học khiến phospholipid là một chất lưỡng cực?

Hướng dẫn trả lời:

Khi ăn cà chua hoặc hành chưng với mỡ, cơ thể có thể hấp thụ các loại vitamin tan trong chất béo như A, D, E, và K.

Giải thích: Cà chua chứa sắc tố carotenoid, một loại sắc tố có bản chất lipid, và hành chưng mỡ cũng chứa nhiều lipid. Những lipid này đóng vai trò làm dung môi, giúp hòa tan và hấp thụ các vitamin không tan trong nước. Thêm vào đó, carotenoid là nguồn cung cấp vitamin A cho cơ thể; khi con người và động vật ăn carotenoid, nó sẽ chuyển hóa thành vitamin A, chất này tiếp tục biến đổi thành sắc tố võng mạc, rất tốt cho thị giác.

Giải câu hỏi 3 trang 33 Sinh học 10 Kết nối tri thức

Các amino acid khác nhau ở những đặc điểm nào?

Hướng dẫn trả lời:

Khác biệt về cấu tạo: Mỗi amino acid được cấu thành từ một nguyên tử carbon trung tâm liên kết với nhóm amino (-NH2), nhóm carboxyl (-COOH), một nguyên tử hydro (H) và một chuỗi bên, còn gọi là nhóm R. Chính nhóm R tạo nên sự khác biệt giữa các amino acid.

Khác biệt về vai trò đối với cơ thể: Trong 20 loại amino acid, có 9 loại là amino acid thiết yếu (cơ thể không tự tổng hợp được và cần lấy từ thức ăn), và 11 loại còn lại là amino acid không thiết yếu (cơ thể có thể tự tổng hợp được).

Dừng lại và suy ngẫm trang 36 Kết nối tri thức

Câu hỏi 1 trang 36 Sinh học 10 bài 5 Kết nối tri thức

Protein có những chức năng gì? Đặc điểm cấu trúc nào giúp protein có chức năng rất đa dạng?

Hướng dẫn trả lời:

Các chức năng của protein:

• Cấu trúc: Nhiều loại protein tham gia vào việc hình thành cấu trúc các bào quan và bộ khung tế bào.
• Xúc tác: Protein là thành phần cấu tạo của các enzyme, đóng vai trò xúc tác cho các phản ứng hóa học trong cơ thể.
• Bảo vệ: Kháng thể, có bản chất là protein, giúp cơ thể chống lại các kháng nguyên từ bên ngoài.
• Vận động: Protein hỗ trợ tế bào trong việc thay đổi hình dạng và di chuyển.
• Tiếp nhận thông tin: Protein cấu thành các thụ thể, giúp tế bào tiếp nhận thông tin từ môi trường bên ngoài.
• Điều hòa: Nhiều hormone là protein, đóng vai trò điều hòa hoạt động gene và các chức năng sinh lý của cơ thể.

Đặc điểm cấu trúc giúp protein có chức năng đa dạng:

• Protein được cấu tạo từ các đơn phân là 20 loại amino acid khác nhau, cho phép tạo ra vô số chuỗi polypeptide với các đặc điểm riêng biệt về số lượng, thành phần và thứ tự sắp xếp của các amino acid.
• Protein có sự đa dạng về cấu trúc với 4 bậc cấu trúc: cấu trúc bậc 1, bậc 2, bậc 3, và bậc 4, mang lại khả năng thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong cơ thể.

Câu hỏi 2 trang 36 Sinh học 10

Bậc cấu trúc nào đảm bảo protein có được chức năng sinh học? Các liên kết yếu trong phân tử protein có liên quan gì đến chức năng sinh học của nó?

Hướng dẫn trả lời:

Protein chỉ có thể thực hiện được chức năng sinh học khi đạt được cấu trúc không gian ba chiều (cấu trúc bậc 3 và bậc 4).

Chức năng của protein phụ thuộc vào cấu trúc không gian này, được giữ ổn định bởi các liên kết yếu. Những liên kết yếu này đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì khả năng hoạt động sinh học của protein. Khi các yếu tố môi trường như pH, nhiệt độ, áp suất, hoặc nồng độ ion thay đổi đến mức độ nhất định, các liên kết yếu có thể bị phá vỡ, làm thay đổi cấu trúc không gian ba chiều của protein. Lúc đó, protein sẽ bị biến tính và mất khả năng thực hiện chức năng sinh học.

Câu hỏi 3 trang 36 Sinh 10 Bài 5

Tại sao chúng ta nên bổ sung protein cho cơ thể từ nhiều loại thức ăn khác nhau mà không nên chỉ ăn một vài loại thức ăn dù những loại đó rất bổ dưỡng?

Hướng dẫn trả lời:

Chúng ta nên bổ sung protein từ nhiều loại thực phẩm khác nhau thay vì chỉ ăn một vài loại, dù chúng có giàu dinh dưỡng, bởi vì:

• Nguyên liệu để xây dựng các protein trong cơ thể được cung cấp từ các loại thức ăn chúng ta tiêu thụ.
• Việc sử dụng đa dạng các nguồn thực phẩm giàu protein sẽ đảm bảo cung cấp đầy đủ cả về số lượng và chủng loại amino acid cần thiết để tổng hợp protein cho cơ thể.

Dừng lại và suy ngẫm trang 37 Sách Kết nối tri thức

Trả lời câu hỏi 1 trang 37 Sinh học 10

Quan sát hình 5.10, nêu và giải thích các đặc điểm cấu trúc khiến DNA đảm nhận được chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.

Đặc điểm cấu trúc khiến DNA

Hướng dẫn trả lời:

Đặc điểm cấu trúc giúp DNA mang thông tin di truyền:
DNA là một đại phân tử hữu cơ được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, với đơn phân là 4 loại nucleotide. Sự khác biệt về số lượng, thành phần và trình tự của các nucleotide tạo nên nhiều loại DNA phong phú và đặc thù, giúp DNA lưu trữ một lượng lớn thông tin di truyền.

Đặc điểm cấu trúc giúp DNA bảo quản thông tin di truyền:

• Trên mỗi mạch đơn của DNA, các nucleotide liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền vững, đảm bảo sự ổn định của DNA (và thông tin di truyền) qua nhiều thế hệ.
• Các cặp nucleotide trên hai mạch liên kết qua nhiều liên kết hydrogen, duy trì chiều rộng ổn định cho DNA. Nhờ cấu trúc xoắn kép, DNA dễ dàng gắn kết với protein, tạo nên cấu trúc ổn định, bảo vệ và điều hòa thông tin di truyền.
• Hai mạch của DNA liên kết theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – C), nên khi một mạch bị hư hỏng, mạch còn lại có thể làm khuôn mẫu cho việc sửa chữa.

Đặc điểm cấu trúc giúp DNA truyền đạt thông tin di truyền:

• Hai mạch của DNA liên kết theo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – C), cho phép từ một mạch khuôn có thể tổng hợp mạch bổ sung, đảm bảo DNA nhân đôi chính xác, duy trì thông tin di truyền.
• Trên mạch kép, các nucleotide liên kết với nhau qua liên kết hydrogen, giúp dễ dàng phá vỡ trong quá trình nhân đôi, thuận lợi cho quá trình truyền đạt thông tin di truyền.

Câu hỏi 2 trang 37 Sinh học 10

Những thông số nào về DNA là đặc trưng cho mỗi loài?

Hướng dẫn trả lời:

Những thông số về DNA là đặc trưng cho mỗi loài:

– Số lượng các phân tử DNA trong tế bào.

– Trình tự sắp xếp các nucleotide (trình tự các gene) trong mỗi phân tử DNA.

Câu hỏi luyện tập và vận dụng trang 40 – Kết nối tri thức

Giải câu 1 trang 40 Sinh học 10 Kết nối tri thức 

Phân tử glucose có công thức cấu tạo là C6H12O6. Nếu 10 phân tử glucose liên kết với nhau tạo nên một phân tử đường đa thì phân tử này sẽ có công thức cấu tạo như thế nào? Giải thích?

Hướng dẫn trả lời:

– 10 phân tử glucose liên kết với nhau tạo thành đường đa, thì sẽ có công thức cấu tạo như sau: \((\text{C}_6\text{H}_{10}\text{O}_5)_{10}\)

– Giải thích: Đường đa được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nhiều đường đơn giống hoặc khác nhau. Trong phân tử đường đa này, các phân tử đường glucose liên kết với nhau (sau khi loại đi một phân tử nước) bằng một liên kết cộng hóa trị (được gọi là liên kết glycosidic). Bởi vậy: \(10 \, \mathrm{C_6H_{12}O_6} \rightarrow (\mathrm{C_6H_{10}O_5})_{10} + 10 \, \mathrm{H_2O}\)

Câu 2 trang 40 Sinh học 10

Tại sao cùng có chung công thức cấu tạo C6H12O6 nhưng glucose và fructose lại có vị ngọt khác nhau?

Hướng dẫn trả lời:

Cùng có chung công thức cấu tạo C6H10O6 nhưng glucose và fructose lại có vị ngọt khác nhau bởi vì chúng có cấu trúc khác nhau:

– Glucose là phân tử đường có nhóm chức – CHO và có 5 nhóm – OH ở vị trí liền kề.

– Fructose là phân tử đường có nhóm chức – CO – và có 4 nhóm – OH ở vị trí liền kề.

Câu 3 trang 40 Sinh học 10

Tại sao cùng được cấu tạo từ các phân tử đường glucose nhưng tinh bột và cellulose lại có đặc tính vật lí và chức năng sinh học khác nhau?

Hướng dẫn trả lời:

Tinh bột và cellulose đều được cấu tạo từ đường glucose nhưng lại có đặc tính vật lí và chức năng sinh khác nhau bởi vì chúng có cách thức liên kết các đơn phân khác nhau tạo nên cấu trúc phân tử khác nhau:

– Tinh bột: Các gốc α-glucose liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4-glycosidic tạo mạch thẳng (amylose) hoặc bằng liên kết α-1,4-glycosidic và α-1,6-glycosidic tạo thành mạch nhánh (amylopectin).

– Cellulose: Các gốc β-glucose liên kết với nhau bằng liên kết β-1,4-glycosidic tạo thành mạch thẳng.

Câu 4 trang 40 Sinh học 10

Trong số các phân tử sinh học, protein có nhiều loại chức năng nhất. Tại sao?

Hướng dẫn trả lời:

Protein có nhiều loại chức năng nhất, bởi vì protein có độ đa dạng sinh học cao nhất:

– Protein được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là 20 loại amino acid. Từ 20 loại amino acid có thể tạo ra vô số chuỗi polypeptide khác nhau về số lượng, thành phần và trình tự cách sắp xếp các amino acid.

– Protein có sự đa dạng về cấu trúc: Có 4 bậc cấu trúc gồm cấu trúc bậc 1, cấu trúc bậc 2, cấu trúc bậc 3, cấu trúc bậc 4.

→ Chính nhờ độ đa dạng sinh học cao này mà tạo ra vô số phân tử protein khác nhau, đảm nhận những chức năng khác nhau.

Câu 5 trang 40 Bài 5 Sinh học 10 Kết nối tri thức

Để giảm béo, nhiều người đã cắt bỏ hoàn toàn chất béo trong khẩu phần ăn. Theo em điều này nên hay không nên? Dưới góc độ sinh học, chúng ta cần làm gì để duy trì cân nặng với một cơ thể khỏe mạnh?

Hướng dẫn trả lời:

Nhiều người chọn cách loại bỏ hoàn toàn chất béo trong khẩu phần ăn để giảm cân. Tuy nhiên, điều này không nên vì:

• Chất béo không chỉ là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng mà còn là dung môi giúp hòa tan các vitamin cần thiết cho cơ thể như A, D, E, K,… cũng như các acid béo thiết yếu như omega 3, omega 6,… Ngoài ra, chất béo cũng tham gia vào cấu trúc tế bào, đặc biệt là các mô não.
• Vì vậy, thiếu chất béo trong chế độ dinh dưỡng có thể gây ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ các vitamin tan trong dầu và thiếu nguyên liệu để xây dựng cấu trúc tế bào, dẫn đến tác động tiêu cực đến sức khỏe.

Theo góc nhìn sinh học, để duy trì cân nặng hợp lý, cần cân bằng lượng năng lượng hấp thụ với năng lượng tiêu hao. Cụ thể:

• Theo dõi cân nặng và lượng năng lượng tiêu thụ hàng ngày
• Duy trì chế độ ăn uống lành mạnh, cân đối
• Tạo thói quen ăn đúng giờ và tránh thức khuya
• Tập thể dục thường xuyên để giữ cân nặng ổn định
• Kiểm soát stress để tránh tăng cân
• Hạn chế rượu, bia để duy trì sức khỏe và cân nặng

Giải câu 6 trang 40 Sinh học 10 kết nối tri thức

Tại sao khi luộc trứng thì protein của trứng lại bị đông đặc lại?

Hướng dẫn trả lời:

Khi luộc trứng thì protein của trứng lại bị đông đặc lại vì: Lòng trắng trứng hầu hết được cấu tạo bởi protein. Protein có cấu trúc không gian phức tạp và bị thay đổi do tác động của nhiệt độ cao. Khi đun nóng cấu trúc không gian của protein này bị phá vỡ gây nên các hiện tượng như thay đổi màu sắc, đông tụ.

Câu 7 giải Sinh 10 Bài 5 trang 40

Giải thích vì sao khi khẩu phần thức ăn thiếu protein thì cơ thể, đặc biệt là trẻ em, thường gầy yếu, chậm lớn, hay bị phù nề và dễ mắc bệnh truyền nhiễm.

Hướng dẫn trả lời:

Khẩu phần ăn thiếu protein có thể khiến cơ thể, đặc biệt là ở trẻ em, trở nên gầy yếu, chậm phát triển, dễ bị phù nề và dễ mắc bệnh truyền nhiễm, bởi vì:

• Protein đóng vai trò quan trọng trong việc cấu tạo nên các bào quan và bộ khung tế bào, cũng như tham gia vào việc hình thành các enzyme xúc tác cho các phản ứng trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng. Thiếu protein làm cơ thể không đủ nguyên liệu và năng lượng để phát triển, gây tình trạng gầy yếu, chậm lớn.
• Protein là thành phần thiết yếu của tế bào và các cơ quan, giúp duy trì lượng dịch cần thiết trong cơ thể. Khi khẩu phần ăn thiếu protein, các cấu trúc này có thể bị suy yếu, dẫn đến sự rò rỉ chất lỏng, gây phù nề hoặc tích tụ dịch.
• Kháng thể, vốn có bản chất là protein, giúp bảo vệ cơ thể khỏi sự xâm nhập của các kháng nguyên từ môi trường. Thiếu protein sẽ dẫn đến sự suy giảm kháng thể, khiến cơ thể dễ mắc bệnh truyền nhiễm.

Bài viết này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về vai trò của protein, lipid, carbohydrate và acid nucleic, mà còn cung cấp kiến thức nền tảng quan trọng cho những phần học tiếp theo trong môn Sinh học. Hy vọng rằng với tài liệu này, các em sẽ phát triển tốt hơn khả năng tư duy sinh học, đạt được kết quả cao trong quá trình học tập.