Axit Nucleic

AXIT NUCLÊIC
 

A: TÓM TẮT LÝ THUYẾT:
 

I. Axit đêôxiribônuclêic - (ADN)
1. Cấu trúc hóa học của ADN

                                          
- ADN cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, P
- ADN là một đại phân tử, cấu trúc theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân là các nuclêôtit (viết tắt là Nu)
2. Cấu tạo một nuclêôtit:

- Đơn phân của ADN là Nucleotit, cấu trúc gồm 3 thành phần:
- Đường đêoxiribôza: C5H10O4
- Axit phốtphoric: H3PO4
- Bazơ nitơ: gồm 2 loại chính: purin và pirimidin:
+ Purin: nuclêôtit có kích thước lớn hơn: A (Adenin) và G (Guanin) (có cấu tạo vòng kép)
+ Pirimidin: nuclêôtit có kích thước nhỏ hơn: T (Timin) và X (Xitozin) (có cấu tạo vòng đơn)
- Tất cả các nuclêôtit đều giống nhau thành phần đường và photphat, nên người ta vẫn gọi tên thành phần bazơ nitơ là tên Nu: Nu loại A, G, T, X...
- Bazơ nitơ liên kết với đường tại vị trí C thứ 1; nhóm photphat liên kết với đường tại vị trí C thứ 5 tạo thành cấu trúc 1 Nucleotit.
3. Sự tạo mạch
- Khi tạo mạch, nhóm photphat của Nuclêôtit đứng trước sẽ tạo liên kết với nhóm OH của Nu đứng sau (tại vị trí C số 3). Liên kết này 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 => đieste). Liên kết này, tính theo số thứ tự đính với C trong đường thì sẽ là hướng 3'-OH; 5'-photphat.

                    
4. Cấu trúc không gian của ADN:
- Hai mạch đơn xoắn kép, song song và ngược chiều nhau.
- Xoắn từ trái qua phải, gọi là xoắn phải, tạo nên những chu kì xoắn nhất định mỗi chu kì gồm 10 cặp nuclêôtit và có chiều dài 34A0, đường kính là 20 A0.

                         
5. Tính chất ADN:
- Tính đa dạng trên cơ sở số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các nuclêôtit.
 

II. Axit ribônuclêic - ARN
1. Khái niệm.
- ARN được cấu tạo từ các nucleotit (có 3 loại: mARN, tARN, rARN)
- Có trong nhân, nhiễm sắc thể, ty thể, lạp thể, đặc biệt có nhiều trong ribôsôm
- Trong ARN thường có nhiều base nitơ chiếm tỉ lệ 8-10%
- Hầu hết đều có cấu trúc bậc một (trừ mARN ở đoạn đầu).
2. Cấu trúc.
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 tạo thành.
- Có cấu tạo từ các nguyên tố hoá học: C, H, O, N, P.
b. Cấu trúc đơn phân (nuclêôtit)

                                                               
Một đơn phân (nuclêôtit) được cấu tạo bởi 3 thành phần:
- Đường ribôz: C5H10O5
- Axit phốtphoric: H3PO4
- Bazơ nitric gồm 2 loại chính: purin và pirimidin
+ Purin: Nucleotit có kích thước lớn hơn gồm A (Adenin) và G (Guanin)
+ Pirimidin: Nucleotit có kích thước nhỏ hơn gồm U (uraxin) và X (Xitozin)
Sự tạo thành mạch giống như ADN
3. Phân loại: gồm có 3 loại:

               
a. ARN thông tin - mARN              
- ARN có trong nhân, tế bào chất, được cấu tạo là một mạch pôlynuclêôtit.
- Kích thước và số lượng đơn phân phụ thuộc vào sợi đơn ADN khuôn.
- mARN thường có thời gian sống ngắn từ 2-3 phút đối với tế bào chưa có nhân chuẩn và từ 3-4 giờ đối với tế bào có nhân chuẩn.
- Chức năng: mARN là khuôn trực tiếp trong quá trình dịch mã, truyền thông tin từ ADN đến prôtêin.
b. ARN vận chuyển - tARN.
- tARN được cấu tạo từ một mạch pôlynuclêôtit, có những đoạn có sự liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung đã tạo ra các thùy tròn. Trong các thùy có thùy chứa bộ ba đối mã (anticodon). Đầu 3’ – XXA đối diện mang axit amin.
- Chức năng: mang axit amin đặc hiệu đến ribôxôm để tham gia quá trình dịch mã.
c. ARN ribôxôm - rARN
- rARN là thành phần chủ yếu của ribôxôm địa điểm sinh tổng hợp chuỗi pôlypeptit, chứa 90% tổng hợp ARN của tế bào và 70-80% loại prôtein.

III. SO SÁNH ADN VỚI ARN:

                      
a. Giống nhau
1. Có cấu trúc đa phân, được cấu tạo từ nhiều đơn phân
2. 1 đơn phân có 3 thành phần
+ H3PO4
+ Đường 5C
+ Bazơ nitríc
3. Các đơn phân liên kết với nhau bằng liên kết hoá trị tạo thành mạch
b. Khác nhau:

B. Bài tập vận dụng

Câu 1: Nếu phân tử ADN có cấu trúc quá bền vững cũng như trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền không xảy ra sai sót gì thì thế giới sinh vật có thể vật đa dạng như ngày nay không?
Trả lời:
- Nếu phân tử ADN quá bền vững thì trong giảm phân rất khó xảy ra sự trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử không chị em → khó xảy ra sự hoán vị gen tương ứng → rất khó tạo ra các biến dị tổ hợp để cung cấp nguyên liệu phong phú cho chọn lọc tự nhiên.
- Đồng thời, nếu quá trình truyền đạt thông tin di truyền không xảy ra sai sót gì thì không tạo ra được các đột biến cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên và làm cho sinh giới không thể đa dạng như ngày nay.
 

Câu 2: Trong tế bào thường có các enzim sửa chữa các sai sót về trình tự nuclêôtit. Theo em, đặc điểm nào về cấu trúc của ADN giúp nó có thể sửa chữa những sai sót nêu trên?
Trả lời:
- Các enzim có thể sửa chữa những sai sót về trình tự các nuclêôtit trên phân tử ADN là vì mỗi phân tử ADN gồm 2 chuỗi: pôlinuclêôtit kết hợp với nhau theo NTBS. Đó là A của mạch đơn này liên kết với T của mạch đơn kia bằng 2 liên kết hiđrô, G của mạch đơn này liên kết với X của mạch đơn kia bằng 3 liên kết hiđrô (và ngược lại), chính vì vậy, khi có sự hư hỏng (đột biến) ở mạch này thì mạch kia bị hư hỏng) sẽ được dùng làm khuôn để sữa chữa cho mạch bị hư hỏng với sự tác động của enzim.

Câu 3: Tại sao cũng chỉ với 4 loại nuclêôtit nhưng tạo hóa lại có thể tạo nên những sinh vật có những đặc điểm và kích thước rất khác nhau?
Trả lời:
Phân tử ADN chỉ được cấu tạo từ bốn loại nuclêôtit, nhưng do số lượng, thành phần và trình tự phân bố các nuclêôtit trên phân tử ADN khác nhau mà từ bốn loại nuclêôtit đó có thể tạo ra vô số phân tử ADN khác nhau. Các phân tử ADN khác nhau lại điều khiển sự tổng hợp nên các prôtêin khác nhau quy định các tính rất đa dạng nhưng đặc thù ở các loài sinh vật khác nhau.

Câu 4: Quan sát hình và mô tả cấu trúc của phân tử ADN.
Trả lời:
- ADN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là một nucleotit
- Có 4 loại nucleotide là A,T,G, X.
- Mỗi phân tử ADN có 2 mạch xoắn kép liên kết với nhau bằng liên kết hidro theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro; G liên kết với X bằng 3 liên kết hidro.
- Các nucleotide trên mỗi mạch liên kết với nhau bằng liên kết phosphodieste.

Câu 5: Hãy cho biết các đặc điểm cấu trúc của ADN giúp chúng thực hiện được chức năng mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền.
Trả lời:
ADN mang chức năng lưu giữ và truyền đạt thông tin di truyền. Do đó:
Những đặc điểm về cấu trúc của phân tử ADN đảm bảo cho nó giữ được thông tin di truyền:
- Trên mỗi mạch đơn của phân tử ADN, cac Nucleotit liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị bền vững.
- Trên mạch kép các cặp Nu lên kết với nhau bằng liên kết hidro giữa các cặp bazo nitrit bổ xung. Tuy lên kết hidro không bền nhưng số lượng liên kết lại rất lớn nên đảm bảo cấu trúc không gian của ADN được ổn định và dễ dàng cắt đứt trong quá trình tự sao.
- Nhờ các cặp Nu liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung đã tạo cho chiều rộng ADN ổn định, các vòng xoắn của ADN dễ dàng liên kết với protein tạo cho cấu truc ADN ổn định, thông tin di truyền được điều hòa.
- Từ 4 loại Nu do cách sắp xếp khác nhau đã tạo nên tính đặc trưng và đa dạng của các phân tử ADN ở các loài sinh vật.

Câu 6: Có bao nhiêu loại phân tử ARN và người ta phân loại chúng theo tiêu chí nào?
Trả lời:
Có 3 loại phân tử ARN phân loại theo cấu trúc và chức năng:
- mARN - ARN thông tin: Có chức năng sao chép thông tin di truyền từ gen cấu trúc đem đến riboxom là nơi tổng hợp protein.
- tARN - ARN vận chuyển: vận chuyển acid amin đến riboxom để tổng hợp protein.
- rARN - ARN riboxom: Là thành phần cấu tạo ribôxôm - nơi tổng hợp protein.

C. Bài tập tự luyện có lời giải

Câu 1: Các nucleic trên một mạch đơn của phần tử ADN liên kết với nhau bằng?
A. Liên kết phốtphodieste
B. Liên kết hidro
C. Liên kết glicozo
D. Liên kết peptit
Câu 2: Các nguyên tố nào sau đây cấu tạo nên axit nucleic?
A. C, H, O, N, P
B. C, H, O, P, K
C. C, H, O, S
D. C, H, O, P
Câu 3: Liên kết phôtphodieste là liên kết giữa?
A. Các axit phôtphoric của các nucleotit trên một mạch đơn của phân tử ADN
B. Các nucleotit giữa hai mạch đơn của phân tử ADN
C. Đường của nucleotit này với axit phôtphoric của nucleotit kế tiếp trên một mạch đơn của phân tử ADN
D. Liên kết giữa hai bazo nito đối diện nhau của phân tử ADN
Câu 4: Axit nucleic cấu tọa theo nguyên tắc nào sau đây?
A. Nguyên tắc đa phân
B. Nguyên tắc bán bảo tồn và nguyên tắc đa phân
C. Nguyên tắc bổ sung
D. Nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc đa phân
Câu 5: Cho các nhận định sau về axit nucleic. Nhận định nào đúng?
A. Axit nucleic được cấu tạo từ 4 loại nguyên tố hóa học: C, H, O, N
B. Axit nucleic được tách chiết từ tế bào chất của tế bào
C. Axit nucleic được cấu tạo theo nguyên tắc bán bảo tồn và nguyên tắc bổ sung
D. Có 2 loại axit nucleic: axit đêôxiribonucleic (ADN) và axit ribonucleic (ARN)
Câu 6: Các loại nucleotit cấu tạo nên phân tử ADN khác nhau ở?
A. Thành phần bazo nito
B. Cách liên kết của đường C5H10O4 với axit H3PO4
C. Kích thước và khối lượng các nucleotit
Câu 7: Liên kết hóa học đảm bảo cấu trúc của từng đơn phân nucleotit trong phân tử ADN là?
A. Liên kết glicozit và liên kết este
B. Liên kết hidro và liên kết este
C. Liên kết glicozit và liên kết hidro
D. Liên kết đisunphua và liên kết hidro
Câu 8: Cấu trúc không gian của phân tử ADN có đường kính không đổi do?
A. Một bazo nito có kích thước lớn (A hoặc G) liên kết bổ sung với một bazo nito có kích thước nhỏ (T hoặc X)
B. Các nucleotit trên một mạch đơn liên kết theo nguyên tắc đa phân
C. Các bazo nito giữa hai mạch đơn liên kết với nhau bằng liên kết hidro
D. Hai bazo nito có kích thước bé liên kết với nhau, hai bazo nito có kích thước lớn liên kết với nhau
Câu 9: Yếu tố quan trọng nhất tạo nên tính đặc trưng của phân tử ADN là?
A. Số lượng các nucleotit trong phân tử ADN
B. Thành phần các nucleotit trong phân tử ADN
C. Trình tự sắp xếp các nucleotit trong phân tử ADN
D. Cách liên kết giữa các nucleotit trong phân tử ADN
Câu 10: Trong cấu trúc không gian của phân tử ADN, các nucleotit giữa 2 mạch liên kết với nhau bằng các?
A. Liên kết glicozit
B. Liên kết phốtphodieste
C. Liên kết hidro
D. Liên kết peptit
Câu 11: ADN có chức năng?
A. Dự trữ và cung cấp năng lượng cho tế bào
B. Cấu trúc nên màng tế bào, các bào quan
C. Tham gia và quá trình chuyển hóa vật chất trong tế bào
D. Lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền
Câu 12: Trình tự sắp xếp các nucleotit trên mạch 1 của một đoạn phân tử ADN xoắn kép là - ATTTGGGXXXGAGGX -. Tổng số liên kết hidro của đoạn ADN này là?
A. 50
B. 40
C. 30
D. 20
Câu 13: Chiều dài của một phân tử ADN là 5100 Ǻ. Tổng số nucleotit của ADN đó là?
A. 3000
B. 1500
C. 2000
D. 3500
Câu 14: Một đoạn phân tử ADN có tổng số 150 chu kì xoắn và addenin chiếm 20% tổng số nucleotit. Tổng số liên kết hidro của đoạn ADN này là?
A. 3000
B. 3100
C. 3600
D. 3900
Câu 15: Trình tự các đơn phân trên mạch 1 của một đoạn ADN xoắn kép là - GATGGXAA -. Trình tự các đơn phân ở đoạn mạch kí sẽ là:
A. – TAAXXGTT –
B. – XTAXXGTT –
C. – UAAXXGTT –
D. – UAAXXGTT –
Câu 16: Một đoạn phân tử ADN có 300 A và 600 G. Tổng số liên kết hidro được hình thành giữa các cặp bazo nito là?
A. 2200
B. 2400
C. 2700
D. 5400
Câu 17: Một đoạn phân tử ADN dài 4080 Ǻ có số liên kết phôphodieste giữa các nucleotit là?
A. 2398
B. 2400
C. 4798
D. 4799
Câu 18: Liên kết hidro trong phân tử ADN không có đặc điểm nào sau đây?
A. Năng lượng liên kết nhỏ
B. Đảm bảo tính bền vững, linh động của ADN
C. Tạo nên cấu trúc không gian của ADN
D. Liên kết khó hình thành và phá hủy
Câu 19: Nhận định nào sau đây không đúng?
A. Ở một số loài virut, thông tin di truyền được lưu giữ trên phân tử ARN
B. Ở vi khuẩn, thông tin di truyền được lưu trữ trên 1 phân tử ADN mạch vòng, xoắn kép
C. Ở sinh vật nhân thựcm thông tin di truyền được lưu giữ trên các phân tử ADN mạch thẳng, xoắn kép
D. Ở sinh vật nhân sơ, thông tin di truyền được lưu trữ trên 1 phân tử ADN mạch thẳng
Câu 20: Đơn phân của ADN và ARN giống nhau ở?
A. Đường
B. Nhóm phôtphat
C. Cách liên kết giữa các nucleotit
D. Cấu trúc không gian
Câu 21: Thông tin di truyền chứa trong phân tử ADN được truyền đạt qua quá trình?
A. Tự sao và phiên mã
B. Phiên mã
C. Dịch mã
D. Phiên mã và dịch mã
Câu 22: Cấu trúc của timin khác với uraxin về?
A. Loại đường và loại bazo nito
B. Loại đường và loại axit phôtphoric
C. Liên kết giữa axit phôtphoric với đường
D. Liên kết giữa đường với bazo nito
Câu 23: Phân tử rARN làm nhiệm vụ?
A. Truyền đạt thông tin di truyền từ nhân tới tế bào chất
B. Vận chuyển các axit amin tới riboxom để tổng hợp protein
C. Tham gia cấu tạo nên riboxom
D. Lưu giữ thông tin di truyền
Câu 24: “Vùng xoắn kép cục bộ” là cấu trúc có trong?
A. mARN và tARN
B. tARN và rARN
C. mARN và rARN
D. ADN
Câu 25: Phát biểu nào sau đây không đúng về phân tử ARN?
A. Tất cả các loại ARN đều được tổng hợp trên khuôn mẫu của phân tử ADN
B. Tất cả các loại ARN đều được sử dụng để làm khuôn tổng hợp protein
C. Các phân tử ARN được tổng hợp ở nhân tế bào
D. Đa số các phân tử ARN chỉ được cấu tạo từ một chuỗi pôlinucleotit
Câu 26: mARN có chức năng?
A. Vận chuyển các axit amin
B. Lưu giữ và bảo quản thông tin di truyền
C. Cấu trúc nên tính trạng trên cơ thể
D. Truyền thông tin quy định cấu trúc của protein từ ADN tới riboxom
Câu 27: Chức năng của phân tử tARN là?
A. Cấu tạo nên riboxom
B. Vận chuyển axit amin
C. Bảo quản thông tin di truyền
D. Vận chuyển các chất qua màng
Câu 28: Cho các nhận định sau về phân tử ADN. Nhận định nào sai?
A. Có 3 loại phân tử ARN là: mARN, tARN, rARN
B. Phân tử tARN có cấu trúc với 3 thùy giúp liên kết với mARN và riboxom để thực hiện việc giải mã
C. Sau quá trình tổng hợp protein, các loại phân tử ARN được lưu giữ trong tế bào
D. Các loại ARN đều được tổng hợp từ mạch khuôn của gen trên phân tử ADN
Câu 29: Thời gian tồn tại của các ARN phụ thuộc vào độ bền vững của phân tử được tạo ra bởi liên kết:
A. Liên kết hidro
B. Liên kết ion
C. Liên kết cộng hóa trị
D. Liên kết phôtphodieste
Câu 30: Ở 0oC tế bào chết do?
A. Sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường không thực hiện được
B. Nước trong tế bào đóng băng, phá hủy cấu trúc tế bào
C. Liên kết hidro giữa các phân tử nước bền vững, ngăn cản sự kế hợp với phân tử các chất khác
D. Các enzim bị mất hoạt tính, mọi phản ứng sinh hóa trong tế bào không được thực hiện

Đáp án trắc nghiệm  

Câu 1: A. Liên kết phốtphodieste
Câu 2: A. C, H, O, N, P
Câu 3: C. Đường của nucleotit này với axit phôtphoric của nucleotit kế tiếp trên một mạch đơn của phân tử ADN
Câu 4: A. Nguyên tắc đa phân
Câu 5: D. Có 2 loại axit nucleic: axit đêôxiribonucleic (ADN) và axit ribonucleic (ARN)
Câu 6: A. Thành phần bazo nito
Câu 7: A. Liên kết glicozit và liên kết este
Câu 8: A. Một bazo nito có kích thước lớn (A hoặc G) liên kết bổ sung với một bazo nito có kích thước nhỏ (T hoặc X)
Câu 9: C. Trình tự sắp xếp các nucleotit trong phân tử ADN
Câu 10: C. Liên kết hidro
Câu 11: D. Lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền
Câu 12: B. 40
Câu 13: A. 3000
Câu 14: D. 3900
Câu 15: B. – XTAXXGTT –
Câu 16: B. 2400
Câu 17: A. 2398
Câu 18: D. Liên kết khó hình thành và phá hủy
Câu 19: D. Ở sinh vật nhân sơ, thông tin di truyền được lưu trữ trên 1 phân tử ADN mạch thẳng
Câu 20: B. Nhóm photphat
Câu 21: D. Phiên mã và dịch mã
Câu 22: A. Loại đường và loại bazo nito
Câu 23: C. Tham gia cấu tạo nên riboxom
Câu 24: B. tARN và rARN
Câu 25: B. Tất cả các loại ARN đều được sử dụng để làm khuôn tổng hợp protein
Câu 26: D. Truyền thông tin quy định cấu trúc của protein từ ADN tới riboxom
Câu 27: B. Vận chuyển axit amin
Câu 28: C. Sau quá trình tổng hợp protein, các loại phân tử ARN được lưu giữ trong tế bào
Câu 29: A. Liên kết hidro
Câu 30: B. Nước trong tế bào đóng băng, phá hủy cấu trúc tế bào

Bài viết gợi ý: