CÁC PHÂN TỬ SINH
HỌC TRONG TẾ BÀO
BÀI 6

01
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHÂN TỬ SINH
HỌC TRONG TẾ BÀO

KHÁI NIỆM

PHÂN TỬ SINH
HỌC

Phân tử sinh học là các phân tử hữu
cơ do sinh vật sống tạo thành. Chúng
là thành phần cấu tạo và thực hiện
nhiều chức năng trong tế bào

CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC
Carbohydrate

Protein

Cấu tạo từ C, H, O
tạo thành đường đơn,
đường đôi, đường đa.
Nguồn dữ trự và cung
cấp năng lượng cho
hoạt động sống của
tế bào và tham gia
cấu tạo nên nhiều
thành phần của tế
bào và cơ thể

Cấu tạo từ C, H, O, N
theo nguyên tắc đa
phân, mỗi đơn phân
là các amino acid.
Thành phần cấu tạo,
dự trữ animo acid,
xúc tác, điều hòa, vận
chuyển, bảo vệ, vận
động, thu nhận thông
tin…

Lipid
Cấu tạo từ C, H, O
tạo thành lipid đơn
giản (mỡ, dầu, sáp)
và lipid phức tạp
(phospholipid,
steroid). Dự trữ và
cung cấp năng lượng
cho cơ thể, tham gia
cấu tạo tế bào và
nhiều quá trình sinh lý
của cơ thể

Nucleic acid
Cấu tạo từ C, H, O,
N, P theo nguyên tắc
đa phân, mỗi đơn
phân là nucleotide.
Các loại nucleotide
cấu tạo nên DNA gồm
A, T, G, C; còn RNA
gồm A, U, G, C.

02
CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC
TRONG TẾ BÀO

CARBOHYDRATE
Cấu tạo từ C, H, O theo nguyên tắc đa
phân, mỗi đơn phân là một phân tử
đường đơn có từ 3 – 7 carbon (phổ biến
nhất là đường 5 – 6 carbon).
Đa số có vị ngọt, tan trong nước và một
số có tính khử.
Tùy theo số lượng đơn phân trong phân
tử,

chia

thành:

(monosaccharide),
(disacchride)

đường
đường

và

đường

đơn
đôi
đa

MONOSACCHARIDE
ĐƯỜNG ĐƠN

DISACCHRIDE
ĐƯỜNG ĐÔI

POLYSACCHRIDE
ĐƯỜNG ĐA
Đường đa gồm nhiều phân tử
đường đơn liên kết với nhau bằng
liên kết glycosidic, chúng có kích
thước và khối lượng phân tử lớn.
Các loại đường đa phổ biến ở sinh
vật gồm: tinh bột (khoảng 20%
amylose và 80% amylopectin),
cellulose, glycogen, chitin. Chúng
đều được cấu tạo từ các đơn phân
là glucose hoặc dẫn xuất của
glucose.
Nhiều loại đường đa không tan
trong nước.

Đổ nước nóng lên trái táo và bạn sẽ thấy xuất hiện một
lớp trắng mỏng trên bề mặt vỏ

Monosaccharide

Disaccharide

- Là đường đôi
- Là đường đơn
- Hình thành từ 2
- Công thức CnH2nOn
đường đơn qua
Khái niệm
(thường có từ 3 đến 7 phản ứng ngưng
tụ (phản ứng loại
nguyên tử carbon)
nước)

Ví dụ

Polysacchride
- Là polymer của
các monosaccharide
kết hợp với nhau
bằng
liên
kết
glycoside

VAI TRÒ CỦA CARBOHYDARTE

Nguồn năng lượng cung cấp cho các hoạt
động sống, là nguồn năng lượng dự trữ của
cơ thể

CARBOHYDARTE

Tham gia cấu tạo nên một số thành phần của
tế bào và cơ thể như: thành tế bào thực vật,
thành tế bào nấm và bộ xương ngoài của côn
trùng
Một số liên kết với protein hoặc lipid tham gia
cấu tạo màng sinh chất và kênh vận chuyển
các chất trên màng
Các đường đơn 5C tham gia cấu tạo nucleic
acid

LIPID
CHẤT BÉO
Lipid được cấu tạo chủ yếu từ các
nguyên tố C, H, O.
Không cấu tạo theo nguyên tắc đa
phân, không tan trong nước nhưng tan
trong dung môi hữu cơ
Dựa theo cấu trúc phân tử chia thành 2
nhóm là lipid đơn giản (mỡ, dầu và sáp)
và lipid phức tạp (phospholipid và
steroid).

LIPID ĐƠN GIẢN
TRIGLYCERIDE
Mỡ động vật: cấu tạo từ các acid béo
no (trong phân tử chỉ có liên kết đơn
nên tồn tại ở trạng thái rắn)
Dầu thực vật và 1 số loài cá: cấu tạo
từ acid béo không no (trong phân tử có
liên kết đôi nên có dạng lỏng)
Sáp: mặt trên lớp biểu bì lá, mặt ngoài
vỏ của một số trái cây, bộ xương ngoài
của côn trùng, lông chim và thú.

Cấu tạo mỡ động vật (a) và dầu thực vật (b)

VAI TRÒ LIPID ĐƠN GIẢN
TRIGLYCERIDE
- Dự trữ năng lượng của tế bào và cơ
thể (1 gram triglyceride sản sinh ra
năng lượng gấp 2 lần so với 1 gam
carbohydrate).
- Lớp mỡ dưới da đóng vai trò làm lớp
đệm cách nhiệt và lớp mỡ bao quanh
các bào quan giúp chúng tránh các tổn
thương do tác động cơ học.
- Làm dung môi hòa tan nhiều vitamin
như A, D, E, K nên cần thiết cho sự hấp

Cấu tạo mỡ động vật (a) và dầu thực vật (b)

LIPID PHỨC TẠP
Phospholipid: cấu tạo gồm 1 phân
tử Glycerol liên kết với 2 phân tử acid
béo và 1 nhóm phosphate => có tính
lưỡng cực (1 đầu ưa nước và 1 đầu kị
nước).
Steroid: cấu tạo gồm phân tử alcol
mạch vòng liên kết với acid béo
(steroid gồm cholesterol, estrogen,
testosterone, dịch mật, carotenoid và
một số vitamin A, D, E, K)

Cấu tạo của phospholipid (a) và testosterone (b)

VAI TRÒ CỦA LIPID
Nguồn dự trữ và cung cấp năng
lượng cho cơ thể

LIPID

Thành phần cấu tạo màng sinh chất,
tham gia nhiều hoạt động sinh lí của
cơ thể (quang hợp ở thực vật, tiêu
hóa, điều hòa sinh sản ở động vật)

PROTEIN

Protein được cấu tạo chủ yếu từ
các nguyên tố C, H, O, N
Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân,
mỗi đơn phân là các amino acid.
Tính đa dạng và đặc thù của chuỗi
polypeptide được quy định bởi số
lượng, thành phần và trật tự sắp
xếp của 20 loại amino acid (trong
các cơ thể động vật, thực vật ước
tính có khoảng 10^14 đến 10^15

Mỗi amino acid có 3 thành phần: gốc carbon (R),
nhóm amin (-NH2) và nhóm carboxyl (-COOH),
chúng khác nhau bởi gốc R (gốc R có thể là –H, CH3, - CH2, -SH,…). Mỗi amino acid có kích thước

Về mặt dinh
dưỡng, amino acid
PROTEIN
chia thành 2 loại: amino acid thay
thế và amino acid không thay thế
Trong đó, có 9 amino acid thiết
yếu cơ thể không tự tạo ra mà
phải cung cấp từ thực phẩm,
gồm:
leucine,

histidine,
lysine,

phenylalanine,

isoleucine,
methionine,
threonine,

tryptophan và valine. Các amino
acid còn lại cơ thể có thể tự tổng

CẤU TRÚC PROTEIN

Bậc 1: các amino acid liên kết với nhau bằng liên
kết peptide tạo thành chuỗi polypeptide mạch
thẳng (Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp của các
amino acid dẫn đến sự biến đổi cấu trúc và tính
chất của protein)
Bậc 2: chuỗi polypeptide xoắn lại thành xoắn lò xo
alpha hoặc gấp nếp tạo phiến gấp nếp beta
Bậc 3: chuỗi polypeptide bậc 2 tiếp tục co xoắn
tạo thành cấu trúc không gian ba chiều đặc trưng
(Cấu trúc không gian này có vai trò quyết định đối
với hoạt tính và chức năng của protein)
Bậc 4: một số phân tử protein được hình thành do
sự liên kết từ hai hay nhiều chuỗi polypeptide bậc

Bậc 1

Bậc 2

Là trình tự sắp Là
xếp
Đặc điểm

các

amino hoặc

acid trong chuỗi cục
polypeptide.

dạng
gấp
bộ

Bậc 3

Bậc 4

xoắn Là dạng cuộn lại trong 2 hay nhiều cấu trúc
nếp không gian của chuỗi bậc 3 tương tác với
trong polypeptide

nhau

không gian của

Tạo thành mạch chuỗi polypeptide
thẳng
- Liên kết peptide

- Liên kết peptide
-

Loại liên
kết tham
gia

Liên

hydrogen

- Liên kết peptide

kết - Liên kết hydrogen

- Liên kết peptide
- Liên kết hydrogen

- Liên kết disulfide (S - Liên kết disulfide (S
– S)

– S)

- Tương tác kị nước…

- Tương tác kị nước…

VAI TRÒ CỦA PROTEIN
Cấu tạo nên tế bào và cơ thể (Colagen tham
gia cấu tạo nên các mô liên kết da)
Dự trữ các amino acid (Protein trong sữa,
trong các hạt cây…)

PROTEIN

Vận chuyển các chất (Hemoglobin)
Bảo vệ cơ thể chống bệnh tật (kháng thể)
Protein thụ thể: thu nhận thông tin và trả lời
thông tin
Protein xúc tác cho các phản ứng sinh hoá
(Các loại enzim)

YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG PROTEIN

to > 45oC
Prôtêin biến tính
Hiện tượng biến tính: là hiện tượng protein bị biến đổi cấu
trúc không gian.
Yếu tố môi trường: Nhiệt độ cao, độ pH… làm phá hủy cấu
trúc không gian 3 chiều của protein, làm cho protein mất

NUCLEID ACID

NUCLEID ACID

Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, mỗi
đơn phân là các nucleotide gồm 3
thành phần:
+ Đường (DNA là Deoxyribose C5H10O4;
RNA là Ribose C5H10O5)
+ Nhóm Phosphate
+ 1 trong 4 Base (DNA là A, T, G, C;
RNA là A, U, G, C)
Dựa vào kích thước các base chia
thành 2 nhóm: Purine (A: Adenine; G:
Guanine); Pyrimidine (C: Cytosine; T:

DEOXYRIBONUCLEIC ACID
(DNA)
DNA là đại phân tử, cấu tạo từ C, H, O, N,
P theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là
nucleotide (Nu)
Cấu

trúc

xoắn

polynucleotide

kép

song

gồm
song

2

mạch

và

ngược

chiều, xoắn đều từ trái sang phải quanh
một trục theo chu kì, mỗi chu kì gồm 10
cặp nucleotide
Hai mạch polynucleotide liên kết với
nhau theo nguyên tắc bổ sung ( A – T
bằng 2 liên kết hidrogen, G – C bằng 3

Nhân tế bào (chủ
yếu), tế bào chất
(TBC)

DNA là đại phân tử,
cấu tạo từ C, H, O, N,
P theo nguyên tắc đa
phân, đơn phân là
nucleotide

Cấu tạo
hóa học
Vị trí

DNA

Deoxyribonucleic Acid

Cấu trúc
không
gian

Chức
năng

?

1 nucleotide gồm: 1 đường deoxyribonucleic C5H10O4
1 gốc phosphate
1 trong 4 loại bazơnitơ (A, T, G, C)
Các phân tử DNA khác nhau về số lượng, thành phần,
trật tự sắp xếp các nu → đa dạng DNA.
1 DNA điển hình gồm 2 mạch polynucleotide xoắn song
song quanh trục tưởng tưởng như 1 thang dây xoắn, 2
mạch liên kết với nhau bằng liên kết hydro giữa base của
nu trên mạch này với base của nu tương ứng trên mạch
đối diện theo nguyên tắc bổ sung (NSBS): A liên kết với T
= 2LK H, ngược lại; G liên kết với X = 3LK H, ngược lại.
Tế bào nhân sơ: DNA cấu trúc xoắn kép, dạng vòng
Tế bào nhân thực: DNA cấu trúc xoắn kép, dạng không
vòng

Lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền

Tại sao DNA là vật chất di truyền cấp độ phân tử?

DNA là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử
- DNA là thành phần chính của nhiễm sắc thể (NST), mà nhiễm sắc thể là cơ
sở vật chất của tính di truyền ở cấp độ tế bào, vì vậy DNA là cấp độ di truyền
ở cấp độ phân tử.
- DNA chứa thông tin di truyền đặc trưng cho mỗi loài thể hiện ở số lượng,
thành phần và trật tự sắp xếp các nucleotide.
- DNA có khả năng tự nhân đôi, đảm bảo cho NST hình thành quá trình
nguyên phân, giảm phân diễn ra bình thường, thông tin di truyền của loài
được ổn định ở cấp độ tế bào và cấp độ phân tử.
- DNA chứa các gen, mỗi gen thực hiện một chức năng di truyền khác nhau
thông qua cơ chế dịch mã và phiên mã.
- DNA có khả năng đột biến về cấu trúc: mất, thêm, thay thế, đảo vị trí các
nucleotide tạo nên các alen mới, góp phần làm tăng tính đa dạng di truyền
của sinh vật.
- Nhiều bằng chứng đã chứng minh vai trò mang thông tin di truyền của DNA:
+ Khả năng hấp thụ tia tử ngoại cực đại ở bước sóng 260 nm.
+ Thí nghiệm biến nạp của F.Griffith (1928), của O.T.Avery, C.M.Macleod…
(1994) và Fraenket-Conrat, Singer (1957) đã chứng minh được DNA là vật

RIBONUCLEIC ACID
(RNA)
RNA là đại phân tử, cấu tạo từ
C, H, O, N, P theo nguyên tắc đa
phân, đơn phân là nucleotide
(nu)
Cấu trúc dạng thẳng hoặc xoắn
kép

cục

bộ

polynucleotide

gồm

1

mạch

RNA là đại phân tử, cấu tạo từ C, H, O, N, P theo
nguyên tắc đa phân, đơn phân là nucleotide (nu)

1 Nu gồm: 1 đường ribonucleic C5H10O5
1 gốc phosphate
1 trong 4 loại base (A,U,G,C)

Tên gọi: RNA thông tin
Cấu tạo 1 mạch polynucleotide, thẳng

mRNA

Chức năng: khuôn cho quá trình dịch mã (tổng hợp protein),
truyền đạt thông tin di truyền từ DNA đến ribosome
3 loại
RNA

rRNA

Tên gọi: RNA ribosome
Chức năng: cấu tạo nên ribosome
(nơi tổng hợp protein)
Tên gọi: RNA vận chuyển

tRNA

Chức năng: vận chuyển amino acid đến
ribosome để dịch mã phiên dịch

Cấu tạo 1 mạch
polynucleotide,
cuộn lại, có bắt
cặp bổ sung
cục bộ.

DNA
Deoxyribonucleic Acid

RNA
Ribonucleic Acid

A, T, G, C

A, U, G, C

Đường C5H10O4

Đường C5H10O5

Số lượng nhiều

Số lượng ít hơn

Số mạch

2 mạch

1 mạch

Dạng mạch

Xoắn

Thẳng hoặc xoắn

Nguyên tắc
bổ sung

Có

Có hoặc không

Tiêu chí

Đơn phân
(Nucleotide)

Chức năng

- Lưu trữ
- Bảo quản
- Truyền đạt thông tin di truyền

Tham gia quá trình truyền đạt thông tin
di truyền từ DNA sang protein

cụ thể
- Cung cấp năng lượng cho các hoạt động
sống: glucose.
- Nguồn năng lượng dự trữ: tinh bột,
glycogen.
- Cấu tạo thành tế bào: cellulose (thực
vật), chitin (nấm), peptidoglycan (vi
khuẩn).
- Cấu tạo màng sinh chất: glycoprotein,

Khi chế biến các món salad, việc trộn
dầu thực vật vào có tác dụng gì đối với
việc hấp thụ chất dinh dưỡng
Dầu thực vật chính là triglyceride có vai trò
là dung môi hòa tan nhiều vitamin như A,
D, E, K => tăng hiệu quả hấp thụ các
vitamin vào cơ thể

Tại sao các vận động viên thể thao
thường ăn chuối chín vào giờ giải lao
Trong chuối chín có chứa hàm lượng
glucose cao. Khi các vận động viên ăn
chuối chín, đường được hấp thụ và nhanh
chóng được phân giải để bổ sung nâng
lượng đã bị tiêu hao cho cơ thể sau quá
trình chơi thể thao.

Tại sao lipid không tan hoặc tan rất ít
trong nước: Trong cấu trúc của lipid chứa
nhiều liên kết C – H không phân cực
Lipid đơn giản được cấu tạo từ những
thành phần nào: Lipid đơn giản gồm 1
Cấu
của acid
no3và
không
phân tạo
tử glycerol
liên béo
kết với
acid
béo no
gì nhau
Acid béo no trong phân tử chỉ có liên kết
đơn nên tồn tại ở trạng thái rắn
Acid béo không no trong phân tử có liên kết
đôi nên có dạng lỏng

Ở bề mặt lá của một số cây như khoai
nước, chuối, su hào có phủ một lớp
chất
hữu
cơ.
Lớp chất hữu cơ này có bản chất là gì?
Hãy cho biết vai trò của chúng
Lớp chất hữu cơ này là sáp, có bản chất là
lipid. Do sáp không thấm nước nên có vai
trò làm hạn chế quá trình thoát hơi nước ở
lá, giúp cây không bị mất nước.

Tại sao các loại protein khác nhau có
chức năng khác nhau?
Các loại chuỗi polypeptide khác nhau có sự
khác nhau vể số lượng, thành phần và trật
tự sắp xếp các amino acid. Ngoài ra, các
loại protein còn khác nhau về số lượng
chuỗi polypeptide. Do các loại protein có
cấu trúc khác nhau nên có chức nâng khác
nhau.

Xác định các ví dụ sau đây thuộc vai
trò nào của protein.
a) Casein trong sữa mẹ: chức nâng dự
trữ.
b) Actin và myosin cấu tạo nên các cơ:
chức nâng cấu trúc.
c) Kháng thể chống lại vi sinh vật gây
bệnh: chức nâng bảo vệ.
d) Hormone insulin và glucagon điều hòa
lượng đường trong máu -> chức năng điều

Tại sao thịt bò, thịt lợn uà thịt gà đều
được cấu tạo từ protein nhưng chúng
lại khác nhau uề nhiều đặc tính?
Do protein cấu tạo nên thịt bò, thịt lợn và
thịt gà có sự khác nhau về số lượng, thành
phần và trật tự sắp xếp các amino acid nên
chúng có cấu trúc khác nhau.

trúc của DNA có được là nhờ đặc điểm
nào?

Tính bền vững: Do các nucleotide liên kết với
nhau bằng liên kết hoá trị bền vững. Bên cạnh đó,
2 mạch của DNA liên kết với nhau bằng liên kết
hydrogen, dù đây là liên kết yếu nhưng với số
lượng liên kết lớn cũng giúp tăng tính bền vững
của DNA. Ngoài ra, tính bền vững của DNA có
được còn nhờ cấu trúc cuộn xoắn.
Tính linh hoạt: Do liên kết hydrogen là các
liên kết yếu nên dễ dàng được hình thành và bị
phá vỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nhân

DNA được di truyền ổn định qua các
thế hệ?
Nhờ quá trình nhân đôi DNA diễn ra theo nguyên
tắc bổ sung, kết quả là các phân tử DNA được tạo
ra giống hệt nhau và giống với DNA ban đầu.

Tại sao thế hệ con thường có nhiều
đặc điểm giống bố mẹ?
Do DNA có khả năng nhân đôi theo nguyên tắc bổ
sung vì vậy thông tin di truyền trên DNA được
truyền đạt một cách ổn định từ thế hệ này sang
thế hệ khác.

Trong khẩu phần ăn cho người béo phì,
chúng ta có nên cắt giảm hoàn toàn
lượng lipid không? Tại sao?
Không nên cắt giảm hoàn toàn lipid trong khẩu
phần ăn cho người béo phì mà chỉ cần có chế độ
ăn phù hợp (hạn chế ăn nhiều chất béo) vì lipid có
vai trò cung cấp năng lượng cũng như tham gia
vào nhiều hoạt động sinh lí của cơ thể. Vì vậy,
nếu cắt giảm hoàn toàn lipid có thể gây ảnh
hưởng đến các hoạt động sống.