1. Cấu trúc của Protein
Để biết vai trò của Protein quan trọng như thế nào thì trước hết chúng ta hãy cùng tìm hiểu về cấu trúc của Protein.
1.1. Thành phần hoá học
-
Protein là một hợp chất hữu cơ bao gồm 4 nguyên tố chính C, H, O, N thường có thêm nguyên tố S và đôi lúc có thêm nguyên tố P.
-
Là đại phân tử, phân tử lớn nhất có thể dài tới 0,1 micromet, phân tử lượng của chúng có thể đạt tới 1,5 triệu đvC.
-
Chúng là đa phân tử có chứa các đơn phân là các amino acid.
-
Có 20 loại amino acid khác nhau giúp hình thành nên các protein, thành phần của mỗi amino acid bao gồm: gốc cacbon (kí hiệu R), nhóm amin (kí hiệu -NH2) và nhóm carboxyl (kí hiệu -COOH), chúng có sự khác biệt nhau bởi gốc R. Mỗi amino acid lại có kích thước trung bình rơi vào khoảng 3Å.
-
Trên phân tử, các amino acid liên kết với nhau thông qua liên kết peptit và hình thành nên chuỗi polypeptit. Liên kết peptit được hình thành từ sự liên kết nhóm carboxyl của amino acid này với nhóm amin của amino acid tiếp theo và cứ hình thành 1 liên kết peptit thì giải phóng ra 1 phân tử nước. Mỗi phân tử protein có thể bao gồm một hay các chuỗi polypeptide cùng loại.
-
Nhờ sự kết hợp khác nhau giữa 20 loại amino acid đã tạo nên vô số các loại protein khác nhau. Mỗi loại protein sẽ được đặc trưng bởi số lượng, thành phần cũng như trình tự sắp xếp của các amino acid trong phân tử đó. Điều này giải thích tại sao trong tự nhiên các prôtêin vừa đa dạng, lại vừa có tính chất đặc thù.
1.2. Cấu trúc vật lý của Protein
Người ta thấy rằng có 4 bậc cấu trúc của Protein:
-
Cấu trúc bậc một: Liên kết peptit nối các axit amin (aa) với nhau và hình thành nên chuỗi polypeptide. Đầu mạch polipeptit chính là nhóm amin của aa thứ nhất và cuối cùng là nhóm cacboxyl của aa cuối cùng. Bản chất cấu trúc bậc một của protein là trình tự sắp xếp của các aa trên chuỗi polypeptit. Cấu trúc bậc một của protein có vai trò hết sức quan trọng vì trình tự các aa trên chuỗi polypeptit thể hiện sự tương tác giữa các phần của chuỗi polypeptit, từ đó sẽ tạo được hình dạng lập thể của protein và nó quyết định đến tính chất và vai trò của protein. Sự sai lệch trong trình tự sắp xếp giữa các aa có khả năng dẫn đến quá trình biến đổi cấu trúc cũng như tính chất của protein.
-
Cấu trúc bậc hai đề cập đến sự sắp xếp đều đặn của các chuỗi polypeptit trong không gian. Chuỗi polypeptit thường không ở trạng thái thẳng mà ở dạng xoắn nên tạo thành cấu trúc xoắn và cấu trúc gấp nếp, chúng được cố định bằng liên kết hydro giữa các các aa gần nhau. Các protein dạng sợi như keratin, collagen…(thành phần có trong lông, tóc, móng, sừng) gồm rất nhiều xoắn, tuy nhiên các protein cầu lại có nhiều nếp gấp hơn.
-
Cấu trúc bậc ba: Những xoắn và phiến nếp gấp có khả năng cuộn lại với nhau tạo thành từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho mỗi loại protein. Cấu trúc không gian này đóng vai trò quyết định đến hoạt tính cũng như chức năng của protein. Cấu trúc này lại đặc biệt phụ thuộc vào nhóm -R ở trong các mạch polypeptit. Ví dụ, nhóm -R của cysteine có khả năng hình thành cầu disulfide (-S-S), nhóm -R của proline lại cản trở quá trình hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng để xác định điểm gấp, còn những nhóm -R ưa nước thì nằm quay ra phía ngoài phân tử, các nhóm kỵ nước thì chui vào phía bên trong của phân tử…Các liên kết yếu hơn là liên kết hydro hoặc điện hóa trị có ở giữa các nhóm -R thì mang điện tích trái dấu nhau.
-
Cấu trúc bậc bốn: Khi protein mang nhiều chuỗi polypeptit phối hợp với nhau thì hình thành nên cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptit này liên kết với nhau bằng các liên kết yếu phải kể đến là liên kết hydro.
2. Chức năng của Protein – Sinh 10 bài 5
Prôtêin có các chức năng chính như sau:
– Thành phần chủ yếu cấu tạo nên các bộ phận của tế bào và cơ thể (nhân, bào quan, màng sinh học…).
– Có khả năng dự trữ axit amin (ví dụ như prôtêin sữa, prôtêin hạt…)
– Xúc tác cho một số quá trình sinh hóa (enzym).
– Protein có chức năng liên quan đến vận động như các actin, myosin, chúng còn làm khung vận động của các mô cơ và của nhiều tế bào khác nữa.
– Vận chuyển các chất trong cơ thể (Hemglobin có trong máu), có vai trò truyền xung thần kinh.
– Thu nhận các thông tin (vai trò của các thụ thể)
– Điều hòa quá trình trao đổi chất (như hoocmon).
– Tăng cường bảo vệ cơ thể (vai trò của các kháng thể).
→ Prôtêin đảm nhiệm rất nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ quá trình sống của tế bào, chúng giúp quy định các tính trạng và hình thành các tính chất của cơ thể sống.
3. Bài tập sinh 10 bài 5 – Luyện tập về Protein
3.1. Bài tập SGK – nâng cao
Để dễ hình dung hơn lý thuyết về cấu trúc và chức năng của Protein, chúng ta cùng làm một số câu hỏi trong SGK – nâng cao để hiểu hơn bài học vừa rồi nhé!
Câu 1: Tại sao chúng ta cần bổ sung protein từ các nguồn thực phẩm khác nhau?
Lời giải:
Protein là đại phân tử hữu cơ có vai trò đặc biệt quan trọng đối với sự sống. Đơn vị giúp cấu tạo nên protein là các aa. Có khoảng 20 loại aa tham gia vào cấu tạo của protein. Cơ thể người không có khả năng tổng hợp được tất cả các aa mà phải bổ sung từ bên ngoài vào. Khi protein được đưa vào cơ thể sẽ được các enzim phân giải và tạo thành các aa để có thể hấp thụ, sau đó tạo ra các loại protein đặc thù cho cơ thể con người. Tuy nhiên, mỗi loại thực phẩm chỉ bao gồm một số loại aa nhất định nên để cung cấp được đầy đủ aa cần thiết cho quá trình tổng hợp protein thì cần bổ sung từ các nguồn thực phẩm khác nhau.
Câu 2: Nêu tên một số loại protein có trong tế bào người và hãy cho biết chức năng của từng loại.
Lời giải:
Trong cơ thể người có chứa khá nhiều loại protein khác nhau như: colagen, các kháng thể, protein histon, hemoglobin, các enzim, insulin và các thụ thể trong tế bào,… mỗi loại lại có các chức năng quan trọng riêng:
– Colagen: tham gia vào cấu trúc của các mô liên kết.
– Hemoglobin : Tham gia quá trình hấp thu, vận chuyển và giải phóng O2 cũng như CO2
– Prôtêin histon: Thành phần hình thành nên chất nhiễm sắc cấu tạo nên nhiễm sắc thể – đây là vật chất mang thông tin di truyền.
– Hoocmon Insulin: Giúp điều hòa lượng đường có trong máu.
– Kháng thể, Inteferon: Hỗ trợ bảo vệ cơ thể, giúp chống lại tác nhân gây bệnh.
Câu 3: Tơ nhện, sừng trâu, tơ tằm, tóc, thịt gà và cả thịt lợn thì đều được cấu tạo từ protein nhưng chúng lại có các đặc tính khác nhau. Dựa vào kiến thức đã học trong bài, em hãy nêu sự khác nhau đó là từ đâu?
Lời giải:
Tơ nhện, sừng trâu, tơ tằm, tóc, thịt gà và cả thịt lợn thì đều được cấu tạo từ protein nhưng chúng lại có các đặc tính khác nhau. Sự khác nhau đó là do:
Tất cả các protein đều được hình thành từ 20 loại aa. Tuy nhiên số lượng, thành phần cũng như trật tự sắp xếp giữa các aa bên trong các chuỗi polipeptit của mỗi loại protein là không giống nhau. Mà cấu trúc không gian 3 chiều của các loại protein được quy định bởi cấu trúc bậc một, do đó làm nên những đặc tính khác nhau trong mỗi loại cấu trúc trong cơ thể được hình thành từ protein.
3.2. Bài tập trắc nghiệm sinh 10 bài 5: Protein
Đây là một số các bài tập trắc nghiệm tự ôn tập dành cho các em. Việc tự làm bài tập sẽ giúp các em hiểu bài và ghi nhớ kiến thức hơn.
Câu 1: Cho các nhận định sau:
(1) Chuỗi pôlipeptit là cấu trúc bậc 1 của protein
(2) Chuỗi pôlipeptit ở dạng xoắn hoặc gấp nếp được gọi là cấu trúc bậc 2 của protein
(3) Chuỗi pôlipeptit ở dạng xoắn hoăc gấp nếp tiếp tục co xoắn là cấu trúc bậc 3 của protein
(4) Hai hay nhiều chuỗi pôlipeptit kết hợp với nhau tạo thành cấu trúc bậc 4 của protein
(5) Nếu cấu trúc không gian ba chiều bị thay đổi hay phá hủy thì phân tử protein có thể còn chức năng sinh học
Có bao nhiêu nhận định chính xác về đặc điểm của phân tử protein?
A. 2. B. 3 C. 4. D. 5
Câu 2: Phát biểu nào sau đây về protein là chính xác?
A. Protein được tạo thành từ các nguyên tố hóa học là C, H, O
B. Cấu trúc không gian thay đổi có thể làm protein bị bất hoạt
C. Cần 20 loại axit amin lấy từ thức ăn để tổng hợp nên tất cả các loại protein của động vật và thực vật
D. Protein đơn giản được tạo thành từ nhiều chuỗi pôlipeptit
Câu 3: Thành phần khác nhau giữa các axit amin là:
A. Vị trí nhóm NH2
B. Cấu tạo của gốc R
C. Số lượng nhóm COOH
D. Vị trí gắn của gốc R
Câu 4: Sự đa dạng của protein có được là do:
A. Trình tự sắp xếp, số lượng, thành phần các axit amin
B. Số lượng nhóm amin của các axit amin trong phân tử protein
C. Vị trí liên kết peptit trong phân tử protein
D. Số lượng chuỗi pôlipeptit tạo thành
Câu 5:Cấu trúc nào tạo nên hoạt tính của protein?
A. Cấu trúc bậc 1
B. Cấu trúc bậc 2
C. Cấu trúc bậc 4
D. Cấu trúc không gian ba chiều
Câu 6: Cho các quan sát sau:
(1) Khi luộc, lòng trắng trứng đông lại
(2) Thịt cua vón cục và nổi lên từng mảng khi mà chúng ta đun nước gạch (thịt) cua
(3) Khi ép mỏng sợi tóc sẽ duỗi ra
(4) Sữa tươi quá hạn, để lâu sẽ bị vón cục
Có bao nhiêu hiện tượng cho thấy sự biến tính của protein?
A. 1. B. 2 C. 3 D. 4
Câu 7: Chức năng nào dưới đây không có ở protein?
A. Cấu trúc nên khung xương tế bào, các bào quan, màng tế bào
B. Thành phần của enzim, hoocmon, kháng thể
C. Lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền
D. Vận chuyển các chất trong tế bào, truyền tin và co cơ
Câu 8: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về axit amin?
A. Mỗi axit amin có ít nhất một nhóm amin (NH2) và một nhóm carboxyl (COOH)
B. Một axit amin chỉ có duy nhất một nhóm COOH
C. Axit amin không thay thế là những axit amin mà cơ thể không thể tự tổng hợp được
D. Axit amin là vừa có tính axit, vừa có tính bazo
Câu 9: Axit amin cấu tạo nên hợp chất nào dưới đây?
A. Colesteron – tham gia vào cấu trúc màng tế bào
B. Pentozo – thành phần của axit nucleic
C. Ơstogen – hoocmon tiết ra từ buồng trứng
D. Insulin – hoocmon kiểm soát đường huyết do tuyến tụy tiết ra
Câu 10: Cơ thể có thể mắc bệnh gì sau đây nếu hấp thụ quá nhiều chất đạm (protein) ?
A. Bệnh gout
B. Rối loạn tiêu hóa
C. Bệnh tiểu đường type I
D. Bệnh tim mạch
Câu 11: Protein và lipit có đặc điểm chung là:
A. Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân
B. Dự trữ và cung cấp năng lượng
C. Đều có liên kết hidro giúp duy trì cấu trúc
D. Đều cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O
Câu 12: Chức năng của protein kháng thể?
A. Kiểm soat các quá trình sinh lí
B. Xúc tác cho các phản ứng sinh hóa
C. Bắt cặp kháng nguyên, tạo phản ứng miễn dịch, bảo vệ cơ thể
D. Cấu trúc nên các thành phần của tế bào
Câu 13: Liên kết nào tạo thành cấu trúc bậc 2 của protein?
A. Liên kết hóa trị
B. Liên kết kị nước
C. Liên kết glicozit
D. Liên kết hidro
Câu 14: Tính đa dạng và chức năng của phân tử protein do cấu trúc nào quy định:
A. Cấu trúc bậc 4
B. Cấu trúc bậc 1
C. Cấu trúc bậc 3
D. Cấu trúc bậc 2
Câu 15: Protein nào sau đây có vai trò truyền tin, giúp điều hoạt các chất trong cơ thể?
A. Insulin – hocmon tuyến tụy
B. Kêratin cấu trúc nên tóc và móng tay
C. Côlagen ở trong da
D. Hêmoglobin trong tế bào chất của hồng cầu
Câu 16: Cho các chất sau:
(1) Côlagen giúp hình thành mô liên kết ở da
(2) Enzim lipaza xúc tác thủy phân lipit
(3) Insulin điều hòa đường huyết
(4) Glicogen tích lũy ở gan và cơ
(5) Hêmoglobin trong hồng cầu
(6) Kháng thể kích hoạt hệ thống miễn dịch chống lại mầm bệnh
Có bao nhiêu ví dụ thể hiện chức năng của protein?
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
Câu 17: Có các loại liên kết sau
(1) liên kết peptit
(2) liên kết hidro
(3) cầu disulfide (- S – S -)
(4) liên kết photphodieste
(5) liên kết kị nước
Cấu trúc của protein bậc 3 có chứa các loại liên kết nào?
A. 2. B. 3 C. 4. D. 5
Câu 18: Quá trình trao đổi chất trong tế bào và cơ thể được điều hòa bởi loại protein nào dưới đây?
A. Protein kênh vận chuyển
B. Enzym
C. Sợi actin và myosin
D. Hoocmon
Câu 19: Cho các nhận định sau sau:
(1) Phân tử protein có từ 2 chuỗi pôlipeptit trở lên sẽ có cấu trúc bậc 4
(2) Protein trong cơ thể luôn được thay mới định kỳ
(3) Sự sai lệch trong quá trình tự sắp xếp của một axit amin trong chuỗi β của phân tử hemoglobin gây ra căn bệnh hồng cầu hình liềm
(4) Có hai loại axit amin là axit amin không thay thế và axit amin thay thế
(5) Thức ăn từ động vật có nhiều loại axit amin không thay thế nên giá trị dinh dưỡng cao
(6) Protein là thành phần không thể thiếu của con đường truyền đạt thông tin di truyền của tế bào
Có bao nhiều nhận định chính xác?
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
Câu 20: Tiêu diệt các mầm bệnh, bảo vệ cơ thể là nhiệm vụ, chức năng của loại protein nào dưới đây?
A. Kênh trên màng tế bào
B. Kháng thể
C. Enzyme
D. Hormon
Bảng đáp án gợi ý:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D B B A D D C B D A 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B C D A A C C D C C
VUIHOC viết bài này nhằm hỗ trợ các em học tập một cách hiệu quả nhất về lý thuyết và bài tập liên quan đến Protein thuộc sinh 10 bài 5. 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!
