Giải bài tập SGK Sinh học 10 Nâng Cao Bài 9: Prôtêin

- Viết công thức tổng quát của axit amin. Phân biệt các thuật ngữ: Axit amin, pôlipeptit và prôtêin.

Phương pháp giải

- Cấu trúc bậc một:
+ Các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit tạo nên một chuỗi các axit amin được gọi là chuỗi pôlipeptit. Cấu trúc bậc 1 của một phân tử prôtêin chính là trình tự sắp xếp đặc thù của các loại axit amin trong chuỗi pôlipeptit.

+ Phân tử prôtêin đơn giản có thể chỉ được cấu tạo từ vài chục axit amin nhưng phân tử prôtêin phức tạp có số lượng axit amin rất lớn. Ví dụ, prôtêin làm nhiệm vụ vận chuyển colestêrôn trong máu người, apôlipôprôtêin, có tới 4636 axit amin.

- Cấu trúc bậc hai: Chuỗi pôlipeptit sau khi được tổng hợp ra không tồn tại ở dạng mạch thẳng mà chúng co xoắn lại hoặc gấp nếp tạo nên cấu trúc bậc 2.

- Cấu trúc bậc ba và bậc bốn:

+ Chuỗi pôlipeptit ở dạng xoắn hoặc gấp nếp lại tiếp tục co xoắn tạo nên cấu trúc không gian 3 chiều đặc trưng được gọi là cấu trúc bậc 3.

+ Khi một prôtêin được cấu tạo từ một vài chuỗi pôlipeptit thì các chuỗi pôlipetit lại liên kết với nhau theo một cách nào đó tạo nên cấu trúc bậc 4.

+ Chỉ cần cấu trúc không gian 3 chiều của prôtêin bị hỏng là prôtêin đã mất chức năng sinh học.

- Các yếu tố của môi trường như nhiệt độ cao, độ pH ... có thể phá hủy các cấu trúc không gian 3 chiều của prôtêin làm cho chúng mất chức năng. Hiện tượng prôtêin bị biến đổi cấu trúc không gian được gọi là hiện tượng biến tính của prôtêin.

Hướng dẫn giải

- Công thức tống quát của axit amin:

- Sự hình thành liên kết peptit:

- Phân biệt các khái niệm:

• Axit amin là phân tử có chứa nhóm amin (-NH₂) và nhóm cacbôxyl (-COOH) và nhóm thứ 3 được kí hiệu là R.
• Pôlipeptit là chuỗi có nhiều axit amin liên kết với nhau.
• Prôtêin là cấu trúc đại phân tử (được cấu tạo từ các đơn phân là các axit amin) có khối lượng phân tử đạt tới hàng nghìn, hàng chục nghìn đơn vị cacbon và có cấu trúc rất phức tạp.

- Phân biệt các cấu trúc bậc 1, 2, 3, 4 của các phân tử prôtêin. Kể tên các loại liên kết hoá học tham gia duy trì cấu trúc prôtêin.

Phương pháp giải

- Cấu trúc bậc một:
+ Các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit tạo nên một chuỗi các axit amin được gọi là chuỗi pôlipeptit. Cấu trúc bậc 1 của một phân tử prôtêin chính là trình tự sắp xếp đặc thù của các loại axit amin trong chuỗi pôlipeptit.

+ Phân tử prôtêin đơn giản có thể chỉ được cấu tạo từ vài chục axit amin nhưng phân tử prôtêin phức tạp có số lượng axit amin rất lớn. Ví dụ, prôtêin làm nhiệm vụ vận chuyển colestêrôn trong máu người, apôlipôprôtêin, có tới 4636 axit amin.

- Cấu trúc bậc hai: Chuỗi pôlipeptit sau khi được tổng hợp ra không tồn tại ở dạng mạch thẳng mà chúng co xoắn lại hoặc gấp nếp tạo nên cấu trúc bậc 2.

- Cấu trúc bậc ba và bậc bốn:

+ Chuỗi pôlipeptit ở dạng xoắn hoặc gấp nếp lại tiếp tục co xoắn tạo nên cấu trúc không gian 3 chiều đặc trưng được gọi là cấu trúc bậc 3.

+ Khi một prôtêin được cấu tạo từ một vài chuỗi pôlipeptit thì các chuỗi pôlipetit lại liên kết với nhau theo một cách nào đó tạo nên cấu trúc bậc 4.

+ Chỉ cần cấu trúc không gian 3 chiều của prôtêin bị hỏng là prôtêin đã mất chức năng sinh học.

- Các yếu tố của môi trường như nhiệt độ cao, độ pH ... có thể phá hủy các cấu trúc không gian 3 chiều của prôtêin làm cho chúng mất chức năng. Hiện tượng prôtêin bị biến đổi cấu trúc không gian được gọi là hiện tượng biến tính của prôtêin.

Hướng dẫn giải

- Phân biệt cấu trúc các bậc 1, 2, 3, 4 của các phân tử prôtêin:

+ Cấu trúc bậc 1: Được hình thành do số lượng và trình tự của các axit amin trong chuỗi pôlipeptit.

+ Cấu trúc bậc 2: Là cấu hình của mạch pôlipeptit trong không gian được giữ vững nhờ các liên kết hiđrô giữa các nhóm peptit gần nhau. Cấu trúc bậc 2 có dạng xoắn alpha hoặc gấp nếp bêta.

+ Cấu trúc bậc 3: Là hình dạng của phân tử prôtêin trong không gian 3 chiều, do xoắn bậc 2 cuộn xếp (đặc trưng cho mỗi loại prôtêin) tạo thành khối hình cầu.

+ Cấu trúc bậc 4: Là khi prôtêin có 2 hay nhiều chuỗi pôlipeptit khác nhau phối hợp với nhau để tạo phức hợp prôtêin lớn hơn.

- Các loại liên kết hoá học tham gia duy trì cấu trúc prôtêin:

• Liên kết peptit: Là liên kết giữa nhóm COOH của một axit amin với nhóm NH₂ của axit amin bên cạnh.
• Liên kết hiđrô: Là liên kết giữa các nhóm peptit gần nhau.

Chọn câu đúng. Tính đa dạng của prôtêin được quy định bởi:

a) Nhóm amin của các axit amin.

b) Nhóm R- của các axit amin.

c) Liên kết peptit.

d) Số lượng, thành phần và trật tự axit amin trong phân tử prôtêin.

Phương pháp giải

- Tính đa dạng của prôtêin được quy định bởi số lượng, thành phần và trật tự axit amin trong phân tử prôtêin.

Hướng dẫn giải

- Tính đa dạng của prôtêin được quy định bởi số lượng, thành phần và trật tự axit amin trong phân tử prôtêin.

• Đáp án d.

Chọn câu đúng. Phân tử prôtêin có thể bị biến tính bởi:

a) Liên kết phân cực của các phân tử nước.

b) Nhiệt độ cao.

c) Sự có mặt của khí O₂.

d) Sự có mặt của khí CO₂.

Phương pháp giải

- Khái niệm sự biến tính: Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý như tia cực tím, sóng siêu âm, khuấy cơ học... hay tác nhân hóa học như axit, kiềm mạnh, muối kim loại nặng,... các cấu trúc bậc hai, ba và bậc bốn của protein bị biến đổi nhưng không phá vỡ cấu trúc bậc một của nó, kèm theo đó là sự thay đổi các tính chất của protein so với ban đầu.

Hướng dẫn giải

• Phân tử prôtêin có thể bị biến tính bởi nhiệt độ cao.
• Đáp án b