Protein Sinh học lớp 9

PROTEIN A. LÝ THUYẾT I. Prôtêin 1. Cấu trúc a. Cấu trúc hóa học - Prôtêin là một hợp chất hữu cơ được cấu thành từ 4 nguyên tố chính là C, H, O, N và có thể có thêm S và P. b. Cấu trúc không gian - Prôtêin là đại phân tử hữu cơ được cấu thành từ các đơn phân là các axit amin, có hơn 20 loại axit amin khác nhau. Số lượng và trình tự các loại axit amin quy định lên tính đặc trưng của phân tử Prôtêin. - Hơn nữa, tính đa dạng và đặc thù của Prôtêin còn được thể hiện thông qua cấu trúc không gian của nó. Ở dạng cấu trúc không gian đặc thù, Prôtêin mới thực hiện được chức năng của mình. Có 4 dạng cấu trúc không gian của Prôtêin là: + Bậc 1: trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi axit amin + Bậc 2: là chuỗi axit amin tạo các vòng xoắn lò xo đều đặn. + Bậc 3: hình dạng không gian 3 chiều do cấu trúc bậc 2 cuộn xếp tạo thành kiểu đặc trung cho từng loại Prôtêin. + Bậc 4: cấu trúc của một số loại Prôtêin gồm hai hoặc nhiều chuỗi axit amin cùng hoặc khác loại kết hợp với nhau. 2. Chức năng Đối với tế bào và cơ thể, Prôtêin có nhiều chức năng quan trọng: - Chức năng cấu trúc - Chức năng xúc tác các quá trình trao đổi chất - Chức năng điều hòa các quá trình trao đổi chất - Chức năng bảo vệ cơ thể - Chức năng vận động tế bào và cơ thể - Chức năng dự trữ năng lượng 3. Quá trình sinh tổng hợp Prôtêin/chuỗi axit amin/chuỗi pôlipeptit (quá trình dịch mã) - Vị trí: diễn ra trong tế bào chất của tế bào a, Diễn biến: 2 giai đoạn * Giai đoạn 1: Hoạt hoá axit amin - Dưới tác động của 1 số enzim, các a.a tự do trong môi trường nội bào được hoạt hoá và liên kết với tARN tương ứng → phức hợp a.a – tARN. * Giai đoạn 2: Tổng hợp chuỗi pôlipeptit (3 bước) - Bước 1. Mở đầu + Tiểu đơn vị bé của ribôxôm gắn với mARN ở vị trí nhận biết đặc hiệu (gần bộ ba mở đầu) và di chuyển đến bộ ba mở đầu (AUG). + aa mở đầu - tARN tiến vào bộ ba mở đầu (đối mã của nó – UAX- khớp với mã mở đầu – AUG – trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), sau đó tiểu phần lớn gắn vào tạo ribôxôm hoàn chỉnh. - Bước 2. Kéo dài chuỗi pôlipeptit + aa1 - tARN tiến vào ribôxôm (đối mã của nó khớp với mã thứ nhất trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), một liên kết peptit được hình thành giữa axit amin mở đầu với axit amin thứ nhất. + Ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba thứ 2, tARN vận chuyển axit amin mở đầu được giải phóng. Tiếp theo, aa2 - tARN tiến vào ribôxôm (đối mã của nó khớp với bộ ba thứ hai trên mARN theo nguyên tắc bổ sung), hình thành liên kết peptit giữa axit amin thứ hai và axit amin thứ nhất. + Ribôxôm chuyển dịch đến bộ ba thứ ba, tARN vận chuyển axit amin mở đầu được giải phóng. Quá trình cứ tiếp tục như vậy đến bộ ba tiếp giáp với bộ ba kết thúc của phân tử mARN. Như vậy, chuỗi pôlipeptit liên tục được kéo dài. - Bước 3. Kết thúc + Khi ribôxôm chuyển dịch sang bộ ba kết thúc (UAA, UAG, UGA) thì quá trình dịch mã ngừng lại, 2 tiểu phần của ribôxôm tách nhau ra. Một enzim đặc hiệu loại bỏ axit amin mở đầu và giải phóng chuỗi pôlipeptit, quá trình dịch mã hoàn tất. Trong dịch mã, mARN thường không gắn với từng riboxom riêng rẽ mà đồng thời gắn với một nhóm ribôxôm (pôliribôxôm hay pôlixôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin. * Kết quả: một chuỗi pôlipeptit được tạo ra theo trình tự mã hóa của gen thông qua mARN. II. Mối liên hệ gen – tính trạng Dựa vào quá trình hình thành ARN và quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit/chuỗi axit amin và chức năng của prôtêin ta có thể khái quát mối liên hệ giữa gen và tính trạng như sau: CÁC CÔNG THỨC THƯỜNG DÙNG 1. Số axit amin cần sử dụng là cho 1 chuỗi pôlipeptit: 2. Số axit amin ở 1 chuỗi pôlipeptit hoàn chỉnh: B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Các nguyên tố hoá học tham gia cấu tạo prôtêin là: A. C, H, O, N, P B. C, H, O, N C. K, H, P, O, S , N D. C, O, N, P Câu 2: Đặc điểm chung về cấu tạo của ADN, ARN và prôtêin là: A. Là đại phân tử, có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. B. Có kích thước và khối lượng bằng nhau C. Đều được cấu tạo từ các nuclêôtit D. Đều được cấu tạo từ các axit amin Câu 3: Trong 3 cấu trúc: ADN, ARN và prôtêin thì cấu trúc có kích thước nhỏ nhất là: A. ADN và ARN B. Prôtêin C. ADN và prôtêin D. ARN Câu 4: Đơn phân cấu tạo của prôtêin là: A. Axit nuclêic B. Nuclêic C. Axit amin D. Axit photphoric Câu 5: Khối lượng của mỗi phân tử prôtêin (được tính bằng đơn vị cacbon) là: A. Hàng chục B. Hàng ngàn C. Hàng trăm ngàn D. Hàng triệu Câu 6: Yếu tố tạo nên tính đa dạng và tính đặc thù của prôtêin là: A. Thành phần, số lượng và trật tự của các axit amin B. Thành phần, số lượng và trật tự của các nuclêôtit C. Thành phần, số lượng của các cặp nuclêôtit trong ADN D. Cả 3 yếu tố trên Câu 7: Cấu trúc dưới đây thuộc loại prôtêin bậc 3 là: A. Một chuỗi axit amin xoắn cuộn lại B. Hai chuỗi axit min xoắn lò xo C. Một chuỗi axit amin xoắn nhưng không cuộn lại D. Hai chuỗi axit amin Câu 8: Bậc cấu trúc nào sau đây có vai trò chủ yếu xác định tính đặc thù của prôtêin? A. Cấu trúc bậc 1 B. Cấu trúc bậc 2 C. Cấu trúc bậc 3 D. Cấu trúc bậc 4 Câu 9: Prôtêin thực hiện chức năng chủ yếu ở những bậc cấu trúc nào sau đây: A. Cấu trúc bậc 1 B. Cấu trúc bậc 1 và 2 C. Cấu trúc bậc 2 và 3 D. Cấu trúc bậc 3 và 4 Câu 10: Chất hoặc cấu trúc nào dưới đây thành phần cấu tạo có prôtêin? A. Enzim B. Kháng thể C. Hoocmôn D. Cả A, B, C đều đúng Câu 11: Quá trình tổng hợp prôtêin xảy ra ở: A. Trong nhân tế bào B. Trên phân tử ADN C. Trên màng tế bào D. Tại ribôxôm của tế bào chất Câu 12: Nguyên liệu trong môi trường nội bào được sử dụng trong quá trình tổng hợp prôtêin là: A. Ribônuclêôtit B. Axit nuclêic C. Axit amin D. Các nuclêôtit Câu 13: Yếu tố nào sau đây chi phối nhiều nhất đến tính đặc thù của prôtêin? A. Trình tự sắp xếp các axit amin trong phân tử prôtêin đó. B. Cấu trúc không gian của phân tử prôtêin đó. C. Số lượng axit amin trong phân tử prôtêin đó. D. Thành phần axit amin trong phân tử prôtêin đó. Câu 14: Chức năng nào sau đây không phải của prôtêin? 1. Enzim, xúc tác các phản ứng trao đổi chất. 2. Kháng thể, giúp bảo vệ cơ thể. 3. Kích tố, điều hoá trao đổi chất. 4. Chỉ huy việc tổng hợp NST. 5. Nguyên liệu oxy hoá tạo năng lượng. 6. Quy định các tính trạng của cơ thể. Phương án đúng là: A. 2 B. 3, 4 C. 4 D. 1, 5 Câu 15: Trâu, bò, ngựa, thỏ, … đều ăn cỏ nhưng lại có prôtêin và các tính trạng khác nhau do A. bộ máy tiêu hoá của chúng khác nhau. B. chúng có ADN khác nhau về trình tự sắp xếp các nuclêôtit. C. cơ chế tổng hợp prôtêin khác nhau. D. có quá trình trao đổi chất khác nhau. Câu 16: Những điểm giống nhau giữa prôtêin và axit nuclêic là A. Điều là các hợp chất cao phân tử sinh học, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. B. Đều được cấu tạo bởi các thành phần nguyên tố chủ yếu C, H, O, N C. Đều có liên kết hoá học thực hiện theo nguyên tắc bổ sung. D. Câu A và B đúng. Câu 17: Một gen có chiều dài 5100Å thì phân tử prôtêin hoàn thiện được tổng hợp từ khuôn mẫu của gen đó có bao nhiêu axit amin? A. 497 axit amin B. 498 axit amin. C. 499 axit amin. D. 500 axit amin. Câu 18: Thành phần nào sau đây không tham gia trực tiếp trong quá trình dịch mã? A. mARN. B. tARN. C. ADN. D. Ribôxôm. Câu 19: Nội dung nào dưới đây là không đúng? A. Sau khi hoàn thành việc dịch mã, ribôxôm rời khỏi mARN, giữ nguyên cấu trúc để phục vụ cho lần dịch mã khác. B. Ở vi khuẩn, sau khi được tổng hợp, đa số prôtêin sẽ được tách nhóm foocmin ở vị trí axit amin mở đầu do đó hầu hết các prôtêin của vi khuẩn đều bắt đầu bằng mêtiônin. C. Trong quá trình dịch mã ở tế bào nhân thực, tARN mang axit amin mở đầu là mêtiônin đến ribôxôm để bắt đầu cho quá trình dịch mã. D. Tất cả các prôtêin hoàn chỉnh được thấy ở tế bào có nhân đều không bắt đầu bằng mêtiônin. Câu 20: Các axit amin giống nhau và khác nhau ở những thành phần nào trong cấu trúc ? A. Giống nhau ở axit phôtphoric, đường, khác nhau ở bazơ nictric. B. Giống nhau ở nhóm -COOH và gốc hoá học R, khác nhau ở nhóm . C. Giống nhau ở nhóm amin, gốc hoá học R, phân biệt nhau ở nhóm cacbôxyl. D. Giống nhau ở nhóm amin, nhóm cacbôxyl, phân biệt nhau ở gốc hoá học R. Câu 21: Nội dung nào sau đây là không đúng ? A. Có 4 dạng cấu trúc không gian cơ bản của prôtêin gồm bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc 4. B. Prôtêin có bậc càng cao thì độ bền vững càng thấp. C. Prôtêin bậc 1 có mạch thẳng, bậc 2 xoắn lò xo có liên kết hidrô để tăng độ vững chắc giữa các vòng. D. Prôtêin bậc 3 hình cầu, trong prôtêin bậc 4 các chuỗi pôlipeptit xếp thành khối dạng cầu. Câu 22: Phát biểu nào dưới đây về quá trình dịch mã là đúng ? A. Mỗi mARN chỉ liên kết với một ribôxôm nhất định. B. mARN thường gắn với một nhóm ribôxôm (pôliribôxôm) giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin. C. Mỗi phân tử mARN được làm khuôn tổng hợp nhiều loại prôtêin. D. Mỗi chuỗi pôlipeptit được tổng hợp từ nhiều loại mARN. Câu 23: Tính đa dạng của prôtêin do yếu tố nào sau đây quy định ? A. Số lượng axit amin, trình tự sắp xếp axit amin B. Thành phần axit amin, số lượng axit amin. C. Thành phần axit amin, số lượng axit amin, trình tự sắp xếp axit amin. D. Trình tự sắp xếp axit amin, thành phần axit amin Câu 24: Nội dung nào dưới đây là không đúng ? A. Sau khi hoàn thành việc dịch mã, ribôxôm rời khỏi mARN, giữ nguyên cấu trúc để phục vụ cho lần dịch mã khác. B. Ở vi khuẩn, sau khi được tổng hợp, đa số prôtêin sẽ được tách nhóm foocmin ở vị trí axit amin mở đầu do đó hầu hết các prôtêin của vi khuẩn đều bắt đầu bằng mêtiônin. C. Trong quá trình dịch mã ở tế bào nhân thực, tARN mang axit amin mở đầu là mêtiônin đến ribôxôm để bắt đầu cho quá trình dịch mã. D. Tất cả các prôtêin hoàn chỉnh được thấy ở tế bào có nhân đều không bắt đầu bằng mêtiônin. Câu 25: Trong quá trình dịch mã, ribôxôm chuyển dịch trên phân tử mARN A. theo chiều 5' đến 3’, theo từng nấc, mỗi nấc ứng với độ dài 20 Å. B. theo chiều 3' đến 5' theo từng nấc, mỗi nấc ứng với độ dài 20 Å. C. theo chiều 3' đến 5' và di chuyển liên tục không theo từng nấc. D. theo chiều 5' đến 3' theo từng nấc, mỗi nấc ứng với độ dài 10,2 Å . ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI 1. B 6. A 11. D 16. D 21. B 2. A 7. A 12. C 17. B 22. B 3. B 8. A 13. A 18. C 23. C 4. C 9. D 14. C 19. A 24. A 5. D 10. D 15. B 20. D 25. D C. BÀI TẬP TỰ LUẬN Câu 1: So sánh ADN và prôtêin về cấu tạo và chức năng. Trả lời a. Giống nhau - Đều là các đại phân tử hữu cơ có vai trò quan trọng có cấu tạo từ các nguyên tố cơ bản là C, H, O, N. - Có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. - Đều là các thành phần cấu tạo chủ yếu của NST. - Tính đa dạng và đặc thù được quy định bởi thành phần, số lượng và trình tự các đơn phân. - Đều góp phần truyền đạt thông tin di truyền. b. Khác nhau Đặc điểm ADN Prôtêin Nguyên tố chính C, H, O, N, P C, H, O, N Số mạch Hai mạch xoắn kép Một hoặc nhiều chuỗi pôlipeptit Đơn phân Nuclêôtit Axit amin Kích thước Rất lớn Nhỏ hơn ADN nhiều lần Cấu tạo đơn phân Đơn phân có cấu tạo từ 3 thành phần chính là: đường đêôxiribôzơ, axit phôtphoric, bazơ nitric. Mỗi đơn phân có 3 thành phần: nhóm amin (NH2), nhóm cacboxyl (COOH) và 1 gốc hoá trị R. Tính chất Tính axit Vừa có axit, vừa có tính bazơ Câu 2: So sánh ADN, ARN và prôtêin. Trả lời a. Giống nhau - Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, là các đơn phân - Có kích thước và khối lượng lớn. - Tham gia vào quá trình hình thành tính trạng. - Có cấu trúc mach xoắn - Có liên kết hoá học giữa các đơn phân - Đặc trưng bởi thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp các đơn phân. - Là thành phần hoá học cấu tạo nên NST b. Khác nhau Câu 3: Đơn phân cấu tạo nên prôtêin là gì? Nêu các chức năng của prôtêin. Trả lời * Đơn phân cấu tạo nên prôtêin là các axit amin. * Các chức năng của protein: - Chức năng cấu trúc:cấu tạo nên nên các bào quan, chất nguyên sinh, màng sinh chất. - Chức năng xúc tác quá trình trao đổi chất:bản chất các enzim là Prôtêin - Chức năng điều hoà quá trình trao đổi chất: các hoocmon phần lớn là prôtêin. → Prôtêin liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể. Câu 4: Giải thích mối liên hệ giữa gen và tính trạng trong sơ đồ sau: Trả lời Thông tin về cấu trúc của phân tử prôtêin được xác định bởi dãy nuclêôtit trong ADN. Mạch ADN này được dùng làm khuôn để tổng hợp mARN. Tiếp theo mạch mARN này lại được làm khuôn để tổng hợp lên chuỗi axit amin ở tế bào chất. Thông qua các hoạt động chức năng mà prôtêin biểu hiện thành tính trạng của cơ thể.