Tìm hiểu về protein: Thành phần, tính chất và cấu tạo

Protein là chất hữu cơ có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình sống. Vậy thành phần, tính chất và cấu trúc của protein là gì? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn trong bài viết được chia sẻ dưới đây của timhieulichsuquancaugiay.edu.vn.

Protein là gì?

Protein (protein/protid) là một phân tử sinh học hoặc đại phân tử gồm nhiều axit amin liên kết với nhau. Protein thực hiện nhiều chức năng khác nhau trong tế bào, bao gồm các phản ứng trao đổi chất xúc tác, sao chép DNA, phản ứng với các kích thích và vận chuyển các phân tử từ vị trí này sang vị trí khác. Trên thực tế, protein khác nhau chủ yếu ở trình tự axit amin cấu thành của chúng (theo Wikipedia).

Bạn đang xem: Tìm hiểu về protein: Thành phần, tính chất và cấu tạo

Protein có khối lượng phân tử rất lớn (từ vài chục nghìn đến vài triệu), có cấu trúc phân tử rất phức tạp và đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong các quá trình sống. Không có protein cơ thể không thể hoạt động được.

Phân loại protein

Protein được chia thành hai loại bao gồm protein đơn giản và protein phức tạp.

• Protein đơn giản: Là dạng protein khi thủy phân chỉ tạo ra hỗn hợp các α-amino axit, ví dụ albumin lòng trắng trứng, fibroin tơ tằm…
• Protein phức tạp: Được tạo thành từ các protein đơn giản kết hợp với các phân tử không phải protein như nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo…

Trạng thái tự nhiên của protein

Protein có trong cơ thể con người, động vật và thực vật như trứng, thịt, sữa, tóc, sừng, móng, lá, quả, hạt…

Thành phần và cấu trúc phân tử của protein

Tìm hiểu về protein là không thể nếu không đề cập đến thành phần và cấu trúc phân tử của chúng.

Thành phần cơ bản tạo nên protein

Thành phần nguyên tố chính của protein là carbon, hydro, oxy, nitơ và một lượng nhỏ lưu huỳnh, phốt pho và kim loại…

Cấu trúc phân tử protein

Về cấu trúc phân tử của protein, có thể khẳng định protein có khối lượng phân tử rất lớn, từ vài nghìn đến vài triệu đơn vị carbon và có cấu trúc rất phức tạp. Khi đun nóng protein trong dung dịch axit, chúng ta sẽ thu được hỗn hợp các axit amin, trong đó chất đơn giản nhất là axit amin axetic H2N-CH2-COOH. Ngược lại, nếu chúng ta kết hợp các phân tử axit amin lại với nhau sẽ thu được loại protein đơn giản nhất.

Từ các thí nghiệm trên ta có thể kết luận rằng: “Protein được cấu tạo từ các axit amin, mỗi phân tử axit amin tạo thành một “mắt xích” trong phân tử protein” (Sách giáo khoa Hóa lớp 9, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, trang 159).

Các nhà khoa học đã phát hiện ra 4 cấp độ cấu trúc của protein, bao gồm:

• Cấu trúc bậc 1: Các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit tạo thành chuỗi polypeptide. Phần đầu của chuỗi polypeptide là nhóm amino của axit amin đầu tiên và phần cuối của chuỗi là nhóm cacboxyl của axit amin cuối cùng. Cấu trúc bậc một của protein về cơ bản là sự sắp xếp các axit amin trên chuỗi polypeptide. Cấu trúc bậc một của protein đóng vai trò quan trọng vì trình tự các axit amin trên chuỗi polypeptide thể hiện sự tương tác giữa các phần của chuỗi đó, tạo nên hình dạng lập thể của protein, quyết định tính chất và vai trò của protein. Nó. Những sai lệch trong cách sắp xếp các axit amin có thể dẫn đến những thay đổi về cấu trúc và tính chất của protein.

• Cấu trúc bậc hai: Là sự sắp xếp đều đặn của các chuỗi polypeptide trong không gian. Chuỗi polypeptide thường không thẳng mà xoắn lại tạo thành cấu trúc xoắn α và cấu trúc gấp β, được cố định bằng liên kết hydro giữa các axit amin gần nhau. Các protein dạng sợi như keratin, Collagen… (có trong lông, tóc, móng, sừng) gồm nhiều chuỗi xoắn α, trong khi protein hình cầu có nhiều nếp gấp β hơn.

• Cấu trúc bậc ba: các chuỗi xoắn α và tấm β có thể xếp lại với nhau thành từng chùm với hình dạng lập thể đặc trưng của từng loại protein. Cấu trúc không gian này đóng vai trò quyết định trong hoạt động và chức năng của protein. Cấu trúc này phụ thuộc cụ thể vào tính chất của nhóm -R trong chuỗi polypeptide. Ví dụ, nhóm -R của cysteine ​​có khả năng hình thành các cầu nối disulfur (-SS-), nhóm -R của proline cản trở sự hình thành các vòng xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ quyết định điểm gấp, hay còn gọi là -R các nhóm có tính ưa nước. nằm bên ngoài phân tử, trong khi các nhóm kỵ nước đi vào bên trong phân tử… Các liên kết yếu hơn như liên kết hydro hoặc liên kết điện hóa được tìm thấy giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.

• Cấu trúc bậc bốn: Khi một protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau sẽ tạo ra cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide được liên kết với nhau bằng các liên kết yếu như liên kết hydro. (Theo Wikipedia)

Tính chất vật lý của protein

Để hiểu được tính chất vật lý của protein, chúng ta nên chú ý đến một số nội dung cơ bản sau:

• Hình thức tồn tại của protein: Protein tồn tại ở hai dạng chính là protein dạng sợi và protein hình cầu. Một ví dụ đơn giản về protein dạng sợi là chất sừng của tóc, sừng hoặc móng tay; Ví dụ về protein hình cầu là albumin lòng trắng trứng hoặc huyết sắc tố.

• Độ hòa tan của protein: Nhiều protein hòa tan trong nước, tạo thành dung dịch keo và đông tụ khi đun nóng. Ví dụ, khi chúng ta hòa tan lòng trắng trứng vào nước rồi đun sôi, lòng trắng trứng sẽ đông lại. Sự đông tụ và kết tủa của protein cũng xảy ra khi axit, bazơ hoặc một số muối nhất định được thêm vào dung dịch protein.

Tính chất hóa học của protein

Protein có ba tính chất hóa học quan trọng nhất: phản ứng thủy phân, đông tụ và phân hủy nhiệt.

Phản ứng thủy phân

Bằng cách đun nóng protein trong dung dịch axit hoặc bazơ, protein sẽ bị thủy phân để tạo ra axit amin. Phương trình phản ứng như sau:

Protein + nước -> Hỗn hợp axit amin (Điều kiện: Nhiệt độ/axit hoặc bazơ).

Quá trình thủy phân protein cũng xảy ra thông qua hoạt động của nấm men ở nhiệt độ phòng.

Phân hủy nhiệt

Tiến hành thí nghiệm bằng cách đốt một ít sừng, tóc hoặc lông gà, lông vịt… Quan sát và ngửi mùi khét. Làm tương tự với các protein khác và có hiện tượng tương tự. Từ thí nghiệm này chúng ta có thể rút ra kết luận rằng khi đun nóng mạnh và không có nước, protein bị phân hủy và tạo ra các chất dễ bay hơi và có mùi khét.

đông máu

Tiến hành thí nghiệm bằng cách cho một ít lòng trắng trứng vào hai ống nghiệm. Với ống nghiệm chứa lòng trắng trứng đầu tiên, chúng ta thêm một ít nước, lắc đều và đun nóng. Với ống nghiệm còn lại, thêm một ít rượu và lắc đều. Quan sát 2 ống nghiệm đều có kết tủa màu trắng.

Như vậy, chúng ta có thể rút ra kết luận rằng khi đun nóng hoặc thêm rượu etylic vào, lòng trắng trứng sẽ kết tủa. Một số protein hòa tan trong nước, tạo thành dung dịch keo. Khi chúng ta đun nóng hoặc thêm hóa chất vào các dung dịch này, hiện tượng kết tủa protein thường xảy ra. Hiện tượng này được định nghĩa là sự ngưng tụ.

Xem thêm:

Ứng dụng của protein

Protein có vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống của con người và sinh vật vì cơ thể sống được cấu tạo từ tế bào. Chúng còn có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, chủ yếu là làm thực phẩm. Ngoài ra, protein còn có những ứng dụng công nghiệp khác như công nghiệp dệt len, tơ tằm, sản xuất da, mỹ nghệ…

Về mặt dinh dưỡng, protein là thành phần chính trong thức ăn cho người và động vật. Cơ thể động vật không thể tự tạo ra protein mà phải chuyển hóa protein trong thức ăn thành protein của chính mình, đồng thời oxy hóa nó để lấy năng lượng cho các hoạt động của cơ thể.

Bài tập về protein SGK Hoá học lớp 9 có lời giải

Xem thêm : Soạn bài Tập đọc tiếng Việt lớp 4: Ăng-co vát trang 124 SGK tập 2

Dựa vào những kiến ​​thức lý thuyết về protein ở trên, các bạn có thể áp dụng các bài tập trong sách giáo khoa Hóa học để ôn tập kiến ​​thức và ghi nhớ bài học lâu hơn.

Bài tập 1 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 160)

Hãy điền từ hoặc cụm từ thích hợp vào chỗ chấm:

a) Protein chứa các nguyên tố…

b) Protein có ở… con người, động vật, thực vật như…

c) Ở nhiệt độ thường, dưới tác dụng của enzym, protein… tạo thành axit amin.

d) Một số protein… khi đun nóng hoặc thêm một số hóa chất vào.

Câu trả lời được đề xuất:

a) Protein đều chứa các nguyên tố cacbon, hydro, oxy và nitơ

b) Protein có trong mọi bộ phận cơ thể của con người, động vật và thực vật như trứng, thịt, máu, sữa, tóc, sừng, móng, rễ, lá, quả, hạt…

c) Ở nhiệt độ thường, dưới tác dụng của enzyme, protein bị thủy phân tạo thành axit amin.

d) Một số protein đông tụ khi đun nóng hoặc thêm một số hóa chất nhất định.

Bài tập 2 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 160)

Thêm (giấm hoặc chanh) vào sữa bò hoặc sữa đậu nành. Nêu hiện tượng xảy ra và giải thích.

Câu trả lời được đề xuất:

Khi thêm (giấm hoặc chanh) vào sữa bò hoặc sữa đậu nành, sữa bò và sữa đậu nành sẽ bị vón cục do protein đông tụ.

Bài tập 3 (Sách giáo khoa Hóa học lớp 9, trang 160)

Có hai tấm lụa có hình dáng giống nhau: Một tấm được dệt từ sợi tơ tằm và tấm kia được dệt từ sợi bông. Hiển thị một cách đơn giản để phân biệt chúng.

Câu trả lời được đề xuất:

Đốt cháy hai mảnh lụa. Nếu miếng vải khi đốt có mùi khét thì đó là mảnh vải dệt từ sợi tơ tằm, còn vải cotton không có mùi khét.

Trên đây là những thông tin tổng quát về protein và hướng dẫn giải bài tập áp dụng trong sách giáo khoa Hóa học. Đừng quên chia sẻ bài viết và truy cập website timhieulichsuquancaugiay.edu.vn mỗi ngày để cập nhật thêm kiến ​​thức về các môn học thú vị như Hóa học, Vật lý, Toán, Tiếng Việt…

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục