phân dạng một số bài tập peptit – protein dành cho học sinh lớp 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 1  SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN DẠNG MỘT SỐ BÀI TẬP PEPTIT –PROTEIN DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 Người thực hiện : Nguyễn Mạnh Tuấn Chức vụ : Giáo viên SKKN môn : Hóa học THANH HOÁ, NĂM 2013 A. ĐẶT VẤN ĐỀ Peptit – Protein là chuyên đề hoá học khá mới ở bậc trung học phổ thông. Đọc sách giáo khoa xong, các em học sinh thực sự rất khó tổng hợp được kiến thức và vận dụng để giải bài tập. Trên thị trường sách tham khảo hiện nay, các tác giả ít đề cập đến chuyên đề này hoặc chưa đi sâu vào bản chất. Do đó các em học sinh sẽ rất khó khăn khi gặp bài tập peptit- protein. Đặc biệt là đề thi tuyển sinh ĐH- CĐ những năm gần đây liên tục xuất hiện các câu hỏi của peptit – protein rất hay, nếu không hiểu bản chất sâu sắc thì các em học sinh rất khó giải quyết được các bài tập liên quan đến chuyên đề này. Trên tinh thần đó, tôi viết SKKN “ Phân dạng một số bài tập Peptit – protein dành cho học sinh lớp 12 ” nhằm giúp các em khắc phục các khó khăn trên và tự tin khi xử lí các câu hỏi về peptit-protein. B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ. I. CỞ SỞ LÍ LUẬN: Peptit và Protein là những đại phân tử hữu cơ có vai trò đặc biệt quan trọng của cơ thể sống, thực hiện rất nhiều chức năng sinh học từ cấu tạo, dinh dưỡng tới vận động, xúc tác, …. Cùng với ADN, protein là cơ sở, là nguồn gốc của sự sống mà như Friedrich Engels – một trong 2 nhà sáng lập ra chủ nghĩa xã hội khoa học đã từng nói thì “nơi nào có sự sống, nơi đó có mặt của protein”. Chính vì tầm quan trọng đặc biệt về chức năng sinh học đó của protein mà đề thi Đại học, nhất là đề thi khối B luôn dành một lượng câu hỏi nhất định cho chủ đề này. Kiến thức về peptit – protein rất phong phú, đa dạng và đã được khảo sát khá kỹ lưỡng trong chương trình Sinh học. Tuy nhiên, khi học Hóa học, chúng ta lại có những góc nhìn riêng, những mối quan tâm riêng về những quan hệ rất khác với trong Sinh học. Sự khác biệt đó chính là những khó khăn lớn của các em học sinh khi nghiên cứu các nội dung này. Với xu thế “đổi mới phương pháp dạy học” hiện nay, hình thức thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ) được đưa vào để thay thế hình thức thi tự luận trong một số môn học, trong đó có môn Hóa học. Ở hình thức thi trắc nghiệm trong một khoảng thời gian ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khá lớn các câu hỏi, bài tập. Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà còn phải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập và đặc biệt phải có phương pháp giải bài tập trắc nghiệm hợp lí. Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vững vàng nhưng trong các kì thi vẫn không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra. Lí do chủ yếu là các em vẫn tiến hành giải bài tập hóa học theo cách truyền thống, việc này làm mất rất nhiều thời gian nên từ đấy không tạo được hiệu quả cao trong việc làm bài thi trắc nghiệm. Vì vậy việc “ phân dạng” và xây dựng “các phương pháp giải nhanh bài tập hóa học” là một việc rất cần thiết để giúp các em học sinh đạt hiệu quả cao trong các kì thi. Tuy nhiên, hóa học là một môn khoa học thực nghiệm, sử dụng các phương pháp toán học để giải quyết các bài toán hóa học một cách nhanh gọn và đơn giản nhưng vẫn giúp học sinh hiểu được sâu sắc bản chất hóa học là một điều không phải dễ dàng. II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ: 1. Đối với giáo viên: Vận dụng các phương pháp dạy học tích cực hóa hoạt động học tập, tiếp cận với các kĩ thuận dạy học, dần đổi mới phương pháp dạy học áp dụng rộng rãi cho nhiều đối tượng học sinh, nhất là các học sinh có học lực yếu. Với thời lượng 2 tiết lý thuyết 1 tiết luyện tập thì rất khó khăn để hướng dẫn học sinh có kỹ năng và làm chủ được lý thuyết 2 nội dung với nhiều dạng toán. 2. Đối với học sinh: Một bộ phận không nhỏ các em học sinh còn yếu về các môn học tự nhiên, tư duy và kỹ năng môn học yếu, chưa có kỹ năng vận dụng lý thuyết giải bài tập. Phần lớn các em học sinh có tư tưởng “ bỏ qua” phần này, cho rằng nó chiếm một lượng nhỏ trong các đề thi TNTHPT và tuyển sinh ĐH – CĐ. Một số học sinh chưa có động cơ học tập đúng đắn. Kết quả thu được sau khi học sinh học xong phần này còn thấp qua các năm học. III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN: Với đặc điểm của môn học và thực trạng của học sinh khi học phần Peptit – protein , để giúp học sinh hình dung ra tổng quan về hệ thống bài tập Peptit – protein trong chương trình hoá học lớp 12, tôi đã tham khảo và tổng kết nên nội dung sáng kiến kinh nghiệm này. Trong khuôn khổ của đề tài, tôi đã thống kê, tổng hợp, phân loại rồi hệ thống các bài tập thành các nhóm sau: + Xác định loại peptit (đipeptit, tripetit, tetrapetit, pentapeptit…). + Tính khối lượng peptit. + Xác định KLPT của Protein (M). + Tính số mắt xích (số gốc) amino axit trong protein. + Thủy phân peptit. Giải pháp thực hiện nhằm nâng cao trình độ nhận thức của học sinh trong quá trình học Peptit – protein là yêu cầu học sinh làm nhiều bài tập, có nhiều bài tập tự giải. Mỗi bài tập , học sinh đọc kỹ đề bài, bằng sự hiểu biết của mình, bằng kiến thức tích luỹ của bản thân hãy phân tích các dữ liệu đã cho. Yêu cầu học sinh đóng vai trò là chủ thể thực hiện các yêu cầu của bài toán, đề ra các hướng giải phù hợp, áp dụng các định luật bảo toàn ( khối lượng , nguyên tố ….) nhằm xử lý bài toán trong thời gian ngắn nhất. Sau đây là một số ví dụ về các dạng bài tập peptit – protein mà tôi đã áp dụng dạy học trong năm học vừa qua cho học sinh lớp 12 : 1. Xác định loại peptit (đipeptit, tripetit, tetrapetit, pentapeptit…) 1.1. Xác định loại peptit khi biết khối lượng mol nguyên tử M: + Từ phương trình phản ứng trùng ngưng tổng quát: n.aminoaxit → (peptit) + (n-1) H 2 O + Áp dụng bảo toàn khối lượng phân tử cho phương trình trên ta có: n.M a.a = M p + (n-1)18. Tùy theo đề cho aminoaxit mà ta thay vào phương trình tìm ra n rồi chọn đáp án. Thí dụ 1: Cho peptit X chỉ do n gốc glyxin tạo nên có khối lượng phân tử là 303 đvC. Peptit X thuộc loại ? A. tripetit. B. đipetit. C. tetrapeptit. D. pentapepit. Giải: n.Gly → (X) + (n-1) H 2 O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng phân tử ta có: 75.n = 303 + (n-1)18 => n = 5. Vậy (X) là pentapeptit. Chọn đáp án D. Thí dụ 2: Cho một (X) peptit được tạo nên bởi n gốc glyxin và m gốc alanin có khối lượng phân tử là 274 đvC. Peptit (X) thuộc loại ? A. tripetit. B. đipetit. C. tetrapeptit. D. pentapepit Giải: n.Gly + m.Ala → (X) + (n + m - 1) H 2 O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng phân tử ta có: 75.n + 89.m = 274 + (n + m -1)18 => 57.n + 71.m = 256. Chỉ có cặp n=2, m=2 thõa mãn. Vậy X là tetrapeptit. Chọn đáp án C. Thí dụ 3: Cho một (X) peptit được tạo nên bởi n gốc glyxin và m gốc alanin có khối lượng phân tử là 203 đvC. Trong (X) có ? A. 2 gốc gly và 1 gốc ala. B. 1 gốc gly và 2 gốc ala. B. 2 gốc gly và 2 gốc ala. D. 2 gốc gly và 3 gốc ala. Giải: n.Gly + m.Ala → (X) + (n + m -1) H 2 O áp dụng định luật bảo toàn khối lượng phân tử ta có: 75.n + 89.m = 203 + (n + m-1)18 => 57.n + 71.m =185. Chỉ có cặp n = 2, m = 1 thõa mãn. Vậy trong (X) có 2 gốc gly và 1 gốc ala. (X) thuộc loại tripeptit. Chọn đáp án A. 1.2. Xác định loại peptit khi biết khối lượng của aminoaxit, peptit. Từ phương trình phản ứng thủy phân peptit tổng quát: Peptit (X) + (n-1)H 2 O → n. Aminoaxit Theo đề cho ta tìm được số mol aminoaxit và áp dụng định luật bảo toàn khối lượng tam tính được số mol H 2 O. Lí luận vào phương trình ta tìm được số gốc aminoaxit. Thí dụ 1: Cho 9,84 gam peptit (X) do n gốc glyxyl tạo thành, thủy phân hoàn toàn trong môi trường axit loãng thu được 12 gam glyxin ( là aminoaxit duy nhất). (X) thuộc loại ? A. đipetit. B. tripetit. C. tetrapeptit. D. pentapepit. Giải: Số mol glyxin : 12 / 75 = 0,16 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ( tìm số mol H 2 O) m X + mH 2 O = m glixin => nH 2 O = (m glixin - m X ) :18 = = (12 - 9,48) : 18 = 0,12 mol Phương trình: Peptit (X) + (n-1)H 2 O → n.glyxin theo phương trình: n-1 (mol) n (mol) theo đề 0,12 mol 0,16 mol Giải ra n = 4. Vậy có 4 gốc glyxyl trong (X). Hay (X) là tetrapetit. Chọn đáp án C. Thí dụ 2: Khi thủy phân hoàn toàn 20,3 gam một oligopeptit (X) thu được 8,9 gam alanin và 15 gam glyxin. (X) là ? A. tripeptit. B. tetrapeptit. C. pentapeptit. D. đipeptit. Giải: Số mol alanin: 8,9 / 89 = 0,1 (mol) Số mol glyxin: 15 / 75 = 0,2 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ( tìm số mol H 2 O) m X + mH 2 O = m glixin => nH 2 O = (m alanin + m alanin - m X ) :18 = = (8,9 + 15 – 20,3) :18 = 0,2 mol Phương trình: Peptit (X) + (n + m -1)H 2 O → n.glyxin + m.alanin theo phương trình: n + m -1 (mol) n (mol) m (mol) theo đề 0,2 mol 0,2 (mol) 0,1 (mol) Giải ra n = 2, m = 1. Vậy có 2 gốc glyxyl và 1 gốc alanyl trong (X). Hay (X) là tripetit. Chọn đáp án A. 1.3. Xác định loại peptit nếu đề cho số mol hoặc khối lượng sản phẩm cháy: + Đặt công thức tổng quát: aminoaxit no có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH 2 là: => H 2 N-C x H 2x - COOH + Vậy peptit tạo bởi aminoaxit no có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH 2 là: => H[-HN-C x H 2x -CO-] n OH: Trong đó x là số Cacbon trong gốc hiđrocacbon của aminoaxit, n là số gốc aminoaxit. + Phương trình tổng quát: H[-HN-C x H 2x -CO-] n OH + O 2 → n(x+1) CO 2 + (n(2x+1)+1) / 2 H 2 O + n / 2 N 2 + Sản phẩm cháy cho qua nước vôi trong dư thì khối lượng bình tăng là khối lượng CO 2 và H 2 O. * Qua giả thiết ta tìm được n rồi kết luận. Thí dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,12 mol một peptit (X) do n gốc glyxyl tạo nên thu được sản phẩm cháy hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư thì thu được 72 gam kết tủa. (X) thuộc loại ? A. đipetit. B. tripetit. C. tetrapetit. D. pentapetit. Giải: Ta biết công thức của glyxin là H 2 N-CH 2 -COOH => Công thức peptit tạo bởi n gốc glyxyl là : H[HN-CH 2 -CO] n OH. Phương trình đốt cháy như sau : H[HN-CH 2 -CO] n OH + 9n / 4 O 2 → 2n CO 2 + (3n+2) / 2 H 2 O + n / 2 N 2 Theo phương trình 1 (mol) 2n (mol) Theo đề: 0,12 (mol) 0,72 (mol) Ta có: n ↓ = nCO 2 = m↓ / 100 = 72/100 = 0,72 (mol). => n = 0,72 : (2.0,12) = 3. Có 3 gốc glyxyl trong (X). Vậy X thuộc loại tripetit. Chọn đáp án B. * Dĩ nhiên có một số cách khác cũng có thể áp dụng được. Nhưng làm cách nào đi nữa thì đòi hỏi học sinh phải hiểu sâu sắc về bản chất và kĩ năng tính toán thành thạo thì mới giải nhanh được. Thí dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,08 mol một peptit (X) do n gốc alanyl tạo nên thu được sản phẩm cháy hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư thì khối lượng bình tăng là 58,08 gam. (X) thuộc loại ? A. đipetit. B. tripetit. C. tetrapetit. D. pentapetit. Giải: Ta biết công thức của alanin là H 2 N-C 2 H 4 -COOH => Công thức peptit tạo bởi n gốc glyxyl là : H[HN-C 2 H 4 -CO] n OH. Phương trình đốt cháy như sau : H[HN-CH 2 -CO] n OH + 15n / 4 O 2 → 3n CO 2 + (5n+2) / 2 H 2 O + n / 2 N 2 Theo phương trình 1 (mol) 3n (mol) (5n+2) / 2 (mol) Theo đề: 0,06 (mol) 3n.0,06 (mol) (5n+2) / 2 .0,06 (mol) Theo đề ra ta có: m bình tăng = mCO 2 + mH 2 O =58,08 gam =3n.0,08.44 (5n+2) / 2 .0,08.18= 58,08 gam. Giải ra n= 4. Có 4 gốc glyxyl trong (X). (X) là tetrapetit. Chọn đáp án C. 2. Tính khối lượng peptit. Thí dụ 1: Thủy phân hết m gam tripeptit : Gly-Gly-Gly ( mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 13,5 gam Gly;15,84 gam Gly-Gly . Giá trị m là ? A. 26,24. B. 29,34. C. 22,86. D. 23,94. Giải: Tính số mol các peptit sản phẩm : Gly : 13,5/75 = 0,18 mol. Gly-Gly: 15,84/132= 0,12 mol Phương trình thủy phân: Gly-Gly – Gly → 3Gly 0,06 (mol) < … 0,18 (mol) 2Gly-Gly-Gly→ 3Gly-Gly 0,08 (mol) < … 0,12 (mol) Tổng số mol: 0,06+ 0,08= 0,14 (mol) m = 0,14x(75x3-18x2)= 26,46 gam * Có thể áp dụng công thức tính nhanh số mol của peptit ban đầu: n peptit ban đầu = (i.n peptit sản phẩm ) : n = ( 1x0,18+2x0,12) : 3= 0,14 (mol) m peptit ban đầu = 0,14x(75x3-18x2) = 26,24 gam. Thí dụ 2: Thủy phân hết m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 28,48 gam Ala, 32 gam Ala-Ala và 27,72 gam Ala-Ala-Ala. Giá trị của m là A. 90,6. B. 111,74. C. 81,54. D. 66,44. ( ĐH khối A-2011) Giải : Tính số mol các peptit sản phẩm. Ala: 24,48/89= 0,32 mol Ala-Ala: 32/160 = 0,2 mol Ala-Ala-Ala: 27,72 : 231 = 0,2 mol Phương trình thủy phân thu gọn: Ala-Ala-Ala-Ala→ 4. Ala 0,08 mol < 0,32 mol Ala-Ala-Ala-Ala→ 2 Ala 0,1 mol < 0,2 mol [...]... (ôn thi ĐH), khi hướng dẫn học sinh giải bài tập Peptit – protein Tôi tiến hành thực nghiệm cùng một nội dung bài tập theo hai phương pháp khác nhau - Hướng dẫn cho học sinh giải theo phương pháp thông thường , không phân dạng (tính theo phương trình phản ứng, áp dụng các định luật bảo toàn trong Hóa học ) ở lớp ĐC 12A1 - Hướng dẫn cho học sinh định dạng, phân loại ở lớp TN 12A2 4 Kiểm tra kết quả thực... và 12A2 Lớp thực nghiệm (TN) là lớp 12A2 và lớp đối chứng (ĐC) là lớp 12A 1 Hai lớp này có trình độ tương đương nhau về các mặt: - Số lượng học sinh, độ tuổi, nam , nữ - Chất lượng học tập nói chung và môn Hoá nói riêng - Đặc điểm và kết quả học tập học kỳ I ở 2 lớp được chọn như sau Đặc Lớp Lớp điểm Sĩ số Nam Nữ TN 44 25 19 ĐC 44 24 20 Học lực Lớp Lớp Học lực Lớp Lớp TBCHK I TN ĐC Khá giỏi 41,4%... của học sinh ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng được tiến hành bằng các bài kiểm tra, kết quả của một trong các bài kiểm tra đó như sau: Kết quả Lớp thực nghiệm 12A2 Học sinh đạt điểm 9,10 47,6% Học sinh đạt điểm 7,8 28,6% Học sinh đạt điểm 5,6 21,0% Học sinh đạt điểm ≤ 4 2,8% Từ kết quả các bài kiểm tra cho thấy: Lớp đối chứng 12A1 4,4% 46,7% 44,2% 4,7% - Khi không dùng cách giáo viên hướng dẫn số học. .. Khi không dùng cách giáo viên hướng dẫn số học sinh hoàn thành tất cả các câu hỏi rất ít (đa số các em không làm hết bài trong 20 phút), nhiều em lựa chọn đáp án sai - Khi sử dụng đề tài này tỉ lệ học sinh hoàn thành chính xác ≥ 90% yêu cầu đề ra khá cao (≈ 50%) Từ kết quả trên cho thấy “ Phân dạng một số bài tập Peptit – protein dành cho học sinh lớp 12 ” rất có hiệu quả trong việc hệ thống kiến thức... đáp án A 4 Tính số mắt xích (số gốc) amino axit trong protein - Cứ thủy phân mp gam một loại protein thì thu được ma.a gam aminoaxit - Nếu protien có khối lượng phân tử là Mp thì số mắt xích aminoaxit trong protein là ? Số mắt xích aminoaxit = m a a M P M a a m P Thí dụ 1: Khi thủy phân 500 gam protein (X) thì thu được 170 gam alanin Nếu khối lượng phân tử của protein là 500000 đvC thì số mắc xích alanin... kali Biết 1 phân tử protein này có chứa 1 nguyên tử kali Xác định khối lượng phân tử của protein ? A 14000 đvC B 125 00 C 13500 đvC D 15400 đvC Giải Áp dụng công thức : Thí dụ 2: Mp = MA 100 %A = 39x100: 0, 312= 12500 đvC Chọn đáp án B Một protein có chứa 0,1 % nitơ Biết 1 phân tử protein này có chứa 1 nguyên tử nitơ Xác định khối lượng phân tử của protein ? A 14000 đvC Áp dụng công thức : B 125 00 Mp =... này với mong muốn giúp các em học sinh có một số dạng bài tập để củng cố kiến thức phần Peptit – protein Sau khi trao đổi với các đồng nghiệp về đề tài này, tôi cũng đã nhận được những sự đóng góp quý báu và sự ủng hộ của các đồng nghiệp trong và ngoài trường Tôi đã đưa đề tài này vào giảng dạy cho các em học sinh và bước đầu thu được kết quả khả quan được thể hiện qua các bài kiểm tra cũng như trong... loại peptit (đipeptit, tripetit, tetrapetit, pentapeptit) 4 1.1 Xác định loại peptit khi biết khối lượng mol nguyên tử M .4 1.2 Xác định loại peptit khi biết khối lượng của aminoaxit, peptit 5 1.3 Xác định loại peptit nếu đề cho số mol hoặc khối lượng sản phẩm cháy: 6 2 Tính khối lượng peptit 8 3 Xác định KLPT của Protein (M) 10 4 Tính số mắt xích (số gốc) amino axit trong protein. .. Đổi mới phương pháp để nâng cao chất lượng dạy học, không những giúp học sinh nhanh chóng nắm vững kiến thức, hiểu rõ bản chất và hứng thú với việc học mà còn giúp học sinh đạt kết quả cao hơn trong thi cử là một điều trăn trở của một giáo viên trẻ chỉ với một số năm công tác như tôi Trong quá trình công tác tôi cũng đã tìm tòi và mạnh dạn đưa vào một số phương pháp mới trong hoạt động giảng dạy của... 4Ala-Ala-Ala < 0,09 0 ,12 mol Tổng số mol tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala : 0,08 + 0,1+ 0,09=0,27 mol Vậy khối lượng tetra peptit là ? m=0,27x(89x4 - 18x3) = 81,54 gam Chọn đáp án C * Có thể áp dụng công thức tính nhanh số mol của peptit ban đầu: npeptit ban đầu = (i.npeptit sản phẩm ) : n Áp dụng cho bài trên là ntetra= [1x0,32 + 2x0,2 + 3x0 ,12] : 4 = 0,27 mol 3 Xác định KLPT của Protein (M) Thông qua giả . PHÂN DẠNG MỘT SỐ BÀI TẬP PEPTIT PROTEIN DÀNH CHO HỌC SINH LỚP 12 Người thực hiện : Nguyễn Mạnh Tuấn Chức vụ : Giáo viên SKKN môn : Hóa học THANH HOÁ, NĂM 2013 A. ĐẶT VẤN ĐỀ Peptit – Protein. thì các em học sinh rất khó giải quyết được các bài tập liên quan đến chuyên đề này. Trên tinh thần đó, tôi viết SKKN “ Phân dạng một số bài tập Peptit – protein dành cho học sinh lớp 12 ” nhằm. điểm của môn học và thực trạng của học sinh khi học phần Peptit – protein , để giúp học sinh hình dung ra tổng quan về hệ thống bài tập Peptit – protein trong chương trình hoá học lớp 12, tôi đã