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
Trang 1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 1 - -
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Trang 2A 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 thiĐại học, nhất là đề thi khối B luôn dành một lượng câu hỏi nhất định cho chủ đề
Trang 3này 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 cónhững góc nhìn riêng, những mối quan tâm riêng về những quan hệ rất khác vớitrong Sinh học Sự khác biệt đó chính là những khó khăn lớn của các em học sinhkhi nghiên cứu các nội dung này
Với xu thế “đổi mới phương pháp dạy học” hiện nay, hình thức thi trắc nghiệmkhách quan (TNKQ) được đưa vào để thay thế hình thức thi tự luận trong một sốmôn học, trong đó có môn Hóa học Ở hình thức thi trắc nghiệm trong một khoảngthời gian ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khá lớn các câu hỏi, bàitập Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức màcòn phải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập và đặc biệt phải có phương pháp giảibài tập trắc nghiệm hợp lí Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vữngvàng nhưng trong các kì thi vẫn không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra Lí dochủ yếu là các em vẫn tiến hành giải bài tập hóa học theo cách truyền thống, việcnày làm mất rất nhiều thời gian nên từ đấy không tạo được hiệu quả cao trong việclàm bài thi trắc nghiệm Vì vậy việc “ phân dạng” và xây dựng “các phương phápgiải nhanh bài tập hóa học” là một việc rất cần thiết để giúp các em học sinh đạthiệu quả cao trong các kì thi Tuy nhiên, hóa học là một môn khoa học thựcnghiệm, sử dụng các phương pháp toán học để giải quyết các bài toán hóa học mộtcách nhanh gọn và đơn giản nhưng vẫn giúp học sinh hiểu được sâu sắc bản chấthóa học là một điều không phải dễ dàng
II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ:
1 Đối với giáo viên:
Trang 4Vận 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 nhiềuđối 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 chiếmmột 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 nămhọc
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 trongchương 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 cácbài tập thành các nhóm sau:
+ Xác định loại peptit (đipeptit, tripetit, tetrapetit, pentapeptit…).
+ Tính khối lượng peptit
Trang 5+ Tính số mắt xích (số gốc) amino axit trong protein.
Giải pháp thực hiện nhằm nâng cao trình độ nhận thức của học sinh trong quá trìnhhọc 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) H2O + Áp dụng bảo toàn khối lượng phân tử cho phương trình trên ta có:
n.Ma.a = Mp + (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 ?
Giải:
n.Gly → (X) + (n-1) H2O
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng phân tử ta có:
Trang 675.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 ?
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 ?
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)H2O n Aminoaxit
Trang 7Theo đề cho ta tìm được số mol aminoaxit và áp dụng định luật bảo toàn khối
Số mol glyxin : 12/75 = 0,16 (mol)
mX + mH2O = mglixin => nH2O = (mglixin - mX) :18 = = (12 - 9,48) : 18 = 0,12 mol
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
Số mol alanin: 8,9/ 89 = 0,1 (mol)
Số mol glyxin: 15/ 75 = 0,2 (mol)
mX + mH2O = mglixin => nH2O = (malanin + malanin - mX) :18 = = (8,9 + 15 – 20,3) :18 = 0,2 mol
theo phương trình: n + m -1 (mol) n (mol) .m (mol)
theo đề 0,2 mol 0,2 (mol) 0,1 (mol)
Trang 8Giải 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:
=> H2N-CxH2x- COOH
Giải:
H[HN-CH2-CO]nOH + 9n/4O2 → 2nCO2 +(3n+2)/2H2O + n/2N2
Theo đề: 0,12 (mol) .0,72 (mol)
Ta có: n↓= nCO2= m↓/100 = 72/100 = 0,72 (mol)
=> n= 0,72 : (2.0,12) = 3 Có 3 gốc glyxyl trong (X)
Trang 9Vậy 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 ?
Giải:
Ta biết công thức của alanin là H2N-C2H4-COOH => Công thức peptit tạo bởi n gốc
H[HN-CH2-CO]nOH + 15n/4O2 → 3nCO2 +(5n+2)/2H2O + n/2N2
Theo đề: 0,06 (mol) .3n.0,06 (mol) (5n+2)/2 0,06 (mol) Theo đề ra ta có: mbình tăng = mCO2 + mH2O =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
-
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 ?
Giải:
Tính số mol các peptit sản phẩm : Gly : 13,5/75 = 0,18 mol
Gly-Gly: 15,84/132= 0,12 mol
Trang 10Phương 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:
npeptit ban đầu = (i.npeptit sản phẩm ) : n = ( 1x0,18+2x0,12) : 3= 0,14 (mol)
mpeptit ban đầu= 0,14x(75x3-18x2) = 26,24 gam
Ala: 24,48/89= 0,32 molAla-Ala: 32/160 = 0,2 molAla-Ala-Ala: 27,72 : 231 = 0,2 molPhương trình thủy phân thu gọn:
Ala-Ala-Ala-Ala→ 4 Ala0,08 mol < 0,32 molAla-Ala-Ala-Ala→ 2 Ala0,1 mol < 0,2 mol
Trang 113Ala-Ala-Ala-Ala→ 4Ala-Ala-Ala0,09 < 0,12 molTổng 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
3 Xác định KLPT của Protein (M)
Thông qua giả thiết % khối lượng ngyên tố vi lượng trong Protein ta tìm được
khối lượng phân tử M Lí luận như sau :
- cứ 100 gam protein thì có %A gam nguyên tố vi lượng
% A
M
Mp A
Trong đó : Mp là khối lượng phân tử cần tính của protein
MA là khối lượngnguyên tử của nguyên tố vi lượng có protein đó
Như vậy HS cần nhớ công thức này để làm bài tập
Trang 124 Tính số mắt xích (số gốc) amino axit trong protein.
là ?
Số mắt xích aminoaxit =
P
P a
a
m
M M
m
.
a
m
M M
m
.
Trang 13Áp dụng công thức:
Số mắt xích aminoaxit =
P
P a
a
m
M M
m
.
.
= (16,02x500000) : ( 89x500) =180 Đáp án D
5 Thủy phân peptit.
Giả thiết: Thủy phân hoàn toàn peptit thu được sản phẩm là các aminoaxit( các
amino axit chỉ có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl trong phân tử)
Kết luận: - Cho sản phẩm này tác dụng với HCl đủ thì thu được bao nhiêu gam muối
Hỗn hợp aminoaxit + nHCl → hỗn hợp muối
- Cho sản phẩm này tác dụng với NaOH đủ thì thu được bao nhiêu gam muối peptit + n NaOH → hỗn hợp muối + H2O
Lúc này áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính khối lượng muối thu được.Chú ý : Khi biết khối lượng muối ta có thể ngược lại khối lượng của Peptit
Thí dụ 1:
Thủy phân hoàn toàn 27,52 gam hỗn hợp đipeptit thì thu được 31,12 gam hỗn hợp
X gồm các aminoaxit (các amino axit chỉ có một nhóm amino và một nhóm
cacboxyl trong phân tử) Nếu cho lượng hỗn hợp X này tác dụng với dung dung dịch HCl dư, cô cạn cẩn thận dung dịch, thì lượng muối khan thu được là ?
Giải:
2.aminoaxit + 2HCl→ hỗn hợp muối (2)
Đipetit + 1H2O + 2HCl→ hỗn hợp muối (3)
Trang 14Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1):
Số mol H2O = (ma.a - mp) : 18 = ( 31,12 - 27,52) : 18 = 0,2 (mol)
=> số mol của HCl = 0,2x2 = 0,4 (mol)
Vậy áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (3)
Vậy áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (2)
Thí dụ 2:
Thủy phân hoàn toàn 60 gam hỗn hợp hai đipetit thu được 63,6 gam hỗn hợp Xgồm các amino axit (các amino axit chỉ có một nhóm amino và một nhóm cacboxyltrong phân tử) Nếu cho 1/10 hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl (dư), cô cạncẩn thận dung dịch, thì lượng muối khan thu được là :
( ĐH khối A-2011)
Giải:
Số mol HCl = 2x0,2 = 0,4 (mol)
Vì lấy 1/10 hỗn hợp X thì khối lượng và số mol giảm 1/10
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có
A 50,895 gam B 54,18 gam C 47,61 gam D 45,42 gam
Trang 15( ĐH khối B-2012)
Giải :
n-peptit + n NaOH muối + H2O
Þ 4a + 3.2a = 0,6 Þ a = 0,06 mol nH2O = npeptit = 0,18 molBảo toàn khối lượng Þ m = 72,48 + 0,18.18 – 0,6.40 = 51,72 gam
Thí dụ 5:
Cho 24,5 gam tripeptit X có công thức Gly-Ala-Val tác dụng vừa đủ với 600 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng hoàn toàn được dung dịch Y Đem Y tác dụng với dung dịch HCl dư rồi cô cạn cẩn thận dung dịch sau phản ứng (trong quá trình
cô cạn không xảy ra phản ứng hóa học) thì thu được khối lượng chất rắn khan là
A 70,55 gam B 59,6 gam C 48,65 gam D 74,15 gam
Giải : - Ta có: NX = 24‚5/245 = 0‚1 mol
nHCl = 3nX + nNaOH = 0,9 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng :
mX + mNaOH + mHCl =m rắn + m nước => m rắn = 24,5 + 36,5.0,9 + 0,6.40 – 4.0,18 = 74,15 gam
Trang 16IV THỰC NGHIỆM
1 Mục đích thực nghiệm sư phạm
Mục đích của thực nghiệm sư phạm nhằm giải quyết các vấn đề sau:
- Khẳng định hướng đi đúng đắn và cần thiết của đề tài trên cơ sở lý luận và thực tiễn
- Góp phần đổi mới phương pháp và nâng cao chất lượng dạy học hiện nay ở phổthông
2 Chọn lớp thực nghiệm
độ tương đương nhau về các mặt:
- Đặc điểm và kết quả học tập học kỳ I ở 2 lớp được chọn như sau.
Học lựcTBCHK I
LớpTN
LớpĐC
Học lựcMôn hoá
LớpTN
LớpĐC
Trang 17Trong các tiết dạy tự chọn hoặc các buổi dạy khối (ôn thi ĐH), khi hướngdẫn học sinh giải bài tập Peptit – protein Tôi tiến hành thực nghiệm cùng một nộidung 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
4 Kiểm tra kết quả thực nghiệm và thảo luận
Để xác định hiệu quả, tính khả thi của đề tài Việc kiểm tra, đánh giá chấtlượng nắm bắt kiến thức của học sinh ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng đượctiến hành bằng các bài kiểm tra, kết quả của một trong các bài kiểm tra đó như sau:
Kết quả Lớp thực nghiệm 12A 2 Lớp đối chứng 12A 1
Từ kết quả các bài kiểm tra cho thấy:
- Khi không dùng cách giáo viên hướng dẫn số học sinh hoàn thành tất cả cáccâu hỏi rất ít (đa số các em không làm hết bài trong 20 phút), nhiều em lựa chọn đáp
Trang 18Đổi 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 mình
Tôi viết đề tài này với mong muốn giúp các em học sinh có một số dạng bàitập để củng cố kiến thức phần Peptit – protein Sau khi trao đổi với các đồngnghiệp 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 dạycho các em học sinh và bước đầu thu được kết quả khả quan được thể hiện qua cácbài kiểm tra cũng như trong các kì thi thử ĐH mà trường tổ chức
Tôi viết với mong muốn được chia sẻ sáng kiến của bản thân với các đồngnghiệp, mong các bạn đồng nghiệp phát huy một cách hiệu quả những cái được của
đề tài này nhằm nâng cao hiệu quả dạy học Đồng thời bản thân tôi cũng mong
muốn nhận được sự tiếp tục phát triển rộng hơn nữa về dạng bài tập Peptit –
protein này hoặc sự góp ý của các bạn để tôi có thể hoàn thiện mình hơn
Xác nhận của thủ trưởng đơn vị Thanh Hóa, Ngày 06 tháng 6 năm 2013
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác
Người viết
Nguyễn Mạnh Tuấn–
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
- Sách giáo khoa Hóa học nâng cao lớp 12