Tài liệu Skkn phương pháp giải bài tập peptit và protenin

Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PEPTIT VÀ PROTENIN I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong năm học 2015-2016 và 2016-2017 tôi được phân công giảng dạy lớp các lớp 12 cơ bản và 12 ban B, trong đó học sinh lớp 12A 3 ban B đa số có học lực khá tốt môn hóa và có động cơ học tập tích cực. Chuyên đề peptit – protein là chuyên đề khá mới ở bậc phổ thông, đọc sách giáo khoa xong ta rất khó tổng hợp được kiến thức và vận dụng để giải bài tập và đặc biệt trong các đề thi quốc gia các năm gần đây và học sinh khi gặp các câu hỏi phần này đều có tâm lý sợ vấn đề này đề này bởi vì các em chưa đi sâu vào bản chất. Do đó các em sẽ rất khó khăn khi gặp bài tập peptit-protein. Vì vậy nếu không hiểu bản chất sâu sắc thì các em rất khó để giải quyết được. Trên tinh đó tôi viết chuyên đề “phương pháp giải bài tập của peptit-protein” nhằm giúp các em khắc phục các khó khăn trên và tự tin khi xử lí các câu hỏi về peptit-protein. Đề tài chỉ xuất phát từ sự khó khăn của học sinh và bản thân cũng muốn tổng hợp, bổ sung để cho công việc giảng dạy ngày càng đạt hiệu quả cao. Rất mong các đồng nghiệp đọc, góp ý và bổ sung thêm để vấn đề ngày càng được đầy đủ dễ hiểu làm tài liệu cho các em trong học tập. Xin chân thành cám ơn quý thầy cô. Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, tổ chuyên môn và các đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này. Đây là những kinh nghiệm rút ra của cá nhân tôi. Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của hội đồng khoa học nhà trường, các đồng nghiệp và Ban giám hiệu nhà trường giúp tôi có được phương pháp dạy học phần này tốt hơn. Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 1 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải II. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Hiện nay trong chương trình hóa học số tiết để giải bài tập rất ít, trong các giờ luyện tập, giáo viên chỉ ôn tập kiến thức về lí thuyết và hướng dẫn các em giải một số bài tập sách giáo khoa, mặc dù nhiều tài liệu cũng có đưa ra các bài tập trắc nghiệm và có thể cả lời giải, nhưng thường hạn chế ở một số ít dạng bài tập. Do đó các em không có được kiến thức giải cơ bản, áp dụng các công thức tính nhanh mà không hiểu vần đề nên khá rời rạc, giải sai và không kiểm soát hệ thống kiến thức mà mình đã học được. Do đó, việc phân loại và hướng dẫn cách giải các dạng bài tập nói chung và phần về peptit-protein nói riêng là rất cần thiết, giúp học sinh biết phân dạng và nắm phương pháp giải, từ đó có thể tự ôn luyện kiến thức và vận dụng kiến thức để giải các bài tập và đạt được điểm cao trong các kỳ thi. Mục đích và nhiệm vụ của đề tài: - Trình bày một số dạng bài tập về peptit-protein; hướng dẫn giải chúng bằng phương pháp ngắn gọn, dễ hiểu. - Học sinh nắm được cách phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập trắc nghiệm về peptit-protein, giúp các em có thể chủ động phân loại và vận dụng các cách giải để nhanh chóng giải các bài toán trắc nghiệm mà không còn bỡ ngỡ như trước đây. Qua đó sẽ góp phần phát triển tư duy, nâng cao tính sáng tạo và tạo hứng thú học tập môn Hóa học của học sinh. Đề tài này dựa trên cơ sở: - Những bài tập thuộc về peptit-protein. - Để giải bài tập về peptit-protein, ta thường kết hợp các phương pháp: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, phương pháp tăng giảm khối lượng... Khi giảng dạy ở lớp 12, tôi thấy nhiều em học sinh gặp khó khăn trong việc phân loại và giải các bài tập phần này. Để giúp các em có thể giải được các bài tập phần này, tôi đề xuất phương pháp giải giúp các em phân loại được bài tập về peptit-protein. Đó là: “Phương pháp giải bài tập peptit-protein” Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 2 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP + Chuyên đề này được áp dụng thực hiện tại các lớp 12 theo khối A, B học kỳ I, năm học 2015-2016 và 2016-2017, vào các tiết luyện tập, tăng tiết, ôn tập học kỳ I. + Chuyên đề được chia thành 5 dạng bài tập cụ thể: - Dạng 1: Một số phương pháp giải bài tập lý thuyết peptit-protein: + Danh pháp peptit. + Đồng phân và cấu tạo peptit. + Tính chất peptit-protein. - Dạng 2: Phương pháp giải thủy phân peptit trong nước có xúc tác axit. - Dạng 3: Phương pháp giải thủy phân peptit trong dung dịch kiềm. - Dạng 4: Phương pháp giải thủy phân peptit trong dung dịch axit. - Dạng 5: Phương pháp giải đốt cháy peptit và muối của nó. * Mỗi dạng đều có ba phần: Phần 1: Tóm tắt phương pháp giải. Phần 2: Bài tập minh họa: Đưa ra hệ thống những bài tập từ cơ bản đến nâng cao, đồng thời hướng dẫn giải cho các dạng đó với phương pháp ngắn gọn và dễ nhớ. Phần 3: Phần bài tập vận dụng cho các dạng: Cung cấp hệ thống bài tập từ dễ đến khó nhằm giúp các em tự ôn luyện và vận dụng, qua đó giúp các em nhớ và nắm chắc phương pháp giải hơn. -------------------------------- Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 3 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải DẠNG 1. MỘT SỐ BÀI TẬP LÝ THUYẾT PEPTIT-PROTEIN Phần 1. Lý thuyết. A. PEPTIT I- KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 1. Khái niệm Liên kết của nhóm CO với nhóm NH giữa hai đơn vị  - amino axit được gọi là liên kết peptit. Thí dụ: đipeptit: glyxy-lalanin Khi thủy phân đến cùng các peptit thì thu được hỗn hợp có từ 2 đến 50 phân tử  - amino axit . Lưu ý: Nilon-6 cũng có liên kết -CO-NH- nhưng liên kết đó gọi là liên kết amit không thuộc loại peptit. 2 . Phân loại Các peptit được chia làm 2 loại a) Oligopeptit gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc -amino axit và được gọi tương ứng là đipeptit, tripeptit, tetrapeptit... đecapeptit. b) Polipeptit gồm các peptit có từ 11 đến 50 gốc -amino axit. Popipeptit là cơ sở tạo nên protein II- CẤU TẠO, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP 1. Cấu tạo Phân tử peptit hợp thành từ các gốc  - amino axit nối với nhau bởi liên kết peptit theo một trật tự nhất định: amino axit đầu N còn nhóm NH 2, amino axit đầu C của nhóm COOH. 2. Danh pháp, đồng phân: a. Đồng phân: Mỗi phân tử được xác định bằng một trật tự amino axit nhất định, thay đổi trật tự sẽ thành chất khác. b. Danh pháp: Đọc ghép tên các amino axit tạo peptit VÍ DỤ: Glyxyl-Alanyl-Tyrosin ( hay Gly-Ala-Tyr) Lưu ý: Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 4 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải - Số lượng peptit chứa n gốc α-amino axit (có thể trùng nhau) từ a phân tử αamino axit (n  a) là an - Số phân tử α-amino axit tạo peptit = số liên kết peptit +1. - Từ n phân tử α-amino axit khác nhau thì có n! đồng phân peptit (peptit chứa n n! b gốc α-amino axit khác nhau). Nếu có b cặp giống nhau thì chỉ còn lại 2 đồng phân. - Từ n phân tử α-amino axit khác nhau thì có n2 số peptit được tạo thành. III- TÍNH CHẤT 1. Tính chất vật lí Các peptit thường ở thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao và đa số dễ tan trong nước. 2. Tính chất hóa học a) Phản ứng màu biure Các chất có từ hai liên kết peptit trở lên hoà tan được Cu(OH) 2 và thu được phức chất có màu tím đặc trưng. Đipeptit chỉ có một liên kết peptit nên không có phản ứng này. b) Phản ứng thủy phân Khi đun nóng dung dịch peptit với nước có xúc tác axit, sẽ thu được hỗn hợp các peptit ngắn hơn và khi thủy phân hoàn toàn thì được - amino axit. c) Phản ứng cháy CnH2n+2-xOx+1Nx (6n  3x) 4 + O2  nCO2 + (n+1-0,5x) H2O + 0,5x N2 B – PROTEIN Protein là thành phần không thể thiếu của tất cả các cơ thể sinh vật, nó là cơ sở của sự sống. Không những thế, protein còn là một loại thức ăn chính của con người và nhiều loại động vật dưới dạng thịt, cá, trứng,... I- KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu, có vai trò là nền tảng về cấu trúc và chức măng của mọi cơ thể sống. Protein được phân thành 2 loại: - Protein đơn giản là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc  - amino axit ( hơn 50 gốc). - Protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần “phi protein”, như axit nucleic, lipit, cacbohiđrat,... II- TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 5 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải 1. Tính chất vật lí Dạng tồn tại Protein tồn tại ở hai dạng chính: Dạng hình sợi và dạng hình cầu. Dạng protein hình sợi như keratin của tóc, móng, sừng; miozin của cơ bắp, fibroin của tơ tằm, mạng nhện. Dạng protein hình cầu như anbumin của lòng trứng trắng, hemoglobin của máu. Tính tan: Protein hình sợi hoàn toàn không tan trong nước trong khi protein hình cầu tan trong nước. Sự đông tụ: Khi đun nóng hoặc cho axit, bazơ hay một số muối vào dung dịch protein, protein sẽ đông tụ lại. Ta gọi đó là sự đông tụ protein. 2. Tính chất hóa học a) Phản ứng thủy phân Khi đun nóng protein với dung dịch axit, dung dịch bazơ hoặc nhờ xúc tác của enzim, các liên kết peptit trong phân tử protein bị phân cắt dần, tạo thành các chuỗi polipeptit và cuối cùng thành hỗn hợp các  - amino axit. b) Phản ứng màu Protein có một số phản ứng màu đặc trưng Phản ứng với Cu(OH)2 (phản ứng biure) Cu(OH)2 (tạo ra từ phản ứng CuSO4 + NaOH) đã phản ứng với hai nhóm peptit (CO – NH) cho sản phẩm có màu tím. Phản ứng với HNO3 đặc Hiện tượng: Có kết tủa màu vàng. NO2 OH + 2HNO3 OH + 2H2O NO2 Phần 2. Bài tập minh họa. Câu 1: Hợp chất nào sau đây thuộc loại đipeptit ? A. H2N- CH2CH2CONH-CH2CH2COOH. B. H2N-CH2CONH-CH(CH3)-COOH. C. H2N-CH2CONH-CH2CONH-CH2COOH. D. H2N-CH2CH2CONH-CH2COOH. Hướng dẫn giải Chất đáp án A, D tồn tại các mắt xích không phải α-amino axit. Đáp án C có 3 mắt xích nên không thuộc loại đipeptit. Chọn B: H 2 N  CH 2CO  NH  CH  CH 3   COOH 1 44 2 4 43 1 4 4 4 4 2 4 4 4 43 Glyxyl Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Alanin Trang 6 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải Câu 2. Khi thủy phân tripeptit H2N-CH(CH3)CO-NH-CH2-CO-NH-CH2-COOH sẽ tạo ra các amino axit. A. H2NCH2COOH và CH3CH(NH2)COOH. B. CH3CH(NH2)CH2COOH và H2NCH2COOH. C. H2NCH2CH(CH3)COOH và H2NCH2COOH. D. H2NCH(CH3)COOH và H2NCH(NH2)COOH. Hướng dẫn giải Chất đáp án A là Ala-Gly-Glyxin. Nên khi thủy phân hoàn toàn chỉ thu được 2 loại a.a là Glyxin và Alanin. Chọn A. H 2 N  CH  CH 3  CO  NH  CH 2  CO  NH  CH 2  COOH 1 4 4 4 2 4 4 43 1 4 4 2 4 4 3 1 4 4 4 2 4 4 43 Glyxyl Alanyl Glyxin Câu 3. Thủy phân hoàn toàn 1 mol pentapeptit X, thu được 2 mol glyxin(Gly), 1 mol alanin(Ala), 1 mol valin(Val) và 1 mol phenylalanin (Phe). Thủy phân không hoàn toàn X thu được đipeptit Val-Phe và tripeptit Gly-Ala-Val nhưng không thu được đipeptit Gly-Gly. Chất X có công thức là: A. Gly-Phe-Gly-Ala-Val. B. Gly-Gly-Ala-Val-Phe. C. Gly-Ala-Val-Val-Phe. D. Gly-Ala-Val-Phe-Gly. Hướng dẫn giải Chất đáp án A không có đoạn Gly-Ala-Val (loại) Chất đáp án B có đoạn Gly-Gly (loại) Chất đáp án C chỉ có 1 Gly (loại) Nên chọn D là thỏa mãn. Câu 3. Số chất đipeptit tối đa tạo thành từ hỗn hợp glyxin và alanin là A. 3 chất. B. 8 chất. C. 2 chất. D. 4 chất. Hướng dẫn giải Cách 1: Liệt kê Các đipeptit là: Gly-Ala; Ala-Gly; Gly-Gly; Ala-Ala. Cách 2: Dùng xác suất thống kê: Số đipeptit tối đa là: 22=4. chọn D. Nhận xét: Cách 1 nhiều học sinh chọn C và không để ý trường hợp 2 α-aa có thể giống nhau. Cách 2 ta có thể xếếp x α-aa vào n v ị trí khác nhau c ủa chuỗỗi n peptt. Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 7 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải Vị trí 1 Vị trí n Số chất n-peptit tối đa x cách Các gốc có thể giống nhau Vị trí 2 x cách x cách xn Câu 4. Có bao nhiêu tripeptit (mạch hở) mà khi thủy phân hoàn toàn thu được hỗn hợp 3 amino axit: glyxin, alanin và phenylalanin? A. 3 chất. B. 9 chất. C. 4 chất. D. 6 chất. Hướng dẫn giải Cách 1: Liệt kê.Các tripeptit là: Gly-Ala-Val; Gly-Val-Ala; Ala-Gly-Val; Ala-Val-Gly; Val-Gly-Ala; Val-Ala-Gly Cách 2: Dùng xác suất thống kê Số tripeptit tối đa là: 3!=6. chọn D. Nhận xét: Cách 1 khó khả thi khi số mắt xích nhiều nên dễ thiếu sót. Cách 2 ta có thể xếp x α-aa vào n vị trí khác nhau của chuỗi n peptt. Vị trí 1 Các gốc khác nhau Vị trí 2 Vị trí n Số chất n-peptit tối đa x cách x-1 cách 1 cách x! Câu 5. Có bao nhiêu tetrapeptit (mạch hở) mà khi thủy phân hoàn toàn 1 mol tetrapeptit thu được hỗn hợp: 2 mol glyxin 1mol alanin và1 mol phenylalanin? A. 10 chất. B. 12 chất. C. 18 chất. D. 24 chất. Hướng dẫn giải Cách 1: Trong peptit có 2Gly, 1 Ala và 1 Phe. Ta xếp các a.a vào 4 ô trống Chọn 1 ô để đặt Ala có 4 cách Chọn 1 ô để đặt Phe có 3 cách 2 Còn 2 ô chọn 2 ô để đặt 2 Gly có C2 = 1 cách 2 Số tetrapeptit tối đa là: 4.3. C2 = 12. chọn B Cách 2: Xét 4 loại a.a: Glya; Glyb; Ala; Phe thì có 4! Cách. Vì Glya  Glyb nên có 2! Peptit bị lặp. 4! Số đipeptit tối đa là: 2! = 12. chọn B. Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 8 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải Nhận xét: Cách liệt kê không khả thi khi số mắt xích khá nhiều. n! y Số n-peptit tối đa để sinh ra x loại a.a (trong đó có y cặp giống nhau) là: 2 . Phần 3: Bài tập vận dụng dạng 1 Câu 1. Tripeptit là hợp chất A. có 2 liên kết peptit mà phân tử có 3 gốc α-amino axit. B. có liên kết peptit mà phân tử có 3 gốc amino axit giống nhau. C. mà mỗi phân tử có 3 liên kết peptit. D. có liên kết peptit mà phân tử có 3 gốc amino axit khác nhau. Câu 2. Số đồng phân đipeptit tạo thành từ 1 phân tử glyxin và 1 phân tử alanin là A. 1. B. 4. C. 3. D. 2. Câu 3. Sản phẩm cuối cùng của quá trình thủy phân các protein đơn giản nhờ chất xúc tác thích hợp là A. α-amino axit. B. este. C. axit cacboxylic. D. β-amino axit. Câu 4. Tên gọi nào sau đây phù hợp với peptit có CTCT: H2NCH2CONHCH(CH3)CONHCH2COOH ? A. glyxyl -alanyl-glyxin. B. alanyl-glyxyl-alanin C. alanyl-alanyl-glyxin. D. glyxyl-glyxyl- alanin. Câu 5. Phát biểu nào dưới đây về protein là không đúng? A. Protein là những polipeptit cao phân tử (phân tử khối từ vài chục ngàn đến vài triệu đvC) B. Protein có vai trò là nền tảng về cấu trúc và chức năng của mọi sự sống C. Protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản và lipit, gluxit, axit nucleic,.. D. Protein đơn giản là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc α- và βamino axit Câu 6. Số tripeptit tạo thành từ 1 phân tử glyxin, 1 phân tử alanin và 1 phân tử valin. A. 8 chất B. 9 chất C. 16 chất D. 27 chất Câu 7. Protein phản ứng với Cu(OH)2 tạo sản phẩm có màu đặc trung là: A. màu da cam B. màu vàng C. Màu tím D. màu đỏ Câu 8. Trong các chất dưới đây, chất nào là đipeptit ? A. H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-CO-NH-CH2-COOH. B. H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH. Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 9 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải C. H2N-CH(CH3)-CO-NH-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH D. H2N-CH2-CO-NH-CH2-CH2-COOH. Câu 9. Khi thủy phân tripeptit H2N -CH(CH3)CO-NH-CH2-CO-NH-CH2-COOH sẽ tạo ra các amino axit A. H2NCH2COOH và CH3CH(NH2)COOH. B. CH3CH(NH2)CH2COOH và H2NCH2COOH. C. H2NCH2CH(CH3)COOH và H2NCH2COOH. D. H2NCH(CH3)COOH và H2NCH(NH2)COOH. Câu 10. Một trong những quan điểm khác nhau giữa protein so với lipit và cacbohidrat là: A. protein luôn là chất hữu cơ no. B. protein luôn chứa chức ancol (-OH). C. protein có phân tử khối lớn hơn. D. protein luôn chứa nitơ. Câu 11. Số chất tripeptit tạo thành từ 1 phân tử glyxin và 1 phân tử alanin là A. 3 chất. B. 8 chất. C. 5 chất. D. 4 chất. Câu 12. Sự kết tủa protit bằng nhiệt được gọi là A. sự đông tụ B. sự ngưng tụ C. sự phân huỷ D. sự trùng ngưng Câu 13. Có bao nhiêu tripeptit mà phân tử chứa 3 gốc amino axit khác nhau? A. 8 chất. B. 3 chất. C. 5 chất. D. 6 chất. Câu 14. Phân biệt Gly-Ala với Gly-Gly-Ala dùng hóa chất nào sau đây: A. Br2 B. NaOH C. Cu(OH)2 D. AgNO3 Câu 15. Từ glyxin (Gly) và alanin (Ala) có thể tạo ra mấy chất đipeptit ? A. 4 chất. B. 3 chất. C. 1 chất. D. 2 chất. Câu 16. Phân biệt đipeptit với các peptit khác dùng hóa chất nào sau đây: A. AgNO3 B. Cu(OH)2 C. NaOH D. Br2 Câu 17. Hợp chất nào sau đây thuộc loại đipeptit ? A. H2N- CH2CH2CONH-CH2CH2COOH. B. H2N-CH2CONH-CH(CH3)-COOH. C. H2N-CH2CONH-CH2CONH-CH2COOH. D. H2N-CH2CH2CONH-CH2COOH. Đáp án tham khảo 1A 2D 3A 4A 5D 6D 7C 11B 12A 13D 14C 15A 16B 17B Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng 8B 9A 10D Trang 10 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải --------------------------- Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 11 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải DẠNG 2. PHƯƠNG PHÁP GIẢI THỦY PHÂN PEPTIT TRONG NƯỚC CÓ XÚC TÁC AXIT Phần 1. Về lí thuyết và phương pháp giải. - Về lí thuyết Tính chất: Tác dụng với nước trong môi trường axit:  H Peptit(x) + (x-1) H2O    x α- Amino axit (1) - Phương pháp giải. + Từ phương trình (1) ta rút ra: n peptit  n H 2O  n Aminoaxit x Số chỉ peptit : ; m peptit  m H 2O  m Aminoaxit n Aminoaxit n peptit Số mol nguyên tố N hoặc các mắt xích được bảo toàn. + Phải nắm chắc cấu tạo và M của các Amino axit sau Công thức M Tên thường Kí hiệu C H 2  COOH | NH 2 75 Glyxin Gly CH 3  C H  COOH | NH 2 89 Alanin Ala CH 3  C H – C H  COOH | | CH 3 NH 2 117 Valin Val H 2 N   CH 2  4  C H  COOH | NH 2 146 Lysin Lys HOOC   CH 2  2 C H  COOH | NH 2 147 C6 H 5  CH 2  C H  CH 3 | NH 2 165 Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Axit glutamic Phenylalanin Glu Phe Trang 12 Sáng kiến kinh nghiệm HO Trường THPT Điểu Cải CH2 CH COOH NH2 181 Tyrosin Tyr Phần 2. Bài tập minh họa. Câu 1: Thủy phân hết m gam tripeptit : Gly-Gly-Gly thu được hỗn hợp gồm 13,5 gam Gly và 15,84 gam Gly-Gly. Giá trị m là ? A. 26,24. B. 29,34. C. 22,86. D. 23,94. Hướng dẫn giải Tính số mol các sản phẩm : n Gly  13,5  0,18 mol. 75 ; n GlyGly  15,84  0,12 mol 132 . Cách 1 : Phương trình thủy phân: Gly  Gly – Gly  3Gly a  mol  3a  mol  Gly  Gly  Gly  Gly  Gly  Gly b  mol  b  mol  b  mol   3a  b  0,18  a  0,02     b  0,12  b  0,12 Tổng số mol Gly-Gly-Gly là : 0,02+ 0,12= 0,14 (mol)  m = 0,14x(75x3-18x2)= 26,46 gam. Cách 2: Bảo toàn mol nguyên tố N hoặc bảo toàn mol mắt xích Ala ta được: 3n Ala   1.0,18  2.0,12  = 0,42  mol   n Ala = 0,14  mol  mpeptit ban đầu= 0,14.(75.3-18.2) = 26,24 gam. Chọn Đáp án A. Câu 2: Cho X là hecxapeptit, Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val và Y là Gly-Ala-Gly-Glu. Thủy phân hoàn toàn X và Y thì thu được 4 amino axit, trong đó có 30 gam Glyxin và 28,48 gam Alanin. Giá trị của m là? A. 77,6 gam B. 83,2 gam C. 87,4 gam D. 73,4 gam Hướng dẫn giải Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 13 Sáng kiến kinh nghiệm Đề cho n Ala  Trường THPT Điểu Cải 28,48 30  0,32 mol; n Gly   0,4 mol 89 75 . Gọi a,b là số mol X, Y  X :(A 2 V2 G 2 ) a mol  H2O  n Ala  2 a  b  0,32 mol  a  0,12 mol        n Gly  2 a  2b  0,4 mol  b  0,08 mol Y :(AG 2 Glu) b mol   mpeptit = 0,12.(75.2+89.2+117.2-5.18) + 0,08.(75.2+89+147-3.18)=83,2 gam Vậy  Đáp án B. Câu 3: Hỗn hợp X gồm 3 peptit Y, Z, T đều mạch hở có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:1:3. Thủy phân hoàn toàn m gam X, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 14,24 gam Alalin và 8,19 gam Valin. Biết tổng số liên kết peptit trong phân tử của 3 peptit trong X nhỏ hơn 10. Giá trị của m là: A. 18,83 B. 18,29 C. 19,19 D. 18,47 Hướng dẫn giải Theo đề ta tính được: nAla= 0,16 mol ; nVal= 0.07mol. Cách 1: Rất dễ dàng quy đổi hỗn hợp X thành nhiều hỗn hợp kiểu:  (Ala 2 Val) 0,01mol  X :  (Ala) 2 0,01mol  (Ala Val ) 0,03mol  4 2 (Thỏa mãn bài toán vì đề chỉ yêu cầu số LK peptit<10). Số mol của nước là: 0,01.2 + 0,01.1 + 0,03.5 = 0,18 mol  mX = 14,24 + 8,19 - 0.18.18 = 19,19 g Cách 2: Gọi số mol các peptit là a; a; 3a  nX = 5a. Tỉ lệ nAla : nVal= 16:7  số nguyên tử N của hỗn hợp X là 16k+7k= 23k. Gọi x, y , z là số mắt xích của peptit Y, Z, T.  (Y) x a mol  X :  (Z) y a mol  peptit [(Ala 16 Val 7 ) k  4H 2O] a mol, k  N *  (T) 3a mol  z . Bảo toàn N: Ta có Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 14 Sáng kiến kinh nghiệm  (x  y  3z).a  23k.a    x  1   y  1   z  1  10  Trường THPT Điểu Cải x  y  3z  <1,83 k   k 1 23   x  y  3z  3x  3y  3z  13.3  42  Vậy bảo toàn N: ax + ay + 3az = (0,16 + 0,07)  a = 0,01 và nX= 0,05 mol. n  n Aminoaxit  n peptit Số mol của nước là: H2O = 0,23 - 0,05 = 0,18 mol  mX = 14,24 + 8,19 – 0,18.18 = 19,19 g. Nhận xét : Với cách 1 thì việc quy đổi khá dễ dàng và đúng cho tất cả các trường hợp quy đổi khác nhau, miễm là thỏa mãn yêu cầu của đề, nên học sinh cũng dễ hiểu. Cách 2 chặt chẽ hơn nhưng khó biến đổi hơn. - Phần đa số chọn k=1 bỏ qua bước tìm k nên bài toán lại dễ dàng suy ra số n 0,23 a  a.a   0,01mol 16  7 23  n H2O  n aa  n peptit  0,18 mol . Tuy mol peptit: nhiên k có thể khác 1 do đó bài toán sẽ sai khi có nhiều giá trị k mà ta chỉ chọn k=1. Ví dụ : Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm peptit X (a mol) và peptit Y (theo tỉ lệ mol 4:1) thu được 30 gam glyxin; 71,2 gam alanin và 70,2 gam valin. Giải: Biết tổng số liên kết peptit có trong 2 phân tử X và Y là 7. Tương tự giống câu 3 Gly: Ala : Val = 0,4 : 0,8 : 0,6 =2:4:3. Nếu đưa về tỉ lệ rút gon 2:4:3. Tổng số mắt xích trong A là (2+4+3).k=9k X có x gốc Amino axit, Y có y gốc Amino axit. Theo tỉ lệ mol 4: 1  4x + y = 9k. Ta có x + y - 2 = 7.  4x  y  9  xy27 + Nếu chọn k=1 thì  không có nghiệm.  4x  y  18  x  3    x  y  2  7 y  6. + Mà phải là k=2. Nên a n a.a 0,18   0,01mol (2  4  3).2 18  n H2O  n aa  n peptit  0,18  5.0,01  0,13 mol  mX = 30 + 71,2 + 70,2 – 0,13.18 = 169,06 g. Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 15 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải  4x  y  9.k  xy2 7 + Nếu chọn k=3, 4… thì  đều không có nghiệm thỏa mãn. Câu 4. Cho m gam hỗn hợp N gồm 3 pepeptit X, Y, Z đều cấu tạo từ các amino axit (các amino axit đều no đơn chức mạch hở) có tỉ lệ mol n X:nY:nZ = 2:3:5. Thủy phân hoàn toàn N, thu được 60 gam Gly, 80,1 gam Ala; 117gam Val. Biết tổng số liên kết peptit trong N là 6. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau? A. 255,4 gam. B. 176,5 gam. C. 226,0 gam. D. 257,1 gam. Hướng dẫn giải Theo đề ta tính được: nGly= 0,8 mol ; nAla= 0,9 mol ; nVal= 1 mol Cách 1: Quy đổi hỗn hợp N thành:  X : (Ala 3 Val) 0,2mol  N :  Y : (GlyAlaVal) 0,3mol  Z : (GlyVal) 0,5mol  Thỏa mãn bài toán vì số LK peptit = 6.  mN =0,2.(89.3+117-3.18) + 0,3.(75+89+117-2.18) + 0,5.(75+117-18) = 226,5g Cách 2: Gọi số mol các peptit là 2a; 2a; 5a.  nN = 10a. Tỉ lệ nGly : nAla : nVal= 8: 9:10  số nguyên tử N của 1 mol hỗn hợp X là 8+9+10= 27. Gọi x, y , z là số mắt xích của peptit X, Y, Z.  x  1  y  1  z  1  6.  (X) x 2a mol  N :  (Y) y 3a mol  peptit [(Gly8 Ala 9 Val10 ) k  9H 2O] a mol, k  N *  (Z) 5a mol  z . Chọn k=1, nên 2x + 3y + 5z = 27. (Vì 27k=2x + 3y + 5z<5x + 5y + 5z = 45). Vậy bảo toàn Nito: 2ax + 2ay + 5az = (0,8+0,9 +1)  a = 0,1 và npeptit= 1 mol. Số mol của nước là: n H2O  n Aminoaxit  n peptit  mX = 60+80,1+117 – 1,7.18 = 226,5 g. = 2,7 - 1 = 1,7 mol chọn C. Nhận xét : Với cách 1 thì việc quy đổi khó tìm ra được các peptit thỏa mãn yêu cầu của đề, nên học sinh cũng khó hiểu. Cách 2 lại dễ hơn. Kết luận vấn đề bài toán thủy phân hỗn hợp peptit cho tỉ lệ mol x:y:z... thu được các amino axit X, Y, Z có tỉ lệ mol a : b : c...Ta phải làm các việc sau. Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 16 Sáng kiến kinh nghiệm + Tính số mol Trường THPT Điểu Cải n a min oaxit  + Tính mol nước n a.a (a  b  c).k với k=1; 2… n H2O  n aa  n peptit + Bảo toàn khối lượng m peptit  m H 2O  m a.a Từ các kết quả tính được sẽ chọn được đáp án, tuy nhiên nếu nhiều giá trị của k thì bài toán làm theo cách này dài dòng và không khả thi nên phải quay lại cách tìm bộ số thỏa mãn ban đầu. Phần 3: Bài tập vận dụng dạng 2 Câu 1. Thủy phân hết m gam tripeptit : Gly-Gly-Gly ( mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 20,25 gam Gly; 23,76 gam Gly-Gly. Giá trị m là ? A. 44,01. B. 39,15. C. 39,69. D. 26,24. Câu 2. 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. 29,34. B. 22,86. C. 23,94. D. 26,24. Câu 3. 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. 81,54. C. 111,74. D. 66,44. Câu 4. Khi thủy phân hoàn toàn 65 gam một peptit X thu được 22,25 gam alanin và 56,25 gam glyxin. X là: A. đipeptit. B. tetrapeptit. C. pentapeptit. D. tripeptit. Câu 5. Khi thủy phân hoàn toàn 55,95 gam một peptit X thu được 66,75 gam alanin (amino axit duy nhất). X là: A. tripeptit. B. tetrapeptit. C. pentapeptit. D. đipeptit. Câu 6. X là một tetrapeptit cấu tạo từ một amino axit (A) no, mạch hở có 1 nhóm -COOH; 1 nhóm -NH2. Trong A %N = 15,73% (về khối lượng). Thủy phân m gam X trong môi trường axit thu được 41,58 gam tripeptit; 25,6 gam đipeptit và 92,56 gam A. Giá trị của m là: A. 161 gam. B. 159 gam. C. 149 gam. D. 143,45 gam. Câu 7. Thủy phân hết m gam tetrapeptit: Gly-Gly-Gly-Gly (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 30 gam Gly; 21,12 gam Gly-Gly và 15,12 gam Gly-Gly-Gly. Giá trị của m là A. 66,24. B. 59,04. Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng C. 66,06. D. 66,44. Trang 17 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải Câu 8. Thủy phân hết m gam tripeptit : Gly-Gly-Gly (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 20,25 gam Gly; 23,76 gam Gly-Gly. Giá trị m là ? A. 39,69. B. 26,24. C. 44,01. D. 39,15. Câu 9. Thủy phân hết m gam tripeptit : Gly-Gly-Gly (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 9 gam Gly; 3,96 gam Gly-Gly. Giá trị m là ? A. 11,88. B. 12,6. C. 12,96. D. 11,34. Câu 10. Thủy phân hết m gam tripeptit : Ala-Ala-Ala( mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 8,01 gam Ala; 4,8 gam Ala-Ala. Giá trị m là ? A. 11,88. B. 9,45. C. 12,81. D. 11,34. Câu 11. Thủy phân hết m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 0,24 mol Ala, 0,16 mol Ala-Ala và 0,1mol Ala-Ala-Ala. Giá trị của m là ? A. 27,784. B. 72,48. C. 81,54. D. 132,88. Câu 12. 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 mắt xích alanin trong (X) là bao nhiêu ? A. 191. B. 200. C. 250. D. 181. Câu 13. Khi thủy phân 20 gam protein (X) thì thu được 10,68 gam alanin. Nếu khối lượng phân tử của protein là 40000 đvC thì số mắt xích alanin trong (X) là bao nhiêu ? A. 191. B. 240. C. 250. D. 180. Câu 14. Hỗn hợp M gồm một peptit mạch hở X và một peptit mạch hở Y (mỗi peptit đều được cấu tạo từ một loại α-amino axit, tổng số liên kết peptit trong 2 phân tử X, Y là 5) với tỉ lệ mol là 1 : 3. Khi thủy phân m gam hỗn hợp M thu được 81 gam Glyxin và 42,72 gam Alanin. Giá trị m gần giá trị nào nhất dưới đây? A. 104,28. B. 116,28. C. 109,50. D. 110,28. Đáp án tham khảo 1C 2D 3B 4B 11B 12A 13B 5B 6D 7B 8A 9D 10B 14A ------------------------------------- Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 18 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải DẠNG 3. PHƯƠNG PHÁP GIẢI THỦY PHÂN PEPTIT TRONG KIỀM MẠNH Phần 1. Về lí thuyết và phương pháp giải. - Về lí thuyết Tính chất: Tác dụng với kiềm mạnh như NaOH, KOH:  H Peptit(x) + (x-1) H2O    x α-Amino axit (1) o t x α-Amino axit + xNaOH   x muối natri + x H2O (2) Cộng (1) với (2) theo vế ta được: o t Peptit(x) + xNaOH   x muối natri + 1H2O (3) Lưu ý khi có Glu trong mạch peptit, Glu còn 1 nhóm COOH tự do để phản ứng với bazo tạo muối và nước, do đó số mol bazo và nước tăng lên. - Phương pháp giải. + Từ phương trình (3) ta rút ra: n peptit  n H2O ; x Số chỉ peptit : m peptit  m NaOH  m mu�i  m H 2O n NaOH n peptit Số mol nguyên tố N, Na… hoặc các mắt xích được bảo toàn. + Phải nắm chắc cấu tạo và M của các Amino axit. Phần 2. Bài tập minh họa. Câu 1. Thủy phân hoàn toàn m gam đipeptit Gly-Ala (mạch hở) bằng dung dịch KOH vừa đủ, thu được dung dịch X. Cô cạn toàn bộ dung dịch X thu được 2,4 gam muối khan. Giá trị của m là A. 1,64 B. 1,46 C. 1,36 D. 1,22 Hướng dẫn giải Cách 1 : Phương trình thủy phân: H 2 NCH 2CONHCH(CH 3 )COOH  2 KOH  H 2 NCH 2COOK  H 2 NCH( CH 3 )COOK  H 2O { 1 4 4 4 4 44 2 4 4 4 4 4 4 3 1 4 42 4 43 1 4 4 4 2 4 4 4 3 { 2a mol a mol mol a mol mol 1 4 4 a4 4 4 4 4 2 4 4 4 a4 4 4 43 2,4 gam Theo đề: khối lượng 2 muối là: 113a+127a=2,4 gam  a=0,01 mol. Vậy mpeptit = 0,01.(75+89-18)=1,46 gam. Chọn B Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 19 Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Điểu Cải Gly  Ala  2KOH   Mu�  H 2O  i Cách 2: a mol 2a mol a mol Bảo toàn khối lượng ta được: a  75  89  18  +2a.56 = 2,4  a.18  a= 0,01  mol  . Vậy mpeptit = 0,01.(75+89-18)=1,46 gam. Chọn B. Câu 2. Tripeptit X sau: H2NCH2CONHCH(CH3)CONHCH(CH3)COOH. Thủy phân hết 0,1 mol X trong 400 ml dung dịch NaOH 1M. Khối lượng chất rắn thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là: A. 31,9 gam. B. 22,2 gam. C. 35,9 gam. D. 28,6 gam. Hướng dẫn giải Cách 1 : Phương trình thủy phân: H 2 NCH 2CONHCH  CH 3  CONHCH (CH 3 )COOH  3NaOH  H 2 NCH 2 COONa  2 H 2 NCH(CH 3 )COONa  {2 O H 123 1 4 4 4 44 42 3 1444 4444 42 3 1 4 4 4 4 4 4 4 4 42 4 4 4 4 4 4 4 4 43 0,3 mol 0,1 mol 0,1mol 0,1 mol 0,2 mol Theo phương trình phản ứng, khối lượng chất rắn là: m 2 muối + mNaOH còn dư. Vậy mrắn = 0,1.97 + 0,2.111 + 0,1.40=35,9 gam. Chọn C.  Cách 2: Gly-Ala-Ala + 3NaOH   Muối + H2O . Vì NaOH dư nên: 0,1 mol  0,3 mol  0,1 mol Bảo toàn khối lượng ta được: mrắn = 0,1.(75+89.2-2.18) + 0,4.40 - 0,1.18 = 35,9 gam. Chọn C. Câu 3. Hỗn hợp X gồm: tetrapeptit M là Gly-Gly-Val-Ala và tripeptit N là ValGly-Val có tỉ lệ số mol nM:nN = 1: 3. Đun nóng m1 gam hỗn hợp X với 260 ml dung dịch KOH 0,5M (vừa đủ), sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Y có chứa m2 gam muối khan. Giá trị m1, m2 lần lượt là: A. 17,77 gam và 11,21 gam. B. 11,21 gam và 16,15 gam. C. 11,21 gam và 17,77 gam. D. 16,15 gam và 11,21 gam. Hướng dẫn giải Theo đề ta tính được: nKOH= 0,13 mol Giáo viên: Nguyễn Đình Hoàng Trang 20