SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
"PHÂN DẠNG MỘT SỐ BÀI TẬP PEPTIT-PROTEIN DÀNH CHO
HỌC SINH LỚP 12"
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
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
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
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 =
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
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
-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)
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
Vậy :
100.
%A
M
Mp
A
=
Trong đó : Mp là khối lượng phân tử cần tính của protein
M
A
là khối lượngnguyên tử của nguyên tố vi lượng có protein đó.
Như vậy HS cần nhớ công thức này để làm bài tập.
Thí dụ 1:
Một protein có chứa 0,312 % 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. 12500. C. 13500 đvC. D. 15400 đvC.
Giải
Áp dụng công thức :
100.
%A
M
Mp
A
=
= 39x100: 0,312=12500 đvC. Chọn đáp án B.
Thí dụ 2:
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. B. 12500. C. 13500 đvC. D. 15400 đvC.
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 trong (X) là bao nhiêu ?
A. 191. B. 200. C. 250. D. 181.
Giải :
Áp dụng công thức:
Số mắt xích aminoaxit =
P
P
aa
aa
m
M
M
m
.
.
.
= (170 x 500000) : ( 89 x 500) ≈ 191.
Đáp án A.
Thí dụ 2:
Khi thủy phân 500 gam protein (X) thì thu được 16,2 gam alanin. Nếu khối lượng phân tử
của protein là 500000 đvC thì số mắc xích alanin trong (X) là bao nhiêu ?
A. 191. B. 200. C. 250. D. 180.
Giải :
Áp dụng công thức:
Số mắt xích aminoaxit =
P
P
aa
aa
dung dịch, thì lượng muối khan thu được là ?
A. 45,72 gam. B. 58,64 gam. C. 31,12 gam. D. 42,12 gam.
Giải:
Đipetit + 1H
2
O→ 2.aminoaxit (X). (1)
2.aminoaxit + 2HCl→ hỗn hợp muối. (2)
Đipetit + 1H
2
O + 2HCl→ hỗn hợp muối. (3)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (1):
Số mol H
2
O = (m
a.a
- m
p
) : 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)
m
muối
= m
p
+ mH2O + mHCl = 27,52 + 0,2x18 + 0,4x36,5 = 45,72 gam.
Vậy áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng (2)
Hoặc m
muối
= m
(60+ 0,2x18 + 0,4x36,5) = 7,82 gam.
hoặc m
muối
=1
/
10
( 63,6 + 0,4x36,5) = 7,82 gam. Chọn đáp án D.
Thí dụ 3:
Thủy phân hoàn toàn 75,6 gam hỗn hợp hai tripeptit thu được 82,08 gam hỗn hợp các a.a
(các amino axit chỉ có một nhóm amino và một nhóm cacboxyl trong phân tử). Nếu cho
1/2 hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl (dư), cô cạn cẩn thận dung dịch, thì lượng
muối khan thu được là :
A. 50,895 gam. B. 54,18 gam. C. 47,61 gam. D. 45,42 gam.
Giải:
m
muối
= ½ (75,6 + (82,08 – 75,6) +
3
/
2
(82,08 – 75,6) :18) x36,5 = 50,895 gam.
Thí dụ 4:
Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở
Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ). Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung
dịch thu được 72,48 gam muối khan của các amino axit đều có một nhóm -COOH và một
nhóm -NH
2
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 phổ thông.
2. Chọn lớp thực nghiệm
Để có số liệu khách quan và chính xác, tôi chọn dạy 2 lớp 12A
1
và 12A
2
. Lớp thực
nghiệm (TN) là lớp 12A
2
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
điểm
Lớ
p
Lớp Học lực Lớp Lớp Học lực Lớp Lớp
TN ĐC TBCH
K I
TN ĐC Môn hoá TN ĐC
Sĩ số 44 44 Khá
giỏi
41,4
2
Lớp đối chứng 12A
1
Học sinh đạt điểm 9,10 47,6% 4,4%
Học sinh đạt điểm 7,8 28,6% 46,7%
Học sinh đạt điểm 5,6 21,0% 44,2%
Học sinh đạt điểm ≤ 4 2,8% 4,7%
Từ kết quả các bài kiểm tra cho thấy:
- 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 phần này.
C. KẾT LUẬN
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 mình.
Tôi viết đề tài 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 các kì thi thử ĐH mà trường tổ chức.
Tôi viết với mong muốn được chia sẻ sáng kiến của bản thân với các đồng nghiệp,
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