Giải Hóa học 12 Bài 11: Peptit và protein

161 lượt xem

Chúng tôi giới thiệu Giải bài tập Hóa học lớp 12 Bài 11: Peptit và protein chính xác, chi tiết nhất giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Peptit và protein lớp 12.

Bài giảng Hóa học 12 Bài 11: Peptit và protein

Giải bài tập Hóa học 12 Bài 11: Peptit và protein

Câu hỏi và bài tập (trang 55 SGK Hóa Học 12)

Bài 1 trang 55 SGK Hóa Học 11: Hợp chất nào sau đây thuộc loại đipeptit ?

A. H₂N-CH₂CONH-CH₂CONH-CH₂COOH;

B. H₂N-CH₂CONH-CH(CH₃)-COOH;

C. H₂N-CH₂CH₂CONH-CH₂CH₂COOH;

D. H₂N-CH₂CH₂CONH-CH₂COOH.

Lời giải:

Đipeptit là peptit được tạo từ 2 gốc $α$ amino axit

Đáp án B

Bài 2 trang 55 SGK Hóa Học 11: Thuốc thử nào dưới đây dùng để phân biệt các dung dịch glucozơ, glixerol, etanol và lòng trắng trứng ?

A. NaOH;

B. AgNO₃/NH₃;

C. Cu(OH)₂;

D. HNO₃

Lời giải:

PTHH:

Đáp án C

Bài 3 trang 55 SGK Hóa Học 11: Peptit là gì ? Liên kết peptit là gì ? Có bao nhiêu liên kết peptit trong một tripeptit ?

Viết công thức cấu tạo và gọi tên các tripeptit có thể hình thành từ glyxin, alanin và phenylalanin (C₆H₅CH₂-CH(NH₂)-COOH, viết tắt là Phe).

Lời giải:

Peptit là loại hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc $α$ amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết peptit.

- Liên kết peptit là liên kết -CO-NH- giữa hai đơn vị $α$ amino axit

- Tripeptit được tạo từ 3 đơn vị $α$ amino axit => Giữa chúng có 2 liên kết peptit.

- Công thức cấu tạo và tên các tripeptit có thể hình thành từ glyxin, alanin và phenylalanin:

Gly-Ala-Phe: H₂N-CH₂-CONH-CH(CH₃)-CONH-CH(CH₂C₆H₅)-COOH

Gly-Phe-Ala: H₂N-CH₂-CONH-CH(CH₂C₆H₅)-CONH-CH(CH₃)-COOH

Ala-Gly-Phe: H₂N-CH(CH₃)-CONH-CH₂-CONH-CH(CH₂C₆H₅)-COOH

Ala-Phe-Gly: H₂N-CH(CH₃)-CONH-CH(CH₂C₆H₅)-CONH-CH₂-COOH

Phe-Gly-Ala: H₂N-CH(CH₂C₆H₅)-CONH-CH₂-CONH-CH(CH₃)-COOH

Phe-Ala-Gly: H₂N-CH(CH₂C₆H₅)-CONH-CH(CH₃)-CONH-CH₂-COOH

Bài 4 trang 55 SGK Hóa Học 11: Phân biệt các khái niệm:

a) Peptit và protein.

b) Protein đơn giản và protein phức tạp.

c) Protein phức tạp và axit nucleic.

Lời giải:

a) Peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α – aminoaxit liên kết với nhau bằng các liên kết peptit.

Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu.

b) Protein được chia thành hai loại:

– Protein đơn giản là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc α – aminoaxit.

– Protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần ”phi protein”, như các axit nucleic, lipit, cacbohiđrat.

c) Protein phức tạp là loại protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần "phi protein" nữa, thí dụ như nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo, ...

Axit nucleic là protein của axit photphoric và pentozơ (monosaccarit có 5C, mỗi pentozơ lại liên kết với một bazơ nitơ (đó là các hợp chất dị vòng chứa nitơ được kí hiệu là A, X, G, T, U).

Bài 5 trang 55 SGK Hóa Học 11: Xác định phân tử khối gần đúng của một hemoglobin (huyết cầu tố) chứa 0,4 % Fe về khối lượng (mỗi phân tử hemoglobin chỉ chứa 1 nguyên tử sắt).

Lời giải:

Bài 6 trang 55 SGK Hóa Học 11: Khi thủy phân 500 gam protein A được 170 gam alanin. Tính số mol alanin có trong lượng A trên. Nếu phân tử khối của A là 50 000 thì số mắt xích alanin trong phân tử A là bao nhiêu ?

Lời giải:

Số mol alanin nAla = 170 : 89 = 1,91 (mol)

Trong 500 g protein A có 1,91 mol Ala.

→ 50000 g protein A có 191 mol Ala.

Số mắt xích Alanin : 191 . 6,023.10²³ = 1146.10²³.

Lý thuyết bài 11: Peptit và protein

A. PEPTIT

I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI

1. Khái niệm

- Là loại hợp chất chứa từ 2 – 50 gốc $α$ amino axit liên kết với nhau bởi các liên kết peptit

- Liên kết peptit là liên kết – CO- NH- giữa hai đơn vị $α$ amino axit. Nhóm CO – NH giữa hai đơn vị $α$ amino axit được gọi là nhóm peptit

2. Phân loại

- Oligopeptit là những peptit có từ 2 – 10 gốc $α$ amino axit và đc gọi tương ứng là đi-; tri-; …

- Polipeptit là những peptit có từ 11-50 gốc $α$ amino axit. Đây là cơ sở để tạo nên protein

II. CẤU TẠO, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP

1. Cấu tạo

Phân tử peptit hợp thành từ các gốc a - amino axit nối với nhau bởi liên kết peptit theo một trật tự nhất định : amino axit đầu N còn nhóm –NH₂, amino axit đầu C còn nhóm –COOH.

2. Đồng phân, danh pháp

- Đồng phân: Nếu phân tử peptit chứa n gốc a - amino axit khác nhau thì số đồng phân loại peptit sẽ là n!

- Danh pháp: Tên của các peptit được hình thành bằng cách ghép tên gốc axyl của các các a - amino axit bắt đầu từ đầu N, rồi kết thúc bằng tên của axit đầu C

Ví dụ:

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Các peptit thường ở thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao và dễ tan trong nước.

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Phản ứng thủy phân

- Điều kiện thủy phân: xúc tác axit hoặc kiềm và đun nóng

- Sản phẩm: các α-amino axit

2. Phản ứng màu biure: trong môi trường kiềm, những peptit có từ 2 liên kết peptit trở lên tác dụng với Cu(OH)₂ tạo hợp chất màu tím

B. PROTEIN

I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI

1. Khái niệm

Là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối tử vài chục nghìn đến vài triệu

2. Phân loại

- Protein được phân thành 2 loại:

+ Protein đơn giản: khi thủy phân chỉ cho hỗn hợp các $α$ amino axit

+ Protein phức tạp: được tạo thành từ protein đơn giản và các thành phần “phi protein” như axit nucleic,..

3. Cấu tạo phân tử

Protein được tạo bởi nhiều gốc $α$ amino axit nối với nhau bằng liên kết peptit, nhưng khối lượng lớn hơn và phức tạp hơn peptit

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Nhiều protein tan được trong nước thành dung dịch keo và bị đông tụ khi đun nóng. Sự đông tụ và kết tủa protein cũng xảy ra khi cho axit, bazo hoặc một số muối vào dung dịch protein

- Có một số loại protein không tan được trong nước, không bị đông tụ hay kết tủa như: tóc, móng ( tay, chân),…

* Sự đông tụ: Khi đun nóng hoặc cho axit, bazơ hay một số muối vào dung dịch protein, protein sẽ đông tụ lại, tách ra khỏi dung dịch. Ta gọi đó là sự đông tụ protein.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Bị thủy phân thành các gốc $α$ amino axit nhờ xúc tác axit, bazo hoặc enzim tương tự như peptit

- Có phản ứng màu biure với Cu(OH)₂ tạo hợp chất mày tím. Đây là phản ứng dùng để phân biệt protein

- Phản ứng với HNO₃ đ tạo kết tủa màu vàng.

IV. VAI TRÒ

- Protein có vai trò quan trọng hàng đầu đối với sự sống của con người và sinh vật. Vì vậy, protein là cơ sở tạo nên sự sống

- Protein là thành phần chính trong thức ăn của người và động vật

Phương pháp giải một số bài tập về Peptit và Protein

Dạng 1: Lý thuyết về peptit và protein

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Nhóm –CO–NH– giữa hai đơn vị α-amino axit gọi là :

A. Nhóm cacbonyl.

B. Nhóm amino axit.

C. Nhóm peptit.

D. Nhóm amit.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Nhóm –CO–NH– giữa hai đơn vị α-amino axit gọi là nhóm peptit.

Đáp án C.

Ví dụ 2: Hợp chất nào sau đây thuộc loại đipeptit ?

A. H₂NCH₂CONHCH₂CONHCH₂COOH.

B. H₂NCH₂CONHCH(CH₃)COOH.

C. H₂NCH₂CH₂CONHCH₂CH₂COOH.

D. H₂NCH₂CH₂CONHCH₂COOH.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Đipeptit là hợp chất được tạo bởi 2 α - amino axit, liên kết với nhau bằng liên kết peptit.

A là tripeptit => Sai

C,D không phải là peptit do không được tạo từ α - amino axit => Sai

Đáp án B

Ví dụ 3: Phát biểu nào dưới đây là sai ?

A. Protein là những polipeptit cao phân tử (phân tử khối từ vài chục ngàn đến vài chục triệu đvC ).

B. Protein là nền tảng về cấu trúc và chức năng của mọi sự sống.

C. Protein đơn giản là những protein được tạo thành từ các gốc và amino axit.

D. Protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản với phần “phi protein” như lipit, gluxit, axit nucleic…

Hướng dẫn giải chi tiết:

C sai, Protein đơn giản là những protein chỉ được tạo thành từ các gốc - amino axit.

Đáp án C.

Dạng 2: Bài tập về phản ứng thủy phân peptit, protein

* Một số lưu ý cần nhớ

+ Nếu thủy phân peptit (mạch hở)

H[NHRCO]_nOH + (n–1)H₂O nH₂NRCOOH

=> n H₂O phản ứng = số mol liên kết peptit có trong peptit, protein

+ Peptit, protein thủy phân trong môi trường axit thì ta có phương trình:

H[NHRCO]_nOH + (n–1)H₂O + nHCl -> nClH₃NRCOOH (1)

+ Peptit, protein thủy phân trong môi trường kiềm thì ta có phương trình

H[NHRCO]_nOH + nNaOH --> nH₂NRCOONa + H₂O (2)

(2) => n H[NHRCO]_nOH = n H₂O

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng đối với phản ứng thủy phân peptit trong môi trường axit

=> m Amino axit = m peptit + m H₂O

* Một số ví dụ điển hình

Ví dụ 1: Thủy phân 1250 gam protein X thu được 425 gam alanin. Nếu phân tử khối của X bằng 100000 đvC thì số mắt xích alanin có trong X là :

A. 453.

B. 382.

C. 328.

D. 479.

Hướng dẫn giải chi tiết:

Từ dữ kiện đề bài ta có:

1250 gam protein khi thủy phân thu được 425 gam alanin

100000 gam protein khi thủy phân thu được x gam alanin

=> x = 100000 . 425 : 1250 = 34000 gam

Số mắt xích alanin có trong 1 mol X là: 34000 : 89 = 382 (mặt xích)

Đáp án B

Ví 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.

Hướng dẫn giải chi tiết:

n Ala = 28,48 : 89 = 0,32 mol

n Ala – Ala = 32 : (89 . 2 – 18) = 0,2 mol

n Ala – Ala – Ala = 27,72 : (89 . 3 – 18.2) = 0,12 mol

=> Số mol alanin có trong m gam tetrapeptit là:

= n Ala + 2 . nAla-Ala + 3 . n Ala-Ala-Ala

= 0,32 + 0,2 . 2 + 0,12 . 3 = 1,08 (mol)

=> n Ala-Ala-Ala-Ala = 1,08 : 4 = 0,27 (mol)

=> m Ala – Ala – Ala – Ala = 0,27 . (89 . 4 – 18 . 3) = 81,54 gam

Đáp án C.

Dạng 3: Bài tập về phản ứng đốt cháy peptit.

* Một số lưu ý cần nhớ

C_xH_yO_zN_t + O₂ → CO₂ + H₂O + N₂

Công thức giải nhanh đối với peptit tạo bởi a.a chứa 1 nhóm –NH₂và 1 nhóm –COOH:

Liên hệ số mol CO₂ và H₂O ( a là số mol chất đem đốt)

* Một số ví dụ điển hình:

Ví dụ 1: Oligopeptit mạch hở X được tạo nên từ các α-amino axit đều có công thức dạng H₂NC_xH_yCOOH. Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol X cần dùng vừa đủ 1,875 mol O₂, thu được N₂; 1,5 mol CO₂ và 1,3 mol H₂O. Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 0,025 mol X bằng 400 ml dung dịch NaOH 1M, thu được dung dịch Y. Cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch Y thu được m gam chất rắn khan. Số liên kết peptit trong X và giá trị của m lần lượt là

Hướng dẫn giải chi tiết:

Bảo toàn nguyên tố Oxi :

n_O(X) = 2n_CO2 + n_H2O – 2n_O2 = 0,55 mol = (Số liên kết peptit + 2).n_X

=> Số liên kết peptit = 9

n_N2 = 0,5n_N(X) = 5n_X = 0,25 mol

Bảo toàn khối lượng : m_X = m_N2 + m_CO2 + m_H2O – n_O2 = 36,4g

=> Với 0,025 mol X có khối lượng 18,2g

=> n_NaOH = 10n_X = 0,25 mol => n_NaOHdư

=> n_H2O = n_X = 0,025 mol

Bảo toàn khối lượng : m = m_X + m_{NaOH bđ} – m_H2O = 33,75g

Ví dụ 2: X là pentapeptit, Y là hexapeptit, đều mạch hở và đều được tạo thành từ cùng một loại a-amino axit no mạch hở, có 1 nhóm NH₂ và 1 nhóm COOH trong phân tử. Đốt cháy hoàn toàn 0,10 mol X rồi dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (CO₂, H₂O, N₂) vào dung dịch Ba(OH)₂ dư, thu được 295,90 gam kết tủa. Mặt khác cho 0,15 mol Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư, đun nóng thu được dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là:

Hướng dẫn giải chi tiết:

Giả sử amino axit có t cacbon

- Đốt cháy X (có 5t nguyên tử C):

n_{kết tủa} = n_BaCO3 = n_CO2 = n_C(X)

=> 295,5 : 197 = 0,1.5t => t = 3

Do a-amino axit no mạch hở, có 1 nhóm NH₂ và 1 nhóm COOH trong phân tử nên amino axit là:

CH₃-CH(NH₂)-COOH (Ala)

Vậy Y có CTPT là (Ala)₆

- Phản ứng thủy phân Y:

(Ala)₆ + 6NaOH → 6Ala-Na + H₂O

=> n_Ala-Na = 6n_Y = 0,9 mol

=> m_muối = 0,9.111 = 99,90 gam

Giải SGK, SBT, Chuyên đề Hóa Học Lớp 12