Bài tập về Peptit và Protein

Kiến thức cần nhớ

Protein là thành phần chính của cơ thể động vật, có trong thực vật và là cơ sở của sự sống. Protein còn là thức ăn quan trọng của con người và nhiều loài động vật, dưới dạng  thịt, cá, trứng … Protein được tạo nên từ các chuỗi peptit kết hợp với nhau.

Peptit

1. Khái niệm

- Peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α-amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết petit.

Chuỗi peptit

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

Ví dụ:

- Phân tử peptit hợp thành các gốc α-amino axit bằng liên kết peptit theo một trật tự nhất định. Amino axit đầu N còn nhóm NH₂, amino axit đầu C còn nhóm COOH. Ví dụ:

2. Phân loại

Các peptit được phân thành hai loại : 

a)  Oligopeptit: gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc α-  amino axit và được gọi tương ứng là đipeptit, tripeptit, …

b)  Polipeptit:  gồm các peptit có từ 11 đến 50 gốc α-  amino axit. Polipeptit là cơ sở tạo nên protein.

Người ta thường biểu diễn cấu tạo của các peptit bằng cách ghép từ tên viết tắt của các gốc α-  amino axit theo trật tự của chúng.

Ví dụ: Hai đipeptit từ alanin và glyxin là Ala – Gly và Gly – Ala.

Tính chất hóa học

Do có liên kết peptit, các peptit có hai phản ứng quan trọng là phản ứng thủy phân và phản ứng màu với Cu(OH)₂.

1. Phản ứng thủy phân

- Peptit có thể bị thủy phân hoàn toàn thành các α-  amino axit nhờ xúc tác axit hoặc bazơ:

- Peptit có thể bị thủy phân không hoàn toàn thành các peptit ngắn hơn nhờ xúc tác axit hoặc bazơ và đặc biệt nhờ các enzim có tác dụng xúc tác đặc hiệu vào một liên kết peptit nhất định nào đó.

2. Phản ứng màu biure

Trong môi trường kiềm, peptit tác dụng với với Cu(OH)₂ cho hợp chất màu tím. Đó là màu của hợp chất phức giữa peptit có từ 2 liên kết peptit trở lên với ion đồng.

PROTEIN

1. Khái niệm

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

- Protein được phân thành 2 loại:

+ Protein đơn giản: là loại protein mà khi thủy phân chỉ cho hỗn hợp các α-amino axit, ví dụ: abumin của lòng trắng trứng, fibroin của tơ tằm.

+ Protein phức tạp: được tạo thành từ các protein đơn giản kết hợp với các phân tử không phải protein (phi protein) như axit nucleic, lipit, cacbohiđrat…

Mô hình phân tử insulin

2. Cấu tạo phân tử

- Tương tự như peptit, phân tử protein được cấu tạo bởi nhiều gốc α-amino axit nối với nhau bằng liên kết peptit, nhưng phân tử protein lớn hơn, phức tạp hơn ( n > 50, n là số gốc α-amino axit).

- Các phân tử protein khác  nhau không những bởi các gốc α-amino axit khác nhau mà còn bởi số lượng, trật tự sắp xếp của chúng khác nhau. Vì vậy từ trên 20 α-amino axit khác nhau tìm thấy trong thiên nhiên có thể tạo ra một số rất lớn các phân tử protein khác nhau.

3. Tính chất

a) Tính chất vật lí

- Nhiều protein tan được trong nước tạo thành dung dịch keo và bị đông tụ lại khi đun nóng.

Ví dụ: Hòa tan lòng trắng trứng vào nước, sau đó đun sôi, lòng trắng trứng sẽ đông tụ lại.

- Sự đông tụ và kết tủa protein cũng xảy ra khi cho axit hoặc bazơ hoặc một số muối vào dung dịch protein.

b) Tính chất  hóa học

- Protein bị thủy phân nhờ xúc tác axit, bazơ hoặc enzim sinh ra các chuỗi peptit và cuối cùng thành các α-amino axit.

- Protein có phản ứng màu biure với Cu(OH)₂. Màu tím đặc trưng xuất hiện là màu của sản phẩm phức tạp giữa protein và ion Cu²⁺. Đây là một trong các phản ứng đặc trưng để phân biệt protein.

Khái niệm về enzim và axit nucleic

Trong hoạt động sống của cơ thể sinh vật, enzim và axit nucleic có vai trò rất quan trọng.

1. Enzim

- Enzim là những chất hầu hết có bản chất protein, có khả năng xúc tác cho các quá trình hóa học, đặc biệt trong cơ thể sinh vật.

- Enzim là chất xúc tác sinh học có trong mọi tế bào sống. Đến nay người ta đã biết khoảng 3500 enzim khác nhau.

- Đặc điểm của xúc tác enzim:

  + Tính chọn lọc (đặc hiệu) cao: mỗi enzim chỉ xúc tác cho một sự chuyển hóa nhất định. 

  + Tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzim rất lớn, gấp 10⁹ – 10¹¹ chất xúc tác hóa học. 

2. Axit nucleic

a) Khái niệm:

Axit nucleic là một polieste của axit photphoric và pentozơ:

  + Nếu pentozơ là ribozơ, axit nucleic kí hiệu ARN. 

  + Nếu pentozơ là đeoxiribozơ, axit nucleic kí hiệu ADN.

  + Phân tử khối ADN từ 4 – 8 triệu, thường tồn tại ở dạng xoắn kép. 

  + Phân tử khối ARN nhỏ hơn ADN, thường tồn tại ở dạng xoắn đơn.

Mô hình cấu trúc một đoạn phân tử AND

b) Vai trò

- Axit nucleic có vai trò quan trọng bậc nhất trong hoạt động sống của cơ thể như tổng hợp protein, sự chuyển hóa các thông tin di truyền…

- AND chứa các thông tin di truyền. Nó là vật liệu di truyền ở cấp độ phân tử mang thông tin di truyễn mã hóa cho hoạt động sinh trưởng và phát triển của cơ thể sống.

- ARN chủ yếu nằm trong tế bào chất, nó tham gia vào quá trình giải mã thông tin di truyền. 

Các dạng bài tập Peptit và protein

Dạng 1: Lí thuyết trọng tâm

Dạng 2: Phản ứng thuỷ phân

Bài toán 1: Thuỷ phân hoàn toàn

Bài toán 2: Thuỷ phân không hoàn toàn

Dạng 3: Phản ứng đốt cháy

Dạng 4: Các hợp chất chứa N khác

Bài tập tự luyện

1. Bài tập vận dụng

Câu 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.

Câu 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

Câu 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.

Câu 4: 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

Câu 5: 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.

Câu 6: 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_NaOH dư

=> n_H2O = n_X = 0,025 mol

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

Câu 7: 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

2. Bài tập tự luyện có hướng dẫn 

(Xem thêm trong file bên dưới)

Xem thêm các dạng bài tập và câu hỏi liên quan khác

1000 Bài tập hóa 12 Chương 2: Cacbohiđrat (có đáp án)

1000 Bài tập hóa 12 Chương 1: Este - Lipit (có đáp án)

90 Bài tập Đồng và hợp chất của đồng (có đáp án)

70 Bài tập sắt và hợp chất của sắt (2024) có đáp án (chi tiết nhất)

70 Bài tập về Crom và hợp chất của Crom (2024) có đáp án chi tiết nhất