Giáo án Bài 11. Ôn tập chương 3

Huy động kiến thức nền của chương 3 và xác định nhiệm vụ hệ thống hoá các nội dung trọng tâm.

GV trình chiếu 4 mệnh đề, HS giơ thẻ Đúng/Sai và giải thích ngắn:
a) Bậc của amine được xác định theo số nguyên tử C trong phân tử.
b) Glycine vừa phản ứng được với HCl, vừa phản ứng được với NaOH.
c) Biến tính protein luôn làm đứt các liên kết peptide.
d) Protein tạo màu tím với $\mathrm{Cu^{2+}}$ trong môi trường kiềm.

Đáp án: a) Sai, bậc amine là số gốc hydrocarbon gắn trực tiếp N. b) Đúng, nhóm $\mathrm{NH_2}$ có tính base, nhóm $\mathrm{COOH}$ có tính acid. c) Sai, biến tính đổi cấu trúc không gian và không nhất thiết cắt liên kết peptide. d) Đúng, phản ứng biuret cho màu tím.
Kết luận HS rút ra: chương 3 gồm amine, amino acid, peptide – protein và enzyme; mỗi đối tượng cần nắm cấu tạo, tính chất và điều kiện phản ứng.

Hệ thống hoá cách xác định bậc amine, công thức chung của amine no đơn chức mạch hở và tính chất base của nhóm amino.

HS làm việc theo cặp đôi, hoàn thành mục A của Phiếu học tập số 1:

• Xác định bậc của $\mathrm{CH_3NH_2}$, $\mathrm{(CH_3)_2NH}$, $\mathrm{(CH_3)_3N}$.
• Viết công thức chung $\mathrm{C_nH_{2n+3}N}$ (n≥1) và kiểm tra với $\mathrm{CH_3NH_2}$.
• Nêu tên gọi: methylamine, ethylamine, dimethylamine, aniline ($\mathrm{C_6H_5NH_2}$).
• Câu hỏi: “Nhóm nào trong amine có thể nhận proton? Hãy dự đoán amine phản ứng được với HCl.”

Kiến thức HS rút ra: bậc I, II, III của amine là $\mathrm{CH_3NH_2}$, $\mathrm{(CH_3)_2NH}$, $\mathrm{(CH_3)_3N}$, đếm số gốc C gắn trực tiếp N. Amine no, đơn chức, mạch hở có công thức chung $\mathrm{C_nH_{2n+3}N}$, n≥1. Nhóm amino nhận proton nên amine phản ứng với HCl tạo muối theo tỉ lệ 1 mol $\mathrm{NH_2}$ : 1 mol HCl. Aniline $\mathrm{C_6H_5NH_2}$ là amine thơm, không thuộc công thức chung của amine no mạch hở.

Giải thích được tính lưỡng tính, dạng ion lưỡng cực của amino acid và cách tính số liên kết peptide, số mol nước và số mol amino acid khi thuỷ phân peptide.

Kĩ thuật mảnh ghép. Vòng 1 – nhóm chuyên gia (4 HS mỗi nhóm):

• Nhóm 1 (amino acid): glycine $\mathrm{H_2NCH_2COOH}$ (M = 75) và alanine $\mathrm{CH_3CH(NH_2)COOH}$ (M = 89). Nêu nhóm chức, phản ứng với HCl và NaOH; viết dạng ion lưỡng cực $\mathrm{H_3N^{+}–R–COO^{-}}$; giải thích vì sao tổng điện tích bằng 0 nhưng vẫn có hai điện tích nội phân tử.
• Nhóm 2 (peptide): Gly–Ala–Gly mạch hở. Đếm số liên kết peptide; viết sơ đồ thuỷ phân và tính số mol nước cần, số mol Gly, Ala khi thuỷ phân hoàn toàn 0,10 mol peptide.
  Vòng 2 – ghép mảnh: mỗi nhóm ghép có chuyên gia của đủ hai nhóm trên và trình bày lại nội dung.

Kiến thức HS rút ra: amino acid chứa nhóm $\mathrm{NH_2}$ và $\mathrm{COOH}$ nên có tính lưỡng tính. Ở dạng rắn, α-amino acid tồn tại dạng ion lưỡng cực $\mathrm{H_3N^{+}–R–COO^{-}}$, có hai điện tích nội phân tử dù tổng điện tích bằng 0. Gly–Ala–Gly có 3 gốc nên có 2 liên kết peptide. Thuỷ phân hoàn toàn 0,10 mol Gly–Ala–Gly bằng nước: $\mathrm{n(H_2O)}$ = 0,20 mol; $\mathrm{n(Gly)}$ = 0,20 mol; $\mathrm{n(Ala)}$ = 0,10 mol. Tổng quát: peptide mạch hở có k gốc amino acid có k − 1 liên kết peptide.

Phân biệt được thuỷ phân, biến tính và đông tụ protein; nêu được điều kiện nhận biết protein bằng phản ứng màu biuret và phạm vi kết luận khi khảo sát hoạt động enzyme.

HS làm việc nhóm 4, lập bảng so sánh 3 cột: Thuỷ phân – Biến tính – Đông tụ, và vẽ sơ đồ tư duy về protein, enzyme. Các ý cần so sánh: tác nhân, liên kết peptide có bị cắt không, cấu trúc không gian có đổi không, có thấy kết tủa không. Trả lời đồng thời: “Phản ứng biuret cho màu tím cần điều kiện gì? Vì sao dipeptide thường không cho màu này như tripeptide?” và “Dữ liệu enzyme chỉ có giá trị trong điều kiện nào?”

Bảng so sánh HS hoàn thiện:

• Thuỷ phân: cắt liên kết peptide, tạo chuỗi ngắn hơn rồi amino acid.
• Biến tính: đổi cấu trúc không gian; không nhất thiết cắt liên kết peptide; có thể không thấy kết tủa.
• Đông tụ: có thể đi cùng biến tính, nhưng không phải mọi biến tính đều nhìn thấy kết tủa.
  Biuret: protein (có ít nhất 2 liên kết peptide) cho màu tím với $\mathrm{Cu^{2+}}$ trong môi trường kiềm; dipeptide chỉ có 1 liên kết peptide nên thường không cho màu này.
  Enzyme: kết luận chỉ đúng trong các điều kiện pH, nhiệt độ, cơ chất đã khảo sát.

Vận dụng kiến thức chương để giải các bài tập định tính: chọn đáp án đúng, đánh giá đúng sai, ghép thuật ngữ với ý nghĩa.

Các nhóm 4 HS làm trên khăn trải bàn gồm 6 ô, trả lời các câu sau (đề lấy từ bài tập 1, 2, 3, 8, 9, 10 của bài ôn):

1. Bậc amine do đâu quyết định? A. Khối lượng; B. Số gốc carbon gắn N; C. Số C toàn phân tử; D. Số nhóm COOH.
2. Glycine phản ứng được với NaOH vì có nhóm nào? A. COOH; B. Liên kết đôi C=C; C. Nhân benzene; D. Na⁺.
3. Màu biuret của protein là gì? A. Vàng; B. Nâu đỏ; C. Không màu; D. Tím.
4. Đánh giá Đúng/Sai: a) Aniline là base yếu hơn amine alkyl nhỏ theo mô hình. b) Biến tính luôn cắt mọi liên kết peptide. c) Enzyme không làm đổi Kc. d) Dipeptide thường không cho màu biuret như tripeptide.
5. Chất nào có thể phản ứng với HCl? A. Methylamine; B. Aniline; C. Glycine; D. Ethane.
6. Ghép thuật ngữ với ý nghĩa: Lưỡng tính; Ion lưỡng cực; Biến tính.

Đáp án và lí do:

1. B. Đếm gốc hydrocarbon trực tiếp gắn N.
2. A. COOH cho proton, tạo muối carboxylate với NaOH.
3. D. Tím, do phức với $\mathrm{Cu^{2+}}$ trong môi trường kiềm.
4. a) Đúng; b) Sai, biến tính không nhất thiết cắt liên kết peptide; c) Đúng; d) Đúng, biuret cần ít nhất 2 liên kết peptide.
5. A, B, C. Methylamine, aniline và glycine đều có nhóm $\mathrm{NH_2}$ có tính base nhận proton; ethane không tác dụng với HCl theo kiểu acid–base.
6. Lưỡng tính: phản ứng được cả với acid và base. Ion lưỡng cực: có điện tích dương và âm nội phân tử. Biến tính: đổi cấu trúc không gian protein. Lưu ý: tổng điện tích bằng 0 không đồng nghĩa không có điện tích nội phân tử.

Vận dụng tỉ lệ mol, số liên kết peptide và tỉ lệ trung hoà để giải bài toán định lượng liên quan đến amine, amino acid và peptide.

HS làm việc cặp đôi với Phiếu học tập số 2:
Câu 1 (GV làm mẫu trên bảng): 0,10 mol Gly–Ala–Gly thuỷ phân hoàn toàn bằng nước. Tính số mol nước và số mol từng amino acid.
Câu 2: 0,25 mol ethylamine tác dụng với HCl để tạo muối. Tính số mol HCl cần dùng.
Câu 3: Một heptapeptide mạch hở, không vòng. Có bao nhiêu liên kết peptide?
Câu 4: Tính phân tử khối của Gly–Gly–Gly mạch hở (M của glycine = 75, của nước = 18).
Câu 5: 0,20 mol glycine trung hoà vừa đủ với NaOH (M = 40). Tính khối lượng NaOH cần dùng (g).

Đáp án Phiếu học tập số 2:
Câu 1: n(H₂O) = 0,20 mol; n(Gly) = 0,20 mol; n(Ala) = 0,10 mol. Giải thích: 2 liên kết peptide, mỗi phân tử cho 2 Gly và 1 Ala.
Câu 2: 0,25 mol HCl, vì mỗi nhóm $\mathrm{NH_2}$ cần 1 mol HCl.
Câu 3: 6 liên kết peptide, vì 7 − 1 = 6.
Câu 4: $\mathrm{3 \times 75 - 2 \times 18 = 189}$.
Câu 5: m(NaOH) = 0,20 × 40 = 8,0 g, tỉ lệ 1 : 1 giữa glycine và NaOH.

Vận dụng kiến thức về enzyme và điều kiện phản ứng để đọc số liệu, đưa ra kết luận có căn cứ và đề xuất thí nghiệm đối chứng.

Nhóm 4 HS phân tích dữ liệu giả định của một enzyme (Phiếu học tập số 3) trong 10 phút:
Khối lượng sản phẩm tạo thành sau 10 phút khi thay đổi pH, giữ nhiệt độ, cơ chất và lượng enzyme không đổi:

• pH 5: 0,02 mol.
• pH 7: 0,08 mol.
• pH 9: 0,03 mol.
  Câu hỏi: (1) Kết luận nào được rút ra từ dữ liệu? (2) Kết luận có thể áp dụng cho mọi pH và mọi enzyme không? Vì sao? (3) Nêu hai thí nghiệm đối chứng cần bổ sung. (4) Có nên dùng pH 7 làm điều kiện an toàn để điều trị bệnh không? Vì sao?

Kết luận HS rút ra: trong các pH đã khảo sát, pH 7 cho lượng sản phẩm nhiều nhất của enzyme này. Kết luận chưa chứng minh pH 7 là tối ưu duy nhất cho mọi pH hay mọi enzyme, vì chỉ khảo sát ba giá trị pH trong một điều kiện. Thí nghiệm đối chứng: một mẫu không có enzyme và lặp lại thí nghiệm để kiểm tra độ tin cậy; giữ nhiệt độ, cơ chất, lượng enzyme và thời gian không đổi. Không đánh đồng pH tốt cho enzyme với pH an toàn cho điều trị.