Bài 15: Thực hành thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của yếu tố đến hoạt tính và kiểm tra hoạt tính của enzyme amylase | Giải bài tập Sinh học 10 | Chương 4: Chuyển Hóa Năng Lượng Trong Tế Bào - Lớp 10 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

1. Mục đích

- Thực hiện được các bước thí nghiệm theo quy trình.

- Quan sát và nhận xét được hiệu quả tác dụng của enzyme trong phân hủy protein; ảnh hưởng của pH, nhiệt độ đối với hoạt tính của enzyme phân hủy protein.

- Quan sát và nhận xét được hiệu quả tác dụng của enzyme trong phân hủy tinh bột, ảnh hưởng của pH, nhiệt độ đối với hoạt tính của enzyme phân hủy tinh bột.

2. Cách tiến hành

a) Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme phân hủy protein

Bước 1: Gọt dứa, lấy lõi ép lấy nước và chia vào 4 ống nghiệm, mỗi ống chứa 0,5 mL nước ép lõi dứa. Đánh số các ống nghiệm từ 1 đến 4.

(Nếu dùng đu đủ thì gọt lấy khoảng 5 g vỏ hoặc thay bằng lá đu đủ tươi, nghiền nát bằng chày và cối, thêm vào 4 mL nước cất (nước lọc), khuấy đều và lọc lấy dịch trong. Chia vào 4 ống nghiệm, mỗi ống 0,5 mL dịch).

Bước 2: Ống số 1 cho thêm 0,1 mL nước cất, để nguyên ở nhiệt độ phòng. Ống số 2 cho thêm 0,1 mL nước vôi trong, để ở nhiệt độ thường. Ống số 3 cho thêm 0,1 mL nước cất và chuyển vào cốc nước sôi trong 10 phút. Ống số 4 cho thêm 0,1 mL nước cất và để trong nước đá.

Bước 3: Dùng pipet hoặc bơm tiêm để lấy 2 mL lòng trắng trứng, trộn đều với 2 mL nước cất được dung dịch lòng trắng trứng.

Bước 4: Chuyển vào mỗi ống nghiệm 1 mL dung dịch lòng trắng trứng, lắc đều, quan sát, nhận xét và ghi chép lại sự thay đổi của dung dịch trong ống nghiệm.

b) Thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thủy phân tinh bột của enzyme amylase

Bước 1: 2 g bột lọc được khuấy đều trong 100 mL nước và đun sôi, đổ ra đĩa peptri và để nguội. Nồng độ tinh bột có thể tăng hoặc giảm chút ít để khi đĩa tinh bột nguội đi sẽ vừa đủ đặc để không chảy khi nghiêng đĩa và cũng không bị đặc cứng đặc.

Bước 2: Tách lấy mầm lúa (hoặc ngô) rồi nghiền nhỏ bằng chày, cối sứ. Cho thêm vào 2 mL nước, khuấy đều rồi gạn lấy phần nước. Chia vào 4 ống nghiệm (đã được đánh số từ 1 đến 4), mỗi ống 0,5 mL dịch mầm lúa (ngô).

Bước 3: Ống số 1, thêm 0,1 mL nước cất, để nguyên ở nhiệt độ phòng. Ống số 2 cho thêm 0,1 mL nước vôi trong, để ở nhiệt độ phòng. Ống số 3 cho thêm 0,1 mL nước cất và chuyển vào cốc nước sôi trong 10 phút rồi để nguội ở nhiệt độ phòng. Ống số 4 cho thêm 0,1 mL nước cất và để trong nước đá.

Bước 4: Lấy dung dịch ở mỗi ống nghiệm nhỏ 2 giọt lên các vị trí khác nhau trên đĩa đựng tinh bột (đánh dấu các vị trí tương ứng với số của ống nghiệm). Sau 15 phút, kiểm tra và đo đường kính vết lõm ở các vị trí trên đĩa.

3. Kết quả

a) Kết quả thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme phân hủy protein

- Ống 1: Dung dịch dần trở nên trong suốt.

- Ống 2: Dung dịch dần trở nên trong suốt, tốc độ chuyển màu chậm hơn ống 1.

- Ống 3: Dung dịch dần trở nên trong suốt, tốc độ chuyển màu nhanh hơn ống 1.

- Ống 4: Dung dịch dần trở nên trong suốt, tốc độ chuyển màu chậm nhất.

b) Kết quả thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thủy phân tinh bột của enzyme amylase

- Các dung dịch ở mỗi ống tạo ra vết lõm có kích thước khác nhau, theo thứ tự giảm dần là: ống 3, ống 1, ống 2 và cuối cùng là ống 4.

4. Giải thích và kết luận

a) Giải thích và kết luận thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme phân hủy protein

Trong lõi dứa chứa enzyme phân giải protein là enzyme bromelain. Trong, dung dịch lòng trắng trứng có protein albumin. Do đó, khi cho dung dịch lòng trắng trứng vào dung dịch nước ép lõi dứa, enzyme bromelain sẽ phân giải protein albumin khiến cho dung dịch lòng trắng trứng trở nên trong suốt. Tuy nhiên, tốc độ chuyển sang màu trong suốt ở mỗi ống là khác nhau vì có sự khác nhau về hoạt tính của enzyme bromelain ở mỗi ống. Cụ thể:

- Ống 1: Cho thêm 0,1 mL nước cất, để nguyên ở nhiệt độ phòng. Tại nhiệt độ thường, enzyme bromelain vẫn hoạt động phân giải albumin nhưng với tốc độ chậm hơn. Do đó, ống này cần nhiều thời gian hơn ống 3 để dung dịch chuyển sang màu trong suốt.

- Ống 2: Cho thêm 0,1 mL nước vôi trong, để ở nhiệt độ thường. Trong ống 2, nước vôi trong làm tăng pH của dung dịch thành pH kiềm và đây không phải là khoảng pH tối ưu cho hoạt tính của enzyme bromelain, khiến enzyme hoạt động kém hơn so với ở ống 1. Do đó ống này cần nhiều thời gian hơn ống 1 để dung dịch chuyển sang màu trong suốt.

- Ống 3: Cho thêm 0,1 mL nước cất và chuyển vào cốc nước sôi trong 10 phút. Nhiệt độ cao của nước đang sôi là phù hợp để enzyme bromelain hoạt động tốt nhất, do đó albumin bị phân giải nhanh nhất và do đó cũng cần ít thời gian nhất để dung dịch chuyển sang màu trong suốt.

- Ống 4: Cho thêm 0,1 mL nước cất và để trong nước đá. Nhiệt độ thấp của nước đá khiến enzyme bromelain gần như bị bất hoạt, do đó albumin bị phân giải chậm nhất và cần nhiều thời gian nhất để dung dịch sang màu trong suốt.

→ Kết luận:

- Trong lõi dứa có chứa enzyme phân giải protein.

- Hoạt tính của enzyme bromelain bị ảnh hưởng với các yếu tố: nhiệt độ (hoạt động tốt ở nhiệt độ cao), độ pH (pH kiềm ức chế hoạt tính của enzyme bromelain).

b) Giải thích và kết luận thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thủy phân tinh bột của enzyme amylase

Trong dịch mầm lúa có enzyme amylase có khả năng phân giải tinh bột. Do đó, khi nhỏ dung dịch mầm lúa lên đĩa bột lọc, enzyme amylase sẽ phân giải tinh bột tạo nên những vết lõm trên đĩa bột lọc. Tuy nhiên, kích thước vết lõm khác nhau do hoạt tính enzyme amylase ở mỗi ống là khác nhau:

- Ống 1: Cho thêm 0,1 mL nước cất, để nguyên ở nhiệt độ phòng. Tại nhiệt độ thường, enzyme amylase vẫn phân giải được tinh bột dù kém hơn khi ở nhiệt độ cao của nước sôi. Do đó, đĩa 1 có kích thước vết lõm nhỏ hơn ở đĩa 3.

- Ống 2: Cho thêm 0,1 mL nước vôi trong, để ở nhiệt độ thường. Nước vôi trong làm tăng pH khiến dung dịch có pH kiềm và đây không phải là khoảng pH tối ưu cho sự hoạt động của enzyme amylase, khiến enzyme amylase hoạt động kém hơn so với ở đĩa 1. Do đó, đĩa 2 có kích thước vết lõm nhỏ hơn ở đĩa 1.

- Ống 3: Cho thêm 0,1 mL nước cất và chuyển vào cốc nước sôi trong 10 phút rồi để nguội ở nhiệt độ phòng. Nhiệt độ cao của nước đang sôi là phù hợp để enzyme hoạt động tốt nhất. Do đó, đĩa 3 có kích thước vết lõm là lớn nhất.

- Ống 4: Cho thêm 0,1 mL nước cất và để trong nước đá. Nhiệt độ thấp của nước đá khiến enzyme amylase gần như bị bất hoạt khiến tinh bột bị phân giải chậm nhất. Do đó, đĩa 4 có kích thước vết lõm nhỏ nhất.

5. Trả lời câu hỏi

a) Nhận xét về thời gian cần để dung dịch trong các ống nghiệm đầu tiên trở nên trong suốt. Giải thích tại sao dung dịch protein albumin từ đục chuyển sang trong sau khi thêm nước ép lõi dứa. Vì sao lại có sự giống hoặc khác nhau về thời gian phản ứng cũng như đặc điểm của dung dịch trong ống khi kết thúc thí nghiệm?

b) Giải thích tại sao khi ăn dứa tươi người ta hay gọt bỏ lõi, nếu ăn cả lôi sẽ rát lưỡi.

c) Giải thích tại sao lại xuất hiện vết lõm trên đĩa tinh bột cũng như có sự giống hoặc khác nhau về đường kính các vết lõm.

d) Vì sao bát cháo ăn dở lại thường bị vữa, nhai cơm lâu trong miệng thường cảm thấy ngọt.

Trả lời:

a)

- Nhận xét về thời gian cần để dung dịch trong các ống nghiệm đầu tiên trở nên trong suốt: Thời gian cần để dung dịch trong các ống nghiệm trở nên trong suốt là khác nhau. Trong đó, ống 3 cần thời gian ngắn nhất rồi đến ống 1, ống 2 và cuối cùng là ống 4.

- Giải thích tại sao dung dịch protein albumin từ đục chuyển sang trong sau khi thêm nước ép lõi dứa: Trong lõi dứa chứa enzyme phân giải protein là enzyme bromelain. Trong, dung dịch lòng trắng trứng có protein albumin. Do đó, khi cho dung dịch lòng trắng trứng vào dung dịch nước ép lõi dứa, enzyme bromelain sẽ phân giải protein albumin khiến cho dung dịch lòng trắng trứng trở nên trong suốt.

- Có sự khác nhau về thời gian phản ứng vì hoạt tính của enzyme bromelain ở mỗi ống là khác nhau do sự ảnh hưởng khác nhau của các yếu tố nhiệt độ, độ pH: Ống 3, nhiệt độ cao của nước sôi làm tăng hoạt động của enzyme. Ống 1, nhiệt độ phòng không phải là nhiệt độ tối ưu của enzyme. Ống 2 và 4, độ pH kiềm và nhiệt độ thấp kìm hãm hoạt tính của enzyme.

b) Nguyên nhân khiến chúng ta bị rát lưỡi khi ăn dứa mà không gọt bỏ lõi là do bên trong lõi của quả dứa có hàm lượng enzyme bromelain – một enzyme có khả năng phân giải protein cao. Enzyme bromelain này tiếp xúc với lớp da nhạy cảm ở lưỡi và xung quanh miệng khiến các protein bị phân hủy và gây ra cảm giác đau rát. Do đó, khi ăn dứa tươi, người ta hay gọt bỏ lõi.

c)

- Xuất hiện vết lõm trên đĩa tinh bột vì trong dịch mầm lúa có enzyme amylase có khả năng phân giải tinh bột. Do đó, khi nhỏ dung dịch mầm lúa lên đĩa bột lọc, enzyme amylase sẽ phân giải tinh bột tạo nên những vết lõm trên đĩa bột lọc.

- Có sự khác nhau về đường kính các vết lõm là do hoạt tính enzyme amylase ở mỗi ống là khác nhau: Ống 3, nhiệt độ cao của nước sôi làm tăng hoạt động của enzyme. Ống 1, nhiệt độ phòng không phải là nhiệt độ tối ưu của enzyme. Ống 2 và 4, độ pH kiềm và nhiệt độ thấp kìm hãm hoạt tính của enzyme.

d)

- Bát cháo ăn dở lại thường bị vữa vì:

+ Trong nước bọt của người có enzyme amylase giúp phân giải tinh bột thành đường đơn.

+ Trong bát cháo ăn dở có dính nước bọt của người khiến cho enzyme amylase phân giải tinh bột trong cháo, làm cháo bị vữa.

- Nhai cơm lâu trong miệng thường cảm thấy ngọt vì tinh bột trong cơm đã chịu tác dụng của enzyme amilaza trong nước bọt khiến một phần tinh bột bị biến đổi thành đường mantose. Đường mantose được tạo ra đã tác động vào các gai vị giác trên lưỡi cho ta cảm giác ngọt.