Giải bài tập Sinh học lớp 10 Bài 15: Thực hành: Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme và kiểm tra hoạt tính của enzyme amylase

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 huỷ protein; ảnh hưởng của pH, nhiệt độ đối với hoạt tính của enzyme phân huỷ protein.

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

2. Cách tiến hành

2.1. Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme phân huỷ 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 (có thể 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. Đặt thí nghiệm:

+  Ống số 1 cho thêm 0,1 ml nước cất (hoặc nước lọc), 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. 

+ 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 và thời gian xảy ra thay đổi ở các ống bắt đầu và kết thúc sự thay đổi.

2.2. Thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thuỷ phân tinh bột của enzyme amylase

Bước 1. Cho 2 g bột lọc được khuấy đều trong 100 ml nước và đun sôi, đổ ra đĩa petri 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.

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. Đặt thí nghiệm:

+ Ống số 1, thêm 0,1 ml nước cất (hoặc nước lọc), 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 số của ống nghiệm). Sau 15 phút, kiểm tra và đo đường kính vết lõm ở các vị trí trên đĩa.

3. Kết quả

3.1. Kết quả thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme phân huỷ protein

- Ống số 1: dung dịch lòng trắng trứng từ đục chuyển sang trong sau khi thêm vào nước ép lõi dứa trong thời gian ngắn.

- Ống số 2: dung dịch lòng trắng trứng từ đục chuyển sang trong sau khi thêm vào nước ép lõi dứa trong thời gian chậm hơn ống 1.

- Ống số 3: dung dịch lòng trắng trứng từ đục chuyển sang trong sau khi thêm vào nước ép lõi dứa trong thời gian nhanh hơn ống 1.

- Ống số 4: dung dịch lòng trắng trứng từ đục chuyển sang trong sau khi thêm vào nước ép lõi dứa trong thời gian dài.

3.2. Kết quả thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thuỷ phân tinh bột của enzyme amylase

+ Ống số 1: tạo vết lõm có đường kính lớn nhất.

+ Ống số 2: không tạo vết lõm. 

+ Ống số 3: không tạo vết lõm. 

+ Ống số 4: tạo vết lõm có đường kính nhỏ.

4. Giải thích và kết luận

4.1. Giải thích và kết luận thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme phân huỷ protein

- Trong lõi quả dứa có enzyme phân giải protein, trong lòng trắng trứng có protein albumin. Khi cho dung dịch lòng trắng trứng vào dung dịch nước ép lõi dứa sẽ xảy ra quá trình enzyme phân giải protein làm biến đổi màu của dung dịch thành trong suốt.

- Thời gian chuyển màu của mỗi ống khác nhau do hoạt tính của enzyme ở mỗi ống là khác nhau:

+ Trong ống 1: Tại nhiệt độ thường, enzyme 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: 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 này, 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: Nhiệt độ cao của nước đang sôi là phù hợp để enzyme này 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: Nhiệt độ thấp của nước đá khiến enzyme này 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.

4.2. Giải thích và kết luận thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thuỷ phân tinh bột của enzyme amylase

- Trong dịch mầm lúa có enzyme amylase phân giải tinh bột. Khi cho dung dịch mầm lúa lên đĩa bột lọc, enzyme amylase phân giải tinh bột tạo thành vết lõm trên đĩa.

- Tuy nhiên, kích thước của vết lõm là khác nhau do hoạt tính enzyme amylase ở mỗi ống là khác nhau:

+ Trong ống 1: Tại nhiệt độ thường thì enzyme amylase còn hoạt tính nên phân giải được tinh bột đựng trong đĩa nên tạo vết lõm lớn.

+ 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 amylase, khiến enzyme hoạt động kém hơn, thậm chí mất hoạt tính so với ở ống 1, nên hầu như không tạo vết lõm trên đĩa đựng tinh bột.

- Trong ống 3: Nhiệt độ cao của nước đang sôi đã làm biến tính protein khiến enzyme amylase mất hoạt tính, do đó amylase không phân giải được tinh bột, nên không tạo vết lõm trên đĩa đựng tinh bột.

- Trong ống 4: Nhiệt độ thấp của nước đá khiến enzyme bị ức chế, hoạt tính enzyme bị giảm do đó tinh bột bị phân giải chậm nhất nên tạo vết lõm nhỏ.

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 đầu tiên trở nên trong suốt theo thứ tự tăng dần là: ống 3, ống 1, ống 2, ống 4.

• Dung dịch protein albumin từ đục chuyển sang trong sau khi thêm nước ép lõi dứa do enzyme phân giải protein có trong nước ép lõi dứa đã phân giải hết protein albumin.

• Có sự khác nhau về thời gian phản ứng vì hoạt tính của enzyme ở mỗi ống là khác nhau: hoạt tính của enzyme phân giải albumin giữa các ống là khác nhau bởi ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ (nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, nhiệt độ phòng), độ pH.

b) Khi ăn dứa tươi người ta hay gọt bỏ lõi, nếu ăn cả lõi sẽ rát lưỡi do: Trong lõi dứa tươi có chứa các enzyme phân giải protein. Do đó, nếu ăn cả lõi dứa thì các enzyme này sẽ phân giải các protein trên màng tế bào lưỡi, dẫn tới phá hủy tế bào lưỡi và gây ra hiện tượng rát lưỡi.

c)

- Xuất hiện vết lõm trên đĩa tinh bột vì trong dịch mầm lúa có enzyme amylase có khả năng phân giải tinh bột.

- Có sự khác nhau về đường kính của vết lõm do hoạt tính của enzyme amylase ở mỗi ống là khác nhau do chịu ảnh hưởng của các yếu tố (nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, nhiệt độ phòng), độ pH. Trong đó, enzyme hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ phòng và độ pH trung tính nên sẽ tạo đường kính vết lõm lớn nhất.

d)

- Bát cháo ăn dở lại thường bị vữa do: Trong nước bọt của người có enzyme amylase giúp phân giải tinh bột thành đường đơn. Trong bát cháo ăn dở đã có nước bọt của người và do đó có enzyme amylase phân giải tinh bột trong cháo, làm cháo bị vữa.

- Nhai cơm trong miệng lâu thường cảm thấy vị ngọt do: Khi nhai cơm lâu thì sẽ tạo điều kiện về thời gian cho amylase phân giải tinh bột thành đường. Đường có vị ngọt nên ta sẽ cảm thấy ngọt.