Sinh 10 Kết nối tri thức Bài 15: Thực hành: Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố

- 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.

- 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.

- Bước 1. Cho 2g 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.

- 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.

 + Ống số 1: xuất hiện màu tím nhạt.

+ Ống số 2: không có hiện tượng. 

+ Ống số 3: không có hiện tượng. 

+ Ống số 4: không có hiện tượng.

- 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).

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.

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?

a) Thời gian cần để dung dịch trong các ống nghiệm đầu tiên trở nên trong suốt:

+ Ống 1: nước cất và để ở nhiệt độ phòng: dung dịch mất màu chậm.

+ Ống 2: nước vôi trong và để ở nhiệt độ phòng: dung dịch mất màu tương đối nhanh.

+ Ống 3: nước cất và chuyển vào cốc nước sôi trong 10 phút: dung dịch mất màu nhanh nhất

+ Ống 4: nước cất và để trong nước đá: mất nhiều thời gian nhất, thí nghiệm diễn ra rất chậm.

- Dung dịch protein albumin từ đục chuyển sang trong sau khi thêm nước ép lõi dứa do trong nước ép dứa có chứa enzyme bromelain, enzyme có cấu trúc bởi các protein giúp cơ thể phá vỡ các phân tử phức tạp thành các phân tử đơn giản hơn vì vậy mà các phản ứng enzyme thường không tạo phức hợp màu mà làm thay đổi độ đục của dung dịch phản ứng.

- 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 vì enzyme chịu ảnh hưởng của một số yếu tố như nhiệt độ, độ PH

+ Mỗi một enzyme hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ tối ưu nhất định. Khi nhiệt độ lệch sang hai bên nhiệt độ tối ưu hoạt động của enzyme giảm và tốc độ phản ứng sẽ giảm theo. Sự tăng nhiệt độ làm cho làm cho động năng của enzyme và cơ chất tăng, chúng chuyển động nhanh hơn, va chạm nhiều hơn. Các phức chất enzyme-cơ chất hình thành nhiều hơn, phản ứng xảy ra nhanh hơn. Khi nhiệt độ hạ thấp hơn nhiệt độ tối ưu, cơ chất và phân tử enzyme chuyển động chậm. Tần số va chạm giữa chúng thấp, ít phức hợp enzyme-cơ chất hình thành và tốc độ phản ứng giảm.

+ Mỗi một enzyme hoạt động tối ưu tại một giới hạn pH thích hợp. Khi pH lệch sang hai bên phía pH tối thích, hoạt tính của enzyme giảm xuống.

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

Khi ăn dứa tươi người ta hay gọt bỏ lõi, nếu ăn cả lỗi 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 hoạt động và phân giải các protein trên màng tế bào lưỡi, dẫn tới phá hủy tế bào lưỡi và gây ra hiện tượng 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.

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

- Bát cháo ăn dở thường bị vữa vì cháo được nấu từ gạo (tinh bột), tinh bột có khả năng hút nước cao, khi để lâu tinh bột sẽ hút hết nước trong cháo và nở ra, khiến cháo bị vữa.

- Nhai cơm lâu trong miệng thường cảm thấy ngọt vì tinh bột trong cơm đã chịu tác dụng của enzim amilaza trong nước bọt và biến đổi một thành phần thành đường mantôzơ, đường này đã tác động vào các gai vị giác trên lưỡi cho ta cảm giác ngọt.