Trả lời nhanh
Bài 15 gồm hai thí nghiệm: enzyme trong nước ép lõi dứa (bromelain) phân giải protein lòng trắng trứng, và enzyme amylase trong mầm lúa phân giải tinh bột. Ở nhiệt độ phòng, pH trung tính, enzyme hoạt động tốt nhất. Môi trường kiềm (nước vôi), nước sôi hoặc nước đá làm hoạt tính giảm mạnh hoặc mất hẳn.
1. Mục đích của bài thực hành
- Quan sát được enzyme phân giải protein (từ dứa hoặc đu đủ) làm dung dịch lòng trắng trứng đang đục trở nên trong.
- Quan sát được enzyme amylase (từ mầm lúa hoặc ngô) phân giải tinh bột, tạo vết lõm trên đĩa tinh bột.
- Rút ra nhận xét về ảnh hưởng của nhiệt độ và pH tới hoạt tính enzyme.
2. Nguyên lí cần nhớ trước khi làm
Enzyme là protein nên rất nhạy với môi trường. Mỗi enzyme có một khoảng nhiệt độ và pH tối ưu, tại đó tốc độ phản ứng lớn nhất. Hai thí nghiệm của bài đều dùng bốn ống cùng lượng dịch enzyme, chỉ khác đúng một điều kiện, nên kết quả khác nhau là do điều kiện đó gây ra.
| Điều kiện | Điều gì xảy ra với enzyme | Có phục hồi được không? |
|---|---|---|
| Nhiệt độ thấp (nước đá) | Phân tử chuyển động chậm, enzyme và cơ chất ít va chạm, phản ứng rất chậm | Có, khi đưa về nhiệt độ thích hợp |
| Nhiệt độ quá cao (nước sôi) | Cấu trúc không gian bị phá vỡ, enzyme biến tính, mất trung tâm hoạt động | Không |
| pH quá kiềm (nước vôi trong) | Thay đổi điện tích ở trung tâm hoạt động, enzyme giảm hoặc mất hoạt tính | Có thể một phần nếu chưa biến tính hẳn |
3. Cách tiến hành
Thí nghiệm 1: Enzyme phân giải protein (nước ép lõi dứa)
- Chuẩn bị dịch enzyme: ép lõi dứa lấy nước, chia vào 4 ống nghiệm đánh số 1–4, mỗi ống 0,5 mL. (Nếu dùng đu đủ: nghiền khoảng 5 g vỏ hoặc lá tươi với 4 mL nước cất, lọc lấy dịch trong.)
- Tạo điều kiện khác nhau:
- Ống 1: thêm 0,1 mL nước cất, để ở nhiệt độ phòng (ống đối chứng).
- Ống 2: thêm 0,1 mL nước vôi trong, để ở nhiệt độ phòng (thay đổi pH).
- Ống 3: thêm 0,1 mL nước cất, cho vào cốc nước sôi 10 phút (nhiệt độ cao).
- Ống 4: thêm 0,1 mL nước cất, để trong nước đá (nhiệt độ thấp).
- Chuẩn bị cơ chất: trộn 2 mL lòng trắng trứng với 2 mL nước cất thành dung dịch albumin hơi đục.
- Cho phản ứng xảy ra: thêm 1 mL dung dịch albumin vào mỗi ống, lắc đều, quan sát độ trong và ghi thời gian bắt đầu, kết thúc thay đổi.
Lưu ý: ống 3 nên để nguội về nhiệt độ phòng rồi mới cho albumin vào, nếu không lòng trắng trứng sẽ đông lại do nhiệt chứ không phải do enzyme.
Thí nghiệm 2: Enzyme amylase (mầm lúa hoặc ngô)
- Làm đĩa tinh bột: khuấy 2 g bột lọc trong 100 mL nước, đun sôi, đổ ra đĩa petri, để nguội thành gel vừa đặc (nghiêng đĩa không chảy).
- Chuẩn bị dịch enzyme: nghiền mầm lúa với 2 mL nước, gạn lấy phần nước, chia vào 4 ống, mỗi ống 0,5 mL.
- Bố trí 4 ống giống thí nghiệm 1 (nước cất – nước vôi – đun sôi rồi để nguội – nước đá).
- Thử hoạt tính: nhỏ 2 giọt dịch của mỗi ống lên các vị trí đã đánh dấu trên đĩa tinh bột. Sau 15 phút, quan sát và đo đường kính vết lõm.
4. Kết quả và giải thích
Kết quả thực tế có thể lệch đôi chút tuỳ giống dứa, độ tươi của mầm, nhiệt độ lớp học. Xu hướng chung được thể hiện trong bảng.
| Ống | Điều kiện | Thí nghiệm 1 (albumin) | Thí nghiệm 2 (tinh bột) |
|---|---|---|---|
| 1 | Nước cất, nhiệt độ phòng | Chuyển từ đục sang trong nhanh nhất | Vết lõm rõ, đường kính lớn nhất |
| 2 | Nước vôi trong (kiềm) | Trong chậm hoặc vẫn đục | Vết lõm nhỏ hoặc không có |
| 3 | Đun sôi 10 phút | Vẫn đục (enzyme đã biến tính) | Không có vết lõm |
| 4 | Nước đá | Rất chậm, thường vẫn đục khi các ống khác đã đổi | Vết lõm rất nhỏ hoặc không có |
Kết luận: enzyme hoạt động mạnh ở nhiệt độ và pH thích hợp. Nhiệt độ cao làm enzyme mất hoạt tính vĩnh viễn, nhiệt độ thấp chỉ làm enzyme “ngủ”, còn pH không phù hợp làm giảm hoặc mất hoạt tính.
5. Trả lời câu hỏi cuối bài
Câu a) Thời gian dung dịch trong các ống trở nên trong suốt
Nhận xét: ống 1 (nhiệt độ phòng, nước cất) trong nhanh nhất. Ống 2 (nước vôi) và ống 4 (nước đá) chậm hơn rõ rệt hoặc chưa trong khi kết thúc quan sát. Ống 3 (đun sôi) không trong, vì enzyme đã bị biến tính.
Vì sao albumin từ đục chuyển sang trong? Nước ép lõi dứa chứa enzyme bromelain. Enzyme này thuỷ phân protein albumin (phân tử lớn, làm dung dịch đục) thành các chuỗi peptide ngắn và amino acid (phân tử nhỏ, tan hoàn toàn nên dung dịch trong).
Vì sao thời gian khác nhau? Cả bốn ống có cùng lượng enzyme và cơ chất, chỉ khác nhiệt độ hoặc pH. Ống 1 ở điều kiện thích hợp nên phản ứng nhanh. Ống 2 có pH kiềm làm giảm hoạt tính. Ống 4 nhiệt độ thấp làm phản ứng chậm. Ống 3 mất enzyme nên phản ứng gần như không xảy ra.
Câu b) Vì sao ăn dứa nên gọt bỏ lõi?
Lõi dứa chứa nhiều bromelain hơn phần thịt quả. Enzyme này phân giải protein, nên khi ăn cả lõi nó có thể tác động lên protein của niêm mạc lưỡi và miệng, gây cảm giác rát, xót. Ngâm dứa trong nước muối loãng hoặc nấu chín (enzyme biến tính) sẽ giảm hiện tượng này.
Câu c) Vì sao xuất hiện vết lõm trên đĩa tinh bột? Đường kính khác nhau do đâu?
Amylase trong dịch mầm lúa thuỷ phân tinh bột (gel đặc) thành đường maltose và glucose tan trong nước, nên chỗ nhỏ dịch bị “ăn” mỏng đi và lõm xuống. Đường kính vết lõm càng lớn thì enzyme hoạt động càng mạnh.
- Ống 1 có vết lõm lớn nhất vì điều kiện thích hợp.
- Ống 2, 4 vết lõm nhỏ hoặc không có do pH kiềm hay nhiệt độ thấp làm giảm hoạt tính.
- Ống 3 không có vết lõm vì amylase bị biến tính khi đun sôi.
Muốn thấy rõ hơn, có thể nhỏ vài giọt dung dịch iodine lên đĩa: vùng còn tinh bột có màu xanh tím, vùng tinh bột đã bị phân giải không đổi sang màu này.
Câu d) Vì sao cháo ăn dở bị vữa? Vì sao nhai cơm lâu thấy ngọt?
- Cháo ăn dở bị vữa (loãng ra): thìa hoặc miệng người ăn đã đưa amylase trong nước bọt vào bát cháo. Enzyme thuỷ phân tinh bột thành đường nhỏ, làm cháo mất độ sánh và loãng nước.
- Nhai cơm lâu thấy ngọt: amylase nước bọt biến tinh bột chín trong cơm thành maltose, là đường có vị ngọt. Nhai càng kĩ, cơm trộn càng đều với nước bọt, lượng đường tạo thành càng nhiều.
6. Lỗi thường gặp khi làm và khi trả lời
- Nhầm “enzyme bị phá huỷ” với “enzyme bị ức chế”: nước sôi gây biến tính không phục hồi; nước đá chỉ làm chậm, đưa ra nhiệt độ phòng enzyme hoạt động lại.
- Cho albumin vào ống còn nóng: lòng trắng đông lại, kết quả sai.
- Dùng chung pipet giữa các ống làm lẫn dung dịch, nên mỗi ống một dụng cụ hoặc rửa sạch.
- Đĩa tinh bột quá loãng hoặc quá cứng: vết lõm khó thấy hoặc không hình thành.
- Viết kết luận chỉ nói “enzyme hoạt động tốt” mà không nêu điều kiện cụ thể (nhiệt độ, pH).
7. Mẹo nhớ
Hãy nhớ câu: “Nóng thì chết, lạnh thì ngủ, kiềm thì ốm”. Enzyme gặp nhiệt độ cao thì biến tính (chết), gặp lạnh thì hoạt động chậm (ngủ), gặp pH không hợp thì giảm hoạt tính (ốm).
8. Luyện tập nhanh
- Nếu ở ống 3 ta cho albumin vào rồi mới đun sôi, kết quả có còn đúng mục đích không?
Không. Lòng trắng đông tụ do nhiệt nên không phân biệt được tác dụng của enzyme. - Một bạn để ống 4 (nước đá) ra nhiệt độ phòng sau 30 phút thì thấy dung dịch dần trong. Điều đó chứng tỏ gì?
Enzyme chưa bị phá huỷ ở nhiệt độ thấp, chỉ bị ức chế tạm thời nên hoạt động lại khi nhiệt độ tăng. - Vì sao thịt được ướp nước ép dứa hay đu đủ lại mềm hơn?
Bromelain và papain thuỷ phân protein, làm các sợi cơ trong thịt bị cắt ngắn nên thịt mềm.
Xem thêm các bài liên quan
- Bài 14: Phân giải và tổng hợp các chất trong tế bào
- Bài 16: Chu kì tế bào và nguyên phân
- 20 câu trắc nghiệm Sinh 10 Bài 15 có đáp án
- Giải SGK Sinh học 10 – Kết nối tri thức (cả cuốn)
Câu hỏi thường gặp
Vì sao ống nghiệm đun sôi không có phản ứng ở Sinh 10 Bài 15?
Vì enzyme là protein, nhiệt độ cao làm cấu trúc không gian bị phá vỡ (biến tính) nên trung tâm hoạt động không còn khớp với cơ chất. Enzyme mất hoạt tính vĩnh viễn.
Nước vôi trong có tác dụng gì trong thí nghiệm?
Nước vôi trong có tính kiềm mạnh, làm thay đổi pH môi trường ra ngoài khoảng tối ưu của enzyme, nhờ đó ta quan sát được ảnh hưởng của pH tới hoạt tính enzyme.
Enzyme trong lõi dứa và mầm lúa là enzyme gì?
Lõi dứa chứa bromelain (phân giải protein), còn mầm lúa hoặc ngô chứa amylase (phân giải tinh bột thành đường).
Vì sao nhai cơm lâu thấy ngọt?
Amylase trong nước bọt thuỷ phân tinh bột của cơm thành maltose, là loại đường có vị ngọt, nên càng nhai lâu càng thấy ngọt.