Bài 14. Thực hành: Một số thí nghiệm về Enzyme

YÊU CẦU CẦN ĐẠT

Làm được thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme; thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thuỷ phân tinh bột của amylase.

I. CHUẨN BỊ

- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống nhỏ giọt, đĩa petri, dao , bếp điện, nồi nhỏ, Cốc đong, tủ lạnh, bông gòn.

- Hoá chất: Các dung dịch hydrogen peroxide (H2O), hydroxide (NaOH) 10 %, hydrochloric acid HCl) 5 %, iodine (1) 0,3 %, nước bọt pha loãng, tinh bột 1%, nước cất.

- Mẫu vật: Củ khoai tây hoặc khoai lang,...

Chú ý

1. Để chuẩn bị nước bọt pha loãng, có thể thực hiện cách đơn giản sau: ngậm vào miệng khoảng 40 ml nước cất và súc nhẹ khoảng 3-5 phút rồi nhả ra cốc đong. Lọc dịch súc miệng bằng bông gòn.

2. Các ống nghiệm có chứa nước bọt pha loãng có thể cho vào nước ấm khoảng 40°C để hoạt động xúc tác của enzyme diễn ra nhanh hơn.

II. CÁCH TIẾN HÀNH

1. Quan sát để trải nghiệm

1. Khi nhai kĩ cơm, xôi, bánh mì,... ta thấy có vị ngọt.

2. Trong dạ dày hầu như không diễn ra quá trình tiêu hoá carbohydrate.

3. Khi trời nắng nóng (38 – 40 °C) làm tăng nguy cơ tử vong do sốc nhiệt.

Từ những tình huống trên, em hãy xác định vấn đề được nêu trong môi trường hợp và đặt ra các câu hỏi giả định cho tình huống quan sát được.

2. Đề xuất giả thuyết và phương án chứng minh giả thuyết

Hãy đề xuất các giả thuyết để giải thích cho các vấn đề đã nêu và đề xuất phương án kiểm chứng cho mỗi giả thuyết đó.

3. Thiết kế thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

Các nhóm tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết về vấn đề nghiên cứu được đề ra (có thể có nhiều hơn một nhóm làm cùng thí nghiệm và phối hợp các nhóm để thu thập thêm các thông tin, số liệu bổ sung cho giả thuyết ban đầu). Có thể thiết kế thí nghiệm mới trên cơ sở các thí nghiệm sau.

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

Bước 1: Chuẩn bị hai ống nghiệm được đánh số thứ tự 1 và 2. Cho vào mỗi ống nghiệm 2 dung dịch tinh bột 1%.

Bước 2: Tiến hành thêm các chất vào các ống nghiệm và lắc đều khoảng 2 – 3 phút:

+ Ống 1:Cho thêm 3 mL nước cất.

+ Ống 2:Cho thêm 3 mL nước bọt pha loãng.

Bước 3: Sau 10 - 15 phút, nhỏ 2 - 3 giọt dung dịch iodine 0,3 % vào mỗi ống nghiệm. Bước 4: Quan sát sự đổi màu của mỗi ống nghiệm.

b. Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của độ pH đến hoạt tính của enzyme amylase

Bước 1: Chuẩn bị bốn ống nghiệm được đánh số thứ tự từ 1 đến 4. Cho vào mỗi ống nghiệm 2 mL dung dịch tinh bột 1%.

Bước 2: Tiến hành thêm các chất vào các ống nghiệm như mô tả dưới đây và lắc đều khoảng 2 - 3 phút:

+ Ống 1: Cho thêm 2 mL nước cất.

+ Ống 2: Cho thêm 2 mL nước bọt pha loãng.

+ Ống 3: Cho thêm 2 mL nước bọt pha loãng và 3 - 4 giọt acid HCl 5 %.

+ Ống 4: Cho thêm 2 mL nước bọt pha loãng và 3 – 4 giọt NaOH 10 %.

Bước 3: Sau 10 - 15 phút, nhỏ 2 - 3 giọt iodine 0,3 % vào mỗi ống nghiệm.

Bước 4: Quan sát sự đổi màu của mỗi ống nghiệm.

c. Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme catalase Bước 1: Cắt ba lát khoai tây dày khoảng 1 cm và đánh số thứ tự từ 1 đến 3.

Bước 2: Xử lí các lát khoai tây:

+ Lát số 1: Để ở điều kiện bình thường (mẫu đối chứng).

+ Lát số 2: Cho vào ngăn mát tủ lạnh trong 1 giờ.

+ Lát số 3: Cho vào nước cất và đun sôi khoảng 3 – 5 phút, sau đó để nguội.

Bước 3: Lấy ba lát khoai tây cho vào đĩa petri. Nhỏ lần lượt dung dịch hydrogen peroxide lên các lát khoai tây.

Bước 4: Quan sát hiện tượng sủi bọt khí ở các lát khoai tây.

4. Thảo luận dựa trên kết quả thí nghiệm

Các nhóm mô tả kết quả quan sát được và đưa ra kết luận giả thuyết đúng/sai. Từ đó, kết luận vấn đề nghiên cứu.

5. Báo cáo kết quả thực hành Viết và trình bày báo cáo theo mẫu:

BÁO CÁO: KẾT QUẢ THỰC HÀNH MỘT SỐ THÍ NGHIỆM VỀ ENZYME

Thứ... ngày ... tháng ... năm...

Nhóm:...

Lớp: ...

Họ và tên thành viên: ...

1. Mục đích thực hiện đề tài.

- Chúng minh vai trò của enzyme và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme.

2. Mẫu vật, hoá chất.

- Dụng cụ: Ống nghiệm, ống nhỏ giọt, đĩa petri, dao , bếp điện, nồi nhỏ, Cốc đong, tủ lạnh, bông gòn.

- Hoá chất: Các dung dịch hydrogen peroxide (H2O), hydroxide (NaOH) 10 %, hydrochloric acid HCl) 5 %, iodine (1) 0,3 %, nước bọt pha loãng, tinh bột 1%, nước cất.

- Mẫu vật: Củ khoai tây hoặc khoai lang,...

3. Phương pháp nghiên cứu.

3.1. Quan sát để trải nghiệm

3.2. Đề xuất giả thuyết và phương án chứng minh giả thuyết

3.3. Thiết kế thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

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

Bước 1: Chuẩn bị hai ống nghiệm được đánh số thứ tự 1 và 2. Cho vào mỗi ống nghiệm 2 dung dịch tinh bột 1%.

Bước 2: Tiến hành thêm các chất vào các ống nghiệm và lắc đều khoảng 2 – 3 phút:

+ Ống 1:Cho thêm 3 mL nước cất.

+ Ống 2:Cho thêm 3 mL nước bọt pha loãng.

Bước 3: Sau 10 - 15 phút, nhỏ 2 - 3 giọt dung dịch iodine 0,3 % vào mỗi ống nghiệm. Bước 4: Quan sát sự đổi màu của mỗi ống nghiệm.

b. Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của độ pH đến hoạt tính của enzyme amylase

Bước 1: Chuẩn bị bốn ống nghiệm được đánh số thứ tự từ 1 đến 4. Cho vào mỗi ống nghiệm 2 mL dung dịch tinh bột 1%.

Bước 2: Tiến hành thêm các chất vào các ống nghiệm như mô tả dưới đây và lắc đều khoảng 2 - 3 phút:

+ Ống 1: Cho thêm 2 mL nước cất.

+ Ống 2: Cho thêm 2 mL nước bọt pha loãng.

+ Ống 3: Cho thêm 2 mL nước bọt pha loãng và 3 - 4 giọt acid HCl 5 %.

+ Ống 4: Cho thêm 2 mL nước bọt pha loãng và 3 – 4 giọt NaOH 10 %.

Bước 3: Sau 10 - 15 phút, nhỏ 2 - 3 giọt iodine 0,3 % vào mỗi ống nghiệm.

Bước 4: Quan sát sự đổi màu của mỗi ống nghiệm.

c. Thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme catalase Bước 1: Cắt ba lát khoai tây dày khoảng 1 cm và đánh số thứ tự từ 1 đến 3.

Bước 2: Xử lí các lát khoai tây:

+ Lát số 1: Để ở điều kiện bình thường (mẫu đối chứng).

+ Lát số 2: Cho vào ngăn mát tủ lạnh trong 1 giờ.

+ Lát số 3: Cho vào nước cất và đun sôi khoảng 3 – 5 phút, sau đó để nguội.

Bước 3: Lấy ba lát khoai tây cho vào đĩa petri. Nhỏ lần lượt dung dịch hydrogen peroxide lên các lát khoai tây.

Bước 4: Quan sát hiện tượng sủi bọt khí ở các lát khoai tây.

3.4. Thảo luận dựa trên kết quả thí nghiệm

4. Báo cáo kết quả nghiên cứu:

a. Trình bày và giải thích kết quả thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thuỷ phân tinh bột của amylase.

b. Trình bày và giải thích kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của độ pH đến hoạt tính của enzyme amylase.

c. Trình bày và giải thích kết quả thí nghiệm về ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của enzyme catalase.

Lời giải chi tiết:

a)

- Kết quả:

+ Ống 1: Dung dịch chuyển màu xanh tím đặc trưng → Có phản ứng của tinh bột.

+ Ống 2: Dung dịch không đổi màu xanh tím đặc trưng → Không có phản ứng của tinh bột.

- Giải thích: Trong nước bọt có chứa enzyme thủy phân tinh bột → enzyme amylase

b)

- Kết quả:

+ Ống 1: Dung dịch chuyển màu xanh tím đặc trưng → Có phản ứng của tinh bột.

+ Ống 2: Dung dịch không đổi màu xanh tím đặc trưng → Không có phản ứng của tinh bột.

+ Ống 3: Dung dịch chuyển màu xanh tím đặc trưng → Có phản ứng của tinh bột.

+ Ống 4: Dung dịch chuyển màu xanh tím đặc trưng → Có phản ứng của tinh bột..

- Giải thích: Enzyme amylase hoạt động tốt nhất ở điều kiện pH trung tính và giảm giảm dần hoạt tính ở điều kiện pH quá thấp hoặc quá cao.

c)

- Kết quả:

+ Lát khoai tây sống: sủi nhiều bọt trắng → Chứa nhiều enzyme catalase.

+ Lát khoai tây ngâm lạnh: sủi ít bọt trắng → hoạt tính catalase giảm trong điều kiện nhiệt độ thấp.

+ Lát khoai tây chín: không có bọt → không còn enzyme catalase do đã bị phá hủy bởi nhiệt độ cao.

- Giải thích: Trong lát khoai tây sống có chứa enzyme catalase, còn lát khoai tây chín enzyme đã bị biến tính và bất hoạt do được đun ở nhiệt độ cao, catalase giảm hoạt tính trong điều kiện nhiệt độ thấp.

5. Kết luận và kiến nghị.

- Kết luận:

+ Enzyme là chất xúc tác các phản ứng trong tế bào.

+ Hoạt tính của enzyme bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như pH, nhiệt độ.

- Kiến nghị:

Có thể tiến hành thí nghiệm thêm một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme như: nồng độ cơ chất, chất ức chế, chất hoạt hóa, nồng độ enzim.