4. Bài 14. Thực hành: Một số thí nghiệm về enzyme

Để tiến hành thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của độ pH đến hoạt tính của enzyme amylase, người ta dùng các dung dịch nào sau đây?

A. NaCl và HCl             B. NaOH và HCl             C. CuSO4 và NaOH            D. Cu(OH)2 và H2SO4

Lời giải chi tiết:

Chọn đáp án B.

Khi tiến hành thí nghiệm kiểm tra hoạt tính của enzyme amylase, nếu không sử dụng mẫu vật là khoai tây, ta có thể thay thế bằng

A. các loại củ có hàm lượng lipid cao.

B. các loại thịt có hàm lượng protein cao.

C. các loại thịt có hàm lượng lipid cao.

D. các loại củ có hàm lượng tinh bột cao.

Lời giải chi tiết:

Chọn đáp án D.

Tại sao khi nhỏ H2O2 lên miếng khoai tây đã được đun sôi thì không thấy hiện tượng sủi bọt khí?

A. Do nhiệt độ cao đã làm biến tính enzyme catalase trong tế bào củ khoai tây.

B. Do nhiệt độ cao đã làm H2O2 không thấm được vào củ khoai tây.

C. Do nhiệt độ cao đã làm enzyme catalase được vận chuyển từ củ khoai tây ra ngoài.

D. Do nhiệt độ cao đã làm cho sự tương tác giữa các enzyme trong tế bào bị phá vỡ.

Lời giải chi tiết:

Chọn đáp án A.

Trong thí nghiệm kiểm tra hoạt tính của enzyme catalase, để kiểm chứng được có phản ứng phân giải H2O2 thành các sản phẩm, ta có thể dùng dụng cụ nào sau đây?

A. Giấy quỳ                                      B. Giấy tẩm CuSO4               

C. Que nhang đang cháy                   D. Giấy tẩm CoCl2

Lời giải chi tiết:

Chọn đáp án C.

Một nhà khoa học đã làm thí nghiệm sau đây để kiểm tra hoạt tính của enzyme amylase trong nước bọt và enzyme pepsin trong dạ dày ở các điều kiện khác nhau. Em hãy xác định trong các điều kiện sau, mỗi loại enzyme sẽ được hoạt hóa hay bị bất hoạt. Giải thích.

Phương pháp giải:

Trong ống tiêu hóa của con người có 2 loại enzyme là amylase ở khoang miệng và enzyme pepsin ở dạ dày. 

Hai loại enzyme này đều hoạt động tốt nhất ở điều kiện nhiệt độ cơ thể (khoảng 37 độ C), nhưng lại có độ pH thích hợp khác nhau:

Enzyme amylase xúc tác phản ứng phân giải tinh bột ở khoang miệng thành maltose khi điều kiện pH = 7

Enzyme pepsin xúc tác phản ứng phân giải chuỗi protein phức tạp thành từng chuỗi polipeptide ngắn ở dạ dày khi điều kiện pH = 2.

Lời giải chi tiết:

Enzyme amylase hoạt động thủy phân tinh bột chín trong môi trường pH = 6,5; còn enzyme pepsin thủy phân protein ở môi trường pH = 2. Do đó:

- Đối với enzyme amylase:

+ Thí nghiệm hoạt hóa enzyme: 4.

+ Thí nghiệm bất hỏa enzyme: 1, 2, 3, 5, 6.

- Đối với enzyme pepsin:

+ Thí nghiệm hoạt hóa enzyme: 3.

+ Thí nghiệm bất hoạt enzyme: 1, 2, 4, 5, 6.

Chuẩn bị dung dịch saccharose: cân 1 g men bia nghiền với 10 mL nước cất, để 30 phút rồi li tâm hoặc lọc bằng giấy lọc.

Tiến hành thí nghiệm: Lấy bốn ống nghiệm, cho vào ống 1 và 2 mỗi ống 1 mL dung dịch tinh bột 1%, cho vào ống 3 và 4 mỗi ống 1 mL saccharose 4%. Thêm vào ống 1 và ống 3 mỗi ống 1 mL nước bọt pha loãng, thêm vào ống 2 và ống 4 mỗi ống 1 mL dịch chiết men bia. Đặt cả 4 ống nghiệm vào tủ ấm 40 độ C trong 15 phút. Sau đó lấy ra cho thêm vào ống 1 và ống 2 mối ống 3 - 4 giọt thuốc thử Lugol, cho thêm vào ống 3 và 4 mỗi ống 1 mL thuốc thử Fehling, đun trên đèn cồn đến khi sôi, quan sát màu sắc các ống nghiệm và giải thích.

Phương pháp giải:

Trong ống tiêu hóa của con người có 2 loại enzyme là amylase ở khoang miệng và enzyme pepsin ở dạ dày. 

Hai loại enzyme này đều hoạt động tốt nhất ở điều kiện nhiệt độ cơ thể (khoảng 37 độ C), nhưng lại có độ pH thích hợp khác nhau:

Enzyme amylase xúc tác phản ứng phân giải tinh bột ở khoang miệng thành maltose khi điều kiện pH = 7

Enzyme pepsin xúc tác phản ứng phân giải chuỗi protein phức tạp thành từng chuỗi polipeptide ngắn ở dạ dày khi điều kiện pH = 2.

Lời giải chi tiết:

Ống 1: không xuất hiện màu, do tinh bột đã bị thủy phân bởi enzyme amylase nên không xảy ra phản ứng với Lugol.

Ống 2: Xuất hiện màu xanh tím do tinh bột không bị thủy phân bởi enzyme saccharase có tỏng dịch chiết men bia nên xảy ra phản ứng với Lugol.

Ống 3: Không xuất hiện màu, do saccharose không bị thủy phân bởi enzyme amylase, mặt khác saccharose không có tính khử nên không xảy ra phản ứng với Fehling.

Ống 4: Xuất hiện kết tủa đỏ gạch, do saccharose bị thủy phân bởi enzyme saccharase có trong dịch chiết men bia, thành glucose và fructose cho phản ứng với Fehling tạo thành kết tủa đỏ gạch.

Biết iodine tác dụng với tinh bột cho màu xanh lam; nước thịt (protein) vốn vẩn đục, khi bị phân cắt bởi enzyme thích hợp sẽ trở nên trong hơn. Ở điều kiện 37 độ C, có 8 ống nghiệm sau với tỉ lệ các chất và thời gian thích hợp. Hãy xác định kết quả và giải thích.

- Ống 1: Tinh bột + nước bọt + iodine.

- Ống 2: Tinh bột + nước cất + iodine.

- Ống 3: Tinh bột + nước bọt đã đun sôi + iodine.

- Ống 4: Tinh bột + nước bọt + HCl + iodine

- Ống 5: Tinh bột + dịch vị  iodine.

- Ống 6: Nước thịt + dịch vị.

- Ống 7: Nước thịt + dịch vị + KOH.

- Ống 8: Nước thịt + nước bọt.

Phương pháp giải:

Trong ống tiêu hóa của con người có 2 loại enzyme là amylase ở khoang miệng và enzyme pepsin ở dạ dày. 

Hai loại enzyme này đều hoạt động tốt nhất ở điều kiện nhiệt độ cơ thể (khoảng 37 độ C), nhưng lại có độ pH thích hợp khác nhau:

Enzyme amylase xúc tác phản ứng phân giải tinh bột ở khoang miệng thành maltose khi điều kiện pH = 7

Enzyme pepsin xúc tác phản ứng phân giải chuỗi protein phức tạp thành từng chuỗi polipeptide ngắn ở dạ dày khi điều kiện pH = 2.

Lời giải chi tiết:

Ống 1: Không có màu xanh tím, do tinh bột bị phân giải bởi amylase nên không phản ứng với iodine.

Ống 2: Có màu xanh tím, do không có enzyme amylase phân giải tinh bột -> tinh bột phản ứng với iodine.

Ống 3: Có màu xanh tím, do nhiệt độ làm biến tính enzyme amylase nên tinh bột không bị phân giải.

Ống 4: Có màu xanh tím, do enzyme không hoạt động trong môi trường acid nên tinh bột không bị phân giải.

Ống 5: Có màu xanh tím, do dịch vị không có enzyme amylase nên tinh bột không bị phân giải.

Ống 6: Nước trong hơn, vì dịch vị có enzyme pepsin phân giải protein.

Ống 7: Vẩn đục, vì enzyme pepsin không hoạt động trong môi trường kiềm => protein không bị phân giải.

Ống 8: Vẩn đục, vì nước bọt không có enzyme pepsinh => protein không bị phân giải.

Một bạn học sinh đã tiến hành thí nghiệm kiểm tra hoạt tính thủy phân maltose của enzyme maltose trong những điều kiện khác nhau như sau:

- Lấy bốn ống nghiệm và đánh số thứ tự từ 1 đến 4.

- Cho vào mỗi ống nghiệm dung dịch maltose và enzyme maltase.

- Xử lí các ống nghiệm trong các điều kiện khác nhau:

+ Ống 1: Bổ sung vài giọt HCl.

+ Ống 2: Bổ sung vài giọt NaOH.

+ Ống 3: Để ở nhiệt độ 37 - 40 độ C.

+ Ống 4: Bổ sung muối arsenate hoặc muối thủy ngân.

a) Em hãy dự đoán trong ống nghiệm nào đường maltose sẽ bị thủy phân. Giải thích.

b) Bằng cách nào để nhận biết phản ứng có xảy ra?

Lời giải chi tiết:

a) Trong ống nghiệm 2 và 3, đường maltose sẽ bị thủy phân do enzyme maltase hoạt động phân giải cơ chất ở điều kiện pH = 7, nhiệt độ 37 - 40 độ C. Ống 1 có môi trường acid nên enzyme không hoạt động; còn ở ống 4, arsen là kim loại nặng sẽ ức chế hoạt động của enzyme.

b) Nhận biết sản phẩm tạo thành bằng các cho vào ống nghiệm dung dich Fehlinh rồi đun trên ngọn lửa đèn cồn, nếu có kết tủa đỏ gạch thì chứng tỏ maltose đã bị thủy phân thành glucose.

Người ta tiến hành thí nghiệm như sau:

- Láy ba ống nghiệm đánh số thứ tự từ 1 đến 3, cho vào mỗi ống nghiệm 2 mL dung dịch tinh bột 1%. Đặt ống 1 vào tử ấm 40 độ C; ống 2 đặt vào trong nước đá; ống 3 nhỏ vào 1 mL dung dịch HCl 5%. Sau 5 phút, cho vào mỗi ống 5 mL dung dịch amylase nước bọt pha loãng và để ở nhiệt độ phòng trong thời gian 5 phút.

- Tiếp tục lấy hai ống đánh số 4, 5; mỗi ống đều cho 1 mL amylase nước bọt pha loãng. Ống 4 cho thêm 1 mL NaCl 1%, ống 5 cho thêm 1 mL CuSO4 1%; lắc đều hai ống trong 10 phút. Sau đó bổ sung 1 mL dung dịch tinh bột 0,5% vào mỗi ống, lắc đều rồi để yên 5 phút. 

- Nhỏ một giọt dung dịch iodine 0,3% vào mỗi ống nghiệm.

Những ống nào cho màu xanh tím? Giải thích.

Lời giải chi tiết:

Những ống nghiệm cho màu xanh tím: 2, 3, 5.

- Hiện tượng xảy ra: 

+ Ống 1: Ở 40 độ C là nhiệt độ tối ưu cho enzyme hoạt dodingj -> hoạt tính amylase gần như tối đa, tinh bột bị phân giải tành maltose và glucose -> không có màu xanh tím khi cho iodine.

+ Ống 2: Nhiệt độ thấp làm hoạt tính amylase giảm mạnh nhưng không mất hẳn, do đó một lượng nhỏ tinh bột vẫn chưa bị phân giải, cho iodine vào sẽ bắt màu xanh tím nhưng nhạt.

+ Ống 3: Điều kiện pH thấp làm amylase mất hoạt tính, do đó tinh bột không bị phân giải -> có màu xanh tím khi cho iodine.

+ Ống 4: Có NaCl là muối kim loại kiềm nên đã hoạt hóa hoạt tính của amylase -> tăng cường phân giải tinh bột -> không có phản ứng màu đặc trưng với iodine -> không có màu xanh tím.

+ Ống 5: Bổ sung CuSO4 là muối kim loại nặng, kìm hãm hoạt tính của amylase -> enzyne không phân giải tinh bột -> có màu xanh tím với iodine. 

Cho một lượng hồ tinh bột như nhau vào các ống nghiệm, đánh dấu A1, A2, B1, B2, C1, C2 sau đó cho thêm vào các ống một lượng nước bọt như nhau. Ở hai ống A: không cho thêm gì; ở hai ống B: đun nóng; ở hai ống C: cho thêm HCl. Tiếp theo, cho vào các ống số 1 dung dịch iodine, cho vào các ống số 2 thuốc thử strome (NaOH 10% + CuSO4 2%). Hãy dự đoán kết quả thí nghiệm và giải thích.

Phương pháp giải:

Trong ống tiêu hóa của con người có 2 loại enzyme là amylase ở khoang miệng và enzyme pepsin ở dạ dày. 

Hai loại enzyme này đều hoạt động tốt nhất ở điều kiện nhiệt độ cơ thể (khoảng 37 độ C), nhưng lại có độ pH thích hợp khác nhau:

Enzyme amylase xúc tác phản ứng phân giải tinh bột ở khoang miệng thành maltose khi điều kiện pH = 7

Enzyme pepsin xúc tác phản ứng phân giải chuỗi protein phức tạp thành từng chuỗi polipeptide ngắn ở dạ dày khi điều kiện pH = 2.

Lời giải chi tiết:

Ống A1: Không xuất hiện phức xanh tím do amylase trong nước bọt đã phân giải tinh bột.

Ống A2: xuất hiện phức màu đỏ nâu do amylase phân giải tinh bột thành maltose, loại đường này có tính khử nên phản ứng với thuốc thử strome làm xuất hiện Cu2O

Ống B1: xuất hiện phức xanh tím do nhiệt độ làm biến tính enzyme amylase -> tinh bột phản ứng với dung dịch iodine.

Ống B2: không xuất hiện phức đỏ nâu do amylase bị biến tính nên tinh bột không bị phân giải thành maltose, tinh bột không phản ứng với strome.

Ống C1: xuất hiện phức xanh tím do môi trường acid làm bất hoạt amylase -> tinh bột phản ứng với iodine.

Ống C2: không xuất hiện phức đỏ nâu do enzyme amylase bị bất hoạt nên tinh bột không bị phân giải thành maltose, tinh bột không phản ứng với strome.