Bài 1. Nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào 1. - Hạn chế của thuốc thử Benedict : 1. Phụ thuộc vào hàm lượng đường có trong thực phẩm 2. Chỉ có thể phát hiện được các monosaccharides và disaccharides có tính khử khử ví dụ như glucose, fructose, maltose,...nhưng không phát hiện được sucrose, tinh bột - Chỉ một số disaccharides phản ứng với thuốc thử Benedict ví dụ như maltose, lactose vì các disaccharides này có tính khử - Thủy phân saccharose bằng HCl : 1. Phản ứng xảy ra : Xuất hiện kết tủa đỏ gạch do ion Cu 2+ bị khử thành ion Cu + 2. Giải thích : Dưới tác động của điều kiện acid và nhiệt độ làm phá hủy liên kết glycosidic của đường saccharose thông qua quá trình thủy phân tạo nên đường đơn có tính khử là glucose và fructose. Các đường đơn này cho phản ứng dương tính với thuốc thử Benedict nên ta thấy xuất hiện kết tủa đỏ gạch. 2. - Mục đích của việc tìm hiểu về thuốc thử Biuret là nhằm xác định sự hiện diện của các polypeptides - Đặc tính của thuốc thử Biuret : 1. Thuốc thử Biuret phản ứng với các liên kết peptides và vì thế phản ứng với protein ví dụ như protein albumin trong trứng. Tuy nhiên, thuốc thử Biuret lại không cho phản ứng với các amino acids tự do ví dụ như glycine, alanine. 2. Thuốc thử Biuret có màu xanh dương nhạt ( hay xanh da trời) nhưng khi có sự hiện diện của các polypeptides hay protein thì thuốc thử chuyển màu thành tím. Các phân tử khác cũng gây nên sự thay đổi màu của thuốc thử Biuret nhưng chỉ có màu tím là chỉ thị cho sự hiện diện của các polypeptides. 3. - Thuốc thử ninhydrin phản ứng với nhóm amino của các amino acids tự do chứ không phản ứng với các polypeptides. Do đó ta sử dụng thuốc thử Biuret để xác định sự hiện diện của albumin trong lòng trắng trứng. - Không có phản ứng xảy ra. Sữa có màu xanh da trời của sulfate đồng. 4. - Sudan IV là thuốc thử dùng để phát hiện acid béo trong lipid ví dụ như mỡ, dầu,...dựa trên khả năng tan trong chất béo và có màu đỏ cam. Chất sáp phủ trên lá của nhiều loài thực vật có thành phần chính gồm : các chuỗi alkanes thẳng, ester của acid béo, acid béo mạch dài, alcohol mạch dài. Do sáp có thành phần acid béo nên sẽ nhuộm màu đỏ cam khi phản ứng với thuốc thử Sudan IV. - Mô lá sẽ có màu xanh dương đậm do có sự hiện diện của tinh bột. - Rượu etylic có tác dụng hòa tan chlorophyll làm lá mất màu xanh. - Đun sôi trên đèn cồn để giết chết và làm mềm mô lá 5. - Proline là một amino acid - Để khẳng định một hỗn hợp có chứa proline ta sử dụng thuốc thử ninhydrin. Nếu có proline thuốc thử sẽ cho màu vàng (hoặc vàng cam) khác với màu tím thông thường bởi vì nhóm amino là thành phần trong cấu trúc vòng của proline. 6. 1. Protein 2. Đường khử 3. Tinh bột 4. Acid amin tự do 5. Lipid 7. c 1
8. a. III b. II c. I 9. - Những chất dinh dưỡng chỉ xét đến phân tử hữu cơ gồm có: 1. Các vitamin nhóm B như B 3, B 5, B 6 và B 12, giúp duy trì sự hình thành của tế bào máu và các tế bào thần kinh. Trong đó, vitamin B 12 quyết định sức khoẻ của hệ thần kinh và rất tốt cho tế bào máu. 2. Protein với hàm lượng dồi dào các amino acids giúp xây dựng mô, cơ. Protein của thịt đỏ là dễ tiêu hoá (94%) so với đậu hạt (78%) và ngũ cốc nguyên cám (86%), là "vật liệu" để xây dựng một cơ thể vững chắc, bảo đảm cho hệ cơ luôn khoẻ mạnh cũng như giúp duy trì lượng hormon có lợi cho cơ thể. - Những chất béo nên có trong chế độ ăn uống: chất béo đơn và đa không bão hòa, chất béo chứa omega-3,.. vì chúng tốt cho tim mạch, có hàm lượng cholesterol thấp, tốt cho sức khỏe. - Sử dụng lời khuyên này theo hướng dùng các chất béo: 1. Đơn không bão hòa có trong một số loại thực phẩm như: dầu olive, dầu hướng dương, dầu đậu phộng, bơ đậu phộng, các loại hạt như đậu phộng,... 2. Đa không bão hòa có trong dầu đậu nành, dầu bắp, hạt bí, sữa đậu nành, đậu phụ, cá hồi, cá tuna,.. 10. - Thừa vitamin A gây ra các biến chứng chán ăn, nôn, sút cân, gây dị tật cho thai, gây tai biến cho xương do làm giảm hàm lượng khoáng, nguy cơ gãy xương đùi. Vitamin A kích thích sự hình thành và hoạt động của tế bào hủy xương dẫn đến tăng sự tiêu xương và hình thành xương màng. Việc tăng tiêu xương dẫn đến giảm mật độ chất khoáng xương, làm cho xương giòn, kém dẻo dai, sức chịu lực kém nên dễ gãy. Việc hình thành xương màng gây nên phì đại xương. - Thừa vitamin D làm tăng calci huyết và dẫn đến hàng loạt các biểu hiện như đau đầu, chóng mặt, chán ăn, miệng khô, chuột rút, buồn nôn, đau cơ, đau xương... có khi còn gây nhiễm calci thận, tăng huyết áp, loạn nhịp tim,...vì vitamin D có vai trò quan trọng trong trao đổi calci và phospho. - Thừa vitamin E có thể gây rối loạn tiêu hóa, đau đầu, rối loạn thị giác, ức chế chức năng sinh dục, gây tổn thương thận vì vitamin E cần cho sự phát dục bình thường, chống lão hóa và bảo vệ tế bào. - Thừa vitamin C có thể tạo sỏi oxalat (do dehydroascorbic chuyển thành acid oxalic), hoặc sỏi thận urat, có khi cả hai loại sỏi trên; đi lỏng, rối loạn tiêu hóa; giảm độ bền hồng cầu. Dùng vitamin C liều cao kéo dài ở thai phụ gây tăng nhu cầu bất thường về vitamin C ở thai (vì vitamin C qua rau thai) dẫn đến bệnh scorbut sớm ở trẻ sơ sinh. Do vitamin C có vai trò tham gia cấu trúc của tổ chức liên kết, tổng hợp catecholamin, trung hòa các gốc tự do, làm tăng sức đề kháng của cơ thể. - Thừa các vitamin nhóm B. Ví dụ thừa vitamin B 6 biểu hiện bằng viêm đa dây thần kinh, giảm sút trí nhớ, tăng men gan...do vitamin B 6 là coenzym trong chuyển hóa acid amin, tham gia vào quá trình tạo máu, tái tạo tổ chức biểu mô; đồng thời tham gia chuyển hóa trytophan thành serotonin, một chất quan trọng của hệ thần kinh. Thừa vitamin B 12 (thường do tiêm liều cao), có thể gây hoạt hóa hệ đông máu làm tăng đông, gây tắc mạch do vitamin B 12 là coenzym tham gia tổng hợp acid nucleic và myelin nên có vai trò trong cấu tạo và hoạt động của hệ thần kinh, tạo máu, tái tạo nhu mô gan. 11. - Amino acid thiết yếu là các amino acid mà cơ thể sống không thể tự tổng hợp được (thường xét là con người) do đó phải lấy từ các nguồn thức ăn. - Nguồn của các acid béo cần thiết nhiều hơn một liên kết đôi (chất béo đa không bão hòa) gồm có: dầu đậu nành, dầu bắp, hạt bí, sữa đậu nành, đậu phụ,... 12. - Xuất hiện màu đỏ tím (theo Biology A.Level W.DPhillips and T.J.Chilton) hoặc màu xanh nâu 2
- Kết luận: Trong gan lợn hoặc gan gà có glycogen cho phản ứng với thuốc thử KI tạo màu đỏ tím. 13. - Hiện tượng: Hình thành nhũ tương màu trắng sữa - Giải thích: Cồn cho vào có tác dụng hòa tan dầu mỡ bất kì trong cùi dừa mà trong đó có chất béo là ester của glycerol và các acid béo. Do chất béo không phân cực nên không tan trong nước và hình thành nên nhũ tương màu trắng sữa. 14. - Việc tăng thành phần acid béo không no trong thành phần của màng tế bào ở các cây này giúp cho màng tế bào giữ không bị đông cứng khi nhiệt độ hạ thấp. Do các acid béo không no có các nối đôi giúp màng duy trì ở trạng thái lỏng và linh động đảm bảo cho hoạt động trao đổi chất của tế bào và của cây vẫn diễn ra một cách bình thường. - Do chất béo trong cơ thể động vật chứa nhiều acid béo no nên dễ đông đặc lại khi nhiệt độ hạ thấp. Bài 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ, ph và các chất kìm hãm lên hoạt độ của enzyme Xác định hoạt độ của một số enzyme 1. - Phản ứng enzyme chịu ảnh hưởng của các nhân tố: 1. Nhiệt độ 2. ph 3. Nồng độ cơ chất 4. Nồng độ enzyme 5. Chất ức chế enzyme 2. a.vì tác dụng của thuốc là làm giảm lượng dư acid của dạ dày nên sẽ hoạt động tốt ở ph acid của dạ dày. Trong thuốc này có chứa bicarbonate hay hydroxyde có tác dụng trung hòa acid dư của dạ dày, đảm bảo cho hoạt động của các enzyme tiêu hóa hoạt động tốt ở ruột non với ph kiềm. b. - Dư thừa thuốc sẽ làm giảm tính acid của dạ dày dẫn tới hoạt động tiêu hóa kém hiệu quả do làm giảm chức năng của HCl trong việc: 1. Kích thích hoạt động co bóp, đảo trộn thức ăn của dạ dày 2. Gây biến tính protein và diệt khuẩn 3. Hoạt hóa pepsinogen và tạo điều kiện cho pepsin hoạt động 4. Tham gia vào cơ chế đóng mở tâm vị và môn vị 3. Tính ph của các dung dịch được liệt kê. Dung dịch Nồng độ ph Maalox [H + ] = 3,1 x 10-9 M 8.5086 Nước bọt [H + ] = 1,95 x 10-7 M 6.7099 Dấm [OH - ] = 2,4 x 10-12 M 2.3802 4. Tính nồng độ H + và OH - trong những dung dịch được liệt kê. Dung dịch ph [H + ] M [OH - ] M Nước cà chua 4.2 6.3095 x 10-5 1.5848 x 10-10 Máu huyết 7.4 3.9810 x 10-8 2.5118 x 10-7 Nước biển 8.2 6.3095 x 10-9 1.5848 x 10-6 7. a. X, Y b. X 3
Bài 3. Quan sát tế bào dưới kính hiển vi Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh 1. Dùng dung dịch ưu trương có nồng độ quá cao làm tế bào mau chết ảnh hưởng đến thí nghiệm. 2. Không, vì co nguyên sinh là hiện tượng màng sinh chất tách khỏi thành tế bào thực vật bởi sự mất nước thông qua quá trình thẩm thấu. Tế bào động vật ví dụ như tế bào hồng cầu không có thành tế bào nên khi đặt trong môi trường ưu trương sẽ nhăn nheo lại và vỡ màng gây hiện tượng tan huyết. 3. Dung dịch đất cần ở trạng thái nhược trương so với tế bào rễ của cây để cây dễ dàng hút nước và sinh trưởng. 4. Khoảng trống giữa chất nguyên sinh và thành tế bào là dung dịch ưu trương 5. Bạn học sinh đó sẽ quan sát thấy hiện tượng co nguyên sinh vì dung dịch đường 20% là dung dịch ưu trương so với dịch tế bào lá hành. Tế bào mất nước, màng sinh chất tách khỏi thành tế bào gây nên hiện tượng co nguyên sinh. 6. - Đối với giọt NaCl 0,6% có nồng độ thấp hơn nồng độ huyết tương máu người là 0,9% NaCl. Do đó tế bào hồng cầu sẽ hấp thu nước, căng lên và vỡ. - Đối với giọt NaCl 10% có nồng độ cao hơn nên tế bào hồng cầu sẽ mất nước, nhăn nheo và gây nên hiện tương tan huyết. - Ô trắng: Nước - Thứ tự từ trái sang: tế bào mất nước, tế bào trương nước, tế bào bị vỡ Bài 4. Lên men etylic V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Viết phương trình lên men etylic C 6 H 12 O 6 + Nấm men 2CO 2 + 2C 2 H 5 OH + Năng lượng 2. Quan sát thí nghiệm và điền các nhận xét vào bảng (có + ; không có - ) Nhận xét Ống nghiệm 1 Ống nghiệm 2 Ống nghiệm 3 Có bọt khí - + - Có mùi rượu - + - Có mùi bánh men + - - Có vị đường - + - 3. - Các điều kiện của quá trình lên men etylic: phải có đường (cơ chất lên men), nấm men (trong bánh men hoặc nấm men thuần chủng) và điều kiện kị khí. Sản phẩm: rượu etylic, CO 2, năng lượng 1. Dịch nước ép hoa quả có chứa đường glucose là nguồn cung cấp C và năng lượng cho nấm men ở thời điểm ban đầu. Chúng hô hấp hiếu khí tăng sinh khối nhanh. Khi hết oxygen trong ống nghiệm thì nấm men tiến hành 4
quá trình lên men. Do có khoảng thời gian gia tăng số lượng nên sau đó quá trình phân giải đường saccharose thành glucose nhanh hơn khiến quá trình lên men diễn ra nhanh, sinh nhiều bọt khí hơn. 2. a. Nấm men là vi sinh vật đơn bào, nhân thực, hiếu khí. Lúc đầu có oxygen hòa tan trong nước đường, chúng sẽ hô hấp hiếu khí, sinh sản bằng cách nảy chồi. Khi hết oxygen hòa tan chúng sẽ lên men rượu (phân giải saccharose thành glucose và fructose và sau đó lên men hai loại đường này thành rượu etylic) b. Phân biệt với các tiêu chí: nơi diễn ra, chất cho điện tử, chất nhận điện tử cuối cùng và năng lượng thu được. 3. - Sơ đồ các bước chính: 1. Lên men rượu etylic: Glucose Pyruvic acid Acetaldehyde (nhờ enzyme Pyruvate decarboxylase) + CO 2 Ethanol (nhờ enzyme Alcohol dehydrogenase) + năng lượng ít (2% năng lượng glucose) 2. Lên men lactic: Glucose Pyruvic acid Lactic acid (nhờ enzyme Lactate dehydrogenase) + năng lượng ít (2% năng lượng glucose) - So sánh: 1. Giống nhau: + Đều thực hiện trong môi trường kị khí (không có oxygen) + Chất nhận hydro từ NAD khử là chất hữu cơ + Con dường đường phân từ glucose đến pyruvate là giống nhau + Năng lượng tế bào vi sinh vật thu được ít (khoảng 2 ATP) + Hợp chất cuối của quá trình do vi sinh vật thải ra môi trường còn rất giàu năng lượng được con người sử dụng. 2. Khác nhau: Vi sinh vật gây ra quá trình Chủ yếu là nấm men rượu Saccharomyces 5 Chủ yếu là liên cầu khuẩn lactic Streptococcus Decarboxylase Có Không có Enzyme xúc tác giai đoạn cuối cùng Alcohol dehydrogenase Lactate dehydrogenase Chất nhận hydro từ NAD khử Acetaldehyde Pyruvic acid Sản phẩm đặc trưng Ethanol Lactic acid CO 2 thoát ra Có Không có (trừ lên men dị hình) Thời gian lên men Chậm hơn Nhanh hơn ph ban đầu lên men Hơi acid Trung tính 4. a. Không vì đây là chủng cần piridoxin làm nhân tố sinh trưởng b. Cần, bởi vì nó không chứa bất kì một nguồn piridoxin nào, vi khuẩn không mọc tức là nó cần piridoxin như một nhân tố sinh trưởng c. Nồng độ piridoxin tăng dần, về nguyên tắc sự sinh trưởng của vi khuẩn sẽ tăng tỉ lệ thuận với nồng độ song chỉ trong một giới hạn nhất định. 5. a. Đây là nhân tố sinh trưởng với hàm lượng ít nhưng rất cần cho sự sinh trưởng của vi khuẩn này mà bản thân chúng không tự tổng hợp được từ các chất vô cơ. c. Dựa trên đồ thị ta thấy: 1. Pha tiềm phát (lag phase) từ 0 đến 3 giờ 2. Pha tăng tốc từ 3 đến 4 giờ
3. Pha lũy thừa (log phase) tử 4 đến 10 giờ 4. Pha giảm tốc từ 13 đến 14 giờ 5. Pha cân bằng (stationary phase) từ sau 15 giờ d. ln(n t + g ) = lnn t + ln2 bởi vì g là thời gian thế hệ để số lượng tế bào trong quần thể tăng gấp đôi. Vì N t + g = 2N t do đó ln2n t = lnn t + ln2 e. - Vì lnn t = 12,45 ở thời điểm t = 5 giờ. ln2n t = 12,45 + ln2 hay 12,45 + 0,7 = 13,15. Theo trục hoành thời gian là 5 giờ 50, vậy thời gian thế hệ (g) là khoảng 50 phút. - Vì lnn 1 = 12,45 ở thời điểm t 1 = 5 giờ, còn lnn 2 = 16,55 ở thời điểm t 2 = 10 giờ, cả hai thời điểm này đều ở log phase do đó tốc độ sinh trưởng riêng là cực đại và là hằng số được tính bởi: µ = (lnn 2 lnn 1 )/ln2(t 2 t 1 ) = (16,55 12,45)/0,7(10-5) = 1,17 h-1. Thời gian thế hệ cũng có thể được tính như sau: g = 1/µ = (1/1,17) x 60 50 phút. Bài 5. Tìm hiểu hoạt động của tim ếch 1. Có vì huyết áp phụ thuộc vào sức co bóp của tim, dung lượng máu và độ đàn hồi của mạch. 2. Nhờ tính đàn hồi của thành động mạch. 3. Tại vì các loài động vật có khối lượng cơ thể khác nhau dẫn đến sự sai khác trong tỉ lệ giữa diện tích bề mặt cơ thể và thể tích cơ thể. Sự sai khác này quyết định đến nhu cầu dinh dưỡng. Do đó ảnh hưởng đến nhịp tim đáp ứng cho nhu cầu dinh dưỡng của từng loài động vật. Nhìn chung đa số các loài động vật có nhịp tim/phút tỉ lệ nghịch với khối lượng cơ thể. Suggested answers by Ricky Ngo 6