Giáo trình hoá sinh học

LỜI GIỚI THIỆU Hóa sinh là khoa học nghiên cứu về thành phần hóa học, cấu tạo, tính chất lý hóa học, chức năng sinh học của các chất trong cơ thể sinh vật và các quá trình chuyển hóa tro

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH KON TUM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG KON TUM

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: HÓA SINH NGÀNH: DƯỢC, ĐIỀU DƯỠNG VÀ HỘ SINH

MỤC LỤC Trang

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN iv

LỜI GIỚI THIỆU vi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 3

1 Lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ của hoá sinh 3

2 Thành phần hoá học của cơ thể sống 6

3 Mối quan hệ của hoá sinh với các ngành khoa học của sinh học, nông nghiệp và y học 7

CHƯƠNG 2: VITAMIN 8

1 Vitamin tan trong nước 9

1.1 Vitamin B1 (Thiamin) 9

1.2 Vitamin B2 (Riboflavin) 10

1.3 Vitamin PP (Nicotinic acid, nicotinamid) 10

1.4 Vitamin B6 (Pyridoxin) 11

1.5 Vitamin C (Ascorbic acid) 11

1.6 Vitamin B12 (Cyanocobalamin) 12

2 Vitamin tan trong chất béo 12

2.1 Vitamin A (retinol) 12

2.2 Vitamin D 13

2.3 Vitamin E (Tocopherol) 13

2.4 Vitamin K 14

2.5 Vitamin F 14

2.6 Vitamin Q (Ubiquinon) 15

2.7 Vitamin P (Rutin) 15

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 15

CHƯƠNG 3: ENZYME VÀ SỰ XÚC TÁC SINH HỌC 18

1 Danh pháp và phân loại enzyme 19

2 Enzyme là chất xúc tác sinh học 20

3 Cơ chế xúc tác của enzyme 20

4 Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác của enzyme 22

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 22

CHƯƠNG 4: HORMON 26

1 Khái niệm 27

2 Phân loại 27

2.1 Hormone động vật 27

2.2 Hormone thực vật 29

CHƯƠNG 5: TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 35

1 Khái niệm chung về sự trao đổi chất 36

1.1 Đồng hóa 37

1.2 Dị hóa 37

2 Khái niệm chung về trao đổi năng lượng và năng lượng sinh học 39

3 Liên kết cao năng và vai trò của ATP 40

4 Quá trình oxy hóa khử sinh học 41

5 Chu trình Krebs (Hô hấp háo khí) 42

5.1 Các phản ứng của chu trình Krebs 43

5.2 Phương trình tổng quát của hô hấp hiếu khí 45

5.3 Ý nghĩa của chu trình Krebs 46

CHƯƠNG 6: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA GLUCID 47

1 Hóa học glucid 48

2 Chuyển hóa glucid 49

2.1 Sự phân giải glucid 49

2.2 Tổng hợp glucid 57

2.3 Hóa sinh hô hấp 64

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 66

CHƯƠNG 7: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA LIPID 71

1 Hóa học lipid 72

1.1 Khái niệm 72

1.2 Cấu tạo 72

1.3 Tính chất 73

2 Chuyển hóa lipid 74

2.1 Phản ứng thủy phân triglycerid 74

2.2 Phân giải glycerine 74

2.3 Phân giải acid béo 75

3 Sinh tổng hợp triglycerid 79

3.1 Tổng hợp glycerolphosphate 79

3.2 Tổng hợp acid béo theo vòng xoắn Lynen-YVakil 79

3.3 Tổng hợp triglycerid 81

4 Sinh tổng hợp và phân giải phospholipid 82

4.1 Sinh tổng hợp phospholipid 82

4.2 Phân giải phospholipid 83

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 84

CHƯƠNG 8: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA PROTEIN 88

1 Hóa học protein 89

1.1 Khái niệm 89

1.2 Cấu tạo 89

1.3 Tính chất vật lý 89

1.4 Tính chất hóa học 89

1.5 Chức năng của protein (tính chất sinh học của protein) 90

2 Chuyển hóa protein 92

2.1 Phân giải protein 92

2.2 Sinh tổng hợp protein 93

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH 99

CHƯƠNG 9: HÓA HỌC VÀ CHUYỂN HÓA HEMOGLOBIN 103

1 Hóa học hemoglobin 103

1.1 Cấu tạo 103

1.2 Chức năng của Hemoglobin trong cơ thể con người 105

1.3 Chỉ số của Hemoglobin 106

1.4 Triệu chứng thường gặp cuả thiếu máu 107

2 Chuyển hóa hemoglobin 108

ĐÁP ÁN BÀI TẬP 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại bài giảng nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Hóa sinh là khoa học nghiên cứu về thành phần hóa học, cấu tạo, tính chất lý hóa học, chức năng sinh học của các chất trong cơ thể sinh vật và các quá trình chuyển hóa trong quá trình sống của chúng

Giáo trình Hóa sinh được biên soạn dựa trên tài liệu được tích lũy sau nhiều năm giảng dạy học phần Hóa sinh tại trường Cao đẳng Cộng đồng (CĐCĐ) Kon Tum Giáo trình Hóa sinh giúp cho sinh viên (SV) ngành Dược, Điều dưỡng và Hộ sinh tiếp cận các thuật ngữ và hiểu được các kiến thức Hóa sinh Từ đó, vận dụng các kiến thức đã học để tìm hiểu sâu các quá trình sống của sinh vật một cách có hệ thống từ cấp độ phân tử

Giáo trình gồm 9 chương, được xây dựng kết hợp giữa lý thuyết và thực hành Cuối mỗi chương, tác giả chú trọng đưa ra các câu hỏi trọng tâm căn bản nhằm gợi ý và định hướng nghiên cứu cho SV

Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã có nhiều cố gắng tham khảo và sử dụng nhiều công trình lao động của các tác giả trong lĩnh vực Hóa sinh khác nhau, song giáo trình khó tránh khỏi các sai sót và khiếm khuyết Vì vậy, tác giả mong nhận được các ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Kon Tum, ngày 22 tháng 4 năm 2022

Biên soạn: ThS Nguyễn Trần Kim Tuyến

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC TÊN MÔN HỌC: HÓA SINH THÔNG TIN CHUNG VỀ MÔN HỌC

Mã môn học: 61022513

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:

- Vị trí: Là môn học thuộc khối kiến thức cơ sở được thực hiện sau khi SV

đã học xong môn hóa Hữu cơ, giảng dạy trong học kỳ II

- Tính chất: Là môn học bắt buộc trong chương trình đào tạo chuyên ngành Cao đẳng Dược, Điều dưỡng và Hộ sinh hệ chính quy Sinh viên phải lên lớp đảm bảo đủ số giờ lý thuyết, thực hành và kiểm tra theo quy định

- Ý nghĩa và vai trò của môn học

Môn học này có ý nghĩa và vai trò rất quan trọng đối với ngành Dược, Điều dưỡng và Hộ sinh, cung cấp cho SV những kiến thức về các chất hữu cơ quan trọng trong cơ thể sinh vật như: Gluxit, protit, lipit, enzyme, vitamin cùng vai trò sinh lý, quá trình hình thành và chuyển hóa lẫn nhau trong cơ thể của sinh vật Môn học được tích hợp giữa lý thuyết và thực hành, giúp SV củng

cố và nâng cao kiến thức về Hóa sinh Tạo cơ sở để SV học tốt các môn học khác trong chuyên ngành

Mục tiêu của môn học:

- Trình bày được quá trình phân giải, chuyển hóa và tổng hợp glucid, lipid, protein

- Giải thích và viết được các phương trình phản ứng của quá trình đường phân và chu trình Kreb

- Vận dụng kiến thức đã học, giải thích các hiện tượng thí nghiệm hóa học

- Mô tả và thực hiện được tất cả các thí nghiệm

- Quan sát, giải thích được các hiện tượng thí nghiệm và viết các phương trình phản ứng xảy ra

2 Về kỹ năng:

- Đọc tài liệu chọn kiến thức cơ bản

- Hoàn thành tập lí thuyết và thực hành, quan sát và giải thích các hiện tượng thí nghiệm hóa sinh

- Sử dụng thành thạo các dụng cụ và thiết bị thí nghiệm hóa sinh

- Làm tường trình thí nghiệm theo qui định

3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, trung thực, an toàn lao động, vệ sinh môi trường

- Chấp hành nội qui phòng thí nghiệm và những qui định của giảng viên

- Có khả năng tự tìm việc làm, tự tạo việc làm hoặc tiếp tục học tập lên trình độ cao hơn sau khi tốt nghiệp

NỘI DUNG CỦA MÔN HỌC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Thời gian: 1 (TL:1; TH: 0) giờ

Mã chương 01 GIỚI THIỆU

Lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ của hoá sinh Ở thế kỷ XIX, khi mà hoá học phát triển như vũ bão, thì ở ranh giới giữa sinh học và hoá học đã xuất hiện một lĩnh vực khoa học mới nhằm nghiên cứu thành phần hoá học của cơ thể sống và những quá trình chuyển hoá hoá học của các chất và của năng lượng trong quá trình hoạt động sống xảy ra trong cơ thể của chúng Để hiểu rõ hơn về lịch sử,

đối tượng, nhiệm vụ của hoá sinh chương này chúng ta sẽ nghiên cứu

MỤC TIÊU

- Trình bày được lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ của hoá sinh

- Phân tích được thành phần hoá học của cơ thể sống

- Phân tích được mối quan hệ của hoá sinh với các ngành khoa học của sinh học, nông nghiệp và y học

- Rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu và phân tích các vấn đề liên quan đến hóa sinh

- Hình thành ý thức bảo vệ các hệ sinh thái tự nhiên, tham gia tích cực bảo

vệ môi trường, đồng thời vận động những người khác cùng bảo vệ môi trường sống

NỘI DUNG

1 Lịch sử, đối tượng, nhiệm vụ của hoá sinh

Ở thế kỷ XIX, khi mà hoá học phát triển như vũ bão, thì ở ranh giới giữa

sinh học và hoá học đã xuất hiện một lĩnh vực khoa học mới nhằm nghiên cứu thành phần hoá học của cơ thể sống và những quá trình chuyển hoá hoá học của các chất và của năng lượng trong quá trình hoạt động sống xảy ra trong cơ thể của chúng Lĩnh vực khoa học này được gọi là hoá học sinh vật hoặc vắn tắt hơn- hoá sinh học (biochemistry)

Có thể nói rằng, hoá sinh học là một phần lĩnh vực của khoa học cuộc sống Nhiệm vụ của chúng nhằm nghiên cứu các hiện tượng sống bằng các phương pháp hoá học

Đây là một khoa học trẻ tuổi của thế kỷ XX đang trên đà phát triển mạnh

mẽ và đang xâm nhập vào nhiều lĩnh vực mũi nhọn của sinh vật học, y học và nông học Hoá sinh học mới trở thành một khoa học độc lập vào nửa sau thế kỷ thứ XIX mặc dầu ngay từ thời thượng cổ con người đã làm quen với nhiều quá trình hoá sinh học trong cuộc sống hàng ngày của họ (nấu rượu, nướng bánh mì, thuộc da, làm dấm, tương, nước mắm )

Tuy vậy chỉ mới gần đây, tất cả mọi quá trình sinh học này mới được nghiên cứu một cách khoa học và được giải thích một cách đầy đủ

Có thể nói, sự xuất hiện môn hoá sinh học là kết quả tất yếu của sự phát triển và phối hợp giữa hoá học và sinh vật học

Tính chất và phương hướng của hoá sinh học là nghiên cứu trên cơ thể sống, tìm ý nghĩa chức phận của tất cả mọi thành phần, mọi sản phẩm chuyển hoá, trên cơ sở đó, tìm hiểu sâu về:

- Mối liên quan giữa quá trình hoá học và sinh vật học

- Mối liên quan giữa cấu trúc và chức năng sống của các cơ quan trong cơ thể

- Cơ chế điều hoà toàn bộ quá trình sống

Tuỳ theo đối tượng nghiên cứu mà người ta phân chia hoá sinh học thành hoá sinh động vật, hoá sinh thực vật, hoá sinh vi sinh vật và y hoá sinh

Trên mỗi đối tượng, hoá sinh nghiên cứu song song hai mặt "tĩnh" và

"động"

Việc nghiên cứu các chất có trong thành phần của cơ thể sinh vật là nhiệm

vụ của tĩnh hoá sinh Tĩnh hoá sinh gắn liền rất mật thiết với hoá học sinh hữu

cơ Đây chính là hóa sinh mô tả

Còn việc nghiên cứu các chuyển hóa hoá học xảy ra trong quá trình hoạt động sống của cơ thể nghĩa là nghiên cứu về mặt hoá học của sự trao đổi chất trong mối liên quan với toàn bộ cơ thể và môi trường xung quanh là nhiệm vụ

của động hoá sinh

Tĩnh hoá sinh và động hoá sinh liên quan với nhau rất chật chẽ - việc nghiên cứu các quá trình hóa sinh học sẽ vô nghĩa nếu không có sự nghiên cứu các chất tham gia trong các quá trình này

Cuối thế kỷ XVIII, đầu thế kỷ XIX, Lavoisier cũng đã giải thích được cơ chế hoá học của sự hô hấp và sự cháy Ông đã chứng minh rằng, lượng nhiệt do các cơ thể sống sản sinh ra cũng bằng lượng nhiệt thu được khi đốt cháy các chất dinh dưỡng bên ngoài cơ thể (khi hô hấp trong cơ thể, carbon và hydrogen

bị oxy hóa từ từ, quá trình này rất giống sự cháy bình thường)

Nhiều công trình có giá trị khác, trong đó có công trình của Fischer đã đi vào cấu trúc và tổng hợp glucid, lipid, amino acid và protein, Pavlov trong thời gian này đã nghiên cứu các cơ chế enzyme và Miescher thì nghiên cứu nucleic acid Thời gian này người ta cũng đã phát hiện ra vitamin

Việc xác lập nên thành phần hoá học của thực vật, việc phát hiện ra các enzyme và việc làm sáng tỏ vai trò của chúng trong sự trao đổi chất, sự phát hiện ra vitamin và hormon, sự phát triển của hoá học về amino acid và protein,

về glucid, lipid đã tạo điều kiện cho việc hình thành động hoá sinh và chính nhờ

sự phát triển của động hoá sinh mà người ta đã xây dựng được những quan điểm thống nhất về các quy luật chung của các quá trình trao đổi chất và của những chuyển hoá năng lượng trong cơ thể sinh vật

Ngày nay chúng ta biết rõ rằng, tất cả các chất xây dựng nên tế bào sống,

đều thay đổi không ngừng Đặc trưng của sự sống là sự biến đổi hoá học

Như vậy hoá sinh học hiện đại trước hết là động hoá sinh Trước tiên đó

là những hiện tượng trao đổi chất, là sự chuyển hoá và phân giải các chất dinh dưỡng nhằm thu nhận năng lượng hoá học cũng như để xây dựng vật chất của tế bào Các phản ứng hoá học này được xảy ra nhờ tác dụng xúc tác của những enzyme, vì vậy việc nghiên cứu các enzyme chiếm một phần quan trọng trong hoá sinh học

Thứ hai thuộc về động hoá sinh là điều hoà hoá học Điều này được xảy

ra trên con đường các sản phẩm trao đổi chất xác định, thường là cùng với sự tham gia của những chất đặc biệt là hormon được tạo thành trong các tuyến nội tiết

Thứ ba thuộc về động hoá sinh là các quá trình hoá học được xảy ra gắn liền với các cấu trúc và thực hiện các chức năng của các phần tử cấu trúc

Chính vì vậy theo quan niệm hiện đại thì hoá sinh học là khoa học nghiên cứu cơ sở phân tử của sự sống (1, 2)

2 Thành phần hoá học của cơ thể sống

Trong cơ thể sống, nước là thành phần quan trọng nhất Trừ một số mô hoặc loại tế bào (các hạt thực vật, các bào tử mô xương, mô mỡ), lượng nước của chúng không đạt đến 80%, còn lượng nước của một số sinh vật khác cũng vượt quá 90% (toàn bộ lượng nước của cơ thể con người khoảng 50-70%) Điều cần lưu ý là ở một số dạng sống bậc thấp, các virus, các bào tử sống qua trạng thái khô héo hoàn toàn, song trong trạng thái không có nước thì các hoạt động sống của chúng bị hoãn lại

Từ các cơ sở trên chúng ta có thể nói rằng các quá trình hoá học đặc trưng cho sự sống được xem như là những phản ứng tiến hành ở trong môi trường nước

Ngoài ra người ta đã phát hiện được hơn 60 nguyên tố có trong cơ thể sống Các nguyên tố này có trong cơ thể với những lượng rất khác nhau Một số được coi là những nguyên tố cần thiết để xây dựng cơ thể và phục vụ cho sự phát triển bình thường của cơ thể; một số khác thì chức năng sinh học của chúng chưa được biết rõ; số còn lại được coi như do sự xâm nhập ngẫu nhiên C, H, O,

N, S, P, Cl, Ca, Mg, K, Na đều là những nguyên tố rất cần thiết đối với cơ thể sống, 11 nguyên tố này chiếm gần 100% khối lượng toàn phần của thực vật và động vật Những nguyên tố ở dạng vết được gọi là yếu tố vi lượng, vai trò quan trọng của chúng đối với cuộc sống cũng dần dần được sáng tỏ đó là những ion kim loại nặng Co, Zn, Mn, Mo; trong trường hợp các cơ thể động vật bậc cao còn có I, ở các cây xanh thì có B Cần nhớ rằng, trừ I và Mo, các nguyên tố đã được kể đến đều nằm trong số 30 nguyên tố đầu của hệ thống tuần hoàn và hơn một nửa các nguyên tố có số thứ tự đến 30 có vai trò sinh học quan trọng

Nhiều hợp chất hữu cơ trước đây được coi như là riêng biệt thuộc giới sinh vật, nay cũng đã được nghiên cứu, tổng hợp trong phòng thí nghiệm Đó là các protein, acid nucleic, glucid, lipid, enzyme và vitamin Đây là những chất chiếm vị trí hàng đầu trong sinh học và cũng chính là đối tượng nghiên cứu chính của các chương trong giáo trình này (1-3)

3 Mối quan hệ của hoá sinh với các ngành khoa học của sinh học, nông nghiệp và y học

Trong sinh học có nhiều ngành, nhưng nghiên cứu sinh học ngày nay là nghiên cứu ở mức độ phân tử Hoá sinh là khoa học nghiên cứu sự sống ở mức

độ phân tử, cho nên có thể nói bất cứ chuyên ngành nào của sinh học như động vật học, thực vật học, vi khuẩn học, sinh lý học, tế bào học, mô phôi học đều cần phải trang bị kiến thức và kỹ thuật hoá sinh để nghiên cứu khoa học chuyên ngành mình Do đó khi nói đến các chuyên ngành của sinh học hiện đại thì trước hết phải nói đến hoá sinh trong những năm gần đây Ngay cả công nghệ gen, công nghệ enzyme cũng chính là lãnh địa của hoá sinh Chẳng hạn đối với động vật, thực vật, vi sinh vật, ngày nay muốn nghiên cứu phân loại chính xác các giống chủng cũng phải dùng các chỉ tiêu phân tử một số protein, enzyme hay acid nucleic trong ty lạp thể Đối với nông nghiệp muốn tăng năng suất cây trồng phải chú ý đến quá trình hoá sinh quang hợp, quá trình hoá sinh nảy mầm, quá trình hoá sinh phát dục, quá trình chuyển hoá, sinh tổng hợp các chất tạo nên hạt, quả, quá trình tác động hoá sinh của các cytokinin đến sự sinh trưởng và phát triển của cây Đối với vật nuôi cũng vậy, muốn có năng suất thịt, sữa, trứng cao, người chăn nuôi phải hiểu được các quá trình hoá sinh phát triển đến từng giai đoạn phát triển của con vật, đến từng bộ phận cơ bắp, buồng trứng của chúng để có sự tác động mạnh mẽ Đối với y dược học, vấn đề chủ chốt nghiên cứu bệnh nguyên, bệnh lý, chẩn đoán và điều trị bệnh cũng đều liên quan chặt chẽ đến hoá sinh, tức liên quan đến sự thay đổi các phân tử bệnh lý xảy ra trong

cơ thể và tìm những chất hoạt tính sinh học có tác dụng phòng chống hoặc chữa khỏi bệnh

Vì vậy có thể nói hoá sinh là gốc, là cơ bản để giúp hiểu sâu sắc các khoa học khác của sinh học, nông nghiệp và y học (1-3)

TÓM TẮT CHƯƠNG 1

- Hoá sinh học là ngành khoa học nghiên cứu thành phần hoá học của cơ thể sống và những quá trình chuyển hoá hoá học của các chất và của năng lượng trong quá trình hoạt động sống xảy ra trong cơ thể của chúng

- Tính chất và phương hướng của hoá sinh học là nghiên cứu trên cơ thể sống, tìm ý nghĩa chức phận của tất cả mọi thành phần, mọi sản phẩm chuyển hoá, trên cơ sở đó, tìm hiểu sâu về:

+ Mối liên quan giữa quá trình hoá học và sinh vật học

+ Mối liên quan giữa cấu trúc và chức năng sống của các cơ quan trong cơ thể

+ Cơ chế điều hoà toàn bộ quá trình sống

BÀI TẬP

1 Trình bày đối tượng và nhiệm vụ của hoá sinh

2 Phân tích thành phần hoá học của cơ thể sống

3 Mối quan hệ của hoá sinh với các ngành khoa học của sinh học, nông nghiệp và y học diễn ra như thế nào?

CHƯƠNG 2: VITAMIN

Thời gian: 5 (TL:1; TH: 4) giờ

Mã chương: 02 GIỚI THIỆU

Vitamin là hợp chất hữu cơ rất cần thiết cho sự trao đổi chất, là dưỡng chất vô cùng quan trọng mà tự cơ thể không thể sản sinh đủ mà phải bổ sung từ thức ăn hàng ngày Vitamin đóng vai trò rất quan trọng trong sự sống của con người Vitamin tham gia vào quá trình chuyển hoá năng lượng của cơ thể, tổng hợp, sử dụng và chuyển hoá các chất dinh dưỡng, vitamin có nhiều loại và có vai trò khác nhau trong cơ thể Để hiểu rõ vai trò, chức năng, nguồn cung cấp các loại vitamin, chương này chúng ta sẽ nghiên cứu

MỤC TIÊU

- Phân biệt được vitamin tan trong nước và vitamin tan trong chất béo

- Trình bày được cấu tạo, vai trò sinh học và nguồn cung cấp các loại vitamin

- Trình bày được tác dụng của từng loại vitamin

- Mô tả được cách tiến hành làm các thí nghiệm

- Quan sát và giải thích được các hiện tượng thí nghiệm

- Chấp hành nghiêm túc nội qui PTN và những qui định của giảng viên Trung thực với kết quả thí nghiệm

- Rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu và phân tích các vấn đề liên quan đến vitamin

- Hình thành được tính cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, trung thực, an toàn lao động, vệ sinh môi trường

Vitamin B1 là cám gạo, ngô, lúa mì,

Thiamin (Vitamin B1) Vitamin B1 bền trong môi trường acid, còn trong môi trường kiềm nó rất

dễ bị phân huỷ khi đun nóng Trong cơ thể, B1 có thể tồn tại ở trạng thái tự do hay ở dạng Thiamin pyrophosphate Thiamin pyrophosphate là dạng B1 liên kết với H3PO4 và có vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cơ thể Thiamin pyrophosphate là coenzyme xúc tác cho quá trình phân giải các ceto acid như pyruvic acid, oxaloacetic acid Vì vậy khi thiếu Vitamin B1 sự chuyển hoá các ceto acid bị ngừng trệ làm cho cơ thể tích luỹ một lượng lớn các ceto acid làm rối loạn trao đổi chất và gây nên các trạng thái bệnh lý nguy hiểm Vitamin B1 hoà tan tốt trong môi trường nước và chịu nhiệt khá nên không bị phân huỷ khi nấu nướng B1 được tổng hợp chủ yếu ở thực vật và một số vi sinh vật Người và động vật không tổng hợp được B1 mà phải nhận từ nguồn thức ăn

Khi thiếu B1 có thể phát sinh bệnh beri-beri, còn gọi là bệnh tê phù, do quá trình trao đổi chất bị rối loạn Nhu cầu Vitamin B1 phụ thuộc vào điều kiện nghề nghiệp, vào trạng thái sinh lý của cơ thể, vào lứa tuối Nhu cầu hàng ngày của người lớn là 1-3mg, của trẻ em 0,5-2mg

1.2 Vitamin B2 (Riboflavin)

Vitamin B2 là dẫn xuất của vòng Isoalloxazin, thuộc nhóm flavin Trong

cơ thể B2 liên kết với H3PO4 tạo nên coenzyme FMN và FAD là những coenzyme của hệ enzyme dehydrogenase hiếu khí

Ở trạng thái khô Vitamin B2 bền với nhiệt và acid

Vitamin B2 có nhiều trong nấm men, đậu, thịt, sữa, gan, trứng Khi thiếu Vitamin B2 sự tổng hợp các enzyme oxi hoá khử bị ngừng trệ làm ảnh hưởng đến quá trình oxi hoá khử tạo năng lượng cho cơ thể Đồng thời khi thiếu Vitamin B2 việc sản sinh ra các tế bào của biểu bì ruột cũng bị ảnh hưởng gây nên sự chảy máu ruột hay rối loạn hoạt động của dạ dày, ruột Vitamin B2 còn giúp cơ thể kháng khuẩn tốt hơn

Nhu cầu Vitamin B2 hàng ngày của một người khoảng 2-3mg

Riboflavin (Vitamin B2)

1.3 Vitamin PP (Nicotinic acid, nicotinamid)

Vitamin PP là nicotinic acid và amid của nó là nicotinamid

Nicotinic acid Nicotinamid Vitamin PP là thành phần của coenzyme NAD, NADP có trong các enzyme thuộc nhóm dehydrogenase kỵ khí

Vitamin PP giúp cơ thể chống lại bệnh pellagra (bệnh da sần sùi) Khi mắc bệnh pellagra sẽ dẫn đến sưng màng nhầy dạ dầy, ruột, sau đó sưng ngoài

da

Vitamin PP dạng nicotinic acid bền với nhiệt, acid và cả kiềm nên khó bị phân huỷ, còn ở dạng nicotinamid lại kém bền với acid và kiềm Vitamin PP không bị biến đổi khi nấu nướng nên thức ăn giữ được hàm lượng PP qua xử lý

Vitamin PP có nhiều trong gan, thịt nạc, tim, đặc biệt là nấm men Nếu cơ thể thiếu Vitamin PP sẽ ảnh hưởng đến các quá trình oxi hoá khử Vitamin PP

có tác dụng ngăn ngừa bệnh ngoài da, sưng màng nhầy ruột, dạ dày

Hàng ngày nhu cầu của một người khoảng 15-25mg Vitamin PP

1.4 Vitamin B6 (Pyridoxin)

Vitamin B6 tồn tại trong cơ thể ở 3 dạng khác nhau: Piridoxol, Pyridoxal, Pyridoxamine Ba dạng này có thể chuyển hoá lẫn nhau

Pyridoxol Vitamin B6 là thành phần coenzyme của nhiều enzyme xúc tác cho quá trình chuyển hoá amino acid, là thành phần cấu tạo của phosphorylase

Vitamin B6 có nhiều trong nấm men, trứng, gan, hạt ngũ cốc, rau quả Nếu thiếu Vitamin B6 sẽ dẫn đến các bệnh ngoài da, bệnh thần kinh như đau đầu, bệnh rụng tóc, rụng lông

Hàng ngày mỗi người lớn cần 1,5-2,8 mg, với trẻ em cần 0,5-2mg Vitamin B6

1.5 Vitamin C (Ascorbic acid)

Vitamin C là ascorbic acid Trong cơ thể Vitamin C tồn tại ở 2 dạng: dạng khử là ascobic acid và dạng oxy hoá là dehydro ascobic

Ascorbic acid Dehydro ascorbic acid Vitamin C tham gia nhiều quá trình sinh lý quan trọng trong cơ thể:

- Quá trình hydroxyl hoá do hydroxylase xúc tác

- Duy trì cân bằng giữa các dạng ion Fe+2/Fe+3, Cu+/Cu2+

- Vận chuyển H2 trong chuỗi hô hấp phụ

- Làm tăng tính đề kháng của cơ thể đối với những điều kiện không thuận lợi của môi trường, các độc tố của bệnh nhiễm trùng, làm giảm các triệu chứng bệnh lý do tác dụng của phóng xạ

Ngoài ra Vitamin C còn tham gia vào nhiều quá trình khác có vai trò quan trọng trong cơ thể Vitamin C có nhiều trong các loại rau quả tươi, nhất là trong các loại quả có múi như cam, chanh, bưởi Nhu cầu hàng ngày cần 70-80mg/người Nếu thiếu Vitamin C sẽ dẫn đến bệnh hoại huyết, giảm sức đề kháng của cơ thể, bị bệnh chảy máu răng, lợi hay nội quan (bệnh scorbutus)

1.6 Vitamin B12 (Cyanocobalamin)

Vitamin B12 có cấu tạo phức tạp, trong thành phần có chứa nhóm CN,

CO, amin Thành phần chính của Vitamin B12 là nhóm porphyrin

Vitamin B12 giúp cho việc tạo huyết cầu tố và hồng cầu B12 tham gia các quá trình tổng hợp nucleotide nhờ xúc tác các phản ứng metyl hoá các base Nitơ Thiếu B12 sẽ gây bệnh thiếu máu ác tính

Ngoài các loại Vitamin trên, trong nhóm Vitamin tan trong nước còn một

số Vitamin khác như Vitamin B5, Vitamin Bc, Vitamin H (1-3)

2 Vitamin tan trong chất béo

2.1 Vitamin A (retinol)

Vitamin A có 2 dạng quan trọng là A1 và A2 Vitamin A được hình thành

từ β.caroten là tiền Vitamin A Từ β.caroten tạo thành 2 phân tử Vitamin A

Nhu cầu Vitamin A hàng ngày đối với người lớn 1-2mg, trẻ em dưới 1 tuổi 0,5-1mg

Vitamin D có nhiều trong dầu cá, mỡ bò, lòng đỏ trứng Tiền Vitamin D

có sẵn trong mỡ động vật Hàng ngày mỗi người cần khoảng 10-20mg, trẻ em dưới 30 tháng cần nhiều hơn: 20-40mg

2.3 Vitamin E (Tocopherol)

Vitamin E có nhiều dạng khác nhau Đó là các dạng α, β, γ, δ tocopherol Các dạng khác nhau này được phân biệt bởi số lượng và vị trí của các nhóm metyl gắn vào vòng thơm của phân tử Trong các loại Vitamin E, dạng

α -tocopherol có hoạt tính cao nhất:

α - Tocopherol Vitamin E có nhiều ở các loại rau xanh, nhất là xà lách, ở hạt ngũ cốc, dầu thực vật, gan bò, lòng đỏ trứng, mầm hạt hoà thảo

Vitamin E có tác dụng như chất chống oxi hoá nên có tác dụng bảo vệ các chất dễ bị oxi hoá trong tế bào Vitamin E còn có vai trò quan trọng trong sinh sản Nhu cầu Vitamin E hàng ngày khoảng 20mg cho một người lớn

2.4 Vitamin K

Có nhiều loại Vitamin K, với công thức tổng quát là:

Vitamin K cần cho quá trình sinh tổng hợp các yếu tố làm đông máu (prothrombin) cho nên Vitamin K là Vitamin chống chảy máu, thiếu Vitamin K tốc độ đông máu giảm, máu khó đông

Vitamin K có nhiều trong cỏ linh lăng, bắp cải, rau má, cà chua, đậu, ngũ cốc, lòng đỏ trứng, thịt bò

Thường ở người khoẻ mạnh, vi khuẩn đường ruột có khả năng cung cấp

đủ Vitamin K cho nhu cầu của cơ thể, chỉ cần bổ sung thêm khoảng 0,3mg/ngày/người

Thiếu Vitamin P xảy ra hiện tượng tăng tính thấm của mao quản, chảy máu bất thường, mỏi mệt, suy nhược cơ thể Vitamin P có tác dụng làm giảm tính thấm của thành mao quản Vitamin P còn có thể tham gia vào quá trình oxi hoá khử của cơ thể như chức năng của Vitamin C

Nhu cầu Vitamin P khoảng bằng 50% nhu cầu Vitamin C (1-3)

TÓM TẮT CHƯƠNG 2

Vitamin được chia thành 2 loại đó là

- Vitamin tan trong nước bao gồm: Vitamin B1 (Thiamin), Vitamin B2 (Riboflavin), Vitamin PP (Nicotinic acid, nicotinamid), Vitamin B6 (Pyridoxin) , Vitamin C (Ascorbic acid), Vitamin B12 (Cyanocobalamin)

- Vitamin tan trong chất béo bao gồm: Vitamin A (retinol), Vitamin D, Vitamin E (Tocopherol), Vitamin K, Vitamin F, Vitamin Q (Ubiquinon),

Vitamin P (Rutin)

BÀI TẬP

1 Trình bày tác dụng của từng loại vitamin hòa tan trong nước

2 Trình bày tác dụng của từng loại vitamin tan trong chất béo

- Định lượng được vitamin C có trong thực phẩm

- Mô tả được cách tiến hành làm các thí nghiệm

- Quan sát và giải thích được các hiện tượng thí nghiệm

- Chấp hành nghiêm túc nội qui PTN và những qui định của giảng viên Trung thực với kết quả thí nghiệm

- Rèn luyện được tính cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, trung thực, an toàn lao động, vệ sinh môi trường

b) Yêu cầu

- Trước khi thí nghiệm:

SV đọc kỹ các thí nghiệm trong giáo trình, chuẩn bị tường trình thực hành, dụng cụ, vật liệu theo yêu cầu của GV

- Trong khi thí nghiệm:

SV chăm chú nghe GV chỉ dẫn, thực hiện đúng và theo thứ tự các thao tác

đã chỉ dẫn, ghi chép lại những thông tin quan trọng, tích cực tham gia thực hành, đảm bảo an toàn, đúng kỹ thuật

- Sau khi thí nghiệm:

SV nộp bảng tường trình thí nghiệm, sử dụng thành thạo các dụng cụ và vật liệu thực hành, áp dụng được vào thực tiễn Dọn dẹp sạch sẽ nơi thí nghiệm, tắt điện, nước, trước khi ra khỏi phòng thí nghiệm

Antimon (II) clorua, triclometan, dầu ăn, 5 quả chanh, HCl 5%, nước cất,

hồ tinh bột, dung dịch I2 0,01N, antimon (III) clorua, axit ascorbic, NH3, AgNO3, dekristo, viên vitamin E, C2H5OH, HNO3

3 Nội dung thực hành

- Phát hiện vitamin A trong dầu

- Phân tích định lượng vitamin C trong thực phẩm

- Khử bạc nitrat bằng axit ascorbic

- Phát hiện vitamin D, E

4 Cách tiến hành

Thí nghiệm 1: Sự phát hiện vitamin A trong dầu

Cho 5g antimon (II) clorua và 4ml triclometan vào ống nghiệm, lắc cho tan Lấy 3ml dung dịch này cho vào ống nghiệm khác chứa 4 giọt dầu ăn Lắc

mạnh, quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra

Thí nghiệm 2: Phân tích định lượng vitamin C trong thực phẩm

- Lấy 10g thịt quả chanh và 20ml HCl 5% cho vào cối sứ để giã, nghiền nhỏ cho đến khi dung dịch có dạng đồng thể, dùng nước cất để chuyển toàn bộ dịch chiết đồng thể vào trong bình định mức 100ml, thêm nước cất đến vạch 100ml Lắc đều cho lượng axit ascorbic có trong nguyên liệu được hoà tan hoàn toàn, lọc cặn cho vào trong bình tam giác 250ml, ta có dung dịch mẫu hay dung dịch nguyên liệu

- Hút 20ml dd nguyên liệu đã được lọc cặn vào trong bình nón, thêm 5-10 giọt hồ tinh bột 1% Dùng I2 0,01N chuẩn độ cho đến khi dung dịch bắt đầu xuất hiện màu xanh lam nhạt là được Lặp lại chuẩn độ 3 lần, lấy kết quả trung bình

ta được V(ml) dd I2 0,01N dùng để chuẩn độ Vitamin C

2

.0, 00088.100 0

V V X

V m



Trong đó : m : lượng mẫu thí nghiệm (5gr)

0,00088 : số gram acid ascorbic ứng với 1ml dd I2 0,01N

V1 : thể tích dd mẫu (50ml)

V2 : thể tích dịch mẫu lấy để xác định (20ml)

V: số ml Iode 0,01N dùng để chuẩn độ

Thí nghiệm 3: Khử bạc nitrat bằng axit ascorbic

Cho 1ml dung dịch bạc nitrat trong môi trường amoniac và 1 ml dung

dịch axit ascorbic vào ống nghiệm, lắc và quan sát sự hình thành kết tủa Giải thích hiện tượng phản ứng

Thí nghiệm 4: Phát hiện vitamin D

Cho 0,5g antimon (III) clorua với 4ml triclometan vào ống nghiệm, lắc Lấy 2-3ml dung dịch này cho tác dụng với 5 giọt dekristol hay sản phẩm chứa

vitamin D Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra

Thí nghiệm 5: Phát hiện vitamin E

Cho 1ml sản phẩm có vitamin E (viên con nhộng vitamin E) và 10ml etanol khan vào ống nghiệm Cho thêm từng giọt 2ml axit HNO3 đặc vào rồi đun

nóng, lắc liên tục cho đến khi sôi Quan sát và giải thích hiện tượng xảy ra (4,

CHƯƠNG 3: ENZYME VÀ SỰ XÚC TÁC SINH HỌC

Thời gian: 6 (TL:1; BT: 1; TH: 4) giờ

Mã chương: 03 GIỚI THIỆU

Để sống và phát triển, cơ thể sinh vật phải thường xuyên trao đổi chất và trao đổi năng lượng với môi trường bên ngoài Các quá trình này tiến hành được

là nhờ các phản ứng hóa sinh xảy ra trong cơ thể theo quy luật có tổ chức và có liên quan chặt chẽ với nhau Đặc điểm chung của các phản ứng này là có thể xảy

ra một cách đặc hiệu, dễ dàng với vận tốc lớn ở ngay trong điều kiện môi trường

sinh lý và nhiệt độ của cơ thể Sở dĩ các phản ứng tiến hành trong cơ thể có những đặc điểm trên chính là nhờ các chất xúc tác đặc biệt có khả năng làm tăng vận tốc phản ứng lên gấp bội, đó là các chất xúc tác sinh học Trong chương này,

chúng ta sẽ nghiên cứu enzyme và sự xúc tác sinh học

MỤC TIÊU

- Trình bày được enzyme là chất xúc tác sinh học

- Mô tả được bản chất hóa học, cơ chế xúc tác, các gọi tên và phân loại của enzyme

- Giải thích được các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác của enzyme

- Rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu và phân tích các vấn đề liên quan đến enzyme

- Mô tả được cách tiến hành làm các thí nghiệm

- Quan sát và giải thích được các hiện tượng thí nghiệm

- Chấp hành nghiêm túc nội qui PTN và những qui định của giảng viên Trung thực với kết quả thí nghiệm

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, trung thực, an toàn lao động, vệ sinh môi trường

NỘI DUNG

1 Danh pháp và phân loại enzyme

Như ta đã biết mỗi enzyme xúc tác cho mỗi kiểu phản ứng hoá học duy nhất (như oxy hoá một kiểu cơ chất nhất định, thuỷ phân một kiểu liên kết nhất định, vận chuyển một nhóm chất nhất định từ một chất cho đến một chất nhận có địa chỉ, trong đó có cả việc biến đổi chỉ một cơ chất duy nhất), mặt khác còn có một kiểu phản ứng hoá sinh nhất định có thể được xúc tác bằng các enzyme khác nhau

Dựa vào tính đặc hiệu phản ứng của enzyme, năm 1961 tiểu ban enzyme học quốc tế đã trình bày một báo cáo, trong đó có đề nghị những nguyên tắc định tên và phân loại enzyme Người ta chia enzyme ra làm 6 lớp:

- Oxydoreductase: các enzyme xúc tác cho các phản ứng oxi hoá-khử

- Transferase: các enzyme xúc tác cho các phản ứng chuyển vị

- Hydrolase: các enzyme xúc tác cho các phản ứng thủy phân

- Lyase: các enzyme xúc tác cho các phản ứng phân cắt không cần nước

- Isomerase: các enzyme xúc tác cho các phản ứng đồng phân hoá

- Ligase (synthetase): các enzyme xúc tác cho các phản ứng tổng hợp có

sử dụng liên kết giàu năng lượng của ATP v.v

Mỗi lớp chia thành nhiều tổ (dưới lớp), mỗi tổ chia thành nhiều nhóm (siêu lớp)

Tên enzyme thường được gọi: Tên cơ chất đặc hiệu - loại phản ứng xúc tác cộng thêm tiếp vĩ ngữ ase

Đứng trước tên enzyme thường có 4 con số: số thứ nhất chỉ lớp, số thứ hai chỉ tổ, số thứ ba chỉ nhóm, số thứ tư chỉ số hạng enzyme trong nhóm (1-3)

Ví dụ: (2.6.1.1) L.aspartate: α-cetoglutarate aminotransferase

Enzyme này xúc tác cho phản ứng chuyển nhóm amine từ L.aspartate đến α-cetoglutarate

2 Enzyme là chất xúc tác sinh học

Những luận cứ sau đây đã chứng minh bản chất xúc tác của enzyme:

- Cũng như các chất xúc tác nói chung, enzyme làm tăng nhanh tốc độ phản ứng Enzyme không quyết định chiều hướng của phản ứng

- Enzyme không đóng vai trò là chất tham gia phản ứng trong phương trình phản ứng Trong quá trình xúc tác, lượng enzyme không thay đổi

- Cũng như mọi chất xúc tác khác, enzyme làm giảm năng lượng hoạt hóa cần thiết của các phản ứng hóa học Nói cách khác năng lượng hoạt hóa phản ứng được giảm đi nhiều khi có sự xúc tác của enzyme.(1)

3 Cơ chế xúc tác của enzyme

Những quan điểm hiện nay nhằm giải thích cơ chế tác dụng của enzyme đều cho rằng khi enzyme (E) tương tác với cơ chất (S) sẽ làm giảm năng lựợng hoạt hóa các phản ứng hóa sinh Muốn làm giảm năng lượng hoạt hóa các phản ứng enzyme cần trải qua nhiều giai đoạn trung gian và tạo thành phức chất nhất

định giữa E và S Việc tạo thành phức hợp E-S giai đoạn đầu xảy ra rất nhanh và rất không bền

Nhìn chung ta có thể hình dung cơ chế tác dụng của enzyme lên cơ chất tạo sản phẩm bằng phương trình tổng quát như sau:

ESƒ E S  P E

Giai đoạn 1: E kết hợp với S để tạo thành E-S Giai đoạn này xảy ra rất nhanh, nhờ các liên kết không bền như liên kết hydro, tương tác tĩnh diện, tương tác Van der Waals… Mỗi loại liên kết đòi hỏi những điều kiện khác nhau và chịu ảnh hưởng khác nhau khi có nước

Giai đoạn 2: Sau khi tạo phức, cơ chất có những biến đổi nhất định về mật độ điện tử, cấu hình làm cơ chất trở nên hoạt động hơn, phản ứng được dễ dàng để tạo thành sản phẩm P

Trong nhiều phản ứng do enzyme xúc tác có 2 hay nhiều loại cơ chất, ví

dụ hexokinase xúc tác phản ứng:

ex e ose h okinas ose-6 e

ATPgluc ADPgluc phosphat

Cơ chế enzyme xúc tác cho phản ứng 2 cơ chất có thể như sau:

- Cơ chế tạo phức 3 thành phần

- Cơ chế không tạo phức 3 thành phần

Đây là trường hợp cơ chất thứ 2 (S2) chỉ kết hợp vào enzyme (ở trạng thái E’) sau khi P1 được tạo thành (1)

4 Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác của enzyme

Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác của enzyme là nồng độ của

enzyme, chất kìm hãm, chất hoạt hóa, nhiệt độ, pH, các yếu tố khác (ánh sáng,

sự chiếu điện, sóng siêu âm) (3)

Cũng như các chất xúc tác nói chung, enzyme làm tăng nhanh tốc độ phản

ứng Enzyme không quyết định chiều hướng của phản ứng

BÀI TẬP

1 Trình bày danh pháp và phân loại enzyme

2 Lấy ví dụ chứng minh enzyme là chất xúc tác sinh học

3 Trình bày các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác của enzyme

4 Trình bày cơ chế xúc tác của enzyme

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH

1 Mục đích, yêu cầu

a) Mục đích

- Ủ lúa cho ra mầm để làm dung dịch amylase

- Khảo sát được hoạt tính tương đối của dịch chiết amylase mầm lúa

- Khảo sát được sự ảnh hưởng của nồng độ cơ chất lên tốc độ thủy giải của amylase

- Phân tích được ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính của enzyme amilaza (trong nước bọt)

- Mô tả được cách tiến hành làm các thí nghiệm

- Quan sát và giải thích được các hiện tượng thí nghiệm

- Chấp hành nghiêm túc nội qui PTN và những qui định của giảng viên Trung thực với kết quả thí nghiệm

- Rèn luyện được tính cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, trung thực, an toàn lao động, vệ sinh môi trường

b) Yêu cầu

- Trước khi thí nghiệm:

SV đọc kỹ các thí nghiệm trong giáo trình, chuẩn bị tường trình thực hành, dụng cụ, vật liệu theo yêu cầu của GV

- Trong khi thí nghiệm:

SV chăm chú nghe GV chỉ dẫn, thực hiện đúng và theo thứ tự các thao tác

đã chỉ dẫn, ghi chép lại những thông tin quan trọng, tích cực tham gia thực hành, đảm bảo an toàn, đúng kỹ thuật

- Sau khi thí nghiệm:

SV nộp bảng tường trình thí nghiệm, sử dụng thành thạo các dụng cụ và vật liệu thực hành, áp dụng được vào thực tiễn Dọn dẹp sạch sẽ nơi thí nghiệm, tắt điện, nước, trước khi ra khỏi phòng thí nghiệm

3 Nội dung thực hành

- Khảo sát hoạt tính tương đối của amylase mầm lúa

- Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính của enzyme amilaza (trong nước bọt)

- Khảo sát ảnh hưởng của chất kích thích và chất kìm hãm lên hoạt tính của enzyme amilaza

4 Cách tiến hành

Thí nghiệm 1: Khảo sát hoạt tính tương đối của amylase mầm lúa

a) Chuẩn bị dung dịch amylase mầm lúa

Lấy 3g hạt lúa nảy mầm cho vào cối sứ, nghiền nhuyễn với 5 ml nước Tiếp tục nghiền và thêm dần đến hết 50ml nước cất để hòa tan enzym Lọc dung dịch bằng giấy lọc hoặc qua rây Thu dịch lọc có chứa enzym amylase Giữ lại

Hình 3.1 Mầm lúa Hình 3.2 Nghiền mầm lúa

Hình 3.3 Lọc dung dịch mầm lúa Hình 3.4 dung dịch lọc có chứa

enzym amylase

b) Khảo sát hoạt tính tương đối của dịch chiết amylase mầm lúa

Chuẩn bị 8 ống nghiệm pha hóa chất như trong bảng dưới đây, sau khi pha xong dung dịch, ổn định nhiệt độ ở bể nước nóng ở 500C, sau đó cho các ống nghiệm từ 1 đến 4 vào ổn định 5 phút Sau khi kết thúc ống nghiêm 1, lấy ra khỏi bể nước nóng ta đưa ống 5 vào

Hút 1,6 ml dịch enzyme cho vào ống 1, đồng thời ghi nhận thời điểm đó Dùng pipet loại 1 ml khuấy nhẹ dung dịch và lấy ra 1 giọt để thử màu với iod Khi màu của dung dịch iod không thay đổi thì sự thủy phân tinh bột được coi là

kết thúc Ghi lại thời điểm kết thúc Quan sát và giải thích các hiện tượng xảy

Quan sát và giải thích các hiện tượng xảy ra

Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của chất kích thích và chất kìm hãm lên hoạt tính của enzyme amilaza

Cho vào 3 ống nghiệm:

- Ống nghiệm 1: 10 giọt nước cất

- Ống nghiệm 2: 5 giọt nước cất + 5 giọt NaCl 1%

- Ống nghiệm 3: 5 giọt nước cất + 5 giọt CuSO4 1%

Sau đó, cho vào mỗi ống 10 giọt nước bọt 1/5, lắc đều Thêm vào mỗi ống

10 giọt dd tinh bột 1% (trong nước) Lắc 5-6 cái Để yên 5 phút, rồi cho vào mỗi

ống 1 giọt thuốc thử luigol Quan sát và giải thích các hiện tượng xảy ra (4, 5)

5 Báo cáo kết quả và đánh giá

Hormone thuộc hệ nội tiết, hầu như quyết định tới toàn bộ các chức năng

và bộ phận quan trọng của cơ thể như quá trình tăng trưởng, phát triển, nhịp sinh học, chuyển hóa thức ăn, Hormone có nhiệm vụ giống như "người đưa thư" Chúng gửi các tín hiệu đến các cơ quan, các mô và các tế bào nhất định thông qua đường máu để thực hiện chức năng vốn có tại khu vực nhận Rối loạn hormone (cả tăng hoặc giảm) đều có thể tác động tiêu cực tới cơ thể, ảnh hưởng đến các chức năng, bộ phận khác

- Phân tích được cơ chế tác dụng của hormon thực vật đối với tính chịu hạn, chống chịu bệnh của cây, làm chín quả Tổng hợp oligosaccharin, ethylen

- Rèn luyện tính cẩn thận, tỷ mỉ, chính xác, trung thực, an toàn lao động, vệ sinh môi trường

Hormone có tính đặc hiệu Hormone có tác dụng điều hoà các quá trình sinh lý, hoá sinh trong cơ thể mà không tham gia trực tiếp vào các phản ứng của

cơ thể Hormone có tác động đến tốc độ sinh tổng hợp protein, enzyme, ảnh hưởng đến tốc độ xúc tác của enzyme; thay đổi tính thấm của màng tế bào, qua

đó điều hoà hoạt động sống xảy ra trong tế bào (1-3, 6)

2 Phân loại

2.1 Hormone động vật

Hormone động vật có nhiều loại với cấu tạo và chức năng rất khác nhau Dựa vào cấu tạo hoá học có thể chia hormone động vật thành 3 nhóm:

- Hormone steroid là dẫn xuất của cholesterol

- Hormone là dẫn xuất của amino acid

- Hormone là peptide hay protein

1 Progestagen Progesterol

- Thể vàng

- Vỏ thượng thận

Hormon dưỡng thai giúp trứng phát triển

2 Glucocorticoid Cortisol Vỏ thượng thận

- Kích thích tổng hợp glycogen và tích lũy glycogen ở gan

- Kích thích phân giải protein, lipid

- Chống viêm, tích nước muối

4 Androgen Testosterol Tinh hoàn Phát triển các đặc điểm

của nam giới

5 Estrogen Estron Buồng trứng

- Phát triển các đặc điểm của nữ giới

- Phát triển niêm mạc dạ con

2.1.2 Hormone là dẫn xuất amino acid

Đến nay người ta đã biết một số hormone là dẫn xuất amino acid như adrenaline, noradrenaline, thyroxine

- Adrenaline và noradrenaline là các hormone do tuyến thượng thận tạo

ra Các hormone này có tác dụng kích thích sự phân giải glycogen, làm giảm sự tổng hợp glycogen nên làm tăng hàm lượng glucose trong máu

- Thiroxine là hormone do tuyến giáp sản xuất có tác dụng tăng cường quá trình trao đổi chất, giúp cho cơ thể phát triển bình thường Nếu thiếu thyroxine gây nên trạng thái thiểu năng tuyến giáp làm cho cơ thể lùn, kém phát triển, đần độn Ngược lại nếu thừa thyroxine cũng gây bệnh là ưu năng tuyến giáp làm cho người cao quá khổ, không cân đối

Thyroxine (Tetraiodothyronine) Đây là nhóm hormone có vai trò quan trọng trong quá trình điều hoà trao đổi chất trong cơ thể, đặc biệt là điều hoà lượng đường trong máu

2.1.3 Một số hormone là peptide

2.2 Hormone thực vật

Hormone thực vật là các chất có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của thực vật Có nhiều loại hormone khác nhau trong cơ thể

thực vật Các loại hormone này khác nhau về bản chất hoá học, về vai trò đối với thực vật Có thể chia hormone thực vật thành 5 nhóm:

Auxin có vai trò nhiều mặt đối với thực vật:

- Kích thích sự sinh trưởng tế bào, từ đó kích thích sự sinh trưởng các cơ quan và toàn cơ thể

- Có vai trò quyết định hiện tượng ưu thế đỉnh

- Có vai trò quyết định các cử động sinh trưởng như hướng sáng, hướng trọng lực

- Kích thích quá trình nảy mầm, rút ngắn thời kỳ ngủ của hạt, củ

hơn 70 loại Gibberellin có mặt ở thực vật, vi sinh vật Người ta đặt tên các Gibberellin theo thứ tự thời gian phát hiện GA1, GA2 GAn, trong đó quan trọng nhất có thể kể đến là GA3 Các Gibberellin đều là dẫn xuất của vòng gibban

Gibberellin có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của thực vật:

- Kích thích sự sinh trưởng của tế bào, qua đó kích thích sự sinh trưởng của các cơ quan và cơ thể

- Kích thích quá trình nảy mầm, phá trạng thái ngủ của hạt, củ

- Kích thích sự ra hoa của cây ngày dài

- Kích thích các hoạt động sinh lý, các quá trình trao đổi chất và năng lượng của cơ thể

2.2.3 Cytokinin

Cytokinin là các dẫn xuất của base Adenine Có nhiều loại cytokinin khác nhau, quan trọng nhất là kinetin và zeatin

Xitokinin tham gia và nhiều hoạt động sống quan trọng của thực vật:

- Kích thích sự phân bào qua đó kích thích sự sinh trưởng của tế bào

- Làm chậm quá trình hoá già của tế bào, mô

- Giúp cho thực vật chống lại các stress của môi trường có hiệu quả

- Là thành phần cấu tạo của nucleic acid (trong một số loại RNA) nên có vai trò trong quá trình trao đổi nucleic acid và protein

- Kích thích các hoạt động sinh lý, các quá trình trao đổi chất và năng lượng của cơ thể

2.2.5 Ethylen

Ethylen (CH2 = CH2) là nhóm hormone thực vật có tác dụng gần giống ABA nên thuộc nhóm chất ức chế sinh trưởng Etylen thúc đẩy quá trình chín của quả, quá trình rụng lá

Khác với hormone động vật, hormone thực vật được tổng hợp trong các phần khác nhau của cây mà không có các tuyến tiết chuyên biệt Các hormone thực vật được tổng hợp ở các vùng khác nhau của cây

Auxin, gibberellin chủ yếu được tổng hợp tại các phần non của cây, nhất

là vùng sinh trưởng như đỉnh sinh trưởng, tượng tầng… Sau khi tổng hợp Auxin, gibberellin được vận chuyển trong các mô dẫn hay qua hệ thống tế bào sống để đưa đến các vùng tác dụng Hormone thực vật cũng không có tế bào đích chuyên biệt như ở động vật mà tác động lên toàn cơ thể

Cytokinetin được tổng hợp mạnh ở phần rễ non, còn absisic acid, ethylen lạị được tổng hợp nhiều ở các phần già của cây Sau khi tổng hợp các hormone

này cũng được vận chuyển đến các vùng khác nhau trong cơ thể để thực hiện các chức năng của chúng (1-3, 6)

3 Cơ chế tác dụng của hormone

Hormone có tính đặc hiệu Hormone có tác dụng điều hoà các quá trình sinh lý, hoá sinh trong cơ thể mà không tham gia trực tiếp vào các phản ứng của

cơ thể Hormone có tác động đến tốc độ sinh tổng hợp protein, enzyme, ảnh hưởng đến tốc độ xúc tác của enzyme; thay đổi tính thấm của màng tế bào, qua

đó điều hoà hoạt động sống xảy ra trong tế bào

Một số hormone tác động đến cơ thể thông qua chất trung gian AMP vòng AMP vòng là chất truyền tin thứ 2, còn hormone là chất truyền tin thứ nhất Theo cơ chế này tác dụng của hormone lên tế bào đích xảy ra qua nhiều giai đoạn khá phức tạp

- Trong màng nguyên sinh chất của tế bào có chứa chất nhận hormone, chất này sẽ kết hợp đặc hiệu với hormone

- Sự kết hợp đó kích thích làm tăng hoạt độ của adenylatcyclase xúc tác cho phản ứng chuyển hoá ATP thành AMP vòng

- AMP vòng làm thay đổi vận tốc của các quá trình xảy ra trong tế bào liên quan đến hoạt động của hormone

- Như vậy tác dụng của hormone theo cơ chế này phải thông qua AMP vòng mà không tác động trực tiếp vào tế bào

- Quá trình hoạt hoá adenylatcyclase bởi phức hormone-chất nhận được thực hiện qua chất trung gian là protein G Phân tử protein này có khả năng kết hợp với GDP hay GTP Dạng phức protein G-GTP có tác dụng hoạt hoá adenylatcyclase, còn protein G-GDP không có tác dụng này Như vậy muốn chuyển sang dạng hoạt động phải có sự tham gia của GTP, nếu là protein G-GDP cần có sự thay thế GDP bằng GTP nhờ phức hormone-chất nhận xúc tác Dòng thông tin đã được truyền từ chất nhận hormone đến protein G rồi đến adenylatcyclase

- Protein G không chỉ có vai trò trung gian mang thông tin từ chất nhận hormone đến adenylatcyclase mà còn có hoạt tính của GTPase, đó là khả năng thuỷ phân GTP Nhờ khả năng đó nên nó xúc tác cho quá trình chuyển phức proteinG-GTP hoạt động thành dạng proteinG-GDP không hoạt động do thuỷ