Eksperymenty z enzymami: oksydazami i peroksydazami. Zabawne eksperymenty chemiczne w domu

ROZRYWKA W DOMU
Katalog / Zabawne doświadczenia / Eksperymenty w chemii

Eksperymenty z enzymami: oksydazami i peroksydazami. Eksperymenty chemiczne

Zabawne eksperymenty w chemii

Zabawne doświadczenia w domu / Eksperymenty chemiczne dla dzieci

W komórkach roślin i zwierząt nieustannie zachodzą złożone procesy chemiczne. Regulują je substancje białkowe – enzymy, które (ponownie przypominamy) pełnią rolę katalizatorów reakcji chemicznych w komórkach. Do badania takich procesów biochemicznych potrzebne są złożone instrumenty i wiele odczynników. Jednak niektóre zjawiska biochemiczne można zaobserwować, jak mówią, gołym okiem.

Zacznijmy od enzymów oksydacyjnych – oksydaz i peroksydaz. Występują w wielu żywych tkankach, ponieważ utlenianie leży u podstaw procesów oddychania. Ale te enzymy działają inaczej: oksydazy utleniają substancje organiczne tlenem atmosferycznym, peroksydazy „pobierają” tlen z nadtlenków w tym samym celu. Oczywiście substancje utleniają się powoli nawet bez pomocy enzymów, ale enzymy przyspieszają reakcję wiele tysięcy razy.

Podczas utleniania niektórych substancji, na przykład fenolu i hydrochinonu, powstają barwne produkty reakcji. Pojawienie się koloru wskazuje, że enzym zadziałał. A intensywność koloru pozwala ocenić ilość produktów utleniania. Jeśli kolor w ogóle się nie pojawia, oznacza to, że enzym jest nieaktywny. Może się to zdarzyć w środowisku, które jest zbyt kwaśne lub zbyt zasadowe, lub w przypadku braku dostępu do tlenu lub w obecności substancji uszkadzających enzymy, tak zwanych inhibitorów enzymów.

Po tym krótkim wstępie - same eksperymenty. Będziesz potrzebować: łodygi kapusty, jabłka, bulwy ziemniaka z kiełkami, cebuli z korzeniami wykiełkowanymi w ciemności. Odczynnikami będzie woda przegotowana na zimno, a jeszcze lepsza woda destylowana, hydrochinon (ze sklepu fotograficznego) i apteczny nadtlenek wodoru. Zaopatrz się również w tarkę do warzyw, łaźnię wodną, probówki lub butelki z penicyliną, czyste pipety i gazę lub białą szmatkę.

Zacznijmy od soku z kapusty. Zmiel kawałek łodygi kapusty, około 20 g, przeciśnij powstałą zawiesinę przez dwie warstwy gazy lub jedną warstwę szmatki, zbierz sok do szklanki i rozcieńcz dziesięciokrotnie wodą. Natychmiast ostrzegamy: podczas badania innych obiektów roślinnych sok należy rozcieńczyć nie więcej niż dwa do trzech razy.

Numer sześć czystych, suchych probówek lub fiolek. Do probówek nr 1, 2, 3 i 4 wlać po 1 ml rozcieńczonego soku z kapusty. Umieścić probówki 1 i 2 w celu zniszczenia (inaktywacji) enzymów na pięć minut we wrzącej łaźni wodnej, a następnie schłodzić do temperatury pokojowej. Zamiast soku wlej 5 ml wody do probówek 6 i 1.

Do wszystkich sześciu probówek dodaj trochę, na czubku noża, hydrochinonu. Następnie wlej pięć kropli wody do rurek 1, 3 i 5 oraz pięć kropli nadtlenku wodoru do rurek 2, 4 i 6. Dokładnie wymieszaj zawartość każdej probówki.

Po dziesięciu do piętnastu minutach możesz już obserwować wyniki eksperymentu. Zdecydowanie zalecamy spisanie ich w formie tabeli. Wpisz do tabeli numery probówek i skład mieszaniny w każdej z nich, w kolumnie przy każdej mieszaninie zaznacz, czy barwa zmieniła się w trakcie doświadczenia, a jeśli się zmieniła, to w jaki sposób. W następnej kolumnie oceń, czy nastąpiło utlenianie.

Kiedy cała tabela jest wypełniona, spróbuj przeanalizować wyniki. Aby to zrobić, zastanów się nad tymi pytaniami.

Czy nadtlenek wodoru może utleniać hydrochinon przy braku soku z kapusty?

Czy hydrochinon jest utleniany przez sok z kapusty bez nadtlenku wodoru?

Czy po ugotowaniu sok zachowuje aktywność enzymatyczną?

Jakie enzymy oksydacyjne znajdują się w soku z kapusty - oksydazy czy peroksydazy?

Jednak na podstawie doświadczeń z roślinami tego samego gatunku jest jeszcze za wcześnie na wyciąganie ostatecznych wniosków. Przeprowadź więc te same doświadczenia z bulwą ziemniaka i jego kiełkami, z miąższem jabłek, z mięsistymi łuskami cebuli, a także z jej dnem i liśćmi („piórami”). Przypominamy: w takich przypadkach powstały sok należy 2-3 razy rozcieńczyć wodą.

Po wykonaniu wszystkich eksperymentów można określić, w którym z badanych materiałów enzymy utleniające są bardziej aktywne. Czy Twoim zdaniem oksydazy i peroksydazy mogą występować jednocześnie w tkankach roślinnych?

Spróbuj wyciągnąć własne wnioski bez patrzenia na wyjaśnienie. A kiedy wyciągniesz wnioski, sprawdź, na ile są poprawne.

Wniosek jeden. Nadtlenek wodoru może stopniowo utleniać hydrochinon nawet bez soku: w probówkach 5 i 6 powoli pojawia się różowy kolor. Oznacza to, że enzym nie jest wymagany do reakcji. Podobnie jak wszystkie katalizatory, enzymy tylko przyspieszają reakcję, która rozpoczęła się wiele razy. Oczywiście zauważyłeś, jak szybko kolor pojawił się w probówce 4. Jednak peroksydazy nie mogą przyspieszyć reakcji hydrochinonu z tlenem atmosferycznym (kolor w probówce 3 jest nieobecny lub pojawia się bardzo powoli).

Drugi wniosek. Enzym można wyłączyć nawet przez krótkotrwałe gotowanie. W probówce 2 praktycznie nie ma koloru. W końcu enzymy to białka; koagulują po podgrzaniu - w probówkach 1 i 2 pojawiły się płatki białka.

Wniosek trzeci. W probówce nr 3 nie pojawił się żaden kolor. Oznacza to, że sok z kapusty zawiera tylko peroksydazy, które przyspieszają utlenianie hydrochinonu tylko w obecności nadtlenku wodoru. Jednak w eksperymentach z bulwami ziemniaka i jabłkami pojawia się kolor, a szczególnie szybko, gdy fiolka jest wstrząśnięta, gdy roztwór jest wzbogacony tlenem atmosferycznym. Oznacza to, że w ziemniakach i jabłkach występują oksydazy (dokładniej oksydaza fenolowa), które przyczyniają się do utleniania hydrochinonu tlenem. Dlatego pokrojone bulwy ziemniaka i jabłka ciemnieją w powietrzu – zawierają substancje zbliżone do hydrochinonu. Oksydaza również traci aktywność po podgrzaniu. Pamiętasz, czy gotowane ziemniaki ciemnieją? Wreszcie czwarta konkluzja. W ziemniakach i jabłkach są też oksydazy - po dodaniu nadtlenku do probówki nr 4 kolor pojawia się szybciej. I nie ma oksydazy w mięsistych łuskach cebuli. Nie ciemnieją w powietrzu nawet z hydrochinonem.

Nawiasem mówiąc, czy zauważyłeś, że enzymy oksydacyjne są szczególnie aktywne w przygotowaniu do wzrostu lub wzrostu organów roślin - w dnie cebuli i jej korzeniach, w kiełkach bulw ziemniaka? Tam metabolizm przebiega najintensywniej.

Dowiedzieliśmy się więc, że nie wszystkie warunki środowiskowe sprzyjają działaniu enzymów. Jeśli silne ciepło dezaktywuje enzymy, to może są one bardziej aktywne w niskich temperaturach? To też sprawdźmy. Do eksperymentu potrzebne będą dodatkowo cztery szklane lub metalowe puszki o pojemności około jednego litra oraz lód lub śnieg (około 1 kg). Eksperymentujmy z łodygą kapusty.

Zetrzyj kikut, wyciśnij sok, jak poprzednio, przez gazę lub szmatkę i rozcieńcz wodą dwadzieścia razy. Ponownie ponumerować probówki, jeśli stara numeracja została w jakiś sposób wymazana i wlać 1 ml rozcieńczonego soku z kapusty do probówek 2, 3, 4 i 1, a następnie dodać hydrochinonu czubkiem noża. Do probówek 5 i 6 zamiast soku wlać 1 ml wody i dodatkowo dodać hydrochinon. Następnie ułóż probówki w następujący sposób: 1 - w słoiku ze śniegiem lub lodem; 2 - w słoiku z ciepłą wodą (40°C); 3 - w słoiku z gorącą wodą (60°C); 4 - pozostaw na stole w temperaturze pokojowej; 5 - w słoiku z wrzącą wodą; 6 - pozostaw w temperaturze pokojowej.

5 minut po rozpoczęciu doświadczenia wlej pięć kropli nadtlenku wodoru do wszystkich probówek, zaczynając od zimniejszych. Delikatnie wstrząsnąć mieszaniną i zanotować czas rozpoczęcia reakcji. Po kolejnych 5 minutach wyjmij probówki ze słoików i zapisz wyniki doświadczenia w formie tabeli, w przybliżeniu takie same jak ostatnim razem. Po zapełnieniu tabeli można przystąpić do analizy otrzymanych danych.

Spróbuj wyciągnąć własne wnioski, najpierw odpowiadając na poniższe pytania.

Czy reakcja utleniania przyspiesza wraz ze wzrostem temperatury bez dodatku enzymu?

Czy można powiedzieć, że enzymy działają lepiej po schłodzeniu?

Jaka temperatura jest najkorzystniejsza dla działania peroksydaz?

Dlaczego jedzenie trwa dłużej w lodówce?

Po co gotować mleko?

Dlaczego zwierzęta stałocieplne - ssaki i ptaki - są najbardziej rozwiniętymi i zdolnymi do życia zwierzętami na Ziemi?

Czy odpowiedziałeś na wszystkie te pytania? Następnie - nasze wyjaśnienia.

Prawdopodobnie zauważyłeś, że szybkość utleniania hydrochinonu nadtlenkiem wodoru nie jest taka sama w niskich i wysokich temperaturach. W wysokich temperaturach szybkość utleniania jest naturalnie wyższa. Peroksydazy ułatwiają interakcję hydrochinonu z nadtlenkiem. W obecności enzymu reakcja przebiega nawet w niskich temperaturach, ale im wyższa temperatura, tym łatwiej enzymowi aktywować cząsteczki reagentów.

Ale nie wolno nam zapominać, że białka koagulują w wysokich temperaturach, szybkość reakcji maleje. Istnieje koncepcja optymalnej temperatury działania enzymów, w której wykazują one największą aktywność. Dla różnych enzymów ta temperatura nie jest taka sama, ale wiele enzymów, w tym peroksydazy, ma optymalną temperaturę 40-50°C.

Produkty spożywcze psują się pod wpływem zawartych w nich enzymów lub uwalnianych przez mikroorganizmy. Na zimno aktywność enzymów spada - dlatego żywność mniej się psuje w lodówce.

Zwierzęta stałocieplne osiągnęły wyższy etap ewolucji, który może utrzymać temperaturę ciała optymalną dla aktywności enzymów.

Autor: Olgin O.M.

Polecamy ciekawe eksperymenty z fizyki:

▪ Doświadczenie z niestabilną równowagą

▪ Jeszcze dwa eksperymenty z widelcami

▪ Najprostszy telefon

Polecamy ciekawe eksperymenty z chemii:

▪ Kryształowe wzory

▪ Mroźny wzór na szkle

▪ Srebrne lustro wykonane z azotanu srebra i glukozy

Zobacz inne artykuły Sekcja Zabawne doświadczenia w domu.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Plaster insulinowy dla diabetyków 09.07.2015

Osoby z cukrzycą będą mogły zapomnieć o bolesnych zastrzykach.

Plastry nikotynowe? Jest. Plaster antykoncepcyjny? Jest. A co z insuliną? To może wkrótce stać się rzeczywistością. Naukowcy z North Carolina State University stworzyli plaster wielkości monety, który dostarcza insulinę w odpowiedzi na zmiany poziomu cukru we krwi.

Ten sprytny plaster, składający się z setek igieł wielkości ludzkiej rzęsy, mógłby w przyszłości pełnić rolę glukometru i jednocześnie zastąpić bolesne zastrzyki, które osoby z cukrzycą muszą czasem robić kilka razy dziennie. Odczucie używania plastra można porównać do ugryzienia komara. Wynalazek został przetestowany na myszach z cukrzycą typu XNUMX i okazał się skuteczny przez dziewięć godzin.

Jednak zanim taka łatka będzie mogła być używana przez ludzi, trzeba wykonać wiele pracy. Naukowcy mają nadzieję, że ich wynalazek pojawi się na rynku w ciągu dwóch do trzech lat.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Silicon Labs BGM111 Blue Gecko Module

▪ Letnie owoce przez cały rok

▪ Genom ludzki oczyszczony z wirusa HIV

▪ Tag RFID 4x4 mm z wbudowaną anteną

▪ Jaszczurka robota podróżuje przez piasek

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Dokumentacja normatywna dotycząca ochrony pracy. Wybór artykułu

▪ artykuł Choroby nerwowe. Notatki do wykładów

▪ artykuł Ile eufemizmów określających latrynę zmieniło się w języku rosyjskim? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Krzywizna. Wskazówki podróżnicze

▪ artykuł Elektroniczny mikrometr bezkontaktowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Odbiornik radiowy VHF na chipie KXA058. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn