Влияние ферментов живых клеток на пероксид водорода

Лабораторная работа

«Влияние ферментов живой клетки на пероксид водорода»

Цель:

- выяснить роль ферментов в живых клетках,

- сравнить активность фермента в живых и мертвых тканях,

- обосновать значение фермента пероксидазы у растений и каталазы у животных,

- закрепить умения: проводить эксперимент, наблюдать и объяснять результат работы, формулировать выводы.

Оборудование и реактивы:

- штатив лабораторный и пробирки,

- пипетка с метками на 1 мл и пинцет,

- ступка с пестиком,

- стакан с водой 15 мл и ложечка,

- пероксид водорода (3%-ый раствор или 0,5%-ый раствор),

- речной песок и оксид марганца IV,

- лучинка и спички.

Объекты:

- кусочки сырого и вареного картофеля,

- кусочки сырого и вареного мяса,

- измельчённый сырой картофель.

Ход работы:

1. Приготовьте шесть пробирок, и поместите в первую немного песка, во вторую - кусочек сырого картофеля, в третью – кусочек варёного картофеля, в четвёртую – кусочек сырого мяса, в пятую – кусочек варёного мяса, в шестую измельчённый картофель.

2. Капните в каждую из пробирок немного пероксида водорода.

3. Пронаблюдайте, что будет происходить в каждой из пробирок.

4. При выделении пузырьков опустить в каждую из этих пробирок тлеющую лучинку.

5. Измельчите в ступке кусочек сырого картофеля с небольшим количеством песка, перенесите измельчённый картофель вместе с песком в пробирку и капните немного пероксида водорода.

6. Сравните активность измельчённой и целой растительной ткани.

7. Составьте таблицу, показывающую активность каждой ткани при различной обработке.

8. Объясните полученные результаты.

9. Ответьте на вопросы.

10. Сформулируйте выводы.

Каталитическая активность ферментов в живых тканях.

Ответить на вопросы:

1. В каких пробирках проявилась активность фермента?

2. Как проявляется активность фермента в живых и мёртвых тканях?

3. Как влияет измельчение ткани на активность фермента? 

4. Как бы вы предложили измерить скорость разложения пероксида водорода?

5. Все ли живые организмы содержат ферменты разлагающие пероксид водорода?

6. Как определить, какой газ выделяется при разложении пероксида водорода?

7. Различается ли активность ферментов в животной и растительной клетке?

8. Какова биологическая роль каталазы?

9. Причиной, какой наследственной болезни является недостаточность каталаза?

10. Способна ли перекись водорода самопроизвольно разлагаться?

Обсуждение результатов. 

1. Образование пузырьков в пробирках с сырым картофелем или мясом объясняется присутствием в клетках фермента пероксидазы – в растительной клетке и каталазы – в животной клетке, которые расщепляют перекись водорода до воды и кислорода. Молекулярный кислород выделяется в виде пузырьков. Наличие кислорода можно определить с помощью тлеющей лучинки, которая вспыхивает, если ее внести в пробирку с выделяющимися пузырьками. Аналогично, если капнуть пероксид водорода на лист элодеи, то будет наблюдаться бурное выделение пузырьков газа – кислорода.

2. В пробирках с вареным картофелем и вареным мясом пероксид водорода не расщепляется, т.к. при варке ферменты, являясь веществами белковой природы, денатурируют – происходит нарушение третичной структуры фермента и утрата его каталитической активности. Поэтому организмом лучше усваивается варёные продукты, содержащие белок.

3. Степень активности ферментов повышается при увеличении площади реагирующих веществ, то есть при измельчении растительной или животной ткани.

4. В растительных клетках реакция происходит медленнее, чем в животных, т.к. в них меньше белка, а в животных белка больше и реакция в них протекает быстрее.

Вывод:

1. Действие ферментов-пероксидаз сходно в растительных и животных клетках, так как они сходны по строению и функциям. Общность физиологических процессов – одно из доказательств, сходства между растительными и животными организмами.

2. В живых клетках содержатся ферменты – вещества белковой природы, ускоряющие ход биохимических реакций за счет снижения энергии активации. В этом опыте можно определить наличие в сырых продуктах фермента каталазы – в клетках животных (или пероксидазы – в клетках растений).

3. При термической обработке живых тканей происходит необратимая денатурация фермента (разрушение его третичной структуры и утрата каталитической активности). Утрата каталитической активности каталазы и пероксидазы после кипячения продуктов подтверждает белковую природу ферментов.