Авторизация




Статистика

Просмотрено статей : 119714224
Сейчас на сайте находятся:
 гостей: 3097
Наши официальные сообщества в социальных сетях:

b f t  i

Конкурс «Вездесущие ферменты» 

Ферменты 1 Ферменты 2 ферменты4

Срок приема работ на I тур  с  1 сентября  по 11 декабря 2017 г.

ЗАДАНИЕ КОНКУРСА 

e-mail  для отправки материалов на конкурсДанный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

платежи Стоимость участия - 290 руб. 

КАК ПРАВИЛЬНО ОФОРМИТЬ РАБОТУ 

Ферменты действительно вездесущие молекулы. Без них не происходит ни одна химическая реакция в живых организмах. Ферменты используются в многих отраслях промышленности, в медицине. Но к сожалению, многие люди не представляют, насколько важны ферменты.

Предлагаем вам сделать этот конкурс и поближе познакомиться с ферментами.

Ферменты или энзимы – это белки, ускоряющие течение всех химических реак ций живого организма. Синтезируются ферменты только в клетках различных тканей и работать могут как внутри, так и вне создавшей их клетки.

По строению ферменты делят на простые (протеины) и сложные (протеиды). Молекулы простых ферментов состоят только из аминокислот. Молекулы сложных ферментов в своем составе имеют белковую часть (апофермент), и небелковую часть (кофермент).  Коферментами могут быть ионы металлов (Zn2+, Cu2+, Fe2+, Mo2+), витамины (РР, В1, В2, В3, В6, B12,), и другие вещества. Апофермент и кофермент по отдельности малоактивны, но при их соединении активность резко возрастает.

Ферменты имеют ряд общих свойств с химическими катализаторами, но обладают и специфическими качествами.

1. Ферменты не расходуются в процессе катализа и не входят в состав конечных продуктов.

2. Небольшое количество фермента участвует в преобразовании большого количества субстрата.

3. Ферменты обладают высокой специфичностью действия, чем отличаются от небиологических катализаторов.Специфичность ферментов подразделяют:

на абсолютную, то есть способность катализировать одну единственную реакцию (например, уреаза ускоряет расщепление мочевины на аммиак и углекислый газ);

- относительную, если фермент действует на определенный тип химической связи (например, пепсин расщепляет амидные связи, липаза сложноэфирные связи).

4. Для каждого фермента существует определенное значение рН, при котором проявляется максимальная активность данного фермента.

5. На активность ферментов влияет температура. Скорость любой химической реакции, катализируемой ферментом или неорганическими катализаторами, повышается в 2-4 раза при повышении температуры на каждые 100oС. Для ферментативных реакций теплокровных животных эта зависимость проявляется при температурах ниже 40-50°С (это температурный оптимум для большинства ферментов, т.е. температура, при которой фермент проявляет наивысшую активность). При дальнейшем нагревании фермент теряет активность вследствие денатурации белковой молекулы. При низких температурах (равных нулю и ниже) ферменты не разрушаются, но частично снижают свои свойства, и скорость реакции падает почти до нуля.

 Опыт № 1.  Получение промежуточных продуктов ферментативного гидролиза крахмала.

 Фермент амилаза слюны расщепляет крахмал с образованием промежуточных продуктов – декстринов, а затем до мальтозы и глюкозы.

В зависимости от окраски с йодом различают следующие промежуточные продукты расщепления крахмала:

Амилодекстрины - окрашиваются йодом в сине-фиолетовый цвет,

Эритродекстрины -  окрашиваются йодом в красно-бурый цвет

Ахроодекстрины - почти не окрашиваются йодом,

Мальтодекстрины - не окрашиваются йодом.

 Порядок выполнения работы

Приготовьте 1% раствор крахмала на физиологическом растворе (0,9% хлористого натрия).

Его можно сделать самому или купить в аптеке. Дело в том, что амилаза работает активнее, если в среде есть ионы хлора. В пробирку наберите слюну и разбавьте полученный объем в 10 раз. Хорошо перемешайте смесь. Обратите внимание, что слюна очень вязкая, поэтому надо потренироваться набирать пипеткой (или отмерять пробиркой нужный объем) и только потом приступайте к экспериментам. В пробирки (5-6 штук) добавьте по 1 мл раствора крахмала и несколько капель разбавленной слюны.

Через одинаковые промежутки времени (их надо подбирать экспериментально, так как активность фермента у всех разная, рекомендуем для начала попробовать по 30 секунд или по 1 минуте) в пробирки по очереди добавляйте одинаковое количество (1-2 капли) настойки йода. Регистрируйте цвет образующихся продуктов гидролиза крахмала.

Опыт № 2. Специфичность ферментов

Одно из наиболее характерных свойств ферментов – их высокая специфичность. Так, амилаза слюны ускоряет гидролиз только полисахаридов и не оказывает действие на дисахариды.

Порядок выполнения работы

В две пробирки приливают по 1 мл разведенной слюны.  (Лучше разводить слюну в 5-10 раз физиологическим раствором – 0,9% хлористого натрия (обычной поваренной соли). В первую пробирку добавляют 10 капель 1% раствора крахмала, во вторую –10 капель 1% раствора сахарозы. Обе пробирки помещают на 10 минут в водяную баню при температуре 38°С, после чего с содержимым пробирки проделывают реакцию Троммера на углеводы.

Реакция Троммера

К 5 каплям исследуемой жидкости прибавляют 5 капель 10% раствора NaOH и 5 капель раствора CuSO4  и нагревают над пламенем спиртовки. В присутствии глюкозы и мальтозы выпадает желтый осадок гидрата закиси меди или красный осадок закиси меди. Если крахмал не был расщеплен, то реакции не будет. Сахароза не расщепляется амилазой, поэтому реакция Троммера в этом случае не происходит.

Опыт № 3. Влияние температуры на активность ферментов

Ферменты очень чувствительны к температуре и при нагревании до 60-80оС они теряют активность. В термолабильности ферментов можно убедиться на примере действия фермента слюны – амилазы, которая при кипячении теряет свои ферментативные свойства.

Порядок выполнения работы.

В две пробирки вносят по 1 мл разведенной слюны. Содержимое одной из пробирок кипятят на спиртовке в течение 1-2 мин и затем охлаждают в стакане с водой. В обе пробирки добавляют по 10 капель 1% раствора крахмала, встряхивают и оставляют на 10 мин при комнатной температуре. После этого проделывают реакцию с йодной настойкой.

Опыт №4. Определение каталазы в биологических жидкостях

Фермент каталаза относится к классу оксидоредуктаз. Он содержится во всех тканях и жидкостях организма, но особенно много его в строме эритроцитов и печени. Биологическая роль каталазы заключается в разрушении вредной для организма перекиси водорода, которая накапливается в тканях при окислительных процессах.

2О2  → 2H2O + О2

Порядок выполнения работы

В пробирку вносят 10 капель ( 1-2 мл) 1% раствора перекиси водорода и 1 каплю крови. Вместо крови можно взять сок свежего мяса, сок, выжатый из натертого картофеля, капусты. Наблюдается бурное выделение газа. Если внести тлеющую лучинку, то она разгорается, что указывает на присутствие выделяющегося кислорода.

Опыт №5. Качественное определение оксидаз

Фермент   полифенолоксидаза катализирует реакции с участием молекулярного кислорода. Конечными продуктами окисления являются окрашенные продукты. Потемнение разрезанного картофеля, яблок, грибов, персиков и других растительных тканей в большей степени или полностью зависит от присутствия и активности полифенолоксидазы.

Процесс потемнения можно предотвратить или уменьшить путем добавления аскорбиновой кислоты или тепловой обработкой продуктов (бланшировкой).

Порядок выполнения работы

Возьмите несколько яблок разных сортов. Хорошо, если среди них будут яблоки из своего сада или с рынка  и импортные. Разрежьте или надрежьте яблоки и наблюдайте, с какой скоростью развивается потемнение и в каких случаях оно будет интенсивнее.Выберите яблоко, в котором оксидаза была наиболее активна. Разрежьте пополам, один срез обработайте аскорбиновой кислотой. (Лучше купить в аптеке порошки аскорбиновой кислоты без добавок и сделать раствор). Отметьте, как влияет аскорбиновая кислота на процессы окисления.

Опыт №6. Изучение действия ферментов желудочного сока на белки

Оборудование: натуральный желудочный сок или раствор ацидин-пепсина (можно купить в аптеке), раствор куриного белка, спиртовки, термостат или водяная баня, 10% и 20% раствор NaOH, 0,1% CuSO4, пипетки, штатив с пробирками.

Желудочный сок человека содержит протеолитические ферменты пепсин и гастриксин. Пепсин выделяется железами желудка в неактивной форме в виде пепсиногена, в присутствии соляной кислоты активизируется и превращается в пепсин. Пепсин расщепляет белки до альбумоз и пептонов, которые под влиянием гастриксина распадаются до конечных продуктов - аминокислот. Протеолитические ферменты действуют в кислой среде, которая создается соляной кислотой, выделяемой железами желудка.

Порядок выполнения работы

1. Приготовление раствора ацидин-пепсина. Перед работой 5-7 таблеток ацидин-пепсина растворяют в 100 мл воды.

2. Для приготовления раствора белка берут 1/2 белка одного куриного яйца, хорошо взбалтывают и растворяют в 500 мл воды, доводят до кипения и кипятят 1-5 мин.

В пробирку поместите 1-2 мл взвеси хлопьев белка и добавьте 1 мл желудочного сока или раствора ацидин-пепсина. Наблюдайте постепенное растворение хлопьев и сгустков белка.

Исследовательская работа. Влияние различных факторов на активность амилазы слюны

Амилаза является индуцибельным ферментом, то есть ее концентрация в слюне и активность могут значительно изменяться.

Предлагаем вам для эксперимента сформировать две группы. Возможные варианты – дети и взрослые, курящие и некурящие, употребляющие в пищу продукты с крахмалом и без него.  В каждой группе должно быть не менее 10 человек, а лучше 15-20. Установите индивидуальные значения активности амилазы для каждого испытуемого по методике, которая описана ниже, обратите внимание, есть ли различия. Сравните средние арифметические значения показателя в двух группах и сделайте выводы.

Если с группами возникнут сложности, то сделайте работу на себе самом и членах семьи. В этом случае можно исследовать динамику изменения активности амилазы при переходе с одного типа питания на другой -  несколько дней ешьте много крахмалистых продуктов – картофель, хлеб, каши, макароны. Проверьте активность амилазы. Затем отмените все подобные продукты, употребляйте много белков, овощей.  Несколько раз  через 2-3 дня определяйте активность амилазы. Результаты представьте в виде графиков.

Определение амилазной активности слюны

 Амилазную активность слюны выражают в количестве субстрата (крахмала), расщепляемого 1 мл слюны за определенный промежуток времени (например, 30 минут). Определение основано на нахождении максимального разведения слюны, при которой исследуемая жидкость еще расщепляет крахмал до стадии желто- красного окрашивания с йодом.

 Ход работы

1. Наливают из бюретки в 10 пронумерованных пробирок по 1 мл дистиллированной воды.

2. В первую пробирку отмеривают 1 мл слюны и разводят водой в 10 раз. 

3. Перемешивают содержимое первой пробирки путем троекратного втягивания пипеткой жидкости из пробирки и последующего выпускания из пипетки. 1 мл полученного раствора переносят из первой пробирки во вторую.

4. Перемешивают таким же образом содержимое второй пробирки и переносят 1 мл из второй пробирки в  третью и т.д. Этим способом получают ряд 2-кратных разведений слюны. Концентрация фермента в каждой последующей пробирке в 2 раза меньше, чем в предыдущей. Из десятой пробирки 1 мл жидкости как излишний выливают. 

5. Наливают во все 10 пробирок еще по 1 мл дистиллированной воды. 

6. Наливают далее из бюретки во все 10 пробирок (начиная с десятой, потом в девятую и т.д.) по 2 мл 1% раствора крахмала и перемешивают содержимое каждой пробирки. Добавление крахмала нужно производить с пробирки, содержащей наименьшую концентрацию амилазы, так как в ней расщепление на  холоду идет очень медленно и ошибка за счет неодновременного прибавления субстрата практически не отразится на результатах определения.

7. Одновременно помещают все 10 пробирок в нагретую до 37°С водяную баню или в термостат при такой же температуре.

8. Через 30 минут вынимают пробирки из бани, быстро охлаждают их током холодной воды, перемешивают содержимое каждой пробирки и ставят по порядку в штатив.

9. Добавляют в каждую пробирку по 2 капли раствора йода, перемешивают и наблюдают в пробирках гамму цветов от желтого к синему. Желтый цвет свидетельствует об отсутствии крахмала, красно-бурый - о присутствии промежуточных продуктов расщепления - различных декстринов, синий - о присутствии крахмала или продуктов его начального расщепления.

10.  Вычисляют амилазную активность исследуемой слюны. При этом исходят из следующего. В пробирке, где жидкость окрашена еще в синий цвет, должного расщепления крахмала не произошло. Достаточное расщепление крахмала, очевидно, имеет место в той пробирке, где нет синего оттенка. Пусть, например, это будет пятая пробирка (в шестой пробирке уже имеется синий оттенок). В пятой пробирке не разведенной слюны было 1/320 мл, т.е. мы можем напасать:  1/320  мл слюны расщепляет 2 мл 0,1% раствора крахмала  1 мл     ----------------X   0,1% раствора крахмала, следовательно,  X = 640 Таким образом, 1 мл неразбавленной слюны расщепляет за 30 минут при 37°С 640 мл 0,1% раствора крахмала Это принято изображать следующим образом:α (диастаза= 640 единицам (для данного случая).  

Таблица вопросов

 Желаем успеха!

Надеемся, вы подружитесь с нашими помощниками – ферментами