Keskeiset käsitteet
Biologia
Biokemia
Entsyymejä
Fysiologia
Kemia
Käyttöönotto
oletko koskaan miettinyt, miten kaikki ruoka, että syöt saa sulavaa? Se ei ole vain happo vatsassa, joka hajottaa ruokaa-monet pienet molekyylit elimistössä, kutsutaan entsyymit, auttaa sekin. Entsyymit ovat erityisiä proteiineja, jotka nopeuttavat kemiallisia reaktioita, kuten ruoan pilkkoutumista mahassa., Itse asiassa kehossasi on tuhansia erilaisia entsyymejä, jotka toimivat ympäri vuorokauden pitääkseen sinut terveenä ja aktiivisena. Tässä tieteen toimintaa voit tutkia yksi näistä entsyymejä, joita kutsutaan katalaasi, selvittää, miten se auttaa suojaamaan elimistöä vaurioilta.
Tausta
entsyymit ovat välttämättömiä selviytymisemme kannalta. Nämä solujemme valmistamat proteiinit auttavat muuntamaan kehomme kemikaaleja, jotka toimivat katalyyttinä., Katalyytti saa reaktiot käyntiin ja saa ne tapahtumaan nopeammin, lisäämällä reaktionopeutta, joka muuten ei välttämättä tapahdu lainkaan tai kestäisi liian kauan elämän ylläpitämiseen. Katalyytti ei kuitenkaan osallistu itse reaktioon—miten tämä sitten toimii? Jokainen kemiallinen reaktio tarvitsee mahdollisimman vähän energiaa sen toteuttamiseksi. Tätä energiaa kutsutaan aktivointienergiaksi. Mitä pienempi reaktion aktivaatioenergia on, sitä nopeammin se tapahtuu. Jos aktivaatioenergia on liian suuri, reaktiota ei tapahdu.,
– Entsyymejä on kyky alentaa aktivointi energia kemiallisen reaktion vuorovaikutuksessa sen reagenssit (kemikaalit tekevät vastaajana). Jokaisella entsyymillä on aktiivinen kohta, jossa reaktio tapahtuu. Nämä paikat ovat kuin erikoistaskuja, jotka pystyvät sitomaan kemiallisen molekyylin. Yhdisteitä tai molekyylejä, joiden kanssa entsyymi reagoi, kutsutaan niiden substraateiksi. Entsyymitaskussa on erityinen muoto niin, että vain yksi tietty substraatti pystyy sitoutumaan siihen, aivan kuten Vain yksi avain sopii tiettyyn lukkoon., Kun molekyyli on sitoutunut entsyymiin, tapahtuu kemiallinen reaktio. Sitten, reaktiotuotteet on vapautettu taskussa, ja entsyymi on valmis aloittamaan kaiken uudelleen toisen alustan molekyyli.
katalaasi on hyvin yleinen entsyymi, jota esiintyy lähes kaikissa hapelle altistuvissa eliöissä. Tarkoituksena katalaasi elävissä soluissa on suojella heitä hapettumista, joka voi esiintyä, kun soluja tai muita molekyylejä kehossa kosketuksissa hapettavien yhdisteiden. Tämä vahinko on luonnollinen seuraus solujen sisällä tapahtuvista reaktioista., Reaktiot voivat olla sivutuotteita, kuten vetyperoksidia, joka voi olla haitallista kehon, aivan kuten miten sivutuotteena mukava kokko voi olla ei-toivottuja savua, joka tekee sinut yskä tai pistää silmät. Tällaisten vaurioiden estämiseksi katalaasientsyymi auttaa pääsemään eroon näistä yhdisteistä hajottamalla vetyperoksidia (H2O2) vaarattomaan veteen ja happeen. Haluatko nähdä katalysoivan entsyymin toiminnassa? Tässä toiminnassa riisut vetyperoksidin hiivan katalaasin avulla.,tai suojalaseja
Valmistelu
- Ota yksi kuppi ja liuota kuivahiiva noin puolet kupillinen lämmintä vesijohtovettä., Veden ei pitäisi olla liian kuumaa, vaan lähellä ruumiinlämpöä (37 celsiusta). Anna liuenneen hiivan levätä vähintään viisi minuuttia.
- käytä pysyvää merkkiainetta merkitäksesi loput neljä kuppia yhdestä neljään.
- kaikkiin merkittyihin kuppeihin lisää yksi teelusikallinen astianpesuainetta.
- cup Ykköseen ei tässä vaiheessa tehdä enää lisäyksiä.
- Ennen kuin käytät vetyperoksidia, laittaa suojalasit suojata silmäsi. Jos läikytät vetyperoksidia, puhdista se märällä paperipyyhkeellä. Jos saat sen iholle, muista huuhdella kyseinen alue runsaalla vedellä.,
- lisätään kuppiin kaksi, yksi ruokalusikallinen 3-prosenttista vetyperoksidiliuosta. Käytä vetyperoksidiin tuoretta lusikkaa.
- kuppiin kolme, lisää kaksi ruokalusikallista vetyperoksidia.
- kuppiin neljä, lisää kolme ruokalusikallista vetyperoksidia.
- valinnaisesti jokaiseen merkittyyn kuppiin voi lisätä pisaran ruokaväriä. (Voit valita eri väri kullekin helppo tunnistaa)
Menettely
- Ota kuppi numero yksi ja aseta se edessä työalueella., Lisää tuoreella ruokalusikalla yksi ruokalusikallinen liuennutta hiivaliuosta kuppiin ja pyörittele sitä hieman. Mitä tapahtuu, kun olet lisännyt hiivan? Näetkö reaktion?
- Aseta kuppi numero kaksi eteesi ja lisää vielä yksi ruokalusikallinen hiivaliuosta kuppiin. Kun entsyymi lisätään, reagoiko katalaasi vetyperoksidin kanssa? Näetkö reaktiotuotteiden muodostuvan?
- lisää kuppiin numero kolme yksi ruokalusikallinen hiivaliuosta. Näetkö saman reaktion tapahtuvan? Onko tulos erilainen vai sama verrattuna Cupin kakkossijaan?,
- lisää lopuksi yksi ruokalusikallinen hiivaliuosta kuppinumeroon neljä. Näetkö enemmän tai vähemmän reaktiotuotteita verrattuna aiempiin tuloksiisi? Voitko selittää eron?
- aseta kaikki neljä kuppia vierekkäin eteesi ja tarkkaile tuloksiasi. Tapahtuiko entsymaattinen reaktio kaikissa kupeissa vai oliko poikkeusta? Miten tulokset kussakin Cupissa näyttävät erilaisilta? Miksi luulet näin olevan?
- nyt, ota kuppi numero yksi ja lisää yksi ruokalusikallinen 3 prosenttia vetyperoksidia kuppiin. Pyörittele kuppia hieman, jotta liuos sekoittuu., Mitä nyt tapahtuu? Kun tarkastellaan kaikkia tuloksia, mikä mielestäsi rajoittaa katalaasi reaktio kupit?
- Extra: Toista tämä aktiivisuus, mutta tällä kertaa älä lisää astianpesuainetta kaikkiin reaktioihin. Mikä on erilaista, kun astianpesuaine poistetaan? Näetkö yhä vaahtomuodostelmaa?
- Extra: toistaiseksi olet havainnut substraattipitoisuuden (H2O2) vaikutuksen katalaasireaktioon. Mitä tapahtuu, jos pidät substraatin pitoisuuden vakiona, mutta muutat entsyymin pitoisuutta?, Kokeile lisätä erilaisia määriä hiivaliuosta kolmeen ruokalusikallista vetyperoksidia, alkaen yhdestä teelusikasta. Havaitsetko eroja, vai eikö katalaasin pitoisuudella ole merkitystä reaktiossasi?
- Extra: mitä tapahtuu, jos entsyymin ympäristöolosuhteet muuttuvat? Toista katalaasi reaktio, mutta tällä kertaa vaihtelevat olosuhteet, kuten pH lisäämällä etikka (happo) tai ruokasoodaa (pohja), tai muuttaa reaktion lämpötila kuumentamalla liuos mikroaaltouunissa. Tunnistatko, mitkä olosuhteet ovat optimaaliset katalaasireaktiolle?, Onko olemassa ehtoja, jotka poistavat katalaasin aktiivisuuden?
- Extra: Löydätkö muita katalaasientsyymin lähteitä, joita voisit käyttää tässä aktiivisuudessa? Tutki, mitä muut eliöt, kasvit tai solut sisältävät katalaasia ja yritä käyttää näitä reaktioosi. Toimivatko ne yhtä hyvin kuin hiiva?
Havainnot ja tulokset
Olet luultavasti nähnyt paljon kuplia ja vaahtoa tätä toimintaa. Mikä sai vaahdon näyttämään? Kun entsyymikatalaasi joutuu kosketuksiin substraattinsa, vetyperoksidin, kanssa, se alkaa hajottaa sitä vedeksi ja hapeksi., Happi on kaasu ja siksi haluaa paeta nestettä. Kaikkiin liuoksiin lisäämäsi astianpesuaine pystyy kuitenkin vangitsemaan kaasukuplat, mikä johtaa vakaan vaahdon muodostumiseen. Niin kauan kuin liuoksessa on entsyymiä ja vetyperoksidia, reaktio jatkuu ja muodostuu vaahtoa. Kun jompikumpi yhdisteistä on tyhjentynyt, tuotteen muodostuminen pysähtyy. Jos reaktioon ei lisätä astianpesuainetta, syntyy kuplia, mutta ei stabiilia vaahtomuodostusta.,
Jos vetyperoksidia ei ole, katalaasi ei voi toimia, minkä vuoksi cup Ykkösessä ei olisi pitänyt nähdä kuplan tai vaahdon tuotantoa. Vasta kun vetyperoksidia on saatavilla, katalaasi-reaktio voi tapahtua, kuten olet todennäköisesti havainnut muissa kupeissa. Katalaasireaktio riippuu itse asiassa substraattipitoisuudesta. Jos sinulla on liikaa entsyymiä, mutta ei tarpeeksi substraattia, reaktiota rajoittaa substraatin saatavuus., Kun liuokseen lisätään enemmän vetyperoksidia, reaktionopeus kasvaa, kun useammat substraattimolekyylit voivat törmätä entsyymiin muodostaen enemmän tuotetta. Tuloksena on kasvava määrä vaahtoa tuotettu kupissa, kun lisäät H2O2 reaktiossasi. Sinun olisi pitänyt nähdä enemmän vaahtoa on tuotettu, kun olet lisännyt toinen ruokalusikallinen vetyperoksidia cup, joka olisi johtanut saman määrän vaahtoa kuin cup kaksi. Jossain vaiheessa kuitenkin saavutetaan substraattipitoisuus, jossa entsyymi kyllästyy ja muuttuu rajoittavaksi tekijäksi., Tässä tapauksessa sinun täytyy lisätä entsyymiä nopeuttaa reaktiota uudelleen.
monet muut tekijät vaikuttavat myös entsyymien toimintaan. Useimmat entsyymit toimivat vain optimaalisissa ympäristöolosuhteissa. Jos pH tai lämpötila poikkeaa näitä ehtoja liian paljon, entsyymi reaktio hidastuu huomattavasti tai ei toimi ollenkaan. Olet ehkä huomannut, että kun teet ylimääräisiä vaiheita menettelyssä.
Siivous
Kaada kaikki ratkaisut osaksi pesuallas ja puhdista kaikki lusikat lämpimällä vedellä ja astianpesuaineella., Pyyhi työalueesi märällä paperipyyhkeellä ja pese kätesi vedellä ja saippualla.
tutkia
Biologian Lapsille; Entsyymit, mistä Ducksters
Entsyymit: Pieniä Molekyylejä, Jotka Leipoa Leipää, Tieteellisen Amerikan
Katalaasi, mistä ATE-101-datakaapeli
Entsyymi Katalysoivat Reaktioita, Mikä Vaikuttaa Niiden Hinnat?, from Science Buddies
the Liver: Helping Enzymes Help You!, from Scientific American
Science Activity for All Ages!, Tieteen Kaverit
Tämä toiminta tuonut sinulle yhteistyössä Tiede-Kaverit
