Key concepts
Biology
Biochemistry
Enzymes
Physiology
Chemistry
Introduction
you ever wondered how all the food that you eat gets digested? Não é apenas o ácido no seu estômago que quebra sua comida—muitas moléculas pequenas em seu corpo, chamadas enzimas, ajudar com isso também. As enzimas são tipos especiais de proteínas que aceleram as reacções químicas, tais como a digestão de alimentos no estômago., Na verdade, há milhares de enzimas diferentes no seu corpo que trabalham 24 horas por dia para mantê-lo saudável e ativo. Nesta actividade científica, irá investigar uma destas enzimas, chamada catalase, para descobrir como é que ajuda a proteger o seu corpo dos danos.as enzimas são essenciais para a nossa sobrevivência. Essas proteínas, feitas por nossas células, ajudam a transformar produtos químicos em nosso corpo, funcionando como um catalisador., Um catalisador começa as reações e as faz acontecer mais rápido, aumentando a taxa de uma reação que de outra forma poderia não acontecer de todo, ou levaria muito tempo para sustentar a vida. No entanto, um catalisador não participa na reação em si—então como isso funciona? Cada reação química precisa de uma quantidade mínima de energia para fazê-la acontecer. Esta energia é chamada de energia de ativação. Quanto menor a energia de ativação de uma reação, mais rápido ela ocorre. Se a energia de ativação for muito alta, a reação não ocorre.,as enzimas têm a capacidade de diminuir a energia de ativação de uma reação química interagindo com seus reagentes. Cada enzima tem um local ativo, que é onde a reação ocorre. Estes locais são como bolsas especiais que são capazes de ligar uma molécula química. Os compostos ou moléculas com os quais a enzima reage são chamados seus substratos. A bolsa da enzima tem uma forma especial para que apenas um substrato específico seja capaz de se ligar a ele, assim como apenas uma chave Se encaixa em uma fechadura específica., Uma vez que a molécula está ligada à enzima, a reação química ocorre. Em seguida, os produtos de reação são liberados do bolso, e a enzima está pronta para começar tudo de novo com outra molécula de substrato.
Catalase é uma enzima muito comum que está presente em quase todos os organismos que estão expostos ao oxigénio. O objectivo da catalase nas células vivas é protegê-las de danos oxidativos, que podem ocorrer quando as células ou outras moléculas do corpo entram em contacto com compostos oxidativos. Este dano é um resultado natural de reações acontecendo dentro de suas células., As reacções podem incluir subprodutos como o peróxido de hidrogénio, que pode ser prejudicial para o corpo, tal como um subproduto de uma fogueira agradável pode ser um fumo indesejado que o faz tossir ou picar os olhos. Para evitar tais danos, a enzima catalase ajuda a livrar-se destes compostos através da divisão do peróxido de hidrogénio (H2O2) em água e oxigénio inofensivos. Queres ver a enzima catalisadora em acção? Nesta atividade você vai desarmar o peróxido de hidrogênio com a ajuda de catalase a partir de levedura.,ou óculos de proteção
Preparação
- Tomar um copo e dissolva o fermento seco em cerca de meia xícara de água quente., A água não deve ser muito quente, mas perto da temperatura corporal (37 Celsius). Deixar repousar a levedura dissolvida durante pelo menos cinco minutos.Use o marcador permanente para rotular os quatro copos restantes de um a quatro.adicione uma colher de chá de sabão.não são feitas mais adições neste momento.antes de utilizar o peróxido de hidrogénio, coloque os óculos de segurança para proteger os olhos. Caso derrames peróxido de hidrogénio, limpa-o com uma toalha de papel molhada. Se a afectar a sua pele, assegure-se que lave abundantemente a área afectada com muita água.,ao copo dois, adicione uma colher de sopa de 3% de solução de peróxido de hidrogénio. Use uma colher fresca para o peróxido de hidrogénio.ao copo três, adicionar duas colheres de sopa do peróxido de hidrogénio.ao copo quatro, adicione três colheres de sopa do peróxido de hidrogénio.opcionalmente, pode adicionar uma gota de cor alimentar a cada um dos copos marcados. (Você pode escolher uma cor diferente para cada um para fácil identificação)
procedimento
- pegue a taça número um e coloque-a à sua frente na área de trabalho., Com uma colher de sopa fresca, adicionar uma colher de sopa da solução de levedura dissolvida ao copo e rodá-la ligeiramente. O que acontece depois de adicionar o fermento? Vês alguma reacção a acontecer? coloque o copo número dois à sua frente e volte a colocar uma colher de levedura na chávena. Quando se adiciona a enzima, a catalase reage com o peróxido de hidrogénio? Consegue ver os produtos de reacção que estão a ser formados? adicione uma colher de sopa de solução de levedura ao copo número três. Vês a mesma reacção a acontecer? O resultado é diferente ou o mesmo em comparação com a Copa número dois?, por fim, adicione uma colher de sopa de solução de levedura ao copo número quatro. Você vê mais ou menos produtos de reação em comparação com seus resultados anteriores? Pode explicar a diferença? coloque os quatro copos ao lado um do outro à sua frente e observe os seus resultados. A reacção enzimática ocorreu em todas as chávenas ou houve uma excepção? Como os resultados em cada copo parecem diferentes? Porque achas que é este o caso? Agora, pegue a taça número um e adicione uma colher de sopa adicional de 3% de peróxido de hidrogénio à Taça. Rode ligeiramente o copo para misturar a solução., O que acontece agora? Olhando para todos os seus resultados, o que você acha que é o fator limitante para a reação da catalase em seus copos? Extra: repetir esta actividade, mas desta vez não adicionar sabão de prato a todas as reacções. O que é diferente quando se tira o sabonete? Ainda vês formação de espuma?
- Extra: até agora observou o efeito da concentração do substrato (H2O2) na reacção da catalase. O que acontece se mantiver constante a concentração do substrato mas alterar a concentração da enzima?, Tente adicionar diferentes quantidades de solução de levedura a três colheres de sopa de peróxido de hidrogénio, começando com uma colher de chá. Observa alguma diferença, ou a concentração da catalase não interessa na sua reacção?
- Extra: O Que Acontece se as condições ambientais da enzima forem alteradas? Repetir a reação da catalase, mas desta vez variar condições tais como o pH, adicionando vinagre (um ácido) ou bicarbonato de sódio (uma base), ou alterar a temperatura de reação, aquecendo a solução no microondas. Pode identificar quais são as condições ideais para a reacção da catalase?, Há alguma condição que elimine a actividade da catalase?
- Extra: pode encontrar outras fontes de enzima catalase que possa utilizar nesta actividade? Pesquisar quais outros organismos, plantas ou células contêm catalase e tentar usá-los para sua reação. Funcionam bem como leveduras?
observações e resultados
provavelmente viu muitas bolhas e espuma nesta actividade. O que fez a espuma aparecer? Quando a enzima catalase entra em contacto com o seu substrato, o peróxido de hidrogénio, começa a decompô-la em água e oxigénio., O oxigênio é um gás e, portanto, quer escapar do líquido. No entanto, o sabão prato que você adicionou a todas as suas soluções é capaz de encurralar as bolhas de gás, o que resulta na formação de uma espuma estável. Enquanto houver enzima e peróxido de hidrogénio presentes na solução, a reacção continua e é produzida espuma. Uma vez que um dos dois compostos é esgotado, a formação do produto Pára. Se você não adicionar sabão prato para a reação, você vai ver bolhas geradas, mas não formação de espuma estável.,se não há peróxido de hidrogénio presente, a catalase não pode funcionar, razão pela qual no copo um não se deveria ter visto nenhuma bolha ou produção de espuma. Somente quando o peróxido de hidrogênio está disponível, a reação da catalase pode ocorrer como você provavelmente observou nos outros copos. De facto, a reacção da catalase depende da concentração do substrato. Se você tem um excesso de enzima, mas não substrato suficiente, a reação será limitada pela disponibilidade do substrato., Uma vez que você adiciona mais peróxido de hidrogênio para a solução, a taxa de reação vai aumentar à medida que mais moléculas de substrato pode colidir com a enzima, formando mais Produto. O resultado é uma quantidade crescente de espuma produzida em seu copo como você aumenta a quantidade de H2O2 em sua reação. Você deveria ter visto mais espuma sendo produzida uma vez que você adicionou outra colher de água oxigenada para o copo um, o que deveria ter resultado em uma quantidade semelhante de espuma como no copo dois. No entanto, em algum momento você vai chegar a uma concentração de substrato na qual a enzima fica saturada e se torna o fator limitante., Neste caso você tem que adicionar mais enzima para acelerar a reação novamente.muitos outros factores também afectam a actividade das enzimas. A maioria das enzimas só funciona em condições ambientais óptimas. Se o pH ou a temperatura se desviarem demasiado destas condições, a reacção enzimática diminui significativamente ou não funciona de todo. Você deve ter notado isso ao fazer os passos extras no procedimento.despeje todas as soluções no lavatório e limpe todas as colheres com água morna e sabão do prato., Limpe a sua área de trabalho com uma toalha de papel molhada e lave as mãos com água e sabão.
More to explore
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esta actividade trouxe-lhe em parceria com os Science Buddies
