ניסויים באנזימים: אוקסידאזים ופרוקסידאזים. ניסויי כימיה מהנים בבית

חוויות משעשעות בבית
מדריך / חוויות משעשעות / ניסויים בכימיה

ניסויים באנזימים: אוקסידאזים ופרוקסידאזים. ניסויים כימיים

ניסויים משעשעים בכימיה

חוויות משעשעות בבית / ניסויים בכימיה לילדים

בתאים של צמחים ובעלי חיים מתרחשים ללא הרף תהליכים כימיים מורכבים. הם מוסדרים על ידי חומרים חלבוניים - אנזימים, אשר (אנחנו זוכרים שוב) ממלאים את התפקיד של זרזים לתגובות כימיות בתאים. דרושים מכשירים מורכבים וריאגנטים רבים כדי לחקור תהליכים ביוכימיים כאלה. עם זאת, ניתן לראות כמה תופעות ביוכימיות, כמו שאומרים, בעין בלתי מזוינת.

נתחיל באנזימים חמצוניים – אוקסידאזים ופרוקסידאזים. הם נמצאים ברקמות חיות רבות מכיוון שהחמצון עומד בבסיס תהליכי הנשימה. אבל אנזימים אלה פועלים אחרת: אוקסידאזים מחמצנים חומרים אורגניים עם חמצן אטמוספרי, פרוקסידאזים "מחלצים" חמצן מפרוקסידים לאותה מטרה. כמובן, חומרים מתחמצנים לאט גם ללא עזרת אנזימים, אך אנזימים מאיצים את התגובה אלפי פעמים.

כאשר חומרים מסוימים מתחמצנים, למשל, פנול והידרוקינון, נוצרים תוצרי תגובה צבעוניים. הופעת הצבע מעידה על כך שהאנזים פעל. ועוצמת הצבע מאפשרת לשפוט את כמות מוצרי החמצון. אם הצבע אינו מופיע כלל, אז האנזים אינו פעיל. זה יכול לקרות בסביבה חומצית מדי או בסיסית מדי, או אם אין אספקת חמצן זמינה, או בנוכחות חומרים מזיקים לאנזים, מה שנקרא מעכבי אנזים.

לאחר ההקדמה הקצרה הזו - הניסויים עצמם. תצטרכו: גבעול כרוב, תפוח, פקעת תפוחי אדמה עם נבטים, בצל עם שורשים שנבטו בחושך. הריאגנטים יהיו מבושלים קרים, ועוד יותר טוב מים מזוקקים, הידרוקינון (מחנות צילום) ומי חמצן של בית מרקחת. הצטיידו גם בפומפייה ירקות, אמבט מים, מבחנות או בקבוקי פניצילין, פיפטות נקיות וגזה, או מטלית לבנה.

נתחיל עם מיץ כרוב. טוחנים חתיכת גבעול כרוב, כ-20 גרם, סוחטים את התמיסה שנוצרה דרך שתי שכבות גזה או שכבת בד אחת, אוספים את המיץ בכוס ומדללים במים עשר פעמים. אנו מזהירים אותך מיד: כאשר לומדים חפצים צמחיים אחרים, יש לדלל את המיץ לא יותר מפעמיים עד שלוש פעמים.

מספר שש מבחנות או בקבוקונים נקיים ויבשים. יוצקים 1 מ"ל של מיץ כרוב מדולל לתוך מבחנות מס' 2, 3, 4 ו-1. מניחים צינורות 1 ו-2 כדי להשמיד (לבטל) את האנזימים למשך חמש דקות באמבט מים רותחים, ולאחר מכן מצננים לטמפרטורת החדר. יוצקים 5 מ"ל מים למבחנות 6 ו-1 במקום מיץ.

לכל שש המבחנות, מוסיפים מעט, בקצה הסכין, הידרוקינון. לאחר מכן שפכו חמש טיפות מים לצינורות 1, 3 ו-5, וחמש טיפות מי חמצן לשפופרות 2, 4 ו-6. מערבבים את התוכן של כל צינור ביסודיות.

לאחר עשר עד חמש עשרה דקות, אתה כבר יכול לצפות בתוצאות הניסוי. אנו ממליצים לך בחום לרשום אותם בצורה של טבלה. הכניסו בטבלה את מספרי המבחנות והרכב התערובת בכל אחת מהן, בעמודה מול כל תערובת, סמנו האם הצבע השתנה במהלך הניסוי, ואם השתנה אז איך. בעמודה הבאה, סיכמו אם התרחש חמצון.

כאשר כל הטבלה מלאה, נסו לנתח את התוצאות. כדי לעשות זאת, חשבו על השאלות הללו.

האם מי חמצן יכול לחמצן הידרוקינון בהיעדר מיץ כרוב?

האם הידרוקינון מחומצן על ידי מיץ כרוב ללא מי חמצן?

האם פעילות האנזים נשמרת במיץ לאחר הרתיחה?

אילו אנזימים חמצוניים נמצאים במיץ כרוב - אוקסידאזים או פרוקסידאזים?

עם זאת, בהתבסס על ניסיון עם צמחים מאותו המין, מוקדם מדי להסיק מסקנות סופיות. לכן, קבעו את אותם ניסויים עם פקעת תפוח אדמה ונבטיה, עם עיסת תפוחים, עם קשקשים בשרניים של בצל, וכן עם התחתית והעלים שלה ("נוצות"). אנו מזכירים לך: במקרים אלה, יש לדלל את המיץ המתקבל במים 2-3 פעמים.

לאחר שנעשו כל הניסויים, ניתן לקבוע באיזה מהחומרים הנחקרים האנזימים המחמצנים פעילים יותר. לדעתך, האם oxidases ו-peroxidases יכולים להיות נוכחים בו זמנית ברקמות הצמח?

נסו להסיק מסקנות משלכם מבלי להסתכל על ההסבר. וכאשר המסקנות מתקבלות, בדקו עד כמה הן נכונות.

מסקנה אחת. מי חמצן יכול לחמצן בהדרגה את הידרוקינון גם ללא מיץ: צבע ורוד מופיע לאט בשפופרות 5 ו-6. המשמעות היא שהאנזים אינו נדרש לתגובה. כמו כל הזרזים, אנזימים רק מאיצים את התגובה שהחלה פעמים רבות. שמתם לב, כמובן, באיזו מהירות הצבע הופיע בשפופרת 4. עם זאת, פרוקסידאזות לא יכולות להאיץ את התגובה של הידרוקינון עם חמצן אטמוספרי (הצבע בשפופרת 3 נעדר או מופיע באיטיות רבה).

מסקנה שניה. ניתן להשבית את האנזים אפילו על ידי הרתחה קצרת טווח. אין כמעט צבע במבחנה 2. אחרי הכל, אנזימים הם חלבונים; הם מקרישים בחימום - פתיתי חלבון הופיעו במבחנות 1 ו-2.

מסקנה השלישית. לא הופיע צבע במבחנה 3. המשמעות היא שמיץ כרוב מכיל רק פרוקסידאזות, המזרזות את החמצון של הידרוקינון רק בנוכחות מי חמצן. עם זאת, בניסויים עם פקעות תפוחי אדמה ותפוחים, צבע מופיע, ובמיוחד מהר כשמטלטלים את הבקבוקון, כאשר התמיסה מועשרת בחמצן אטמוספרי. זה אומר שיש אוקסידאזים בתפוחי אדמה ובתפוחים (ליתר דיוק, פנול אוקסידאז), התורמים לחמצון של הידרוקינון עם חמצן. לכן, פקעות תפוחי אדמה חתוכות ותפוחים מתכהים באוויר - הם מכילים חומרים הקשורים להידרוקינון. אוקסידאז מאבד פעילות גם בחימום. זוכרים אם תפוחי אדמה מבושלים מתכהים? לבסוף, המסקנה הרביעית. יש גם אוקסידאזים בתפוחי אדמה ובתפוחים - כשמוסיפים פרוקסיד למבחנה 4, הצבע מופיע מוקדם יותר. ואין אוקסידאז בקשקשי הבצל הבשרניים. הם אינם מתכהים באוויר אפילו עם הידרוקינון.

אגב, שמתם לב שאנזימי חמצון פעילים במיוחד בהכנה לצמיחה או בגידול איברי צמחים - בתחתית הנורה ושורשיה, בנבטים של פקעות תפוחי אדמה? המטבוליזם הולך לשם בצורה הכי אינטנסיבית.

אז גילינו שלא כל תנאי הסביבה נוחים לפעולת אנזימים. אם חום חזק משבית אנזימים, אז אולי הם פעילים יותר בטמפרטורות נמוכות? בואו נבדוק גם את זה. לצורך הניסוי תזדקקו לארבעה פחיות נוספות מזכוכית או מתכת בנפח של ליטר אחד בערך וקרח או שלג (כ-1 ק"ג). בואו להתנסות עם גבעול כרוב.

מגררים את הגדם, סוחטים את המיץ, כמו קודם, דרך גזה או בד ומדללים במים עשרים פעמים. ספרו מחדש את הצינורות אם המספור הישן נמחק איכשהו, ושופכים 1 מ"ל של מיץ כרוב מדולל לשפופרות 2, 3, 4 ו-1, ואז מוסיפים הידרוקינון בקצה הסכין. במבחנות 5 ו-6, במקום מיץ, יוצקים 1 מ"ל מים ומוסיפים גם הידרוקינון. ולאחר מכן סדר את המבחנות באופן הבא: 1 - בצנצנת של שלג או קרח; 2 - בצנצנת של מים חמים (40 מעלות צלזיוס); 3 - בצנצנת של מים חמים (60 מעלות צלזיוס); 4 - להשאיר על השולחן בטמפרטורת החדר; 5 - בצנצנת מים רותחים; 6 - להשאיר בטמפרטורת החדר.

5 דקות לאחר תחילת הניסוי, שפכו חמש טיפות מי חמצן לכל המבחנות, החל מהקרות יותר. נער את התערובת בעדינות ושימו לב לשעת תחילת התגובה. לאחר 5 דקות נוספות, הסר את המבחנות מהצנצנות ורשום את תוצאות הניסוי בצורה של טבלה, בערך כמו בפעם הקודמת. לאחר מילוי הטבלה, תוכל להתחיל לנתח את הנתונים שהתקבלו.

נסה להסיק מסקנות משלך על ידי מענה תחילה על השאלות הבאות.

האם תגובת החמצון מואצת עם עליית הטמפרטורה ללא תוספת של אנזים?

האם ניתן לומר שאנזימים עובדים טוב יותר בקירור?

איזו טמפרטורה הכי נוחה לפעולת הפראוקסידאזים?

מדוע אוכל מחזיק מעמד זמן רב יותר במקרר?

למה להרתיח חלב?

מדוע בעלי חיים בעלי דם חם - יונקים וציפורים - הם בעלי החיים המפותחים והבריאים ביותר על פני כדור הארץ?

האם ענית על כל השאלות הללו? ואז - ההסברים שלנו.

בטח שמתם לב שקצב החמצון של הידרוקינון עם מי חמצן אינו זהה בטמפרטורות נמוכות וגבוהות. בטמפרטורות גבוהות, קצב החמצון גבוה יותר באופן טבעי. פרוקסידאזות מקלים על האינטראקציה של הידרוקינון עם פרוקסיד. בנוכחות אנזים התגובה מתרחשת גם בטמפרטורות נמוכות, אך ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך קל יותר לאנזים להפעיל את המולקולות של המגיבים.

אבל אסור לשכוח שחלבונים מקרישים בטמפרטורות גבוהות, קצב התגובה יורד. יש מושג של הטמפרטורה האופטימלית לפעולת האנזימים, שבה הם מפגינים את הפעילות הגדולה ביותר. עבור אנזימים שונים, טמפרטורה זו אינה זהה, אך לאנזימים רבים, כולל פרוקסידאזים, יש טמפרטורה אופטימלית של 40-50 מעלות צלזיוס.

מוצרי מזון מקולקלים על ידי פעולת אנזימים הכלולים בהם או משוחררים על ידי מיקרואורגניזמים. בקור יורדת פעילות האנזים - לכן האוכל מתקלקל פחות במקרר.

בעלי חיים בעלי דם חם עלו לשלב העליון של האבולוציה, שיכול לשמור על טמפרטורת גוף אופטימלית לפעילות האנזימים.

מחבר: Olgin O.M.

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בפיזיקה:

▪ חשמול של מים

▪ למה מרסס עובד?

▪ גלגלי מים

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בכימיה:

▪ חיזור

▪ מיצוי כלורופיל עם אלכוהול

▪ רועד דיו

ראה מאמרים אחרים סעיף חוויות משעשעות בבית.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מטוס על קולי ללא שמשה קדמית 12.10.2021

למטוסים על-קוליים יש בעיה משמעותית אחת: הם משמיעים צליל חזק בלתי נסבל בעת טיסה. כאשר מטוס נוסע מהר יותר ממהירות הקול, נוצרים גלי הלם. מתרחקים מהמטוס, מתמזגים ומייצרים בומים קוליים חדשים, הם נישאים לאורך קילומטרים רבים. מהנדסי נאס"א מצאו פתרון, ולכן ציידו את המטוס העל-קולי X-59 לא רק במערכת שמפחיתה בומים קוליים - Quiet SuperSonic Technology (QueSST) - אלא גם שמשות נטושות.

מטוס ה-X-59 החד-מושבי החדש (30 מ' אורך ו-9 מ' רוחב) יוכל לטפס לגובה של 16,7 ק"מ ולנוע במהירות של 1,4 מאך, או 1488 קמ"ש. במקביל, ניתן יהיה להפעיל אותו בהיעדר שמשה קדמית. הוא יוחלף על ידי מערכת eXternal Vision (XVS) של נאס"א.

מהנדסים מכנים את מערכת הראייה המלאכותית "קו ההגנה האחרון", המאפשר לטייס לראות מטוס מתקרב נוסף על המכ"ם. המערכת קולטת ומנתחת נתונים מבקרת תנועה אווירית.

כמו כן, לדגם ה-X-59 אין את מה שנקרא "פנס", חלק שקוף בתא הטייס המגן על הטייס והנוסעים מפני ההשפעות של זרימת אוויר מתקרבת, תנאי מזג האוויר, רעש, מה שיעזור לשמור על המחודד הארוך שלו. צוּרָה. במקום פנס השתמשו המעצבים ב"חלון אלקטרוני".

מערכת החלונות האלקטרונית XVS של נאס"א כוללת זוג מצלמות ברזולוציה גבוהה ומסך 4K. מצלמת 4K הראשונה ממוקמת בחלק העליון ומעט קדימה של תא הטייס ומשופרת עם יכולת ראייה סינתטית, המאפשרת לטייס לראות באופן מלאכותי דרך ערפל ועננים. החדר השני ממוקם מתחת לאף. ניתן להאריך אותו במהלך ההמראה והנחיתה. במובן זה, המטוס סגור לחלוטין ואינו מצריך חלון. מערכת cXVS מספקת את כל המידע החזותי הדרוש לטיסה בטוחה של הטייס.

עוד חדשות מעניינות:

▪ אולטרסאונד כיס

▪ סרגל הקול של Yamaha SR-C30A עם סאב וופר אלחוטי קומפקטי

▪ מקרן זרק קצר LG PH450UG-GL

▪ PrivatBank ניטרל קבוצת רחפנים

▪ הושג המרכיב העיקרי של גז מיונן בין-כוכבי

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף האתר רגולטורים של זרם, מתח, הספק. בחירת מאמרים

▪ מאמר כשהם באו... ביטוי עממי

▪ מאמר מהו צליל מוזיקלי? תשובה מפורטת

▪ מאמר Lungwort officinalis. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר 6H13S מנורה קבועה אפשרויות הטיה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר IF ממיר קול לטלוויזיה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר