Situācijas apraksts
Visas bioķīmiskās reakcijas notiek ar biokatalizatoru – enzīmu līdzdalību. Katram enzīmam ir specifiskas funkcijas. Daudziem organismiem, to skaitā maizes raugam (Saccharomyces cerevisae), šūnās kā vielmaiņas blakusprodukts rodas ūdeņraža peroksīds (\(H_2 O_2\)), kurš dzīvām šūnām ir kaitīgs. Rauga šūnās ir enzīms katalāze, kas pārveido kaitīgo vielmaiņas blakusproduktu par ūdeni un skābekli: \(2H_2 O_2 → 2H_2 O + O_2\).
Visas bioķīmiskās reakcijas notiek ar biokatalizatoru – enzīmu līdzdalību. Katram enzīmam ir specifiskas funkcijas. Daudziem organismiem, to skaitā maizes raugam (Saccharomyces cerevisae), šūnās kā vielmaiņas blakusprodukts rodas ūdeņraža peroksīds (\(H_2 O_2\)), kurš dzīvām šūnām ir kaitīgs. Rauga šūnās ir enzīms katalāze, kas pārveido kaitīgo vielmaiņas blakusproduktu par ūdeni un skābekli: \(2H_2 O_2 → 2H_2 O + O_2\).
Katalāzes, tāpat kā citu enzīmu, katalizēto reakciju aktivitāte ir atkarīga no reakcijas vides temperatūras, vides pH, substrāta koncentrācijas, enzīma koncentrācijas. Optimālā temperatūra rauga šūnu vielmaiņas aktivitātei ir 30–35°C. Palielinot katalāzes koncentrāciju un substrāta koncentrāciju, palielinās reakcijas aktivitāte. Katalāzes reakcijas aktivitāti var novērtēt pēc izdalītā skābekļa koncentrācijas vai tilpuma. Ja nav speciālu mērierīču, par izdalītā skābekļa tilpumu var spriest pēc burbulīšu – putu – slāņa augstuma, kuru skābeklis veido uz šķīduma virsmas (sk. att.).
Darba uzdevums
Izplāno eksperimentu, lai noteiktu, kā atšķirīgs pievienotā ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma tilpums ietekmē katalāzes reakciju aktivitāti rauga šūnu suspensijā.
Izplāno eksperimentu, lai noteiktu, kā atšķirīgs pievienotā ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma tilpums ietekmē katalāzes reakciju aktivitāti rauga šūnu suspensijā.
Ieteikumi
1. Ūdeņraža peroksīda šķīduma tilpumu visvieglāk var mērīt/mainīt, izmantojot pudelītes ar pilienu dozatoru un skaitot pilienus. Viena šķīduma piliena tilpums ir 0,01 mililitrs.
2. Ieteicamā rauga masas daļa suspensijā ir 3–5 g uz 100 mL ūdens.
3. Ieteicamais ūdeņraža peroksīda šķīduma pilienu skaits, kurus iepilina vienā mēģenē, ir 5–20.
4. Ieteicamais laiks katalāzes reakcijas pētīšanai ir 1–3 minūtes, lai katalāze sašķeltu visu pievienoto ūdeņraža peroksīda šķīdumu, bet izdalītā skābekļa burbulīši nesāktu saplakt.
5. Ieteicams izvēlēties tādu rauga suspensijas tilpumu, lai, ielejot to mēģenē, rauga suspensija aizņemtu ne vairāk kā 1/4–1/3 mēģenes tilpuma.
2. Ieteicamā rauga masas daļa suspensijā ir 3–5 g uz 100 mL ūdens.
3. Ieteicamais ūdeņraža peroksīda šķīduma pilienu skaits, kurus iepilina vienā mēģenē, ir 5–20.
4. Ieteicamais laiks katalāzes reakcijas pētīšanai ir 1–3 minūtes, lai katalāze sašķeltu visu pievienoto ūdeņraža peroksīda šķīdumu, bet izdalītā skābekļa burbulīši nesāktu saplakt.
5. Ieteicams izvēlēties tādu rauga suspensijas tilpumu, lai, ielejot to mēģenē, rauga suspensija aizņemtu ne vairāk kā 1/4–1/3 mēģenes tilpuma.
Eksperimenta veikšanai laboratorijā ir pieejami šādi trauki, piederumi un vielas:
100 mL 3 % \(H_2 O_2\) šķīduma (pudelītē ar pilienu dozatoru), 10 g sausā maizes rauga, mēģeņu statīvs, 10 mēģenes (30 mL), hronometrs, lineāls (100 ± 1 mm), ūdens, tējkanna ūdens uzsildīšanai, termometrs, universālais pH indikatorpapīrs (loksnītes), mērcilindrs (100 ± 1 mL), šļirce (50 ± 2 mL), stikla nūjiņa, 3 vārglāzes (200 mL), svari (500,0 ± 0,1 g), mērtrauks (200 ± 50 mL), mērtrauks (1000 ± 50 mL).
100 mL 3 % \(H_2 O_2\) šķīduma (pudelītē ar pilienu dozatoru), 10 g sausā maizes rauga, mēģeņu statīvs, 10 mēģenes (30 mL), hronometrs, lineāls (100 ± 1 mm), ūdens, tējkanna ūdens uzsildīšanai, termometrs, universālais pH indikatorpapīrs (loksnītes), mērcilindrs (100 ± 1 mL), šļirce (50 ± 2 mL), stikla nūjiņa, 3 vārglāzes (200 mL), svari (500,0 ± 0,1 g), mērtrauks (200 ± 50 mL), mērtrauks (1000 ± 50 mL).
Plāno eksperimentu! Paredzi darba drošības noteikumu ievērošanu eksperimenta veikšanas laikā! Kuru no drošības noteikumiem šajā eksperimentā ir jāievēro?
Lai iesniegtu atbildi un redzētu rezultātus, Tev nepieciešams autorizēties. Lūdzu, ielogojies savā profilā vai reģistrējies portālā!