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
Veic eksperimentu, izmantojot doto situācijas aprakstu, lai noteiktu, kā atšķirīgs pievienotā ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma tilpums ietekmē katalāzes reakciju aktivitāti rauga šūnu suspensijā!
Hipotēze
Palielinot pievienotā ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma tilpumu, palielināsies katalāzes aktivitāte rauga šūnu suspensijā, kuru varēs noteikt pēc izdalītā skābekļa burbulīšu – putu slāņa augstuma, kuru skābeklis veido uz šķīduma virsmas.
Pētījuma lielumi
Neatkarīgais lielums: ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma tilpums (pilienu skaits).
Atkarīgais lielums: skābekļa burbulīšu – putu – slāņa augstums (mm).
Fiksētie lielumi: rauga šūnu suspensijas tilpums (10 mL), katalāzes reakcijas laiks (3 min).
Neatkarīgais lielums: ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma tilpums (pilienu skaits).
Atkarīgais lielums: skābekļa burbulīšu – putu – slāņa augstums (mm).
Fiksētie lielumi: rauga šūnu suspensijas tilpums (10 mL), katalāzes reakcijas laiks (3 min).
Eksperimenta veikšanai laboratorijā ir pieejami šādi trauki, piederumi un vielas.
Katram skolēnam
Katram skolēnam
- Paplāte,
- 3 % \(H_2 O_2\) šķīdums (marķētā pudelītē ar pilienu dozatoru),
- marķēta vārglāze ar 5 g sausā maizes rauga (100 vai 200 mL),
- 3 mēģenes (30 mL),
- mēģeņu statīvs,
- lineāls, iedaļas vērtība – 1 mm,
- marķēta vārglāze (100 mL) ar istabas temperatūras ūdeni,
- mērcilindrs (100 vai 50 ± 1 mL) vai šļirce (50 ± 2 mL),
- stikla nūjiņa,
- flomāsters vai marķieris,
- salvete.
Klasei kopā
- Sienas pulkstenis ar sekunžu rādītāju,
- svari (500,00 ± 0,01 g),
- papīra dvieļi vai salvete.
Darba gaita
1. Pagatavo vārglāzē rauga suspensiju, 100 mL ūdens iemaisot 5 g sausā rauga! Rauga suspensijas gatavošanai izmanto siltu ūdeni (istabas temperatūrā)! Maisi suspensiju, līdz izveidojas viendabīgs maisījums!
2. Nogaidi 5 minūtes, līdz maisījums sāk aktivizēties.
3. Ieliec mēģeņu turētājā trīs vienāda tilpuma un vienāda diametra mēģenes un nomarķē!
4. Izmantojot atbilstošu mērtrauku (mērcilindru vai šļirci), ielej katrā mēģenē vienādu tilpumu 10 mL rauga suspensijas un, izmantojot marķieri, atzīmē uz mēģenes suspensijas robežas!
5. Izmantojot pudelīti ar pilienu dozatoru, iepilini pirmajā mēģenē 5 pilienus ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma! Viena šķīduma piliena tilpums ir 0,01 mililitrs. Uzņem laiku 3 minūtes! Pēc 3 minūtēm atzīmē uz mēģenes putu stabiņa augstumu un izmēri skābekļa putu stabiņa augstumu!
6. Atkārto darba gaitas 5. soli, izmantojot 2. mēģeni ar 10 pilieniem ūdeņraža peroksīda!
7. Atkārto darba gaitas 5. soli, izmantojot 3. mēģeni ar 15 pilieniem ūdeņraža peroksīda!
8. Rīkojoties ar ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīdumu, ievēro darba drošību – rūpējies, lai šķīdums neiekļūtu acīs, pēc darba nomazgā rokas!
1. Pagatavo vārglāzē rauga suspensiju, 100 mL ūdens iemaisot 5 g sausā rauga! Rauga suspensijas gatavošanai izmanto siltu ūdeni (istabas temperatūrā)! Maisi suspensiju, līdz izveidojas viendabīgs maisījums!
2. Nogaidi 5 minūtes, līdz maisījums sāk aktivizēties.
3. Ieliec mēģeņu turētājā trīs vienāda tilpuma un vienāda diametra mēģenes un nomarķē!
4. Izmantojot atbilstošu mērtrauku (mērcilindru vai šļirci), ielej katrā mēģenē vienādu tilpumu 10 mL rauga suspensijas un, izmantojot marķieri, atzīmē uz mēģenes suspensijas robežas!
5. Izmantojot pudelīti ar pilienu dozatoru, iepilini pirmajā mēģenē 5 pilienus ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma! Viena šķīduma piliena tilpums ir 0,01 mililitrs. Uzņem laiku 3 minūtes! Pēc 3 minūtēm atzīmē uz mēģenes putu stabiņa augstumu un izmēri skābekļa putu stabiņa augstumu!
6. Atkārto darba gaitas 5. soli, izmantojot 2. mēģeni ar 10 pilieniem ūdeņraža peroksīda!
7. Atkārto darba gaitas 5. soli, izmantojot 3. mēģeni ar 15 pilieniem ūdeņraža peroksīda!
8. Rīkojoties ar ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīdumu, ievēro darba drošību – rūpējies, lai šķīdums neiekļūtu acīs, pēc darba nomazgā rokas!
Aplūko izveidoto datu reģistrēšanas tabulu.Kāds ir tabulas nosaukums? Kā sauc sadaļas, kurās reģistrēts eksperimenta neatkarīgais lielums, atkarīgais lielums, kā arī eksperimenta fiksētais lielums?
| Tabulas nosaukums (A) | |||
| Mēģenes nr.p.k. | Lielums (B) | Lielums (C) | Lielums (D) |
| 1. mēģene | 5 pilieni | 3 min, 10 mL | 4 mm |
| 2. mēģene | 10 pilieni | 3 min, 10 mL | 7 mm |
| 3. mēģene | 15 pilieni | 3 min, 10 mL | 9 mm |
1. Tabulas nosaukums (A):
2. Lielums : "Ūdeņraža peroksīda (\(H_2 O_2\)) šķīduma tilpums (pilienu skaits)".
3. Lielums : "Skābekļa burbulīšu – putu – slāņa augstums (mm)".
4. Lielums : "Katalāzes reakcijas laiks (min), rauga šūnu suspensijas tilpums (mL)".
Lai iesniegtu atbildi un redzētu rezultātus, Tev nepieciešams autorizēties. Lūdzu, ielogojies savā profilā vai reģistrējies portālā!