Лабораторна робота №1

Тема: Ферментативне розщеплення пероксиду гідрогену.

Мета: Виявити дію ферменту каталази в рослинних та тваринних тканинах, порівняти ферментативну активність натуральних та пошкоджених кип’ятінням тканин, показати можливість моделювання ферменту каталази.

Обладнання: 3% розчин пероксиду водню, гілочка елодеї, мікроскопи, предметне та покривне скло; шматочки сирих та варених картоплин, м’яса; пробірки, розчини сульфату міді (10%) і аміаку (5-10%).

Стислі теоретичні відомості.

Ферменти (від лат. „ферментум” - закваска) - біополімери білкової природи, що синтезуються амінокислот в рибосомах відповідно з генетичним кодом. Ферменти виконують функції біологічних каталізаторів. Жоден процес в клітині не проходить без участі ферментів. При цьому ферменти діють в суворо визначеній послідовності, вони специфічні для кожної речовини та прискорюють тільки певні реакції. Одна з таких реакцій — розклад пероксиду гідрогену.

Пероксид гідрогену (Н2О2) речовина, яка утворюється в клітинах в результаті окислювально-відновних процесів. Приймаючи участь в знешкоджуванні токсичних речовин, вона може викликати самоотруєння (денатурацію білків, зокрема ферментів). Накопиченню пероксиду гідрогену перешкоджає фермент каталаза, поширений в клітинах, що здатні існувати в кисневій атмосфері. Каталаза містить гем — органічну сполуку ферума, що входить також до складу гемоглобіну. Фермент функціонує з дуже великою швидкістю, одна його молекула розщеплює за 1 с 200000 молекул пероксиду гідрогену:

КАТАЛАЗА

Можна спробувати створити неорганічну модель каталази, якщо підібрати речовину, що нагадує гем, наприклад, комплексна сполука іону купрума з аміаком, яка розщеплює пероксид гідрогену з великою швидкістю. Моделювання ферментного каталізу — перспективний шлях розвитку хімічної технології найближчого майбутнього.

Будова та правила користування світловим мікроскопом.

Світлові мікроскопи дають збільшення в десятки і сотні разів. Головними частинами світлових мікроскопів є збільшувальні двоопуклі лінзи, які закріплені у спеціальній трубці, або тубусі (від лаг. "*тубус" - трубка). На верхівці тубуса розміщується окуляр, а з нижнього боку тубуса - об’єктив. Через окуляр і об’єктив дослідник розглядає предмети чи препарати, які він вивчає. Тубус з’єднаний зі штативом, до якого прикріплюється і предметний столик. Тубус до предметного столика наближують за допомогою гвинтів.

У центрі столика є отвір. Під ним розміщується дзеркало, за допомогою якого вловлюють світло, щоб просвітлити об’єкт.

Мікроскоп слід встановлювати так, щоб він не хитався і не стояв близько до краю стола.

перед тим як розмістити препарат на предметному столику, за допомогою дзеркала світло спрямовують в отвір столика. Щоб роздивитися предмет, тубус треба розмістити так, аби було видно об’єкт, який вивчають. Для цього за допомогою гвинта тубус опускають майже до самого препарату. Потім, спостерігаючи в окуляр, тубус піднімають угору, аж поки не стане видно в полі зору об’єкт.

Після закінчення роботи мікроскоп ставлять на постійне місце і закривають його так, щоб не проникав пил.

Хід роботи.

1. Приготувати мікропрепарат листка елодеї та розглянути його при малому збільшенні мікроскопа 3 одної сторони покривного скла крапнути піпеткою 2 краплі розчину пероксиду гідрогену, з другої сторони прикласти фільтрувальний папір, щоб під покривне скло потрапив розчин Н2О2 Уважно спостерігайте, що відбудеться, коли клітини листка елодеї зіткнуться з пероксидом гідрогену. Пояснити явище, яке спостерігається.

2. В пробірки покласти по маленькому шматочку сирої та вареної картоплі,

м’яса. В кожну пробірку по краплям додати пероксид гідрогену. Спостереження записати в таблицю.

Об’єкт	Явища, які спостерігаються при дії пероксиду водню	Пояснення спостережень та висновки
Сира картопля
Варена картопля
Сире м’ясо
Варене м’ясо

3. До 0,5мл. розчину сульфату купрума додати декілька крапель розчину сульфату купрума та додати 5-10 крапель розчину пероксиду водню. Що відбудеться? В другу пробірку налити 0,5мл. розчину сульфату купрума та додати 5-10 крапель розчину аміака. Що свідчить про хімічну реакцію між сульфатом купрума та аміаком? В пробірку з свіжоотриманим аміакатом купрума долити (обережно!) декілька крапель пероксиду водню. Що спостерігається тепер? Що спільного між дією на Н₂О₂ каталази та аміакату купрума? Чим відрізняється фермент від його неорганічної моделі?

Результати лабораторної роботи подати в вигляді таблиці, запису спостережень та висновків.

Контрольні запитання.

1. Як пояснити, що ферменти широко використовують в харчовій промисловості (виготовлення безалкогольних напоїв, консервів, ковбас та ін.)?

2. Що таке каталіз?

3. Чому пероксид водню не накопичується в клітинах?