Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Лабораторна робота № 2

Вивчення властивостей ферментів

Мета: вивчити властивості ферментів та умови їхньої активності.

Обладнання та матеріали: штатив із пробірками, градуйовані піпетки, крапельниця, колба, скляні палички, термостат, водяна баня, розчин Люголя, дистильована вода, склянка з льодом, водний 0,2 %-й розчин крохмалю.

Завдання 1

Вивчення дії ферменту слини (амілази) на крохмаль.

Хід роботи

1. Сполосніть ротову порожнину 2-3 рази водою. Потім протягом 3-5 хв прополощіть ротову порожнину 50 мл дистильованої води та зберіть розчин слини в колбу.

2. Візьміть зі штатива дві пробірки та пронумеруйте їх. Налийте в кожну пробірку по 2 мл розчину крохмалю.

3. У пробірку № 1 додайте 0,5 мл розчину слини, в якому є фермент амілаза, а в пробірку № 2 додайте 0,5 мл дистильованої води. Перемішайте вміст пробірок.

4. Пробірки № 1 і 2 помістіть на 15 хв у термостат за температури 38 °С. Після цього слід витягти пробірки з термостата та додати до їхнього вмісту 1-3 краплі розчину Люголя.

5. Запишіть результати спостережень. Зробіть висновок.

Завдання 2

Дослідження впливу температури на активність ферменту амілази в реакції з крохмалем.

Хід роботи

1. Візьміть зі штатива чотири пробірки та пронумеруйте їх. Налийте в кожну по 2 мл розчину крохмалю та по 0,5 мл розчину слини.

2. Пробірку № 1 залиште за кімнатної температури, пробірку № 2 помістіть у термостат за температури 38 °С, пробірку № 3 поставте кип’ятити на водяній бані, пробірку № 4 поставте у склянку з льодом.

3. Через 10-15 хв витягніть пробірку з термостата, водяної бані та склянки з льодом і в усі чотири пробірки додайте по 2-3 краплі розчину Люголя.

4. Запишіть результати спостережень.

5. Зробіть висновок.

Виконання роботи

Ферменти — органічні речовини білкової природи, які синтезуються в клітинах. Основною їх функцією є каталіз — прискорення у багато разів у клітинах і поза ними біохімічних реакцій, при цьому вони самі не піддаються хімічним змінам. Існує кілька класифікацій ферментів. Їх ділять на прості та складні. Основою будови простих є тільки поліпептидний ланцюг. У складних ферментів є також небілкова частина — кофермент. При цьому білкова частина називається апоферментом. У ролі коферментів можуть виступати різні неорганічні (іони металів тощо) і органічні (вітаміни тощо) речовини.

Також ферменти поділяють на універсальні (ті, що входять до складу клітин практично всіх чи багатьох живих істот) і специфічні (каталізують певний тип реакцій і поширені лише в клітинах певних організмів). При цьому слід враховувати, що ферменти є високоспеціалізованими каталізаторами. Один і той же фермент може каталізувати лише одну реакцію або кілька реакцій одного типу.

При каталізі не вся молекула ферменту бере участь у перетворенні субстрату на продукти реакції. За це відповідає спеціальна її частина — активний центр. До складу однієї молекули можуть входити кілька активних центрів. У складних ферментах до складу активного центру входить коферментна частина. Перетворення речовини відбувається внаслідок зміни конформації молекули ферменту. При цьому, коли продукти реакції від’єднуються від неї, вона повертається до початкової конфігурації і може знову вступати в реакцію. У цьому полягає положення про те, що ферменти в процесі реакції не витрачаються.

Ферментативні реакції в клітинах відбуваються у вигляді ряду послідовних етапів. Ланцюги взаємопов’язаних ферментативних реакцій у цілому забезпечують обмін речовин і перетворення енергії в окремих клітинах і організмі в цілому. Активність ферменту залежить від умов, у яких протікає реакція: температури, тиску, pH і т.д. У людини ферменти працюють найбільш ефективно при температурі близько 37-38 °С. Існують і спеціальні речовини, здатні регулювати активність ферментів. Вони зв’язуються з активними центрами ферментів і блокують їх активність (наприклад, іони важких металів).

Амілаза — фермент, що розщеплює крохмаль до олігосахаридів, належить до травних ферментів. Виробляється клітинами слинних залоз і виділяється разом зі слиною в порожнину рота. Саме амілаза призводить до появи солодкуватого смаку при тривалому пережовуванні крохмалевмісних продуктів (наприклад, з рису або картоплі). Вона найбільш активна в лужному середовищі за температури близько 37-38 °С.

Завдання 1

У пробірці № 1 (розчин крохмалю і слини) при нагріванні сталося ферментативне розщеплення крохмалю, тому що в слині міститься фермент амілаза. Тому після додавання розчину Люголя розчин залишився знебарвленим. У пробірці № 2 (розчин крохмалю і дистильована вода) після додавання розчину Люголя вміст став синім.

Завдання 2

Пробірка № 1 (розчин крохмалю і слини, який перебував при кімнатній температурі): спостерігається червоне забарвлення, зумовлене утворенням проміжних продуктів розщеплення крохмалю.

Пробірка № 2 (розчин крохмалю і слини, що витримувався при температурі 38 °С): розчин став прозорим, що свідчить про повне розщеплення крохмалю амілазою при оптимальній для цього ферменту температурі.

У пробірках № 3 (розчин крохмалю і слини, який кип’ятився) та № 4 (розчин крохмалю і слини, який був поміщений у склянку з льодом): розчини залишилися синьо-фіолетового кольору, оскільки амілаза людської слини стає неактивною внаслідок дії високих і низьких температур.