ΒΙΟΛΟΓΙΑ. Ευφροσύνη Φρέσκου (Βιολόγος) ΠΑΝΕΚΦE ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΑ ΕΝΩΣΗ ΥΠΕΥΘΥΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΚΕΝΤΡΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

Transcript

1 ΠΑΝΕΚΦE ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΑ ΕΝΩΣΗ ΥΠΕΥΘΥΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΚΕΝΤΡΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ 14 η Ευρωπαϊκή Ολυμπιάδα Φυσικών Επιστημών EUSO 2016 Τοπικός Διαγωνισμός Πέλλας Διεύθυνση Δευτεροβάθμιας Εκπαίδευσης Πέλλας Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστήμων ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΑΡΙΘΜΟΣ ΟΜΑΔΑΣ :... ΣΧΟΛΕΙΟ : ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΑ ΜΑΘΗΤΩΝ / -ΤΡΙΩΝ : 1) ) ) Ευφροσύνη Φρέσκου (Βιολόγος) Έδεσσα, 19 Δεκεμβρίου 2015

2 Ανίχνευση του ενζύμου καταλάση Παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση του Εισαγωγή - Λίγα στοιχεία από τη θεωρία Το Η 2 Ο 2 (υπεροξείδιο του υδρογόνου, οξυζενέ), είναι μια πολύ επικίνδυνη για τον οργανισμό ουσία επειδή είναι πολύ τοξική και παράγεται σε όλα σχεδόν τα κύτταρα κατά τις αντιδράσεις μεταβολισμού. Τέτοιες οξειδωτικές ουσίες είναι δυνατόν να οδηγήσουν σε καρκίνο ή σε εκφυλισμό του DΝΑ και στη γήρανση. Σε όλα όμως τα κύτταρα (ιδιαίτερα στα ηπατικά, μιας και το ήπαρ είναι το βιοχημικό εργαστήριο του οργανισμού μας) υπάρχει μηχανισμός εξουδετέρωσης του Η 2 Ο 2 με τη βοήθεια του εξειδικευμένου ενζύμου της καταλάσης, που γίνεται σε εξειδικευμένα οργανίδια του κυττάρου, τα υπεροξειδιοσώματα. Η αντίδραση που πραγματοποιείται περιγράφεται από την εξίσωση: Υπεροξείδιο του υδρογόνου Καταλάση Νερό + Οξυγόνο Μ αυτό τον τρόπο εξουδετερώνεται. H 2 Ο 2 H 2 O + ½ O 2 Καταλάση Η δομή κάθε ενζύμου, όπως και κάθε πρωτεΐνης, είναι καθοριστική για τη λειτουργικότητά του. Το ίδιο σημαντική είναι και η διατήρηση αυτής της δομής. Αυτό σημαίνει ότι όποιος παράγοντας επηρεάσει τη δομή ενός ενζύμου θα μεταβάλει και τη δραστικότητά του. Στους παράγοντες που επηρεάζουν αυτή τη δομή ανήκουν η θερμοκρασία και η οξύτητα (ph) του περιβάλλοντος του ενζύμου. Η δραστικότητα κάθε ενζύμου γίνεται άριστη σε συγκεκριμένες συνθήκες. Έτσι, άλλα ένζυμα λειτουργούν σε όξινες συνθήκες, άλλα σε βασικές, άλλα σε υψηλή θερμοκρασία και άλλα σε χαμηλή.

3 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Α. ΟΡΓΑΝΑ ΥΛΙΚΑ Διάλυμα Η 2 Ο 2, 3%w/w Κομμάτια πατάτας Κομμάτια πιπεριάς Κομμάτια συκωτιού Δοκιμαστικοί σωλήνες με πώματα Νυστέρι Λαβίδα Διηθητικό χαρτί Παρασχίδα ξύλου Αναπτήρας Τρυβλία Petri Μικροσκόπιο Αντικειμενοφόρες πλάκες Καλυπτρίδες Γκαζάκι Ποτήρια ζέσεως Υδροχλωρικό οξύ Α 1. Ανίχνευση του ενζύμου καταλάση στα ζωικά κύτταρα του ήπατος Υλικά Διάλυμα Η 2 Ο 2, 3%w/w (οξυζενέ από φαρμακείο), Συκώτι, Δοκιμαστικοί σωλήνες, Νυστέρι, Λαβίδα, Διηθητικό χαρτί. Πειραματική διαδικασία Κόβουμε ένα μικρό κομμάτι συκωτιού και το βάζουμε μέσα σε δοκιμαστικό σωλήνα. Προσθέτουμε οξυζενέ. Τι παρατηρούμε; Αν πωματίσουμε καλά με πώμα το δοκιμαστικό σωλήνα τι παρατηρούμε;

4 Αν πλησιάσουμε μια μισοσβησμένη παρασχίδα ξύλου κοντά στα χείλη του δοκιμαστικού σωλήνα, τι παρατηρούμε; Α 2. Ανίχνευση του ενζύμου καταλάση στα φυτικά κύτταρα της πιπεριάς και της πατάτας Υλικά Διάλυμα Η 2 Ο 2, 3%w/w (οξυζενέ από φαρμακείο), Πιπεριές, Πατάτα, Τρυβλία Petri, Νυστέρι, Λαβίδα, Διηθητικό χαρτί. Πειραματική διαδικασία Σε κύτταρα πιπεριάς Κόβουμε με ένα νυστέρι ένα μικρό κομμάτι από τη φλούδα της πιπεριάς και την τοποθετούμε σε ένα τρυβλίο Petri. Προσθέτουμε οξυζενέ. Τι παρατηρούμε; Σε κύτταρα πατάτας Κόβουμε μία λεπτή φέτα πατάτας. Την τοποθετούμε πάνω σε αντικειμενοφόρο πλάκα και προσθέτουμε λίγο οξυζενέ. Καλύπτουμε με καλυπτρίδα και παρατηρούμε στο μικροσκόπιο. Τι παρατηρούμε; Απαντήστε στο ερώτημα 7 του ΦΥΛΛΟΥ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ

5 Β. Παράγοντες που επηρεάζουν την δράση των ενζύμων Υλικά Διάλυμα Η 2 Ο 2, 3% w/w (οξυζενέ από φαρμακείο), Συκώτι, Πιπεριές, Πατάτα, Τρυβλία Petri, Νυστέρι, Υδροχλωρικό οξύ, Λαβίδα, Γκαζάκι, Ποτήρι ζέσεως, Διηθητικό χαρτί. Θερμοκρασία Κόβουμε ένα μικρό κομμάτι συκωτιού και το βράζουμε στο νερό για λίγα λεπτά και μια φλούδα πιπεριάς και ένα μικρό κομμάτι πατάτας που τα ζεματάμε για μικρό χρονικό διάστημα και στη συνέχεια τα βάζουμε σε τρυβλία Petri. Προσθέτουμε οξυζενέ. Τι παρατηρούμε; ph Κόβουμε ένα μικρό κομμάτι συκωτιού και φλούδα πιπεριάς και κομμάτι πατάτας και στη συνέχεια τα βάζουμε μέσα σε τρυβλία Petri που περιέχουν υδροχλωρικό οξύ. Στεγνώνουμε με διηθητικό χαρτί και προσθέτουμε οξυζενέ. Τι παρατηρούμε;

6 ΦΥΛΛΟ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ 1. Για ποιο λόγο εκτοξεύθηκε το πώμα του δοκιμαστικού σωλήνα όταν προσθέσατε λίγο οξυζενέ στο κομμάτι της πατάτας ή του συκωτιού; 2. Για ποιο λόγο στην παραπάνω διαδικασία, αφού εκτοξεύθηκε το πώμα, όταν τοποθετήσατε μια μισοσβησμένη παρασχίδα ξύλου, αυτή πήρε φωτιά; 3. Πώς εξηγείτε αυτό που παρατηρήσατε όταν βράσατε το κομμάτι συκωτιού ή της πιπεριάς και μετά τοποθετήσατε οξυζενέ πάνω σε αυτό; 4. Πώς εξηγείτε αυτό που παρατηρήσατε όταν ρίξατε λίγο υδροχλωρικό οξύ πάνω στο κομμάτι του συκωτιού ή της πιπεριάς και μετά τοποθετήσατε οξυζενέ πάνω σε αυτό; 5. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου παράγεται φυσιολογικά στα κύτταρα του οργανισμού μας κατά τις αντιδράσεις μεταβολισμού, αλλά είναι τοξικό. Πώς απελευθερώνεται από αυτό ο οργανισμός μας;

7 6. Στο παραπάνω πείραμα χρησιμοποιήσατε φυτικό και ζωικό ιστό. Ποια συμπεράσματα προκύπτουν γενικά από αυτό σε σχέση με την ύπαρξη της καταλάσης; 7. Να σχεδιάσετε παρακάτω τι βλέπετε στο μικροσκόπιο, όταν στην αντικειμενοφόρο πλάκα τοποθετήσατε μια λεπτή φέτα πατάτας και προσθέσατε οξυζενέ πάνω σε αυτό.

8 Βιβλιογραφία Φύλλο εργασίας «Ανίχνευση του ενζύμου καταλάση - Παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση του» του Ε.Κ.Φ.Ε. Ρόδου-Νοτίου Δωδεκανήσου Φύλλο εργασίας «Δράση των ενζύμων» του Ε.Κ.Φ.Ε. Αργολίδας (σε αρχείο παρουσίασης)