optimumkromme katalase  (onderzoek - opdrachtgestuurd practicum)| bovenbouw h v |

practicum bepaling optimumkromme katalase

In dit practicum wordt de werking van het enzym katalase (of peroxidase) onder verschillende omstandigheden onderzocht. Enzymen zijn stoffen die een reactie kunnen kataliseren. Enzymen worden tijdens een reactie niet verbruikt. Katalase versnelt de omzetting van waterstofperoxide in water en zuurstof. Waterstofperoxide is een schadelijk bijproduct van dissimilatieprocessen.

substraat en product
reactievergelijking

H2O2 → 2H2O + O2

In de bovenstaande schematische voorstelling van de enzymwerking van katalase is H2O2 het substraat en zijn H2O en O2 producten.

dissimilatie (vereenvoudigd)

Gedurende de dissimilatie van één glucosemolecuul in een lichaamscel worden ATP moleculen gevormd. Van deze moleculen ATP is het overgrote deel afkomstig van de oxidatieve fosforylering. Bij de oxidatieve fosforylering ontstaat de giftige stof waterstofperoxide H2O2. Deze stof blijft doorgaans gebonden aan de membranen binnen de mitochondriën. Als deze stof toch vrijkomt, zorgt het enzym katalase voor een snelle omzetting van H2O2 in zuurstof en water.

dissimilatie (vereenvoudigd)
  

pH-Waarde en temperatuur zijn van invloed op de werking van het enzym katalase. Hoewel katalase niet wordt verbruikt tijdens de omzetting van H2O2 in H2O en O2, kan katalase zijn werking wel verliezen wanneer de temperatuur te hoog wordt. Katalase is net als andere enzymen een eiwit dat denatureert bij een bepaalde temperatuur. Een gedenatureerd enzym is zijn specifieke structuur en daarmee zijn werking kwijtgeraakt. Deze verandering is onomkeerbaar.

optimumkromme

De enzymactiviteit van katalase onder verschillende omstandigheden kan worden uitgezet in een grafiek. Deze grafiek vertoont doorgaans een kromme (zie de afbeelding van de optimumkromme hieronder). Om de enzymactiviteit van katalase te meten kan een kleine hoeveelheid katalasehoudende stof in een reageerbuis gedaan worden, waarover enkele ml H2O2 gegoten wordt. Door de omzetting van H2O2 in H2O en O2 ontstaat een schuimkraag in de reageerbuis. Deze schuimkraag is hoger naar mate de reactie heviger is.

H2O2 is een gevaarlijke stof, werk dus met beschermende kleding en een veiligheidsbril!

concentratiebepaling

Om de optimumkromme van de enzymactiviteit van katalase onder invloed van verschillende pH-waarden en verschillende temperaturen te onderzoeken wordt eerst een voorbereidend practicum gedaan, waarin de meest ideale verhouding tussen het enzym en het substraat wordt gezocht.

taakverdeling:

Om dit voorbereidend practicum in de gestelde tijd af te krijgen moet in groepsverband (4 à 5 personen) gewerkt worden. Lees het onderstaande practicum door en stel een taakverdeling op. Stel binnen de groep een coördinator aan die het verloop van het proces in de gaten houdt en de verschillende groepsleden aanstuurt bij de verschillende onderdelen van dit practicum.

onderzoeksvraag en hypothese:

Lees het onderstaande voorbereidend practicum door en stel een onderzoeksvraag en een hypothese op.

nodig:

vijzel en weegschaal

veiligheidsjas (labjas), veiligheidsbril, katalasehoudend product, demi-water, H2O2(3%), elektronische weegschaal, rasp, vijzel en mortier, 1 spatel, 1 maatbekerglas 10 ml, 1 horlogeglas, 4 reageerbuizen, reageerbuisrek, zuigpipet, pipetteerballon en een notitievel

werkwijze:

Rasp een katalasehoudend product (bijvoorbeeld aardappel, kiwi of banaan) en wrijf het product met de mortier fijn in de vijzel. Plaats een horlogeglas op de elektronische weegschaal en ijk de weegschaal. Door de weegschaal met horlogeglas te ijken (op nul te zetten) is de af te wegen hoeveelheid katalasehoudend product gemakkelijk af te lezen.
Weeg 0.5 gram van het fijngewreven product af door het fijngewreven product op het horlogeglas op de weegschaal te doen.
Breng 0.5 gram met behulp van een spatel in een reageerbuis. Vul op vergelijkbare wijze vier andere reageerbuizen.

pipetteerballon

Met behulp van een pipetteerballon kan een gevaarlijke vloeistof zonder risico opgezogen worden.
Druk op [1] en laat de lucht uit de pipetteerballon lopen door in de ballon te knijpen. Plaats de pipet in de op te zuigen vloeistof.
Druk op [2] zolang tot de juiste hoeveelheid vloeistof is opgezogen. Plaats de pipet op de plek waar de vloeistof nodig is.
Druk op [3] zodat de vloeistof uit de pipet stroomt. Zorg er voor dat geen vloeistof in de ballon komt.

zuigpipetteerpipet

In plaats van een pipetteerballon kan ook een zuigpipet gebruikt worden. Een dergelijke pipet kan gemaakt worden door een wegwerpinjectiespuit op een zuigpipet te plaatsen.

voorbereidend experiment:

In dit voorbereidend experiment wordt de beste verhouding tussen substraat en enzym bepaald. Zuig met behulp van een pipet 2 ml demi-water op en voeg deze bij het fijnwreven product in de vier reageerbuizen. Laat de vloeistof zoveel mogelijk langs de rand naar beneden lopen, zodat eventuele resten van het fijngewreven product naar beneden spoelen.
Vul een maatbeker met 10 ml H2O2 3%. Werk voorzichtig met H2O2 en zorg voor beschermende kleding en een veiligheidsbril. Plaats het maatbekerglas met H2O2 in het midden van de werktafel en zorg ervoor dat de maatbeker niet kan omvallen.
Plaats de vier reageerbuizen met de fijngewreven productoplossing in een reageerbuisrek. Nummer de reageerbuizen 1 t/m 4. Zuig met behulp van een zuigpipet met pipetteerballon verschillende hoeveelheden H2O2 op en voeg deze bij de vier reageerbuizen in het reageerbuisrek. Voeg in eerste instantie niet meer dan 0.5 ml H2O2 aan de fijngewreven productoplossing toe. De reactie met het substraat kan vrij hevig zijn! Laat de reageerbuizen enkele minuten staan en meet daarna de hoeveelheid schuim die ontstaan is. Geef op het notitievel aan welke hoeveelheid H2O2 de beste resultaten oplevert. Spoel de gebruikte pipetten door met demi-water en maak de overige gebruikte spullen schoon en ruim ze op. Zorg ervoor dat resten van chemische stoffen apart ingeleverd worden.

waarnemingen, resultaten en conclusie:

Noteer de waarnemingen en resultaten van het voorbereidend practicum op het notitievel. Analyseer de waarnemingen en resultaten en verwerk deze in een conclusie. Geef in de conclusie aan of de gestelde hypothese wordt aangenomen of wordt verworpen.


persoonlijke score

history

advertentie

advertentie

© 2018 Leon Dahmen biodoen Den Haag