Enzymen Katalase Enzymen

Katalase
Enzymen
Enzymen
Introductie
Werkboek en foto’s
De foto-knop wordt gebruikt om het scherm vast
te leggen.
Met de werkboek-knop worden foto’s en tekst
vastgelegd in het werkboek van de Spark.
De keuze-knop wordt gebruikt om je
verslag te exporteren of af te drukken.
Met dit pictogram
maak
je een foto van de pagina.
Door het pictogram aan te
klikken komt de foto in je
verslag te staan.
Opmerking: je kan een foto
maken van de eerste pagina
van je werkboek en dit dan als
voorblad van je verslag
gebruiken.
Enzymen
Vraagstelling
Speelt de temperatuur een rol in de werking van enzymen in de biologie?
Enzymen
Achtergrond
• Enzymen zijn natuurlijke eiwitten die voorkomen in levende cellen.
• Enzymen zijn kleine biologische machines die een substraat grijpen en een produkt
afleveren. Zij kunnen dit keer op keer doen zonder uitgeput te raken.
Enzymen
Achtergrond
• Enzymen zijn de katalysator van een reactie, zij versnellen deze, maar worden
niet verbruikt.
• Enzymen zijn substraatspecifiek en katalyseren maar één reactie. Dat
betekent dat elk enzym maar met één specifiek substraat werkt. Denk hierbij
aan een slot waarop maar één sleutel past.
• Alle enzymen werken het beste bij een bepaalde temperatuur en pH. Als
enzymen aan omstandigheden buiten hun optimale gebied worden
blootgesteld kunnen ze onwerkzaam of zelfs vernietigd worden.
(gedenatureerd)
• De meeste menselijke enzymen werken het beste bij 37°C en een pH van 7.0
Toets
1. Enzymen zetten _______ om in_________.
a) produkten om in reactanten
b) lood om in goud
c) enzymen om in produkten
d) geld om in geluk
e) substraten om in produkten
Bovenstaand pictogram
herinnert je eraan om met
dit
een foto te maken
nadat je je antwoord hebt
ingevuld.
.
Toets
2. Wat is de hoofdfunctie van een enzym?
a) Vermindert de temperatuur van een reactie.
b) Versnelt een reactie.
c) Verhoogt de temperatuur van een reactie.
d) Vertraagt een reactie.
Enzymen
Achtergrond
• Dit experiment gebruikt gist.
• Gist is een ééncellig organisme. Het bevat het enzym katalase.
• Katalase versnelt de reactie:
2H2O2 (l) -- 2H2O (l) + O2 (g)
• Waterstof peroxide (H2O2) is een giftig bijproduct van het metabolisme in de
meeste cellen. Cellen hebben enzymen ontwikkeld om dit bijproduct kwijt te
raken. Katalase breekt H2O2 af tot water en zuurstofgas, die beide onschadelijk
zijn.
Toets
3. Met welk substraat werkt het enzym katalase?
a) waterstof peroxide
b) zuurstof
c) water
d) zwaveldioxide
e) lucht
Enzymen
Veiligheid
• Volg alle algemene veigheidsregels die in je lokaal gelden nauwkeurig op.
• Eet en drink er niet en proef zeker niet van de oplossingen.
Enzymen
Materialen en benodigdheden
Verzamel al deze materialen voordat je met dit practicum begint:
• SPARK SLS
• PASPORT zuurstof (O2) gassensor
• monsterflesje dat bij de gassensor
behoort
• oplossing A: een actieve gistoplossing
(de bron van het katalase)
• 3% waterstofperoxide (H2O2)
• 2 reageerbuizen
• maatcilinder van 25ml
• 2 bekerglazen van 500ml
• elektrische
verwarmingsplaat
• kroezentang
• ijs in de vorm van ijsblokjes
of gemalen
• papieren handdoekjes
• gedestilleerd water
Enzymen
Opstelling: oplossingen
Oplossing A: De gistoplossing bij kamertemperatuur staat al klaar. Vraag het aan je
docent.
Oplossing B: Gekoelde gist
1. Giet 10ml van oplossing A in een reageerbuis en zet deze in een bekerglas met ijs.
2. Koel de reageerbuis 10-15 minuten.
Let op: tijdens het koelen kun je mooi oplossing C maken (zie de volgende pagina).
Enzymen
Opstelling : Oplossingen
Oplossing C: gekookte gistoplossing
1. Giet 200ml water in een bekerglas van 500ml en zet het op een kookplaat.
Kook het water.
2. Giet 10ml van oplossing A in en reageerbuis zet deze in het bekerglas met
kokend water.
3. Laat het geheel nog 10 tot 15 minuten koken.
Let op: tijdens het koelen en het koken kun je verder gaan met je experiment.
Enzymen
Opstelling: kamertemperatuur
1. Verbind de kabel met de connector boven op de zuurstofsensor.
2. Verbind de sensor met het SPARK SLS.
3. Giet 10ml H₂O₂ (3 % oplossing) afgemeten in de maatcilinder, in de
meetfles van de sensor. Spoel daarna de maatcilinder goed schoon.
4. Voeg 40ml gedestilleerd water toe aan de meetfles.
Enzymen
Voorspelling
Vr.1: Als je afgaat op wat je hierboven gelezen hebt, wat denk je dan dat er
gebeurt als je watersofperoxide en gist, dat katalase bevat, in een
reageerbuis samenbrengt?
Meten: kamertemperatuur
1. Schenk 10ml van oplossing A op
kamertemperatuur in de monsterfles.
2. Kalibreer de zuurstofsensor door op de groene
knop van de sensor te drukken, wacht tot de
groene knop weer begint te knipperen. Steek nu
de sensor niet te strak in de monsterfles.
3. Druk op
om de meting te starten.
4. Beantwoord de vraag en ga door naar de
volgende pagina.
Vr.2: Beschrijf wat je in de
monsterfles ziet gebeuren.
Wat zijn de belletjes?
6. Druk na 300 seconden op
om de meting te stoppen.
Vr.3: Wat gebeurt er met de O₂
concentratie over de tijd?
Vr.4: Wat gebeurt er met de
produktie van zuurstof in
het gekoelde mengsel?
Teken je voorspelling in de
grafiek in.*
*Om te kunnen tekenen:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
en gebruik je
vinger om de lijn te tekenen.
3. Druk op
als je klaar bent.
4. Maak je een vergissing, druk
dan op
om de lijn te
wissen.
Enzymen
Meten: gekoelde gistoplossing
1. Haal de sensor uit de monsterfles en spoel hem goed af met
gedestilleerd water.
2. Giet weer 10ml 3% H2O2 in de schone monsterfles.
3. Voeg 40ml gedestilleerd water toe.
4. Voeg nu 10ml van de gekoelde gistoplossing B toe aan de
monsterfles.
5. Steek de O2 sensor weer losjes op de monsterfles.
6. Druk op
om de meting te starten.
Ga door naar de volgende pagina.
7. Druk na 300 seconden op
om de meting te stoppen.
Vr.5: Wat gebeurt er met de
zuurstofconcentratie in
vergelijking met het vorige
monster?
Vr.6: Wat zal er gebeuren met
de snelheid waarmee
zuurstof geproduceerd
wordt als je de gekookte
gistoplossing toevoegt?
Teken je voorspeling. In de
grafiek in.*
*Om te kunnen tekenen:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
en gebruik je
vinger om de lijn te tekenen.
3. Druk op
als je klaar bent.
4. Maak je een vergissing, druk
dan op
om de lijn te
wissen.
Enzymen
Meten: gekookte gistoplossing
1. Haal de sensor uit de monsterfles van de vorige metingen en spoel de
monsterfles grondig schoon.
2. Schenk 10mL 3% H2O2 in de schone monsterfles.
3. Voeg 40 mL gedestilleerd water toe.
4. Voeg nu 10ml van oplossing C, de gekookte gistoplossing toe.
5. Steek nu de O2 weer losjes in de monsterfles
6. Druk op
om de meting te starten.
7. Druk na 300 seconden op
om met de meting te
stoppen.
Vr.7: Welk effect heeft het
koken op het enzym
katalase? Leg uit.
Gegevensverwerking
1. Bepaal de verandering van
de O2 concentratie bij alle
meetseries en zet de
gegevens in de tabel op de
volgende pagina. *
* Het bepalen van het verschil
tussen 2 punten:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
om het
gereedschappalet te openen.
3. Verschuif je punten zo met
ikoon en druk op
.
4. Druk op
om het verschil te
laten zien.
Gegevensverwerking
2. Vul de begin- en eindwaarde
en de verandering van de O2
concentratie voor alle
meetseries in, in de tabel
hiernaast. *
*Gegevens invoeren:
1. Druk op
om het palet te
openen.
2. Druk op
selecteer
vervolgens een cel in de lijst.
Deze zal geel oplichten.
3. Druk op
om het
toersenbord scherm te
openen.
Enzymen
Analyseren
1. Beschrijf het effect dat afkoeling heeft op de werking van de katalase.
Enzymen
Analyseren
2. Welke conclusie zou je mogen trekken over het temperatuurbereik, als je geen
verschil zag tussen de reactiesnelheid van gekoelde katalase en dat op kamer
temperatuur?
Enzymen
Analyseren
3. Beschrijf het effect van koken van de katalase op de reactiesnelheid.
Enzymen
Analyseren
4. Hoe kan je de verschillende resultaten tussen het gekoelde en het
gekookte katalase verklaren.
Enzymen
Analyseren
5. Hoe goed waren je voorspellingen voor gekookte en gekoelde katalase
als je ze vergelijkt met je meetresultaten?
Enzymen
Samenvatting
1. Waarom zijn enzymen belangrijk in biologische
systemen?
Enzymen
Samenvatting
2. Wat zou er gebeuren als er geen enzymen
bestonden?
Enzymen
Samenvatting
3. Veel ziekten worden veroorzaakt door niet of slecht werkende
enzymen. Mensen die lactose intolerant zijn worden ziek als ze
zuivelprodukten gebruiken die melksuiker of lactose bevatten. Bij deze
mensen ontbreekt het enzym lactase. Wat denk je dat lactase doet?
Enzymen
Samenvatting
4. Bij welke temperatuur en welke pH denk je dat enzymen optimaal zijn voor de
werking van menselijke cellen?
Enzymen
Samenvatting
5. Nu je het effect gezien hebt van koken en als je in gedachten houdt wat je
gezien hebt over de optimale temperatuur van een enzym, kun je dan
uitleggen waarom koorts boven de 41°Celsius zo gevaarlijk is.
Enzymen
Samenvatting
6. Als je weet dat katalase voor komt in alle menselijke cellen(naast in gistcellen),
kun je dan verklaren waarom waterstofperoxide bruist als je het op een wondje
doet?
Meerkeuzevraag
1. Wat is het juiste substraat-enzym paar?
a) lactose-katalase
b) zetmeel-amylase
c) gal-glutanase
d) glucose-polymerase
Meerkeuzevraag
2. Wat betekent enzym specificiteit?
a) Enzymen worden in een specifiek onderdeel
van de cel gemaakt.
b) Een enzym kan alleen aan het specifieke
substraat binden.
c) Een enzym kan veel verschillende reacties
versnellen.
d) Substraten worden naar enzymen
getransporteerd door de elektronen keten.
Meerkeuzevraag
3. Wat voor stoffen zijn enzymen?
a) lipiden
b) koolhydraten
c) kernzuren
d) eiwitten
Enzymen
Gefeliciteerd!
Je hebt je onderzoek klaar.
Volg de instructies van de docent om alles op te ruimen en de resultaten
van het onderzoek door te geven.
Enzymen
Naslag
http://www.openstockphotography.org/image-licensing/catalase/Catalase-1DGF.png
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen-peroxide-3D-vdW.png
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bumping_key.jpg
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alpha_Amylase.png
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PBB_Protein_CDK5_image.jpg