Ферментативное расщепление пероксида водорода в клетке

Лабораторная работа

«Ферментативное расщепление пероксида водорода в клетке» 

Цель работы: установить наличие фермента каталазы в живых клетках, доказать его специфичность и активность в физиологической среде.

Оборудование и материалы: микроскоп, предметное и покровное стёкла, скальпель, штатив с пробирками, стакан с водой, пинцет, пипетка; 3%-ный раствор пероксида водорода, листья элодеи, герани, сырой и варёный картофель, кусочки сырого и варёного мяса, печени или почек животных.

Информация для работы

Изучение каталитической функции ферментов может осуществляться  на примере каталазы (пероксидазы) – фермента, расщепляющего пероксид водорода в клетках с образованием молекулярного кислорода:

2H2O2 каталаза→ 2H2O + O2↑

Пероксид водорода образуется в растительных и животных клетках в качестве побочного продукта жизнедеятельности. Это соединение ядовито для клеток, и каталаза обеспечивает его эффективное удаление. Каталаза – один из наиболее быстро работающих ферментов: при температуре 0 °С одна молекула каталазы разлагает за 1 секунду до 40 тыс. молекул пероксида водорода. Находится каталаза в пероксисомах клетки [5].

Ход опыта

1. В пробирки с кусочками сырого и варёного мяса (печени, почек), варёного и сырого картофеля капните по пять капель пероксида водорода. Какие изменения происходят в пробирках с разными объектами? Опишите наблюдаемые явления. Результаты опытов занесите в таблицу. Объясните, почему в пробирках с варёным картофелем и мясом отсутствуют изменения.

Активность каталазы

2.                 Измельчите в фарфоровой ступке несколько кусочков сырого картофеля, перенесите растёртую кашицу в чистую пробирку и добавьте пять капель пероксида водорода. Сравните изменение активности ферментативной реакции в целой и измельчённой ткани. Результаты опытов занесите в таблицу.

Объясните причину явления.

3.                 На предметное стекло в каплю воды поместите лист элодеи. Нанесите на лист две капли пероксида водорода, накройте покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом на малом увеличении. Если выделение пузырьков газа незначительно, то снимите покровное стекло, пинцетом или иглой нарушьте целостность листа. Накройте вновь покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом на малом увеличении. Как изменилась интенсивность выделения пузырьков? Результаты опытов занесите в таблицу. Объясните причину наблюдаемых явлений. На чём основаны различия в опытах?

4.                 Поместите в пробирку измельчённые листья герани. Добавьте  три-четыре капли пероксида водорода. Что наблюдаете? Результаты опытов занесите в таблицу 1. Объясните наблюдаемые явления.

5.                 Сделайте выводы. В каких случаях проявляется максимальная активность каталазы? Как измельчение влияет на интенсивность реакции?

Во всех ли клетках содержится фермент каталаза? Ответ поясните.