S Merkmale - Experimente Biologie

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S Merkmale

SEKUNDARSTUFE > S ENZYME
Enzymwirkung        

Enzyme Arbeitsunterlage 1-----------------------------
Katalysatorwirkung

Versuch 1: Asche als Katalysotor?
Vgl. auch Krüger, W.: Stoffwechselphysiologische Versuche mit Pflanzen, Quelle & Meyer, vergriffen 
Hassinger/Wiebusch: Experimentelle Enzymologie, Diesterweg, vergriffen
 
Material: Zwei Stücke Zucker, Kerzenflamme, wenig Asche (Zigarettenasche)
Durchführung:
Versuch a:  Man versucht Zucker mit Hilfe einer Flamme anzuzünden. Man sollte erwarten, dass Zucker als organischer Stoff verbrennt.
               Beobachtung: ____________________________________
Versuch b: Ein neues Zuckerstück wird mit Asche eingerieben. Man versucht, den Zucker anzuzünden.
              Beobachtung: _____________________________________
 
Interpretation:  ____________________________________________________

__________________________________________________________________




Enzyme Arbeitsunterlage 2_______________________________________________
Versuch 2: Hitzeempfindlichkeit?

Objekt: frische Kartoffeln
Geräte: Reibe, Becherglas, Kaffeefilter, 4 große Reagenzgläser
Chemikalien: 10%ige H2O2 Lösung (Vorsicht!) 
 
Nur durch die Lehrperson verdünnen!
Vorbereitung:
1: Mit einer Reibe wird ein Teil der Kartoffel gerieben und der Saft in einem Becherglas aufgefangen.
2: Man lässt die festen Teile absitzen und verwendet nur den Überstand für die Versuche
 



Ergebnis: 
 
 
Frage: Welche Reaktion wird durch das Enzym erleichtert? Weise mit einem glimmenden Buchenspan nach, welches Gas entsteht!
Interpretation:
Info: Das Enzyme im Kartoffelbrei hat den Namen Katalase erhalten.
 
 

Enzyme Arbeitsunterlage 3_______________________________________________
 Enzymhemmung
Wirkung von Gerbstoffen auf die Enzymaktivität
 
Material:
Eichenblätter, Messer, Reagenzgläser, 200 ml Becherglas, Brenner oder Heizplatte, Katalase, Wasserstoffperoxid,
 
Vorbereitung:
1.    Zerschlagung einige Eichenblätter im Mixer mit Wasser.
2.    Den Sud 10min kochen, die Lösung aufbewahren.
 
Versuch:
1.    Herstellung eines Enzymsafts aus frischen Kartoffeln: Kartoffelstücke reiben, den Saft mit etwas Wasser aufnehmen, mit Kaffeefilter filtrieren, Saft im Eisbad aufbewahren.
2.    Den Versuchsaufbau nach der Zeichnung zusammenstellen.
3.    Verdünnung der 20%igen H2O2 Lösung auf 10 %.
 
4.    Versuchsansätze nach folgender Tabelle durchführen.
             

Ergebnis?
 

Interpretation (auf einem gesonderten Blatt):
 
Fragen: Warum sind die drei Tests notwendig? Warum gleiche Mengen?
Aufgaben: Informieren Sie sich über Gerbstoffe!
Warum müssen Enzymaktivitäten gestoppt werden?
Wie macht das der Körper?
 
Fragen: Warum sind die drei Tests notwendig? Warum gleiche Mengen?


Aufgaben: Informieren Sie sich über Gerbstoffe!
Warum müssen Enzymaktivitäten gestoppt werden?
Wie macht das der menschliche Körper, z.B. bei der Mundamylase?
 
Enzyme Arbeitsunterlage 4 ------------------------------------------------
Bestimmung der Michaelis-Konstante                                                 1von2

Info: Das Problem: Wie kann man Enzyme so weit charakterisieren, dass sie eindeutig zu identifizieren sind? In der Michaelis / Menten Theorie geht man davon aus, dass das Enzym mit dem Substrat einen Komplex bildet, der in einer folgenden Reaktion zu den Produkten zerfällt. Die Theorie nimmt an, dass die Reaktionsgeschwindigkeit dann am höchsten ist, wenn 50% der Enzyme diesen Komplex gebildet haben. Wenn man diesen Wert hat, (ohne die Menge des Enzyms „gewogen“ zu haben!), hat man eine weitere eindeutige Kennzeichnung für das zu untersuchende Enzym. 
 
Für die Bestimmung braucht man eine genauere Versuchsanordnung.
 
 Versuchsaufbau
 
Material: vergl. Apparatur, Stativ, verschiedene Plastikspritzen, große Reagenzgläser, gebogene Glasröhrchen (Tipp: Die notwendigen Glasrohre kann man mit biegsamen Röhren (Zahnarzt) sinnvoll ersetzen). Gummischläuche, Thermometer, Manometer (selbst hergestellt aus Gummischlauch oder gebogenem Glasrohr.
 
Vorbereitung. 1: frische Kartoffel waschen, reiben und den Saft durch 8 Lagen Windeln filtrieren. 2: Saft bei 40 Grad aufbewahren. 3: 30ml der handelsüblichen  H2O2 Lösung mit Wasser auf 300ml auffüllen. 4: Zusammenbau der dargestellten Apparatur. (Das Manometer dient dazu, immer wieder durch Absaugen der gebildeten O2 Menge den Druckausgleich herzustellen.)
 
Vorversuch:
Man mischt 5m Wasser, 3ml H2O2 Lösung und erst dann 2 ml Enzymlösung zusammen und schließt das Reagenzglas an die Apparatur an. Die Reaktion sollte so rasch ablaufen, dass in 20 Minuten die Reaktion zum Stillstand kommt. Das heißt, dass dann alles H202 verbraucht ist.
                                                                                                                                      2von2
Hauptversuch:
Die Reaktionsansätze werden nach den Ergebnissen des Vorversuchs zusammengestellt
 
Arbeitsschritt 1: Man misst alle 2 Minuten die Sauerstoffentwicklung
                                      
                Abb.1                                                 Abb.2                                                     Abb.3
 
Arbeitsschritt 2: Man stellt die O2 Entwicklung in einer Kurve dar und rechnet um in ml O2 / Entwicklung/pro 2 min (Venzym). Abb.2
 Arbeitsschritt 3: Man stellt die Reaktionsgeschwindigkeiten (ml O2 / Zeit)    grafisch dar. Dann  ermittelt man grafisch bei Vmax/2  die Konzentration an H2O2 , die bei 50% der Vmax  Minute umgesetzt wird Abb. 2 und Abb.3.
 
Im Versuch ergeben sich als Km = 0,0088 Mole H2O2  .
 
Diese Menge ist als „Enzymkonstante nach Michaelis-Menten“ (Km). definiert  
Solche Umsätze sind für alle Enzyme unterschiedlich und stellen einen sicheren Marker für ein bestimmtes Enzym dar.
 
 
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