[home][inhoud][inhoud bovenbouw][inhoud practicum][links]  

©scholte/marree2000 (herzien in 2008)

Practicum Enzymen

VWO - tweede fase

domein D5

Inhoud

Opdracht onderzoek

Enzymen zijn reactieversnellers (katalysatoren). Dat zijn stoffen die een reactie versnellen zonder zelf te veranderen. Zonder enzymen kunnen in cellen van levende organismen geen reacties plaatsvinden en dus geen stoffen omgezet worden.
Enzymen bestaan altijd uit een eiwitcomponent, ze zijn substraatspecifiek en hebben bepaalde eigenschappen zoals temperatuurgevoeligheid en pH-gevoeligheid.
Bij dit onderzoek ga je een van de eigenschappen van enzymen nader bestuderen.

  • Tijdens het practicum moet je een labjournaal bijhouden.
    In het labjournaal wordt vermeld wat je tijdens de practicumuren gedaan hebt en welke gegevens je verzameld hebt.

  • Kies een enzym waarmee je het onderzoek wilt gaan uitvoeren en bepaal welke eigenschap van dat enzym je wilt gaan onderzoeken.
    Zie
    Problemen die onderzocht kunnen worden of kies een onderzoeksvraag (probleemkaart) uit.

  • Ga na wat de functie van het door jou gekozen enzym is en bestudeer de eigenschappen van enzymen in het algemeen.
    Schrijf een inleiding waarin je die gegevens verwerkt (eigen teksten!!).
    • Welk enzym ga je onderzoeken Op het etiket staat ook de herkomst van het enzym..
    • Welk substraat wordt door het enzym omgezet? Welk(e) product(en) ontstaan ?
      Wat is de functie van het onderzochte enzym in het organisme waar het uitgehaald is? Komt dit enzym ook in mensencellen voor?

  • Ga na welke onderzoekstechniek je wilt gaan gebruiken.

  • Zoek uit welke concentraties enzym en substraat je nodig hebt om de metingen in een blokuur (100 minuten) te kunnen doen.

  • Zet de probleemstelling en de hypothese op papier voordat je begint.
    Noteer bij welk resultaat je hypothese bevestigd wordt (Als..dan...).

  • Maak de proefopstelling en test deze uit.

  • Voer dan het eigenlijke experiment uit.

  • Schrijf het verslag (techniekkaart 9.1).
Voor onderzoek zijn de volgende enzymen geschikt
  • Amylase (diastase) uit speeksel of uit pancreatine breekt zetmeel af tot maltose.
    De werking van amylase is aantoonbaar door zetmeel met lugol-oplossing blauw te kleuren. De
    ontkleuring is bijvoorbeeld meetbaar met de colorimeter.
    techniekkaart 3.1
    techniekkaart 3.2
    techniekkaart 10.1


  • Pepsine uit maagsap splitst eiwitten in grote brokstukken.
    De werking is meetbaar doordat een troebele eiwitoplossing helderder wordt na de afbraak.
    De troebeling is meetbaar met de colorimeter.
    techniekkaart 3.3
    techniekkaart 3.4
    techniekkaart 10.1

  • Lipase uit pancreatine (pancreatine bevat alle enzymen van het alvleessap).
    Lipase - breekt vetten af tot vetzuren en glycerol.
    De werking van lipase is aantoonbaar door titratie van de vetzuren die ontstaan bij de afbraak van vet of door de pH van het mengsel te meten (als er een nauwkeurige pH-meter beschikbaar is).
    techniekkaart 3.5
    techniekkaart 3.6
    techniekkaart 3.7

  • Peroxidase (katalase) uit gemalen aardappel breekt H202 of gist af tot water en zuurstof. De vrijkomende zuurstof is maat voor enzymwerking.
    techniekkaart 3.8

  • Urease. Dit enzym gebruiken bacteriën en verschillende hogere planten om ureum uit urine af te breken tot ammoniak en koolstofdioxide. De vrijkomende ammoniak verandert de elektrische geleiding van water.

  • Proteasen splitsen eiwitten (proteïnen). In bepaalde vruchten (bekend is kiwi's en ananas) komen proteasen voor. Wanneer die vruchten gebruikt worden bij het maken van gelatinepuddingen, mislukken die regelmatig.
    Gelatine wordt gemaakt uit eiwitten die afkomstig zijn uit o.a. beenderen. Door de bewerking worden de eiwitten beschadigd, waardoor de gelatine uit polypeptiden bestaat.
    Doordat de proteasen op de gelatine inwerken, wordt de gelatine niet meer stijf.
    Bron: Karel Knip, Alledaagse wetenschap, NRC 25-09-2004
    techniekkaart 3.9
Problemen die onderzocht kunnen worden
  • De invloed van de temperatuur op de reactiesnelheid bepalen T-optimum).
  • De invloed van de zuurgraad op de reactiesnelheid (pH-optimum).
  • Het verband tussen de enzymconcentratie en de reactiesnelheid.
  • Het verband tussen de substraatconcentratie en de reactiesnelheid.
  • De snelheid waarmee een enzym denatureert bij verschillende temperaturen.
  • Is de verminderde reactiesnelheid van het enzym bij een lage (of hoge) pH omkeerbaar?
Probleemkaarten
  1. Wat is de invloed van de temperatuur op de werking van amylase?
  2. Wat is het verband tussen de enzymconcentratie en de werking van het enzym amylase?
  3. Wat is het verband tussen de substraatconcentratie en de werking van amylase?
  4. Hoe snel denatureert het enzym amylase bij verschillende temperaturen?
  5. Wat is de invloed van de pH op de werking van het enzym amylase?
  6. Wat is de invloed van de temperatuur op de werking van pepsine?
  7. Wat is de invloed van de pH op de werking van het enzym pepsine?
  8. Wat is de invloed van de temperatuur op de werking van lipase uit de pancreas?
  9. Wat is het verband tussen de enzymconcentratie en de werking van het enzym lipase uit de pancreas?
  10. Wat is de invloed van de temperatuur op de werking van het enzym katalase?
  11. Wat is de invloed van de pH op de werking van het enzym katalase uit aardappel?
  12. Hoe snel denatureert het enzym katalase uit de aardappel bij kamertemperatuur en bij een temperatuur van 30 graden Celsius?
  13. Hoe snel denatureren proteasen uit bepaalde vruchten (kiwi, ananas) bij verschillende temperaturen?
  14. Wat de invloed van de pH op de werking van proteasen uit bepaalde vruchten (kiwi,ananas)?
  15. Wat is de invloed van de enzymconcentratie op de werking van urease?
    Hiervoor is geen probleemkaart beschikbaar.
    Ook kan geprobeerd worden de invloed van de pH te onderzoeken.

 

 

Het opstellen van een hypothese

Hypothese

Bij een experimenteel onderzoek moet vooraf nagedacht worden over het verwachte resultaat van het onderzoek.: welk antwoord op de onderzoeksvraag verwacht je? Een goede hypothese helpt je een goed experiment op te zetten.

Een hypothese geeft een algemeen antwoord, er horen geen exacte meetresultaten (bijvoorbeeld oC of minuten) in te staan.

De hypothese maak je voordat je aan een experiment begint. Het is absoluut geen probleem als de hypothese na afloop van je onderzoek niet juist blijkt te zijn. Je moet de hypothese niet achteraf verbeteren!!

Verantwoording van de hypothese

De hypothese moet gebaseerd worden je op de jouw bekende biologische theorie. Als je nog geen enkel idee hebt, bestudeer dan eerst de bijbehorende theorie.

Voorspelling van het verwachte (meet)resultaat

Als je weet hoe je het experiment wilt gaan uitvoeren, moet je ook concreet aangeven welke resultaten je verwacht als de hypothese juist is.

Voorbeeld:
Als de vertering van zetmeel sneller gaat wanneer de temperatuur hoger wordt, dan zal de jodiumkleur bij hogere temperaturen steeds sneller verdwijnen.