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EXPERIÊNCIAS DE ENTRETENIMENTO EM CASA
Experiências com enzimas: oxidases e peroxidases. experimentos químicos
Experiências divertidas em casa / Experiências de química para crianças Nas células de plantas e animais, processos químicos complexos ocorrem continuamente. Eles são regulados por substâncias protéicas - enzimas, que (lembramos mais uma vez) desempenham o papel de catalisadores de reações químicas nas células. Instrumentos complexos e muitos reagentes são necessários para estudar tais processos bioquímicos. No entanto, alguns fenômenos bioquímicos podem ser observados, como dizem, a olho nu. Vamos começar com enzimas oxidativas - oxidases e peroxidases. Eles estão presentes em muitos tecidos vivos porque a oxidação é a base dos processos de respiração. Mas essas enzimas agem de maneira diferente: as oxidases oxidam substâncias orgânicas com o oxigênio atmosférico, as peroxidases “extraem” oxigênio dos peróxidos para o mesmo propósito. Obviamente, as substâncias são oxidadas lentamente, mesmo sem a ajuda de enzimas, mas as enzimas aceleram a reação milhares de vezes. Quando algumas substâncias são oxidadas, por exemplo, fenol e hidroquinona, produtos de reação coloridos são formados. O aparecimento de cor indica que a enzima funcionou. E a intensidade da cor permite julgar a quantidade de produtos de oxidação. Se a cor não aparecer, a enzima está inativa. Isso pode acontecer em um ambiente muito ácido ou muito alcalino, ou se não houver suprimento de oxigênio disponível, ou na presença de substâncias que danificam as enzimas, os chamados inibidores de enzimas. Após esta breve introdução - os próprios experimentos. Você vai precisar de: um talo de repolho, uma maçã, um tubérculo de batata com brotos, uma cebola com raízes germinadas no escuro. Os reagentes serão fervidos a frio e, melhor ainda, água destilada, hidroquinona (de loja fotográfica) e água oxigenada de farmácia. Estoque também um ralador de legumes, banho-maria, tubos ou frascos de teste de penicilina, pipetas e gaze limpas ou um pano branco. Vamos começar com suco de repolho. Moa um pedaço de talo de repolho, cerca de 20 g, esprema a pasta resultante em duas camadas de gaze ou uma camada de pano, reúna o suco em um copo e dilua dez vezes com água. Avisamos imediatamente: ao estudar outros objetos vegetais, o suco deve ser diluído no máximo duas a três vezes. Numere seis tubos de ensaio ou frascos limpos e secos. Despeje 1 ml de suco de repolho diluído nos tubos de ensaio nº 2, 3, 4 e 1. Colocar os tubos 1 e 2 para destruir (inativar) as enzimas por cinco minutos em banho-maria fervente e depois resfriar à temperatura ambiente. Despeje 5 ml de água nos tubos de ensaio 6 e 1 em vez de suco. A todos os seis tubos de ensaio, adicione um pouco, na ponta de uma faca, de hidroquinona. Em seguida, despeje cinco gotas de água nos tubos 1, 3 e 5 e cinco gotas de peróxido de hidrogênio nos tubos 2, 4 e 6. Misture bem o conteúdo de cada tubo. Depois de dez a quinze minutos, você já pode observar os resultados do experimento. Aconselhamos fortemente que você os escreva na forma de uma tabela. Digite na tabela o número de tubos de ensaio e a composição da mistura em cada um deles, na coluna contra cada mistura, marque se a cor mudou durante o experimento e, se mudou, como. Na próxima coluna, conclua se ocorreu oxidação. Quando toda a tabela estiver preenchida, tente analisar os resultados. Para fazer isso, pense sobre essas questões. O peróxido de hidrogênio pode oxidar a hidroquinona na ausência de suco de repolho? A hidroquinona é oxidada pelo suco de repolho sem peróxido de hidrogênio? A atividade enzimática é retida no suco após a fervura? Quais enzimas oxidativas são encontradas no suco de repolho - oxidases ou peroxidases? No entanto, com base na experiência com plantas da mesma espécie, é muito cedo para tirar conclusões definitivas. Portanto, faça os mesmos experimentos com um tubérculo de batata e seus brotos, com a polpa de maçã, com as escamas carnudas de uma cebola, bem como com seu fundo e folhas ("penas"). Lembramos: nesses casos, o suco resultante deve ser diluído em água 2 a 3 vezes. Feitos todos os experimentos, é possível determinar em qual dos materiais estudados as enzimas oxidantes são mais ativas. Na sua opinião, as oxidases e peroxidases podem estar presentes simultaneamente nos tecidos vegetais? Tente tirar suas próprias conclusões sem olhar para a explicação. E quando as conclusões forem feitas, verifique se elas estão corretas. Conclusão um. O peróxido de hidrogênio pode oxidar gradualmente a hidroquinona mesmo sem suco: uma cor rosa aparece lentamente nos tubos 5 e 6. Isso significa que a enzima não é necessária para a reação. Como todos os catalisadores, as enzimas apenas aceleram a reação que já começou muitas vezes. Claro, você notou a rapidez com que a cor apareceu no tubo 4. No entanto, as peroxidases não podem acelerar a reação da hidroquinona com o oxigênio atmosférico (a cor no tubo 3 está ausente ou aparece muito lentamente). Segunda conclusão. A enzima pode ser desativada mesmo por fervura de curto prazo. Praticamente não há cor no tubo de ensaio 2. Afinal, as enzimas são proteínas; eles coagulam quando aquecidos - flocos de proteína apareceram nos tubos de ensaio 1 e 2. Conclusão a terceira. Nenhuma cor apareceu no tubo de ensaio 3. Isso significa que o suco de repolho contém apenas peroxidases, que aceleram a oxidação da hidroquinona apenas na presença de peróxido de hidrogênio. No entanto, em experimentos com tubérculos de batata e maçãs, a cor aparece e, principalmente, rapidamente quando o frasco é agitado, quando a solução é enriquecida com oxigênio atmosférico. Isso significa que existem oxidases em batatas e maçãs (mais especificamente, fenol oxidase), que contribuem para a oxidação da hidroquinona com oxigênio. Portanto, tubérculos de batata cortados e maçãs escurecem no ar - eles contêm substâncias relacionadas à hidroquinona. A oxidase também perde atividade quando aquecida. Lembre-se se as batatas cozidas escurecerem? Finalmente, a quarta conclusão. Também existem oxidases em batatas e maçãs - quando o peróxido é adicionado ao tubo de ensaio 4, a cor aparece mais cedo. E não há oxidase nas escamas carnudas da cebola. Eles não escurecem no ar, mesmo com hidroquinona. A propósito, você notou que as enzimas oxidativas são especialmente ativas na preparação para o crescimento ou crescimento dos órgãos das plantas - no fundo do bulbo e em suas raízes, nos brotos dos tubérculos de batata? O metabolismo vai lá mais intensamente. Assim, descobrimos que nem todas as condições ambientais são favoráveis para a ação das enzimas. Se o calor forte inativa as enzimas, talvez elas sejam mais ativas em baixas temperaturas? Vamos verificar isso também. Para o experimento, você precisará de mais quatro latas de vidro ou metal com capacidade para cerca de um litro e gelo ou neve (cerca de 1 kg). Vamos experimentar um talo de repolho. Rale o coto, esprema o suco, como antes, em gaze ou pano e dilua com água vinte vezes. Renumerar os tubos se a numeração antiga tiver sido apagada de alguma forma e despejar 1 ml de suco de repolho diluído nos tubos 2, 3, 4 e 1 e, em seguida, adicionar hidroquinona na ponta de uma faca. Nos tubos de ensaio 5 e 6, em vez de suco, despeje 1 ml de água e adicione também hidroquinona. Em seguida, disponha os tubos de ensaio da seguinte forma: 1 - em uma jarra com neve ou gelo; 2 - em uma jarra com água morna (40°C); 3 - em uma jarra com água quente (60°C); 4 - deixe sobre a mesa em temperatura ambiente; 5 - em uma jarra com água fervente; 6 - deixe em temperatura ambiente. 5 minutos após o início do experimento, despeje cinco gotas de peróxido de hidrogênio em todos os tubos de ensaio, começando pelos mais frios. Agite a mistura suavemente e observe o tempo de início da reação. Após mais 5 minutos, retire os tubos de ensaio dos frascos e anote os resultados do experimento em forma de tabela, aproximadamente igual à última vez. Quando a tabela estiver preenchida, você pode começar a analisar os dados recebidos. Tente tirar suas próprias conclusões respondendo primeiro às seguintes perguntas. A reação de oxidação acelera com o aumento da temperatura sem a adição de uma enzima? É possível dizer que as enzimas funcionam melhor quando resfriadas? Qual a temperatura mais favorável para a ação das peroxidases? Por que os alimentos duram mais na geladeira? Por que ferver o leite? Por que os animais de sangue quente - mamíferos e pássaros - são os animais mais desenvolvidos e viáveis da Terra? Você respondeu a todas essas perguntas? Então - nossas explicações. Você provavelmente notou que a taxa de oxidação da hidroquinona com peróxido de hidrogênio não é a mesma em baixas e altas temperaturas. Em altas temperaturas, a taxa de oxidação é naturalmente maior. As peroxidases facilitam a interação da hidroquinona com o peróxido. Na presença de uma enzima, a reação ocorre mesmo em baixas temperaturas, mas quanto maior a temperatura, mais fácil é para a enzima ativar as moléculas dos reagentes. Mas não devemos esquecer que as proteínas coagulam em altas temperaturas, a taxa de reação diminui. Existe um conceito de temperatura ótima para a ação das enzimas, na qual elas apresentam maior atividade. Para enzimas diferentes, esta temperatura não é a mesma, mas muitas enzimas, incluindo peroxidases, têm uma temperatura ótima de 40-50°C. Os produtos alimentícios são estragados pela ação de enzimas neles contidas ou liberadas por microorganismos. No frio, a atividade enzimática diminui - é por isso que os alimentos estragam menos na geladeira. Os animais de sangue quente ascenderam ao estágio superior da evolução, o que pode manter uma temperatura corporal ideal para a atividade das enzimas. Autor: Olgin O.M.
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