test

TEST
test
TESTING TEST

Enzymforsøg (Biologi C)

Enzymforsøg

Formål:

Formålet med forsøget er at undersøge enzymaktiviteten ved forskellige temperaturer.

Hypotesen er at med stigende temperaturer vil enzym- og substratmolekyler bevæge sig hurtigere – dog kun til en hvis grad, da det ved for høj temperatur kan give et drastisk fald i enzymaktiviteten.
Vi forventer at optimumtemperaturen er ved kropstemperatur 37C

Teori:

Enzymer

Enzymer er biologiske katalysatorer. En katalysator er et molekyle der øger hastigheden af en reaktion/proces uden selv at blive ændret.

Næsten alle enzymer er proteiner.

De molekyler/stof enzymer kan virke på kaldes substrat. De kan omdanne molekylet til et produkt via enten katabolisme eller anabolisme.

Anabolisme er hvor der opbygges stoffer. De processer hvor der nedbrydes stoffer kaldes katabolisme.

Molekyler bevæger sig hurtigere jo varmere omgivelserne er. Derfor vil enzym- og substratmolekyler bevæge sig hurtigere ved højere temperaturer og dermed have større chance for at ”ramme” ind i hinanden.

Ved for høj temperatur ændres enzymets proteindel på en sådan måde at enzymet ikke længere virker korrekt. Dette kaldes en denaturering.

Sakkarid, kulhydrat og amylase

Kulhydrat er vigtig for vores krop så vi kan respirere og forbrænde energi. Der findes monosakkarider, disakkarider og polysakkarider.

Stivelse er polysakkarid (poly betyder mange) Når man indtager lange kæder sukker kan det f.eks. være stivelse. Det kommer fra kartofler og planter.

Amylase klipper i vores sukker vi har indtaget. Vi udskiller amylase i bl.a. mundhulen hvilket er spytamylase. Grunden til at vi skal have klippet vores sukker er, at det er monosakkarider vores krop bruger til respiration.

Vores stivelse bliver klipper i stivelseskæderne og laver det til maltose og glukose som er hhv. disakkarider monosakkarider.

Jod

Stivelse farves kraftigt af en jodopløsning og tilstedeværelsen af stivelse kan påvises med J-JK reagens. Jod er vores farveindikator. Stivelsen farves kraftigt blåsort af joden. Delvist nedbrudt stivelse giver en rødbrun farve, medens maltose ikke får jodopløsningen til at skifte farve. Den naturlige farve er nemlig gullig og ikke mørk blå/sort. Joden bliver fanget i stivelse som man kan se er spiralformet/snoet hvis man zoomer helt ind på molekylet.

Materialer:

Kartoffelmel (lærer havde blandet kartoffelmel med vand på forhånd)

J-JK opløsning

Saltvand (9 g NaCl + 1000 ml vand)

Små bægerglas

Glasspateler

Pipetter

Spritpen

Testplade

Kogeplade

Is

Termometer

Fremgangsmåde:

Jeg tog en smule vand i munden og gjorde tyggebevægelser et par minutter. Spyttede indholdet ud i et bægerglas. Der blev samlet mindst 10-15 mL.

Hældte det spytblandede vand op i et lille bægerglas. Delte indholdet i 5 portioner og fortyndede hver af dem op til 20 ml med saltvand. Markerede hver af dem “E”.

Læreren havde lavet en stivelsesopløsning og den fordelte jeg i 5 portioner. Markerede dem “S”.

Testforsøg:
Jeg lagde ud med et testforsøg for at få en fornemmelse for, om vores enzymopløsning ”E” skulle forstærkes (tilføres mere spyt) eller om vores stivelsesopløsning ”S” skulle fortyndes mere.

Hvis reaktionen eksempelvis er for kort/hurtig, kan der gøres op for det ved at fortynde enzymopløsningen.

   Jeg hældte et glas E og S sammen og rørte godt sammen og startede tidtagning. Anbragte J-JK dråber på testpladen. Hver 30. Sekund blev en dråbe af E+S blandingen overført til testpladen.  

Ved testforsøg skete der ikke nogle ændringer og derfor tilførte jeg ekstra spyt til E og fortyndede S noget mere.

1  Grundforsøg

Anbring J-JK dråber på testpladen.

Hæld et glas enzymopløsning “E” og et glas stivelsesopløsning “S” sammen. 

Rør godt rundt og start tidtagning.

Hver 30. sekund udtages en dråbe af blandingen; dråben overføres til en dråbe J-JK på testpladen. 

Blå/sort: stivelse, dvs. endnu ingen reaktion.

Gul/rød : Stivelse helt nedbrudt.

Den tid, det tager før hverken den blåsorte farve eller den rødbrune farve fremkommer ved blandingen, er forsøgsresultatet og noteres.

Notér også opløsningens temperatur.

2  Hvad sker der, hvis enzymet opvarmes til kogepunktet?

Kog et bægerglas enzymopløsning 1 minut og afkøl til stuetemperatur.

Hæld enzymer og stivelse sammen. Udtag prøver med 1 minuts mellemrum som beskrevet ovenfor og noter forsøgsresultatet. Sker der noget?

Lad forsøget stå medens forsøg 3 og 4 udføres og tag en sidste prøve efter fx 20 minutter.

3 Hvilken betydning har afkøling af enzym og stivelse til f.eks.  ◦C?

Afkøl et bægerglas stivelse og et bægerglas enzymer i is til ca. 5 ◦C.

Bland indholdet i glassene sammen, rør godt rundt og mål temperaturen i blandingen.

Udtag prøver hvert 30. sekund til hverken den blåsorte eller rødbrune farve

fremkommer ved blandingen med J-JK på testpladen (se punkt 1). Noter reaktionstiden og noter

sluttemperaturen i bægerglasset.

4  Hvilken betydning har opvarmning af enzym og stivelse til fx 45 ◦C?

Opvarm et bægerglas stivelse til ca. 45 ◦C.

Hæld den varme stivelse og et bægerglas med enzymer sammen. Mål blandingens temperatur.

Udtag straks og dernæst hvert 30. sekund en prøve, der overføres til testpladen (som punkt 1).

Noter reaktionstiden og noter sluttemperaturen i bægerglasset.

Resultater:

Temperatur	Testforsøg ca. 20	5	20	56	100
Reaktionstid: Tid før stivelsen er væk.	>240 sek.	525 sek.	150 sek.	90 sek.	>1800 sek.

Fejlkilder:

1. I forsøget står der at man skal bruge fortynde det spytblandede vand med saltvand. Salten kan give en effekt der sætter skub i processen og de fleste grupper brugte almindelig postevand i stedet. Dette kan lede til at reaktionerne gik langsommere end forventet.

2. Da vi opvarmede enzym til kogepunktet afkølede vi det ikke bagefter.

Diskussion:

Hvor lang tid tager det at spalte stivelse ved stuetemperatur?

I resultatet ser vi at det tager ca. 150 sek.

Sammenlign med andre gruppers resultat - er der forskel? - i givet fald, hvorfor er der forskel?

Der var en general stor forskel i de forskellige gruppers resultater. Der var store forskelle i koncentrationen af spyt. Jo, mere koncentreret spyt, desto hurtigere kan stivelsen spaltes. Enkelte var helt oppe på 7 minutter, hvilket kan skyldes at deres spyt var alt for fortyndet. En anden gruppe fik 225 sekunder, hvilket ligger tættere på vores resultat.

Hvad sker der i forsøg 2? - hvilken praktisk anvendelse har denne enzymegenskab i vores dagligdag?

I forsøg nr. 2 opvarmer vi enzymerne til kogepunktet 100 grader. Ved høje temperaturer vil enzymaktiviteten forsvinde og vi får dermed denaturering af enzymerne.
I dagligdagene varmer vi vores mad op i kogene vand bl.a. for at fjerne bakterierne og enzymerne inde i bakterierne vil denaturere og miste deres egenskab – dø.

Hvordan forklares resultaterne i forsøg 3 og 4? Indtegn forsøgsresultaterne i et diagram (x-akse: temperatur og y-akse: reaktionstid).

Ved forsøg 3 har vi at gøre med temperaturen 5 grader. Dette er en lav temperatur og molekyler bevæger sig langsomt ved lave temperature. Når molekylerne bevæger sig langsomt vil de ikke ”fise” hurtigt rundt og derved sjældnere ramme sammen med enzymerne.

I forsøg 4 havde vi 56 grader varme. Her ser vi den hurtigste reaktion i resultatet – 90 sekunder. Enzymerne er langt tættere på den forventede optimumtemperatur og molekylerne bevæger sig hurtigere ved denne temperatur – derved rammer de oftere ind i enzymerne der så kan spalte molekylerne.

y-aksen er antal sekunder.

x-aksen er antal grader i Celsius.

Vi skal huske på at de første 20 grader (testforsøg) og de 100 grader ikke har en bestemt reaktionstid. Jf. Resultater.

Konklusion:

Vi fik undersøgt enzymaktiviteten ved flere temperaturer. På grafen ser vi at enzymaktiviteten fungerer mest optimalt mellem 20 og 56 grader celsius – altså som forventet. Ved for høj varme og for lav varme tager det længere tid at spalte stivelsen eller også sker det slet ikke.

Fotosyntese og respiration (Biologi C)

Formål:

Formålet med vores forsøg er, at påvise og undersøge fotosyntese og respiration i en grøn plante. Det afprøver vi ved at give vandpest forskellige forhold i reagensglas og tilføje pH-indikatoren BTB. Vi kan også finde svar ved at besvare følgende spørgsmål:

1.     Optager planten/vandpest CO₂ i lys?

2.     Er lys nødvendig for en fotosyntese?

3.     Er det overhovedet planten der sørger for et evt. farveskift i lys?

4.     Udskiller planten CO₂ i mørke?

5.     Er det overhovedet planten der sørger for et evt. farveskift i mørke?

Vores hypotese er i kraft af en i forvejen velfunderet teori om at;

planter skaber fotosyntese og respiration og at sollys er nødvendigt for fotosyntese, mens respiration også foregår i mørke.

Derfor forventer vi skift i pH-indikatorens farve i de forsøgsglas hvor der foregår respiration og/eller fotosyntese.

Teori:

Hvad er fotosyntese?

Fotosyntese er den absolut vigtigste biologiske proces på Jorden. Uden fotosyntese ville der ikke være liv. Det er en proces hvor solens lysenergi bliver indfanget og omdannet til en energiform der kan udnyttes af levende organismer. Denne proces bliver udført af grønne planter, alger og nogle bakterier.  Kuldioxid og vand bliver omdannet til sukkerstof og ilt. Den omdannes til kemisk energi og indbygges sammen med kulstof i sukkerstoffet glukose. Ilten udskilles nærmest som et affaldsstof. Fotosyntesen beskriver jeg i en biokemisk form nedenfor:

6CO₂ + 6H₂O  C₆H₁₂O₆ + 6O₂

pilen repræsenterer lysenergi

Hvor foregår fotosyntesen?

Fotosyntesen hos eukaryote organismer (grønne planter og alger) foregår i nogle organeller der hedder kloroplaster (grønkorn). Disse grønkorn flyder rundt i cellens cytoplasma i et antal på 1-100 pr. celle – alt efter celletype og organisme.

Hvad er respiration?

Via lysenergi fra fotosyntesen bliver energi bundet til glukosen. Denne energi kan ikke udnyttes direkte som energiform til livsprocesserne – den skal først frigøres. Frigørelsen foregår ved hjælp af ilt. Når der er ilt til stede sker det ved en proces der kaldes respiration. Nedenfor beskriver jeg respiration på en biokemisk form:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂  6CO₂ + 6H₂O + Energi

Hvor foregår respiration?

Respirationsprocessen sker i cellens mitokondrier, der ligesom kloroplaster flyder rundt i cellens cytoplasma.

Når der ikke er ilt til stede og det ikke er tilgængeligt kan glukosen kun nedbrydes delvist og der frigøres kun omkring 1/10 af den energi der frigøres ved respiration. Denne proces kaldes gæring.

Hvad er Bromthymolblåt (BTB)

Brothymolblåt (BTB) er en såkaldt pH-indikator. Det er et farvestof der kan give oplysninger om en opløsnings surhedsgrad (pH). I en basisk væske er BTB blå og i en sur væske er BTB gul. Omslagspunktet ligger ved pH 6,0-7,5.

Da en opløsnings pH er betinget af koncentrationen af brintioner (H⁺), vil et farveskift reelt set afspejle en ændring i opløsningens H⁺ -koncentration.

CO₂ + H₂O  H₂CO₃  HCO₃^- + H⁺

H₂CO₃ er kulsyre, og kulsyre bliver dannet spontant når CO₂ opløses i vand.

Generelt  kan man sige at jo mere CO₂ der er i en opløsning desto mere sur bliver væsken, da kulsyreligevægten forskydes mod højre og der dannes flere H⁺ -ioner.

Denne viden kan vi bruge i vores forsøg. Vi ved, at der ved fotosyntese forbruges CO₂ af planterne, mens der dannes CO₂ ved planternes respiration.

Materiale:
Elodea (vandpest)

8 reagensglas og et stativ

Kuldioxid (danskvand)

BTB farvestof

Parafilm

Stanniolpapir

Blyant og papir

Fremgangsmåde:

1)   Jeg tog de 8 reagensglas og delte dem systematisk op fra 1 til 8 -  således at jeg fra starten ikke var i tvivl om hvilket glas hørte til hvad.

2)   Jeg puttede Elodea i de glas, hvor der skulle plante i (benytter 2 cm til hvert glas)

3)   Vand og få dråber BTB blev hældt i alle glassene. Det skal give vandet en lyseblå farve. Vandet skulle fyldes op til ca. 2 cm fra kanten. Her var vi ikke så præcise.

4)   I 4 af glassene blev der tilføjet CO₂ – her blev tilføjet tilstrækkelig danskvand i, indtil en gul farve fremkom.

5)   Parafilm blev sat på, så det sluttede tæt (vi undgår derved at partikler udefra kan påvirke resultatet eller at CO₂ kan sive ud)

6)   Glas 1,2,3 og 4 skal have lys gennem vinduet i lokalet. De resterende glas bliver placeret samme sted, men her satte jeg stanniolpapir rundt om hvert enkelt glas, så de ikke blev påvirket af lyset og forblev i mørke.

7)   Det sidste skridt var at vente 7 dage. (Da vores timer ikke faldt i hak på denne måde var det kun 6 dage vi ventede.)

Resultater:

Nedenfor har jeg lavet et skema der viser forsøgsopstillingen. Den inkluderer også både den forventede og den reelle BTB-farve.

Reagensglas nr.	+/- CO2	+/- Plante	+/- Lys	BTB’s farve v. start	Forventet farve v. slut	Faktisk farve v. slut
1	+	+	+	Gul	Blå	Klar gul/mindre gul
2	+	-	+	Gul	Gul	Klar gul
3	-	+	+	Blå	Blå	Blå
4	-	-	+	Blå	Blå	Blå
5	+	+	-	Gul	(mere) Gul	Gul/mere gul
6	+	-	-	Gul	Gul	Gul
7	-	+	-	Blå	Gul	Mindre blå/på vej mod gul
8	-	-	-	Blå	Blå	Blå

Billedet ovenfor dokumenterer forsøgsresultatet, og her prøves derudover så vidt muligt at vise farverne på væsken, som var svær at beskrive i mange tilfælde.

Diskussion:

1.    glas:  Laves for at se om planten optager CO₂ i lys. I hypotesen forventes farven blå da planten skulle optage CO₂ grundet fotosyntesen.

2.    glas: Er et kontrolglas. Vi sikrer os her, at CO₂ forbliver i glasset i lys. Vi forventer at farven forbliver gul

3.    glas: Laves for at tjekke om planten selv udskiller CO₂. I hypotesen forventes at farven forbliver blå.

4.    glas: Er også et kontrolglas. Her sikres at der ikke opstår CO₂ alene ved sollys. Derfor forventes farven også at forblive blå.

5.    glas: Laves for at undersøge om planten optager CO₂ i mørke. I dette glas foregår respiration. Her udskiller planten CO₂. Hypotesen er at farven forbliver gul eller bliver mere gul, da planten som nævnt udskiller CO₂ under respiration.

6.    glas: Endnu et kontrolglas. Som i 2. glas sikrer vi os at kuldioxiden ikke slipper ud af glasset. Denne gang under forholdet mørke. Vores hypotese er at farven forbliver gul.

7.    glas: Laves for at undersøge om planten udskiller CO₂  i mørke. Her foregår respiration og vi forventer at farven skifter fra blå til gul.

8.    glas: Et sidste kontrolglas. Laves for at tjekke om væsken skifter farve i mørke uden en plante. Vi forventer slutfarven blå.

Ikke alle forsøgene har givet det forventede resultat. Samtidig har den reelle farve har i nogle af tilfældene været svær at beskrive. F.eks. beskriver vi reagensglas nr. 7 som ”Mindre blå/på vej mod gul.” Da vi ikke var præcise med hverken mængde af vand, kuldioxid eller BTB i glassene er de farvemæssigt svære at sætte ved siden af hinanden. Dertil kommer også at vi ikke kan sammenligne slutfarverne i glassene med farverne fra start, da der ikke findes visuel dokumentation for startfarverne. 

Umiddelbart har vi fået de forventede resultater i forhold til hypotesen. Enkelte kan diskutere: Reagensglas 1 har som tidligere viste billede indikerer en meget klar gul, næsten gennemsigtig farve. I hypotesen forventedes en blå farve, og dette er ikke opnået. Derimod kan man forestille sig, at lader man forsøget forlænge med et par dage, vil farven det sidste CO₂ i glasset optages og farven vil blive mere blå end gul. En anden fejlkilde kunne også være at både planten har været rådden og det CO₂ der ikke længere er i glasset er sluppet ud pga. utilstrækkeligt parafilm-lukning.

Reagensglas 7 har heller ikke givet det forventede resultat. Igen gælder det at det kan skyldes at planten har været rådden og ikke har kunne lave respiration. Farven virker dog som om den er på vej til at blive gul, så der konsensus om at den vil skifte over til en mere gul farve inden for et par dage.

Der er blevet foretaget respiration i følgende reagensglas: 1, 5 og 7

Respiration foregår hele tiden (så længe der er glukose og ilt) - både om natten og dagen. Men det er om natten at den er dominerende. Om dagen er fotosyntesen dominerende. I reagensglas 1 er der både foregået fotosyntes og respiration. Her har planten kunne udnytte glukosen og ilten til at lave respiration. Det er dog fotosyntesen der er dominerende.

I reagensglas 5 er der også foretaget respiration, men ingen fotosyntese da den har stået i mørke.

Også i reagensglas 7 er der sket respiration. Igen ingen fotosyntese pga. mørke. Planten har skabt CO₂ ved hjælp af ilten i vandet.

Der er blevet foretaget fotosyntese udelukkende i reagensglas 1. Her har Elodea-planten optaget kuldioxiden og vandet til at danne glukose og ilt. Det beviser også at vandpest optager CO₂ i lys.

Konklusion:

1.    Optager planten/vandpest CO₂ i lys?

Ja, ud fra forsøg nr. 1, 2 og 3 kan vi påvise at det er planten der optager CO₂ og det foregår i lys.

2.    Er lys nødvendig for en fotosyntese?

Ja, uden lys kan planten ikke lave fotosyntese. Dette påvises både i forsøg 1 og 5 hvor eneste forskel er lys, samt teori-afsnittet hvor vi ved den biokemiske form er klar over at lysenergi er en nødvendighed for fotosyntese. I glas nr. 5 der var mørklagt skete der ingen forandring.

3.    Er det overhovedet planten der sørger for et evt. farveskift i lys?

Ja, her kommer forsøg 2 og 4 os til gode, da de ikke indeholder en plante og intet farveskift opstår.

4.    Udskiller planten CO₂ i mørke?

Ja, dette påvises i glas nr. 5 og 7 hvor vi ser at farveskiftet i nr. 5 bliver mere gult eller som i glas nr. 7 skifter helt fra blåt til gult. Det er pga. CO₂ som planten udskiller og gør vandet surt – hvilket giver den gule farve jf. pH indikatoren BTB. Dvs. her foregår respiration.

5.     Er det overhovedet planten der sørger for et evt. farveskift i mørke?

Ja, i forsøg 6 og 8 vises dette, da der ikke indeholder nogen plante og der ingen ændringer bliver foretaget.

Spørgsmålene i forsøgets formål er nu besvaret og disse besvarelser samt teorien bag det danner konklusionen om fotosyntese og respiration i planter.