Klassenpraktikum

Messe die Zeit, die die Amylase benötigt, um die Stärke vollständig abzubauen, indem du die Proben in Abständen von 10 Sekunden entnimmst und den Zeitpunkt notierst, an dem die Lösung mit der Jodlösung keine blauschwarze Farbe mehr annimmt (die Jodlösung bleibt jedoch orange). Verwenden Sie Puffer, um Lösungen mit unterschiedlichen pH-Werten zu erhalten. Berechne die Geschwindigkeit dieser enzymgesteuerten Reaktion, indem du 1÷ Zeit berechnest.

Organisation der Lektion

Dieses Verfahren ist so einfach, dass es auch von Einzelpersonen durchgeführt werden kann, wenn du genügend Noppenplatten hast. Wenn Sie sich dafür entscheiden, fünf pH-Werte zu untersuchen, dann können Gruppen von fünf Schülern die Untersuchung durchführen, indem sie zusammenarbeiten und die Ergebnisse zusammenlegen.

Geräte und Chemikalien

Gesundheit &Sicherheitshinweise und technische Hinweise

Amylaselösung und Jodlösung sind nach ihrer Herstellung wenig gefährlich. Beim Umgang mit Jodlösung Augenschutz tragen.
Gefahren von Puffern können variieren. Siehe CLEAPSS-Rezeptkarte oder Informationen des Lieferanten und siehe Anmerkung 3.

1 Amylase (siehe CLEAPSS-Gefahrenkarte und Rezeptkarte) Das pulverförmige Enzym ist SCHÄDLICH, aber Lösungen mit weniger als 1% sind GERING GEFÄHRLICH. Es ist ratsam, die Aktivität des gelagerten Enzyms bei seiner üblichen Arbeitskonzentration im Voraus zu testen, um sicherzustellen, dass die Substrate in angemessener Geschwindigkeit abgebaut werden. Die Enzyme können sich während der Lagerung abbauen, so dass Zeit bleibt, die Konzentrationen anzupassen oder neue Bestände zu beschaffen. Amylase verliert langsam an Aktivität, daher ist es am besten, für jede Unterrichtsstunde eine neue Charge herzustellen; die Aktivität der Chargen kann variieren, und die an verschiedenen Tagen gesammelten Ergebnisse sind nicht vergleichbar. Die optimale Temperatur für Ihr Enzym ist auf dem Etikett des Lieferanten angegeben.

Verwendung von Speichel: Das CLEAPSS-Laborhandbuch enthält Hinweise zu Vorsichtsmaßnahmen (einschließlich Hygienemaßnahmen), um Speichel sicher als Amylasequelle zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass es billiger ist, dass die Techniker nicht jede Stunde neue Lösungen herstellen müssen, dass es für die Schüler direkt interessant ist und dass Speichelamylase zuverlässig ist. Es bietet auch eine Gelegenheit, gute Hygienemaßnahmen zu lehren – einschließlich der Sicherstellung, dass die Schüler nur ihre eigenen Speichelproben verwenden (kleine Becher zum Ausspucken bereitstellen); dass die Schüler für das Spülen ihrer eigenen Ausrüstung verantwortlich sind; und dass alle kontaminierten Glasgeräte in eine Schüssel oder einen Eimer mit Natriumchlorat(I) gestellt werden, bevor die Techniker abwaschen.

2 Stärkesuspension – frisch herstellen. Stelle eine Creme aus 5 g löslicher Stärke in kaltem Wasser her. In 500 cm3 kochendes Wasser gießen und gut umrühren. Kochen Sie, bis Sie eine klare Lösung erhalten. Verwenden Sie keine modifizierte Stärke.

3 Puffer: (Siehe CLEAPSS-Rezeptkarte) Wenn Sie einen Universalpuffer herstellen, enthält dieser Natriumhydroxid in einer Konzentration von etwa 0,25 M und sollte als IRRITANT gekennzeichnet sein. Wenn Sie andere Puffer herstellen wollen, beachten Sie die anderen einschlägigen Gefahrenkarten oder die Informationen des Lieferanten, wenn Sie Pufferlösungen/-tabletten kaufen. (Anmerkung 1)

4 Jodlösung (siehe CLEAPSS-Gefahrenkarte und Rezepturkarte). Eine 0,01 M Lösung ist für den Stärketest geeignet. Diese wird durch 10-fache Verdünnung der 0,1 M Lösung hergestellt. Nach der Herstellung stellt die Lösung eine geringe Gefahr dar, kann aber bei Verschütten Haut oder Kleidung verfärben.

Ethische Fragen

Es gibt keine ethischen Fragen im Zusammenhang mit diesem Verfahren.

Verfahren

SICHERHEIT: Alle einmal hergestellten Lösungen sind wenig gefährlich. Trage einen Augenschutz, da Jod die Augen reizen kann.

Vorbereitung

a Überprüfe die Geschwindigkeit der Reaktion mit den vorgeschlagenen Volumina der zu verwendenden Reaktanten – 2 cm3 Stärke: 2 cm3 Amylase: 1 cm3 Puffer bei pH 6. Im Idealfall sollte die Reaktion bei diesem pH-Wert etwa 60 Sekunden dauern: dies ist das übliche Optimum für Amylase (siehe Anmerkung 1). Wenn die Reaktion zu schnell verläuft, verringern Sie entweder die Enzymmenge oder erhöhen Sie die Stärkemenge. Ist die Reaktion zu langsam, so erhöhe die Enzymmenge oder die Konzentration oder verringere die Stärkemenge oder die Konzentration.

Untersuchung

b Platziere einzelne Tropfen Jodlösung in Reihen auf der Fliese.

c Beschrifte ein Reagenzglas mit dem zu testenden pH-Wert.

d Gib mit der Spritze 2 cm3 Amylase in das Reagenzglas.

e Gib mit der Spritze 1 cm3 Pufferlösung in das Reagenzglas.

f Gib mit einer weiteren Spritze 2 cm3 Stärke in die Amylase/Pufferlösung, starte die Stoppuhr und lasse sie während des gesamten Versuchs an. Mische mit einer Plastikpipette.

g Nach 10 Sekunden gibst du mit der Plastikpipette einen Tropfen der Mischung auf den ersten Tropfen Iod. Die Jodlösung sollte sich blauschwarz färben. Bleibt die Jodlösung orange, verläuft die Reaktion zu schnell und die Stärke ist bereits abgebaut. Spritze den Rest der Lösung in der Pipette zurück in das Reagenzglas.

h Warte weitere 10 Sekunden. Entnehme dann einen zweiten Tropfen der Mischung und füge ihn zum nächsten Jodtropfen hinzu.

i Wiederhole Schritt h, bis die Jodlösung und die Amylase/Puffer/Stärke-Mischung orange bleiben.

j Du könntest einen Kontrolltropfen zum Vergleich mit den Testtropfen herstellen. Was sollte dieser enthalten?

k Zähle, wie viele Jodtropfen du verwendet hast, wobei jeder Tropfen einer Reaktionszeit von 10 Sekunden entspricht.

l Wiederhole den gesamten Vorgang mit einem anderen der zu verwendenden pH-Puffer oder fasse die Ergebnisse der Klasse zusammen.

m Ziehe in Erwägung, die Daten zu wiederholen, wenn du Zeit hast.

n Zeichne ein Diagramm der Zeit, die für den Abbau von Stärke benötigt wird, gegen den pH-Wert auf oder berechne die Reaktionsgeschwindigkeit und trage die Geschwindigkeit gegen den pH-Wert auf.

Unterrichtshinweise

Dies ist ein einfaches Praktikum, das zuverlässige, eindeutige Ergebnisse liefert. Die Hauptfehler liegen in der Reihenfolge des Mischens von Enzym/Substrat/Puffer oder in einer Verzögerung bei der Probenahme, so dass die Reaktionszeit unterschätzt oder die Geschwindigkeit überschätzt wird. Temperaturschwankungen wirken sich auf die Enzymaktivität aus, so dass Ergebnisse, die an verschiedenen Tagen gesammelt wurden, nicht vergleichbar sind.

Gesundheit und Sicherheit geprüft, September 2008

Downloads

Laden Sie das Schülerblatt Untersuchung der Auswirkung des pH-Werts auf die Amylaseaktivität (72 KB) mit Fragen und Antworten herunter.

Weblinks