Practicum

Meting van de tijd die amylase nodig heeft om zetmeel volledig af te breken, door met tussenpozen van 10 seconden monsters te nemen en te noteren op welk moment de oplossing met jodiumoplossing geen blauwzwarte kleur meer geeft (maar de jodiumoplossing oranje blijft). Gebruik buffers om oplossingen met verschillende pH-waarden te verkrijgen. Bereken de snelheid van deze enzymgestuurde reactie door 1÷ tijd te berekenen.

Lesorganisatie

Deze procedure is eenvoudig genoeg voor individuen om uit te voeren als je genoeg dimple tiles hebt. Als u ervoor kiest om vijf pH’s te onderzoeken, dan kunnen groepjes van vijf leerlingen het onderzoek uitvoeren door samen te werken en de resultaten te bundelen.

Apparatuur en chemicaliën

Gezondheid &Veiligheid en technische notities

Amylaseoplossing en jodiumoplossing zijn weinig gevaarlijk als ze eenmaal zijn aangemaakt. Draag oogbescherming bij het hanteren van jodiumoplossing.
Gevaren van buffers kunnen variëren. Zie de CLEAPSS receptenkaart of informatie van de leverancier en zie noot 3.

1 Amylase (zie CLEAPSS Hazcard en receptenkaart) Het enzym in poedervorm is HARMFUL, maar oplossingen van minder dan 1% zijn LOW HAZARD. Het is verstandig ruim van tevoren de activiteit van het opgeslagen enzym bij de gebruikelijke werkconcentratie te testen om na te gaan of de substraten in een passend tempo worden afgebroken. Enzymen kunnen tijdens de opslag worden afgebroken en dit geeft tijd om de concentraties aan te passen of verse voorraden te verkrijgen. Amylase verliest langzaam zijn activiteit, zodat het het beste is voor elke les een verse partij te maken; de activiteit van partijen kan verschillen en de op verschillende dagen verzamelde resultaten zullen niet vergelijkbaar zijn. De optimale temperatuur voor uw enzym staat vermeld op het etiket van de leverancier.

Gebruik van speeksel: het CLEAPSS Laboratory Handbook geeft richtlijnen voor de te nemen voorzorgsmaatregelen (inclusief hygiënische voorzorgsmaatregelen) om speeksel veilig als bron van amylase te gebruiken. Dit heeft het voordeel dat het goedkoper is, dat technici niet elke les verse oplossingen hoeven te maken, dat het direct interessant is voor de leerlingen en dat speekselamylase betrouwbaar is. Het biedt ook de gelegenheid om goede hygiënische voorzorgsmaatregelen aan te leren, zoals ervoor zorgen dat de leerlingen alleen hun eigen speekselmonsters gebruiken (geef kleine bekertjes om in te spugen); dat de leerlingen verantwoordelijk zijn voor het spoelen van hun eigen apparatuur; en dat al het besmette glaswerk in een kom of emmer met natriumchloraat(I) wordt gelegd voordat de technici het afwassen.

2 Zetmeelsuspensie – vers maken. Maak een crème van 5 g oplosbaar zetmeel in koud water. Giet dit in 500 cm3 kokend water en roer goed. Kook tot u een heldere oplossing hebt. Gebruik geen gemodificeerd zetmeel.

3 Buffers: (Zie de CLEAPSS-receptenkaart) Als u een universele buffer maakt, bevat deze natriumhydroxide van ongeveer 0,25 M en moet op het etiket IRRITANT worden vermeld. Raadpleeg andere relevante gevarenkaarten als u andere buffers wilt maken, of de informatie van de leverancier als u bufferoplossingen/tabletten koopt. (Noot 1)

4 Jodiumoplossing (Zie de CLEAPSS Hazcard en de Recipe card). Een 0,01 M oplossing is geschikt voor zetmeelonderzoek. Maak deze door een 10-voudige verdunning van 0,1 M oplossing. Eenmaal aangemaakt is de oplossing weinig gevaarlijk, maar kan bij morsen vlekken op huid of kleding veroorzaken.

Ethische kwesties

Er zijn geen ethische kwesties verbonden aan deze procedure.

Procedure

Veiligheid: Alle oplossingen zijn, eenmaal opgemaakt, weinig gevaarlijk. Draag oogbescherming, want jodium kan de ogen irriteren.

Voorbereiding

a Controleer de snelheid van de reactie met de voorgestelde volumes van de te gebruiken reactanten – 2 cm3 zetmeel: 2 cm3 amylase: 1 cm3 buffer bij pH 6. Idealiter zou de reactie bij deze pH ongeveer 60 seconden moeten duren: dit is het gebruikelijke optimum voor amylase (zie noot 1). Als de reactie te snel verloopt, verminder dan het volume van het enzym of verhoog het volume van het zetmeel. Als de reactie te langzaam verloopt, vergroot dan het enzymvolume of de enzymconcentratie of vergroot het zetmeelvolume of de zetmeelconcentratie.

Onderzoek

b Plaats enkele druppels jodiumoplossing in rijen op de tegel.

c Label een reageerbuis met de te testen pH.

d Doe met de injectiespuit 2 cm3 amylase in de reageerbuis.

e Voeg met een injectiespuit 1 cm3 bufferoplossing toe aan de reageerbuis.

f Voeg met een andere injectiespuit 2 cm3 zetmeel toe aan de amylase/ bufferoplossing, start de stopklok en laat deze gedurende de hele proef aanstaan. Meng met behulp van een plastic pipet.

g Na 10 seconden, gebruik de plastic pipet om een druppel van het mengsel op de eerste druppel jodium te plaatsen. De jodiumoplossing moet blauwzwart worden. Als de jodiumoplossing oranje blijft, gaat de reactie te snel en is het zetmeel al afgebroken. Spuit de rest van de oplossing in de pipet terug in de reageerbuis.

h Wacht nog 10 seconden. Verwijder dan een tweede druppel van het mengsel om aan de volgende jodiumdruppel toe te voegen.

i Herhaal stap h totdat de jodiumoplossing en het amylase/ buffer/ zetmeelmengsel oranje blijven.

j Je zou een controledruppel kunnen bereiden om te vergelijken met de testdruppels. Wat moet hierin zitten?

k Tel hoeveel jodiumdruppels je hebt gebruikt, waarbij elke druppel gelijk is aan 10 seconden reactietijd.

l Herhaal de hele procedure met een andere van de te gebruiken pH-buffers, of voeg de resultaten van de klas samen.

m Overweeg om herhaalde gegevens te verzamelen als daar tijd voor is.

n Zet de tijd die nodig is om zetmeel af te breken uit tegen de pH, of bereken de reactiesnelheid en zet de snelheid uit tegen de pH.

Onderwijstip

Dit is een eenvoudig practicum dat betrouwbare, eenduidige resultaten oplevert. De belangrijkste fouten zitten in de volgorde van mengen van enzym/substraat/buffer, of een vertraging in de bemonstering waardoor de reactietijd te laag of de snelheid te hoog wordt ingeschat. Temperatuurschommelingen zijn van invloed op de enzymactiviteit, zodat de op verschillende dagen verzamelde resultaten niet vergelijkbaar zijn.

Gezondheid en veiligheid gecontroleerd, september 2008

Downloads

Download het leerlingenblad Onderzoek naar het effect van pH op amylaseactiviteit (72 KB) met vragen en antwoorden.

Webkoppelingen