Temperaturabhängigkeit der Enzymwirkung bei Katalase
Sie arbeiten mit Trockenhefe. Diese enthält Katalase. Katalasen sind Enzyme, die das bei der Zellatmung anfallende Zellgift Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff spalten und damit eliminieren.[1] Das Enzym kommt in allen pflanzlichen und tierischen Organen vor, besonders in der Leber und in den Erythrozyten.
Aufgaben:
- Führen Sie den Versuch durch. Vorsicht: Wasserstoffperoxid ist ätzend! Bei Hautkontakt sofort mit Wasser spülen. Protokollieren Sie die Beobachtungen.
- Was schließen Sie aus den Versuchsergebnissen?
- Stellen Sie Ihre Ergebnisse und Erkenntnisse dem Plenum vor.
Materialien:
4 Reagenzgläser (RG), RG-Ständer, Spatel, Schutzbrille, 3 x 400-mL-Bechergläser (für Wasserbäder 0° C, 20 °C, 37 °C), 3 Thermometer, Brenner, RG-Klammer, Trockenhefe, Wasserstoffperoxid-Lösung (w = 10 %), verd. Salzsäure, verd. Natronlauge, Eis, Universalindikatorpapier.
Durchführung:
Setzen Sie eine Schutzbrille auf und bereiten Sie 4 RG vor:
- RG 1: + Spatelspitze Trockenhefe + ca. 1 mL (halbe Daumenbreite) Leitungswasser. Kochen Sie den RG-Inhalt kurz auf und lassen Sie es danach abkühlen.
- RG 2: + ca. 1 mL Leitungswasser + ca. 2 mL Wasserstoffperoxid-Lösung, 5 min lang in Eiswasser stellen.
- RG 3: + ca. 1 mL Leitungswasser + ca. 2 mL Wasserstoffperoxid-Lösung, 5 min lang in Wasserbad mit der Temperatur des Leitungswassers stellen.
- RG 4: + ca. 1 mL Leitungswasser + ca. 2 mL Wasserstoffperoxid-Lösung, 5 min lang in Wasserbad mit 37 °C stellen.
- Fügen Sie zu RG 1 ca. 2 mL Wasserstoffperoxid-Lösung und zu den RG 2-4 je 1 Spatelspitze Trockenhefe hinzu und vergleichen Sie nach kurzem Schütteln die Intensität der Gasentwicklung.
Zusatzaufgabe:
Bei welcher Temperatur "arbeiten" die Enzyme unseres Körpers wohl am besten?
Die Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Reaktionen nimmt mit steigender Temperatur entsprechend der RGT-Regel zu. Wie lautet diese Regel?
| Bei biochemischen Reaktionen (Enzymreaktionen) verhält sich die Reaktionsgeschwindigkeit ab einer bestimmten Temperatur anders. Dies geht aus der folgenden Grafik hervor.
Begründen Sie den Sachverhalt! Zeichnen Sie den Kurvenverlauf nach der RGT-Regel in das Schaubild ein. |
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