Биология 9 класс учебник Пасечник, Суматохин ответы – страница 174

   Исследование «Изучение каталитических свойств ферментов, расщепляющих пероксид водорода».

   Актуальность: Среди всех биохимических процессов есть те, что идут практически мгновенно. К ним относится реакция разложения токсичного для клетки пероксида водорода. Проведение этого исследования наглядно демонстрирует действие ферментов как биологических катализаторов и их исключительную эффективность, специфичность и зависимость от условий среды.
   Цель: изучить действие фермента каталазы на пероксид водорода и условия, в которых он проявляет свою активность.
   Задачи:
      • Доказать, что каталаза содержится как в растительных, так и в животных клетках.
      • Сравнить скорость реакции в живых и неживых тканях.
      • Выяснить, как измельчение ткани влияет на активность фермента.
      • Сформулировать вывод о природе и свойствах ферментов как биологических катализаторов.
   Оборудование: 3% раствор пероксида водорода (H₂O₂), сырой и вареный картофель, сырое и вареное мясо, пробирки, пипетка, нож.

   Часть 1. Теоретическая.
   Каталаза — это фермент, который есть практически во всех живых клетках, дышащих кислородом. Его главной задачей является защита клетки от повреждения активными формами кислорода.
   Каталаза расщепляет пероксид водорода на безопасные для клетки вещества: воду и молекулярный кислород.
   2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑
   Каталаза — один из самых быстрых ферментов. Одна его молекула за секунду может расщепить до 200 000 молекул H₂O₂, а за минуту — до 5 миллионов, что говорит о его колоссальной каталитической силе.

   Часть 2. Экспериментальная.
   Нарежьте подготовленные продукты на небольшие кусочки примерно одинакового размера.
      В пробирку №1 — поместите кусочек сырого картофеля.
      В пробирку №2 — кусочек вареного картофеля.
      В пробирку №3 — кусочек сырого мяса.
      В пробирку №4 — кусочек вареного мяса.
   Затем с помощью пипетки в каждую пробирку добавьте по 8–10 капель 3% раствора пероксида водорода. Внимательно следите за изменениями в каждой пробирке, отмечайте интенсивность реакции.
   Результаты:

   Вывод: Фермент каталаза присутствует в клетках как растений, так и животных, выполняя важную защитную функцию, обезвреживая токсичный пероксид водорода, образующийся в процессе жизнедеятельности. Каталит.ическая активность каталазы напрямую зависит от состояния клеток: в живых тканях реакция разложения H₂O₂ протекает активно и быстро, а в мертвых — полностью отсутствует. Исследование наглядно подтвердило, что ферменты являются мощными биологическими катализаторами, способными ускорять химические реакции в клетке в сотни тысяч раз.

   Исследование «Качественные реакции на белки».

   Цель: освоить и сравнить две основные качественные реакции на белки — биуретовую и ксантопротеиновую, а также изучить влияние условий среды на их протекание.
   Оборудование: 1% раствор белка, 10% раствор гидроксида натрия, 1% раствор сульфата меди, концентрированная азотная кислота, 10% раствор аммиака, 4–6 пробирок, пипетки, спиртовка, пробиркодержатель, перчатки.

   Часть 1. Теоретическая.
   Качественные реакции основаны на химических свойствах пептидных связей и радикалов аминокислот, входящих в состав белка.

   Часть 2. Экспериментальная.
   Опыт 1. Биуретовая реакция (на пептидные связи).
   В две пробирки налейте по 1–2 мл раствора белка. Добавьте в каждую по 1 мл 10% раствора NaOH. В первую пробирку добавьте 2–3 капли 1% раствора CuSO₄ и осторожно встряхните. Вторую пробирку оставьте как контрольную (во второй пробирке изменений нет. В первой появляется фиолетовое окрашивание).
   Опыт 2. Ксантопротеиновая реакция (на ароматические аминокислоты).
   Налейте в пробирку 1–2 мл раствора белка. В вытяжном шкафу осторожно добавьте 0,5–1 мл концентрированной азотной кислоты. Нагрейте пробирку над спиртовкой до начала слабого кипения (жидкость становится жёлтой).
   Остудите пробирку и осторожно добавьте по каплям 10% раствор аммиака до появления запаха аммиака (жёлтая окраска переходит в оранжевую).
   Результаты:

   Вывод: Биуретовая реакция с CuSO₄ в щелочной среде является качественной реакцией на пептидные связи и позволяет достоверно обнаружить белок в растворе. Ксантопротеиновая реакция с концентрированной HNO₃ выявляет наличие ароматических аминокислот в белке, что подтверждает его сложное строение.

   Исследование «Качественные реакции на глюкозу».

   Цель работы: Изучить две основные качественные реакции на глюкозу — реакцию с гидроксидом меди(II) (без нагревания и с нагреванием) и реакцию «серебряного зеркала». На их основе доказать наличие в молекуле глюкозы альдегидной группы и нескольких гидроксильных групп.
   Оборудование: 1–2% раствор глюкозы, 10% раствор гидроксида натрия, 1% раствор сульфата меди, 5% раствор аммиака, 1–2% раствор нитрата серебра, дистиллированная вода, пробирки, пипетки, спиртовка.

   Часть 1. Теоретическая.
   Молекула глюкозы содержит:
      1. Альдегидную группу (– CHO), которая обусловливает восстановительные свойства.
      2. Пять гидроксильных групп (– OH), характерных для многоатомных спиртов.
   Эти особенности позволяют использовать разные качественные реакции:

   Часть 2. Экспериментальная.
   Опыт 1. Реакция с гидроксидом меди (II) — доказательство многоатомного спирта.
   В пробирку налейте 1 мл раствора CuSO₄ и добавьте 1 мл 10% NaOH. (образуется голубой осадок Cu(OH)₂). Добавьте 2–3 мл раствора глюкозы и встряхните пробирку (осадок растворяется, жидкость становится ярко-синей — образуется комплексное соединение глюкозы с медью).
   Опыт 2. Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании — доказательство альдегидной группы.
   Возьмите ярко-синий раствор, полученный в опыте 1. Нагрейте пробирку в пламени спиртовки до кипения (из синего раствора выпадает оранжево-красный осадок. Жидкость может стать зелёной, затем жёлтой).
   Опыт 3. Реакция «серебряного зеркала».
   Приготовление реактива: в чистую пробирку налейте 1–2 мл раствора AgNO₃ и добавьте по каплям 5% аммиак до полного растворения выпавшего сначала бурого осадка Ag₂O.
   Добавьте в этот раствор 1–2 мл раствора глюкозы и хорошо перемешайте. Поставьте пробирку в стакан с горячей водой (через несколько минут на стенках пробирки появляется блестящий серебристый налёт, а раствор может стать тёмным из-за осаждения мелкодисперсного серебра).
   Результаты:

   Вывод: Качественные реакции с гидроксидом меди(II) и аммиачным раствором оксида серебра позволяют надёжно идентифицировать глюкозу в растворе. Образование ярко-синего комплекса с Cu(OH)₂ без нагревания доказывает, что глюкоза является многоатомным спиртом. Выпадение оранжево-красного осадка Cu₂O и реакция «серебряного зеркала» при нагревании доказывают наличие в глюкозе альдегидной группы. Исследование подтверждает строение глюкозы как альдегидоспирта.

   Исследование «Качественные реакции на крахмал и жиры».

   Цель работы: Изучить и сравнить качественные реакции на крахмал и жиры, научиться идентифицировать эти вещества в продуктах питания.
   Оборудование: Спиртовой раствор йода, раствор судана III, растительное масло, крахмал, уайт-спирит, дистиллированная вода, картофель, яблоко, семена подсолнечника, пробирки, предметные стёкла, пипетки, скальпель, фильтровальная бумага.

   Часть 1. Теоретическая.

   Качественные реакции:

   Часть 2. Экспериментальная.

   Часть 1. Качественная реакция на крахмал (с йодом).
   Опыт 1.1. Реакция с чистым крахмалом.
   В пробирку насыпьте немного крахмала, добавьте 2–3 мл воды. Взболтайте, получится мутная взвесь. Добавьте 1–2 капли разбавленного раствора йода (жидкость мгновенно становится сине-фиолетовой).
   Опыт 1.2. Обнаружение крахмала в продуктах.
   На предметное стекло положите тонкий срез сырого картофеля, яблоко. На каждый образец капните 1–2 капли раствора йода (картофель — сине-фиолетовое пятно, т.к. много крахмала; яблоко — пятно может быть слабо-синим).

   Часть 2. Качественные реакции на жиры.
   Опыт 2.1. Проба с суданом III.
   В пробирку налейте 2 мл воды и добавьте 2–3 капли растительного масла. Встряхните — образуется мутная эмульсия, которая быстро расслаивается. Добавьте 2–3 капли раствора судана III (капли масла окрашиваются в ярко-оранжевый или красный цвет; вода остаётся бесцветной или слабо-розовой). В пробирку с водой и крахмалом добавьте судан III (окрашивания не будет, т.к. крахмал не красится).
   Опыт 2.2. «Жирное пятно» на бумаге.
   На фильтровальную бумагу нанесите по капле: растительное масло; воду; раствор крахмала. Дайте высохнуть (пятно от масла остается полупрозрачным, не исчезает; пятна от воды и крахмала после высыхания исчезают или оставляют слабый контур. Это связано с тем, что жиры не испаряются и не смачивают бумагу, а пропитывают её).
   Опыт 2.3. Растворимость жира в органическом растворителе.
   В пробирку налейте 1 мл уайт-спирита и добавьте 2–3 капли масла. Встряхните (масло полностью растворяется — прозрачный раствор). Добавьте 1–2 мл воды и снова встряхните (расслоение: верхний слой — бензин с маслом, нижний — вода).

   Вывод: Крахмал и жиры легко различить: йод реагирует только с крахмалом, а судан III — только с жирами. При этом жиры не дают синего окрашивания с йодом, а крахмал не окрашивается суданом III. Исследование позволяет идентифицировать эти вещества в повседневных продуктах (картофель, хлеб, орехи, семечки, масло) и доказывает различия в их химической природе.