Лабораторная работа

1.

Фамилия, Имя ____________________ Класс____ Дата______
биология
Лабораторная работа «Изучение ферментативного
расщепления пероксида водорода в растительных
и животных клетках»
Таблица 1. Обнаружение каталазы в биологических образцах
№
Образец ткани
Интенсивность
выделения O₂
Вывод о наличии и
активности каталазы
1
сырой картофель
+++
Каталаза присутствует,
активность высокая
2
вареный
картофель
-
Каталаза денатурирована,
активность отсутствует
3
сырое мясо
+++
Каталаза присутствует,
активность очень высокая
(особенно в печени)
4
вареное мясо
-
Каталаза денатурирована,
активность отсутствует
5
лист растения
++
Каталаза присутствует,
активность средняя
Вывод: Фермент каталаза присутствует как в растительных (картофель, листья),
так и в животных (мясо, печень) клетках. В сырых образцах наблюдается
активное выделение кислорода при добавлении H₂O₂, что свидетельствует об
активности каталазы. В вареных образцах реакция отсутствует, так как при
высокой температуре происходит денатурация белковой молекулы фермента, и
он теряет свою каталитическую активность. Наибольшая активность
наблюдается в тканях с интенсивным метаболизмом (печень, клубни).
Таблица 2. Влияние температуры на активность каталазы
№
Условия
предварительной
обработки
Интенсивность
выделения O₂
Вывод об активности
каталазы
1
Комнатная температура
+++
Оптимальные условия,
высокая активность
2
t° (60-70°C)
-
Фермент
денатурирован,
активность отсутствует
3
t° (0-4°C)
+
Активность снижена,
но фермент не
разрушен

2.

Вывод: Активность каталазы сильно зависит от температуры. При комнатной
температуре фермент проявляет максимальную активность. Высокая температура
(60-70°C) вызывает необратимую денатурацию белковой молекулы каталазы, что
полностью останавливает реакцию. Низкая температура (0-4°C) замедляет
активность фермента, но не разрушает его структуру, поэтому при повышении
температуры активность может восстановиться. Это подтверждает белковую природу
каталазы.
Часть 3. Выполните задания.
Задание 1. Выберите верные утверждения.
1. Каталаза ускоряет реакцию синтеза пероксида водорода в клетке.
2. Активность каталазы наблюдается только в клетках животных.
3. При кипячении происходит денатурация каталазы, и она теряет свою
активность.
4. Выделение пузырьков газа в пробирке – признак протекания реакции,
катализируемой каталазой.
5. Низкая температура не разрушает каталазу, а лишь замедляет ее
работу.
6. Каталаза является небелковым веществом, поэтому ее активность не
зависит от температуры.
3
4
5
Ответ:
Задание 2. Укажите причину, по которой в пробирке с вареным
картофелем не наблюдается активного выделения пузырьков
кислорода.
1.
2.
3.
4.
При варке пероксид водорода разрушается.
Клетки вареного картофеля не производят пероксид водорода.
Высокая температура денатурировала фермент каталазу.
В вареном картофеле отсутствует вода, необходимая для реакции.
3
Ответ:
Задание 3. Расположите этапы механизма действия каталазы в
правильной последовательности.
1.
2.
3.
4.
5.
Образование фермент-субстратного комплекса (каталаза-пероксид
водорода).
Высвобождение молекулярного кислорода и воды.
Связывание молекулы пероксида водорода с активным центром
каталазы.
Каталитическое расщепление пероксида водорода.
Восстановление активного центра каталазы для новой реакции.
Ответ:
3
1
4
2
5

3.

Задание 4. Установите соответствие между образцом из эксперимента
и предполагаемой интенсивностью выделения кислорода.
Образец
А) сырая печень
Б) вареный картофель
В) лист комнатного растения
Г) охлажденный сырой картофель (0-4°C)
Интенсивность
1) отсутствует
2) слабая
3) высокая
4) средняя
Ответ:
А
Б
В
Г
3
1
4
2
Задание 5. Объясните, почему активность каталазы особенно
высока в таких тканях, как печень и клубни, корнеплоды. В своем
ответе укажите биологическую роль каталазы и метаболические
особенности данных тканей.
Каталаза выполняет защитную функцию, обезвреживая токсичный пероксид
водорода (H₂O₂), который образуется в клетках как побочный продукт
окислительных процессов. Печень является главным органом детоксикации
организма, где протекают интенсивные окислительно-восстановительные реакции,
поэтому в ней образуется большое количество H₂O₂. Для его обезвреживания
требуется высокая активность каталазы.
Клубни (картофель) и корнеплоды являются запасающими органами с активным
дыханием и метаболизмом, особенно при прорастании. В них также образуется
значительное количество пероксида водорода в процессе клеточного дыхания, что
требует эффективной работы каталазы для защиты клеток от окислительного
повреждения.
Задание 6. Оцените, верны ли следующие утверждения.
Утверждение
Верно/неверно
Каталаза способна ускорять как разложение, так и
синтез пероксида водорода.
неверно
Опыт с каталазой можно использовать как
доказательство того, что все ферменты имеют
белковую природу.
верно
Если охладить пробирку с активной реакцией в ледяной
воде, выделение пузырьков полностью прекратится.
неверно
Активность каталазы в печени высока, потому что этот
орган является основным местом обезвреживания
пероксида водорода в организме.
верно

4.

Задание 7. Найдите ошибку.
Ученик Петя проводил опыт и получил следующие результаты:
Пробирка 1 (сырая печень + H₂O₂) — бурная реакция.
Пробирка 2 (вареный картофель + H₂O₂) — реакция отсутствует.
Пробирка 3 (сырая печень, обработанная уксусом + H₂O₂) — бурная
реакция.
Пробирка 4 (сырой картофель в кипятке на 1 минуту + H₂O₂) — бурная
реакция.
Какие два результата вызывают сомнение и противоречат
теоретическим знаниям о свойствах ферментов? Объясните, почему.
Сомнительные результаты:
Пробирка 3: Сырая печень, обработанная уксусом + H₂O₂ — бурная реакция.
Пробирка 4: Сырой картофель в кипятке на 1 минуту + H₂O₂ — бурная реакция.
Объяснение: Кислая среда (уксус) вызывает денатурацию белков, в том числе
каталазы, поэтому в пробирке 3 не должно быть бурной реакции. Кипячение в
течение 1 минуты приводит к необратимой денатурации фермента, поэтому в
пробирке 4 также не должно наблюдаться активного выделения кислорода. Оба
результата противоречат свойствам ферментов и указывают на ошибки в
проведении или интерпретации эксперимента.
Задание 8. Вставьте в текст пропущенные термины.
В ходе лабораторной работы мы изучали свойства фермента каталазы,
который расщепляет токсичный для клетки пероксид водорода (H₂O₂).
Визуальным признаком протекания реакции было выделение газа
кислорода (О₂). Мы экспериментально убедились, что данный фермент
является белком, так как его активность зависит от температуры. После
кипячения образцов реакция не шла, потому что произошла денатурация
фермента, что доказывает его белковую природу.