Biologi B - Fordøjelse – virkningen af enzymer

Formål

Formålet med forsøget er at undersøge nedbrydningen af stivelse ved hjælp af enzymet spytamylase.

Teori

Menneskets føde består hovedsageligt af store, sammensatte molekyler (proteiner, fedtstoffer og polysakkarider), som ikke umiddelbart kan anvendes i kroppen. De spaltes derfor i mave- tarmkanalen i mindre enheder, der optages i blodet og transporteres rundt i kroppen. Her anvendes de enten som byggesten til vækst og vedligeholdelse eller som brændstof i respirationen, der frembringer energi til organismens livsprocesser.

Polysakkaridet stivelse er i de fleste tilfælde kroppens vigtigste brændstof. De består af lange kæder af glukosemolekyler (op til 30.000). Stivelse fås især igennem planteføde, fx brød, kartofler, pasta og ris. Enzymet amylase som findes i spyt, omdanner stivelse til en blanding af maltose og glukose. Jod (J₂) farver en stivelsesopløsning blå, hvorimod en maltose- og glukoseopløsning ikke farves. Der er derfor muligt tidsmæssigt at følge amylasens nedbrydning af stivelse.

Enzymers virke er bl.a. afhængig af temperatur og pH. Spytamylase virker bedst ved en pH på 6-7, og bliver ødelagt, når det kommer ned i mavesækken, hvor pH er 1-2. man kan som en tommelfingerregel gå ud fra, at enzymerne virker dobbelt så hurtigt, hver gang temperaturen stiger med 10^oC. Dog ødelægges de fleste enzymer ved temperaturer over 40^oC. Nogle giftstoffer, bl.a. tungmetaller, nedsætter eller ødelægger enzymernes virkning.

Materialer

5% stivelseopløsning, 0,2% jodopløsning, 0,3%NaCl-opløsning, spytopløsning, demineraliseret vand, 500 ml bægerglas, 25 og 100 ml målekolber, 25 og 250 ml måleglas, reagensglas med prop, reagensstativer, 2 og 5 ml fuldpipetter, pipettesug, køkkenrulle, termometer samt ur med sekundviser.

Fremstilling af opløsninger

Alle de nævnte opløsninger kan eventuelt blandes på forhånd af læreren. For at opnå gode resultater, er det vigtigt, at alle opløsninger har stuetemperatur, inden de benyttes.

Jodopløsning (0,2%)
Bland 0,5 g jod (J2) og 1,5 g kaliumiodid (KI) i et 250 ml måleglas og fyld op til 250 ml med dem. Vand. Opbevar opløsningen i en glasflaske.

Stivelsesopløsning (5%)
Afvej 10 g stivelse i et 500 ml bægerglas og tilsæt 200 ml dem. Vand. Opløsningen opvarmes under konstant omrøring til kogning og afkøles derefter med postevand. Ud fra denne stamopløsning fremstilles de i skemaet viste opløsninger.

NaCl-opløsning (0,3%)
Afvej 0,75 g NaCl i et 500 ml bægerglas og tilsæt 250 ml dem. Vand.

Spytopløsning
Skyl munden grundigt i postevand og spyt i en tragt placeret i et 25 ml måleglas indtil der er mindst 10 ml, fyld derefter op til stegen med 0,3% NaCl. Hvis der laves en fælles spytopløsning for hele klassen, skal der bruges en 100 ml målekolbe og opsamles mindst 40 ml spyt.

Fremgangsmåde

Nr.	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ml stamopløsning	100	50	20	10	5	2	0,2	0,02	0
ml demineraliseret vand	0	50	80	90	95	98	99,8	99,98	100
% stivelse	5,0	2,5	1,0	0,5	0,25	0,1	0,01	0,001	0,0

Placere 10 reagensglas i en reagensglasholder og mærk dem fortløbende fra 1 til 10. Tilsæt derefter 5 ml af stivelsesopløsningerne 1 til 9 i de respektive reagensglas med en 5 ml fuldpipette. Blindprøven (nr. 10) tilsættes 5 ml opløsning nr. 7.
Tilsæt alle glassene 2 dråber jodopløsning med en dråbepipette. Sæt prop i eller tommeltot for og ryst, så opløsningen blandes godt. Noter opløsningens farve.
Tilsæt reagensglas nr. 8 2 ml spytopløsning med en 2 ml fuldpipette, ryst glasset og se hvad der sker. Noer hvor lang tid det tager, inden der sker en reaktion.
Tilsæt derefter de resterende prøver spytopløsning med et minuts mellemrum og ryst. Noter de præcise tidspunkter med sekunders nøjagtighed (t₁). Blindprøven (nr. 10) tilsættes dog 2 ml 0,3% NaCl i stedet for spytopløsning.
Iagttag prøverne og noter tidspunktet når farven skifter (t2). Det er vigtigt, at en i gruppen hele tiden betragter prøverne og noterer hvad der sker. Specielt ved prøverne med de højeste numre skal man være opmærksom, idet farveomslaget sker hurtigt.

Resultater

Indfør resultaterne i skemaet, og indtegn dem i et koordinatsystem med stivelseskoncentrationen ud ad X-aksen og tiden i minutter op ad Y-aksen. Tiden omregnes i decimaltal, dvs. at fx 2 min. Og 30 sek. Er lig med 2,5.

Reagensglas nr.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
% stivelse	5,0	2,5	1,0	0,5	0,025	0,1	0,01	0,001	0,0	0,01
t₁(min., sek.)
t₂(min., sek.)
t₂ – t₁ (min., sek.)

Diskussion

Beskriv og vurder resultaterne, idet følgende spørgsmål besvares:

Forklar kort hvad der sker i reagensglassene.
beskriv grafen, og forklar hvorfor reaktionen tager forskellig tid i reagensglassene
hvordan kan du være sikker på, at det er spytamylase , som er årsag til reaktionerne i prøverne?

Forslag til yderligere undersøgelser

lav en forsøgsopstilling, hvor du undersøger spytamylases virkning ved tre forskellige temperaturer. Lav en hypotese over resultatet inden du gennemfører forsøget.
Lav en forsøgsopstilling, hvor du undersøger spytamylases virkning i forhold til pH. Lav en hypotese over resultatet, inden du gennemfører forsøget.
Lav en forsøgsopstilling, hvor du undersøger et tungmetals (kobber, bly, nikkel eller krom) virkning på spytamylases aktivitet. Lav en hypotese over resultatet, inden du gennemfører forsøget.

Tilbage til Biologi B Øvelser