Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…»




НазваРайонная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…»
Овсянникова Анна Константиновна
Дата канвертавання03.02.2013
Памер157.34 Kb.
ТыпДокументы
Районная научно-практическая конференция школьников

«Я намечаю путь к открытию…»


Фермент уреаза

ЯНАО, Пуровский район, п. Пурпе-1

МОУ ДОД «Дом детского творчества п.Пурпе »


Автор Овсянникова Анна Константиновна

Обучающийся объединения «Искатель» МОУ ДОД «Дом детского творчества п.Пурпе»,

п. Пурпе- 1, Пуровского района, ЯНАО.


Руководитель Костенко Любовь Семеновна,

Преподаватель объединения «Искатель» высшей квалификационной категории,

МОУ ДОД «детского творчества п.Пурпе»,

п. Пурпе- 1, Пуровского района, ЯНАО


Пурпе

2011


Фермент уреаза

Овсянникова Анна Константиновна

Обучающийся объединения «Искатель» МОУ ДОД «Дом детского творчества п.Пурпе»,

п. Пурпе- 1, Пуровского района, ЯНАО.


Краткая аннотация.

Целью моей работы является выявление экспериментальным путем свойств фермента уреазы и определение организмов, вырабатывающих ее. В ходе работы я узнала, что данный фермент, являющийся продуктом жизнедеятельности болезнетворной бактерии, служит причиной таких заболеваний, как гастрит, язва и рак пищеварительного тракта. Для обнаружения фермента используется мочевина, неорганическое вещество, получающееся в ходе химических реакций нашего организма, при этом реакции возможны только с мочевиной. Уреаза находится в различных растительных объектах. Активность фермента зависит от температуры. Данный фермент играет большую роль в жизни человека, так как способен расщеплять мочевину, наличие которой проводит к различным заболеваниям.


Фермент уреаза

Овсянникова Анна Константиновна

Обучающийся объединения «Искатель» МОУ ДОД «Дом детского творчества п.Пурпе»,

п. Пурпе- 1, Пуровского района, ЯНАО.


Аннотация.

Уреаза – это белок, состоящий из аминокислот, который ускоряет химическую реакцию, то есть является катализатором и расщепляет мочевину до аммиака и углекислого газа. Специфичность этого белка заключается в том, что он разлагает только мочевину. Целью моей работы является определение экспериментальным путем свойств фермента уреазы и наличие его в растительных объектах. В ходе опытов было установлено, что качественной реакцией на уреазу, которая содержалась в суспензии семян арбуза, является мочевина, этим же методом было определено содержание мочевины (карбомида) в жевательной резинке Orbit. При этом от этого фермента мочевина расщепилась до углекислого газа и аммиака, последний, соединяясь с ионами водорода, образует ионы аммония, повышающие щелочную среду (pH=9). Фермент был обнаружен мочевиной в семенах растений: соевых бобах, тыквы, огурца, кабачка и гороха. Из – за своей специфичности, фермент уреаза в реакцию с тиомочевинной не вступил, так как в отличии от мочевины в ней содержится сера. Опыты показали, что уреаза сохраняет свою активную функцию только при комнатной температуре, при нагревании белок сворачивается – денатурируется – и реакция не идет, при охлаждении его активность замедляется. Такими методами, с помощью фермента уреазы, можно определить мочевину в крови и моче человека.


Содержание













Стр.

I.

Введение.







1.1

Актуальность темы. ……………………………………………………………..

5




1.2

Цель. ……………………………………………………………………………...

6

II.

Идея, задачи, гипотеза исследования.







2.1

Основная идея и задачи. ………………………………………………………..

7




2.2

Гипотеза. ………………………………………………………………………...

7




2.3

Метод исследования. …………………………………………………………..

7




2.4

Значимость исследования. ……………………………………………………...

7

III.

Основная часть.







3.1

Качественная реакция на фермент уреазу. …………………………………….

8




3.2

Определение фермента уреазы в различных растительных объектах. ………

9




3.3

Определение мочевины в жевательных резинках. …………………………...

10




3.4

Специфичность фермента уреазы. ……………………………………………..

11




3.5

Влияние температуры на активность фермента уреазы. ……………………...

12

IV.

Вывод. …………………………………………………………………………………..

13

V.

Список литературы. ……………………………………………………………………

14

VI.

Приложение.







Приложение 1. …………………………………………………………………...

I







Приложение 2. …………………………………………………………………...

II




Приложение 3. …………………………………………………………………...

III




Приложение 4. …………………………………………………………………...

IV




Приложение 5. …………………………………………………………………...

V

































Фермент уреаза

Овсянникова Анна Константиновна

Обучающийся объединения «Искатель» МОУ ДОД «Дом детского творчества п.Пурпе»,

п. Пурпе- 1, Пуровского района, ЯНАО.





  • Введение.

  • Актуальность темы.

Актуальность выбранной мною темы можно выразить словами знаменитого ученого И.П. Павлова: «Ферменты … обусловливают собой те процессы, благодаря которым проявляется жизнь, они и есть в полном смысле возбудители жизни. Ни один химический процесс в живых организмах не может протекать без ферментов».

В настоящее время прогрессируют такие заболевания, как гастрит, язва и рак пищеварительного тракта. В обществе есть мнение, что это связанно манерой питания «на бегу» у современного поколения. Мне стало интересно, так ли это на самом деле? Проанализировав множество литературы, я в научно – методическом журнале «Химия в школе» №8 2010 г. прочитала статью о том, что вызывает эти заболевания. Пятнадцать лет назад учеными была обнаружена бактерия Хеликобактер пилори (Helicobacter pylori) в желудке человека, где ни один микроорганизм не может существовать принципе, из-за высокого содержания соляной кислоты. А эта бактерия мало того, что существует в этих условиях, но и беспрерывно ведет свою «подрывную деятельность». Продуктом ее жизнедеятельности является фермент уреаза, которая расщепляет мочевину, содержащуюся в продуктах питания, на углекислый газ и аммиак. Последний, соединяясь с ионами водорода, образует ион аммония NH4+ , что дает очень высокую щелочную среду (PH=9) , она позволяет бактерии не только выжить выживать, но и разъедает стенки желудка. Этим самым бактерия дезорганизует работу желудка, является причиной появления язв и гастритов, которые в ее присутствии могут привести к более страшным, необратимым последствиям. В 1994 г. Всемирная организация здравоохранения занесла Хеликобактер пилори в разряд канцерогенов первого класса.

После прочитанного я решила заняться изучением свойств фермента уреаза. Как известно ферменты являются неотъемлемой частью нашего организма, они есть катализаторы протекающих в организме реакций. Уреаза содержится в семенах сои, арбуза и других растений, прекрасно извлекается из сырья, а опыты с ферментом не требуют особой подготовки. Единственное условие при работе это то, что вся используемая посуда должна быть чистой и промываться после каждого опыта, потому

что мельчайшие частицы биологического материала способны искажать полученные результаты.

Цель: экспериментально исследовать свойства фермента уреазы и определить, какие растительные организмы ее вырабатывают.


\



  • Идея, задачи, гипотеза исследования.

  • Основная идея и задачи.

Основная идея изучить свойства фермента уреазы, и методику этого исследования предложить применить на уроках биологии, химии и на элективных курсах.

Задачи, требующие решения для воплощения идеи:

  • Определить свойства уреазы.

  • Определить фермент уреазу в растительных объектах.

  • Определить наличие мочевины в жевательных резинках.

  • Определить специфичность фермента уреазы.

  • Определить влияние температуры на активность уреазы.



  • Гипотеза.

Если попытка обнаружить фермент может оказаться успешной, то ее стоит предпринять, а опыты использовать для уроков биологии при изучении темы «Белки» и для практических работ.

  • Метод исследования.

Для исследования полагаю использовать экспериментальный и монографический методы, а также наблюдение.

  • Значимость исследования.

После моего исследования ученики смогут узнать больше о ферментах, а именно о свойствах уреазы и ее обнаруживании, и применить полученные знания при изучении темы «Белки», «Ферменты» на уроках биологии и элективных курсах.


Фермент уреаза

Овсянникова Анна Константиновна

Обучающийся объединения «Искатель» МОУ ДОД «Дом детского творчества п.Пурпе»,

п. Пурпе- 1, Пуровского района, ЯНАО.



  • Основная часть.



  • Качественная реакция на фермент уреазу (Ферментативное разложение мочевины). (Приложение 1)

Уреаза относится к классу гидролитических ферментов. Реакция, катализируемая уреазой, протекает следующим образом:


H2N – CO – NH2 + H2O

уреаза


2NH3 + CO2.

NH3 + H+ NH4+

Для проведения работы подготовила:

  • Арбузные семечки – 4 – 5 шт.;

  • Дистиллированная вода;

  • Мочевина – 1% раствор;

  • Фенолфталеин – 0,1% спиртовой раствор;

  • Фарфоровые ступка и пестик;

  • Мерный цилиндр;

  • Рис. 1. Строение белка

  • Пробирки – 2 шт.

Этапы работы:

  • Растерла в ступке очищенные от оболочки арбузные семечки с 10 мл воды до образования однородной суспензии.

  • Перелила полученную суспензию в две пробирки.

  • В первую пробирку налила 5 мл раствора мочевины, во вторую – 5 мл дистиллированной воды.

  • В каждую из пробирок добавила по 2 – 3 капли спиртового раствора фенолфталеина.

  • Перемешала содержимое пробирок.

  • Суспензия арбузных семян в первой пробирке (с мочевиной) окрасилось в бледно-малиновый цвет после добавления фенолфталеина, и обильно стали выделяться пузырьки углекислого газа, что является подтверждением наличия уреазы в арбузных семечках. Изменений во второй пробирке не произошло.



  • Определение фермента уреазы в различных растительных объектах. (Приложение 2)

Для проведения работы подготовила:

  • Дистиллированная вода;

  • Мочевина – 1% раствор;

  • Фенолфталеин – 0,1% спиртовой раствор;

  • Соевые бобы;

  • Семена тыквы (гороха, огурцов, кабачков);

  • Фарфоровые ступка и пестик;

  • Мерный стакан;

  • Пробирки – по 2 шт. для каждого вида семян.

Этапы работы:

  • Растерла в ступке очищенные от оболочки семечки бобов, гороха, тыквы и огурцов с 5 мл воды до образования однородной суспензии.

  • Перелила полученную суспензию в пробирки (по две пробирки на каждый вид).

  • Налила в половину пробирок по 5 мл раствора мочевины.

  • В другую половину пробирок прилила по 5 мл дистиллированной воды.

  • В каждую пробирку добавила по 2-3 капли спиртового раствора фенолфталеина.

  • Перемешала содержимое пробирок и оставила при комнатной температуре и вела наблюдения.

  • Содержимое пробирки с суспензией семян огурцов, после добавления мочевины и раствора фенолфталеина, окрасилось в бледно-малиновый цвет, и обильно стали выделяться пузырьки углекислого газа, ощущался запах аммиака. Позднее такой же эффект наблюдался в пробирках с суспензиями семян соевых бобов, тыквы, гороха, кабачка. В пробирках с дистиллированной водой изменений не произошло. Это доказывает, что во всех взятых растительных объектах присутствует фермент уреаза.

С помощью данного метода можно определить не только наличие уреазы, но и содержание мочевины в различных объектах. Разработаны многочисленные методы определения мочевины в крови, моче и других биологических жидкостях, в основе которых лежит данная биохимическая реакция. Также в качестве объекта исследования можно выбрать жевательную резинку. Она интересна тем, что ее применение позволяет значительно снизить кислотность в ротовой полости. В слюне, зубном налете имеется большое количество микроорганизмов, влияющих на кислотно-основное состояние полости рта в норме и патологии. Так, некоторые микроорганизмы образуют уреазу, вызывающую гидролиз мочевины с образованием аммиака. Аммиак связывает ионы водорода с образованием иона аммония, что приводит к подщелачиванию ротовой жидкости. Одни производители жевательных резинок в качестве нейтрализующего средства используют бикарбонат натрия, другие – мочевину (карбамид).



  • Определение мочевины в жевательных резинках. (Приложение 3)

За счет содержащейся в жевательной резинке мочевины и фермента уреаза, вырабатываемого микроорганизмами, кислотность ротовой полости способна снижаться. Реакция протекает следующим образом:

NH3 + H+ NH4+

Для проведения работы подготовила:

  • Арбузные семечки (2 – 3 шт.);

  • Дистиллированная вода;

  • Фенолфталеин – 0,1% спиртовой раствор;

  • Жевательные резинки;

  • Фарфоровые ступка и пестик;

  • Фарфоровая чашка;

  • Мерный цилиндр;

  • Пробирка.

Этапы работы:

  • Растерла в ступке очищенные от оболочки арбузные семечки с 5 мл воды до образования однородной суспензии.

  • Перелила полученную суспензию в пробирку.

  • Приготовила вытяжку из жевательной резинки двух разных фирм. Для этого положила измельченную резинку в фарфоровую чашку, залила 5 – 7 мл горячей дистиллированной воды. Для лучшей экстракции постоянно помешивала содержимое. Охладила смесь до комнатной температуры.

  • Налила полученную вытяжку в пробирку с суспензией из арбузных семечек.

  • Прилила к содержимому пробирки несколько капель раствора фенолфталеина и перемешала.

  • Вытяжка жевательной резинки, содержащей мочевину (карбамид), после добавления суспензии арбузных семян и фенолфталеина окрасилась в бледно-малиновый цвет. Во второй пробирке изменений не произошло.



  • Специфичность фермента уреазы. (Приложение 4)

Для проведения работы подготовила:

  • Арбузные семечки (2 – 3 шт.);

  • Дистиллированная вод;

  • Тиомочевина – 1% раствор;

  • Фенолфталеин – 0,1% спиртовой раствор;

  • Фарфоровые ступка с пестиком;

  • Мерный цилиндр;

  • Пробирка.

Этапы работы:

  • Растерла в ступке очищенные от оболочки арбузные семечки с 5 мл воды до образования однородной суспензии.

  • Перелила полученную суспензию в пробирку.

  • Налила в пробирку 5 мл раствора тиомочевины.

  • Долила в пробирку 5 мл воды и добавила 2 – 3 капли спиртового раствора фенолфталеина.

  • Перемешала содержимое пробирки и оставила при комнатной температуре на несколько минут.

  • Изменений не произошло. Это доказывает специфичность фермента.



  • Влияние температуры на активность фермента уреазы. (Приложение 5)

Все предыдущие опыты я проводила при обычных условиях, а именно при комнатной температуре. Теперь, я думаю, стоит изучить и это свойство.

Для проведения работы подготовила:

  • Арбузные семечки (8 – 10 шт.);

  • Дистиллированная вода;

  • Мочевина – 1% раствор;

  • Фенолфталеин – 0,1% спиртовой раствор;

  • Фарфоровая ступка и пестик;

  • Мерный цилиндр;

  • Пробирки (3 шт.);

  • Спиртовка;

  • Пробиркодержатель;

  • Стакан с охлаждающей смесью льда и поваренной соли.

Этапы работы:

  • Растерла в ступке очищенные от оболочки арбузные семечки с 15 мл воды до образования однородной суспензии.

  • Перелила полученную суспензию в три пробирки.

  • Первую пробирку поставила в холодильник до полного замерзания суспензии. Когда суспензия замерзла, прилила к ней 5 мл мочевины и несколько капель фенолфталеина.

  • Во вторую пробирку добавила 5 мл раствора мочевины и 2 – 3 капли раствора фенолфталеина. Оставила ее в качестве контрольной.

  • Суспензию в третьей пробирке нагрела до кипения. После охлаждения до комнатной температуры, добавила 5 мл мочевины и несколько капель фенолфталеина.

  • В первой пробирке от пониженной температуры окрашивания фенолфталеина в бледно-малиновый цвет не произошло. В третьей пробирке белок свернулся, то есть свою функцию в расщеплении мочевины утратил. В контрольной пробирке стали обильно выделяться пузырьки углекислого газа, и фенолфталеин приобрел бледно-малиновое окрашивание от иона аммония.



  • Вывод.

Аналогичным способом можно выявить наличие уреазы, вырабатываемой бактерией Хилокобактер пилори. Экспресс – тест основан на определении активности фермента уреазы в биоптате (материале, полученном путем биопсии). Биоптат слизистой оболочки желудка сразу подвергается исследованию. Цветная реакция, развивающаяся в геле через 1-2 или 30 минут, указывает на наличие или отсутствие уреазной активности в биоптате. Хеликобактер пилори содержит большое количество уреазы, которая гидролизует мочевину до иона аммония NH4+. Образование иона аммония регистрируется изменением цвета индикатора, присутствующего в геле.

Несколько лет назад на Западе стали использовать другой прием для определения наличия в желудке человека болезнетворной бактерии – уреазный дыхательный тест. Суть его в следующем. При наличие Хеликобактера желудке синтезируется фермент уреаза, который у здорового человека отсутствует. Пациенту дают выпить слабый раствор мочевины, обогащенный природным нерадиоактивным нуклидом углерода 13С. В присутствии бактерии мочевина под действием уреазы разлагается на углекислый газ и аммиак. Аммиак реагирует с кислотой желудочного сока, а углекислый газ попадает в кровь и выводится из организма через легкие. При этом в выдыхаемом пациентом воздухе увеличивается содержание изотопа углерода 13С. При отсутствии бактерии мочевина не разлагается и никаких изменений в составе выдыхаемого воздуха не происходит. Эти методы по определению уреазы в пищеварительном тракте разработали два австралийских ученых.

Также фермент уреаза имеет практическое значение. С ее помощью можно определить мочевину в крови, в моче и бассейне. Ее наличие в крови уменьшает эластичность сосудов и повышает густоту крови и является ядов для всего организма. Находясь в моче, мочевина способна вызывать мочекаменную болезнь, вода бассейнов, содержащая ее, пересушивает кожу. Уреаза играет важную роль в круговороте N2 в природе, разлагая выделяемую животными мочевину на CO2 и NH3. Последний используется почвенными бактериями для биосинтеза белка.



  • Список литературы.

Гусева К. Е., Проскурина И. К. Разработка химического эксперимента с экологическим содержанием // Химия в школе. – 2002. №10. – С. 72–74.

Кульберг Л. М. Синтез органических реактивов для неорганического анализа. – М.: ГОНТИ, 1947.

Научно – методический журнал Химия в школе. – 2010. №8. С. 62-66.

Самнер Дж. Химия ферментов и методы их исследования / Пер. с англ.; Под ред. В. А. Энгельгардта. – М., 1948.

Цыгонов А. Р. Биохимия. Практикум: Учебное пособие. – Минск: ИВЦ Минфина, 2007.

Шеховцева Т. Н. Ферменты: их использование в химическом анализе // Соросовский оброзовательный журнал. – Т. 6. – 2000. №1. - С. 44-48.



Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт

Падобныя:

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconРайонная научно-практическая конференция «Мой край в судьбе России» 19. 05. 2012

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconКомитет по образованию администрации ленинского района приказ
Моу «Лицей №124» прошла районная научно-практическая конференция по информатике, в которой приняли участие 17 учащихся

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconПрограмма для молодежи и школьников «шаг в будущее»
Городская научно-практическая конференция молодых исследователей «шаг в будущее – 2011»

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconIx городская научно-практическая конференция школьников «Первые шаги в науку» От абака до компьютера
Цель работы: сбор дополнительного материала для использования на уроках математики и информатики о древних способах умножения и о...

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconРайонная научно практическая конференция по математике «Шаг в науку»
В юности у меня было два любимых занятия: математика и шахматы. Причина, по которой я предпочел шахматы математике, может показаться...

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconГородская научно-исследовательская конференция филологической конференции школьников имени Д. С. Лихачёва «Уильям Шекспир. Поэмы и сонеты» Ученица 8-б класса «мбоу сош №31»
Городская научно-исследовательская конференция филологической конференции школьников имени Д. С. Лихачёва

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» icon«Согласовано» Заместитель директора по профильному образованию
Открытая инновационная научно-практическая конференция «Medice, cura te ipsum!» (далее — Конференция) является образовательной программой,...

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconНаучно-практические конференции, семинары с участием сотрудников кгкм
Научно-практическая конференция «Новгород и новгородская земля». Г. Новгород Великий

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconСекция литературы V научно-практическая конференция школьников «Шаг в науку» Муниципальное общеобразовательное учреждение
Узнав из изучаемых в школе произведений XIX века о дуэлях, о трагическом конце их участников, о бессмысленной смерти талантливых,...

Районная научно-практическая конференция школьников «Я намечаю путь к открытию…» iconМеждународная научно-практическая конференция молодых ученых и студентов

Размесціце кнопку на сваім сайце:
be.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©be.convdocs.org 2012
звярнуцца да адміністрацыі
be.convdocs.org
Галоўная старонка