Concetti chiave
Chimica
Acidi
Basi
Temperatura
Fisiologia
Biologia molecolare
Introduzione
Il fegato è importante per ripulire eventuali sostanze potenzialmente pericolose che si consumano. Ma come lo fa?- Con un piccolo aiuto da una chimica complessa. All’interno del fegato, come in ogni tessuto del corpo, si verificano molte reazioni chimiche. Spesso queste reazioni richiedono “aiuto” per accadere ad una velocità più veloce, e questo può essere fornito da enzimi—piccoli tipi di proteine.,
Il fegato utilizza enzimi specializzati per aiutarlo ad abbattere le sostanze tossiche e renderle più sicure per il corpo da elaborare. Ma un enzima, proprio come le reazioni chimiche che modifica, ha bisogno di determinate condizioni per fare il suo lavoro. Quindi, alcuni ambienti possono rendere efficace un enzima epatico, mentre altri possono impedirgli di funzionare.
Background
Una reazione chimica si verifica quando i composti si uniscono e le loro molecole interagiscono per formare nuovi composti. A volte queste reazioni avvengono da sole, di solito sono molto veloci e spontanee e emettono energia., Altre reazioni chimiche hanno bisogno di energia, senza la quale procederebbero molto lentamente o per niente. Gli enzimi possono aiutare ad accelerare questi tipi di reazioni chimiche.
Gli enzimi sono grandi proteine che accelerano la velocità di una reazione chimica agendo come catalizzatore. Un catalizzatore fornisce l’ambiente necessario per la reazione, accelerando in tal modo. Alcuni catalizzatori funzionano per certi tipi di reazioni; in altre parole, ogni enzima ha un particolare tipo di reazione che può attivare., Gli enzimi possono essere molto pignoli e talvolta devono essere in determinati ambienti o condizioni per funzionare bene—o del tutto. Alcuni enzimi possono anche essere danneggiati, come quando esposti a troppo calore. Un enzima danneggiato potrebbe non funzionare più per catalizzare una reazione chimica.
La catalasi è un enzima nel fegato che scompone il perossido di idrogeno dannoso in ossigeno e acqua. Quando si verifica questa reazione, le bolle di gas di ossigeno fuoriescono e creano schiuma.,
Materiali
• Materie fegato (freschi o congelati, scongelati; un quarto di libbra)
• Coltello
• tagliere
• Blender
• Acqua
• Frigorifero
• contagocce
• piatto di Grandi dimensioni
• il perossido di Idrogeno (nuovo o recentemente acquistato la bottiglia funziona meglio)
• la Misura di un cucchiaino di
• Due ciotole
• Aceto
• Bicarbonato di sodio
• ciotola per Microonde (con copertura)
• forno a Microonde
Preparazione
• Completamente disinfettare qualsiasi superficie che il raw fegato tocchi durante questa attività.,
• Sul tagliere, tagliare con cura il fegato in piccoli pezzi a forma di cubo, lunghi da uno a due centimetri. Fare attenzione con il coltello affilato. (Un adulto potrebbe aver bisogno di aiutare con questo.)
• Mettere i cubetti di fegato in un frullatore e aggiungere un volume uguale di acqua. Frullare ad alta velocità, pulsando quando necessario, fino a quando il fegato è liscio e non ci sono pezzi. Fai attenzione alle lame affilate nel frullatore.
• Conservare il fegato miscelato in frigorifero.
Procedura
* Mettere una goccia di fegato mescolato sul piatto grande. Alla goccia di fegato miscelato, aggiungere una goccia di perossido di idrogeno., Si dovrebbe vedere un sacco di bolle! Di cosa pensi siano fatte le bolle? Ciò dimostra che l’enzima catalasi del fegato sta lavorando per avviare la reazione chimica che scompone il perossido di idrogeno che sarebbe dannoso per il corpo in composti meno pericolosi.
* Per testare l’effetto di un acido sull’enzima epatico, mettere un cucchiaino di fegato mescolato in una ciotola e mescolare bene con un cucchiaino di aceto. Qual è il colore e la consistenza di questa miscela? Mettere una goccia della miscela su una parte pulita del piatto grande e aggiungere una goccia di perossido di idrogeno ad esso., Rispetto al fegato miscelato non trattato, ha fatto più, meno o circa la stessa quantità di bolle forma? Si sono formati più lentamente, più rapidamente o alla stessa velocità?
* Per testare l’effetto di una base, mettere un cucchiaino di fegato mescolato in una ciotola e mescolare con un cucchiaino di bicarbonato di sodio. Qual è il colore e la consistenza di questa miscela? Mettere una goccia della miscela su una parte pulita del piatto grande e aggiungere una goccia di perossido di idrogeno ad esso. Si sono formate più, meno o circa la stessa quantità di bolle? Si sono formati più lentamente, più rapidamente o alla stessa velocità?,
• Per testare l’effetto del calore, mettere un cucchiaino di fegato mescolato in una ciotola a microonde. Coprire la ciotola e microonde in alto per 20 secondi. Come si occupa il fegato mescolato dopo il riscaldamento? Rimuovere una quantità di goccia del fegato riscaldato e metterlo su una parte pulita del piatto grande. Aggiungere una goccia di perossido di idrogeno ad esso. Si sono formate più, meno o circa la stessa quantità di bolle? Si sono formati più lentamente, più rapidamente o alla stessa velocità?
• In base alle tue osservazioni, in quali condizioni sembra che l’enzima funzioni meglio?, Quali condizioni lo rendono il peggiore? Perché pensi che sia così?
• Extra: prova a sperimentare con altre condizioni. Ad esempio, provare a congelare un po ‘ di fegato mescolato o mescolarlo con sale e quindi testare l’attività dell’enzima. Oppure si potrebbe provare ad aggiungere più di un cucchiaino di aceto o bicarbonato di sodio e quindi testare l’enzima. In quali condizioni l’enzima funziona bene e in quali condizioni funziona male?
• Extra: Si potrebbe provare questa attività di nuovo utilizzando un altro enzima, chiamato bromelina, che digerisce le proteine e può essere estratto da ananas., Una proteina che è divertente da digerire usando la bromelina è la gelatina, che si trova in molti budini e dessert gelatinosi. In che modo le diverse condizioni influenzano la capacità della bromelina di digerire le proteine?
Osservazioni e risultati
Quando esposto al perossido di idrogeno, il fegato mescolato bolle meno quando mescolato con l’aceto o il bicarbonato di sodio rispetto a quando non è stato trattato? Ha fatto bolla ancora meno dopo che è stato riscaldato al microonde?
Un enzima ha bisogno di determinate condizioni di lavoro, e l’ambiente ideale può essere un suggerimento su dove l’enzima funziona normalmente nel corpo., E poiché diversi tessuti del corpo hanno ambienti distinti-acidi o caldi-ogni enzima è sintonizzato per funzionare meglio in condizioni specifiche.
Diversi tessuti del corpo hanno pH diversi (il pH è una misura di quanto sia basica o acida una soluzione). Il fegato mantiene un pH neutro (circa pH 7), che è più facile per i suoi enzimi, come la catalasi, a lavorare in. Di conseguenza, quando esposto al perossido di idrogeno il fegato avrebbe dovuto produrre più bolle (gas ossigeno) e ad un ritmo più veloce, quando non era trattato rispetto a quando esposto all’aceto o al bicarbonato di sodio., (Potrebbe essere gorgogliato di più se trattato con bicarbonato di sodio, rispetto all’aceto, perché potrebbe essere stato meglio in grado di riportare il pH a circa 7.)
Allo stesso modo, gli enzimi nel fegato sono anche utilizzati per funzionare a temperatura corporea (37 gradi Celsius), quindi il microonde del fegato miscelato a una temperatura più calda di quella dovrebbe aver danneggiato l’enzima catalasi e chiaramente diminuito la quantità di bolle quando è stato esposto al perossido di idrogeno.
Cleanup
Smaltire in modo sicuro qualsiasi carne di fegato crudo utilizzata in questa attività mettendola nella spazzatura quando hai finito., Disinfettare completamente tutte le superfici toccate dalla carne di fegato crudo durante questa attività e lavarsi accuratamente le mani con sapone e acqua tiepida.
Altro da esplorare
“Gli enzimi fanno girare il mondo” da Rader Chem4Kids.com
” Il tuo fegato”da KidsHealth
” Catalase”da David Goodsell e RCSB Protein Data Bank
” Fegato puzza!”dai compagni di scienza
“Quali frutti possono rovinare il vostro dessert?”da Science Buddies
Questa attività ha portato a voi in collaborazione con Science Buddies
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