Исследовательская работа по химии Ферменты

МОУ СОШ п. Тарбагатай Петровск – Забайкальского района Читинской области











Исследовательская работа.
« Получение катализаторов из сока растений»

Выполнил: Ученица 10 Б класса Климова Кристина
Учитель: Шишмарёва С.Л.



























Содержание работы.
1 Введение. -3
2 Катализаторы в природе. -3
3 Методика исследования - 7
4 Выводы -7
5 Литература.-7




































1 Введение.
В наше время биологические катализаторы получают наиболее интенсивно.
Они играют огромную роль в биологических системах, так они регулируют все процессы жизнедеятельности развития организма. В настоящее время доказано, что в клетках всех организмов непрерывно действуют целые системы особых катализаторов, и их согласованная деятельность составляет основу питания и развития организма.
И.П. Павлов в полной мере оценил большую роль биологических катализаторов - ферментов. Он писал, что все химические процессы направляются в организме именно этими веществами. Они обуславливают собой те процессы, благодаря которым проявляется жизнь, они и есть в полном смысле слова « возбудители жизни».
Объект исследования: Сок растений.
Предмет исследования: Обнаружение катализаторов.
Цель исследования: Доказать наличие катализаторов в клетках растений.
Задачи исследования:
1 Отработать методы и приёмы качественного анализа с целью обнаружения веществ, входящих в состав исследуемого растения.
2 Применять научный подход к изучению явлений и делать логические выводы.
3 Соблюдать правила техники безопасности веществ.
4 Научиться работать с дополнительной литературой.
2 Катализаторы в природе. В более ранние эпохи - -до появления жизни –катализ играл огромную роль в природе. За счет действия катализаторов образовались те вещества. которые впоследствии оказались материальной основой развития организмов. разложение воды. образование формальдегида из воды и углекислого газа под влиянием света. Опарин высказал мысль, что ультрафиолетовое излучение солнца, наряду с катализаторами могло сыграть значительную роль в образовании аминокислот, что доказали Павловский и .Пасынский, облучая смесь формальдегида , нитратов и хлорида аммония. Через 20 часов в этой смеси образовались аминокислоты. Индийский ученый Бахадур доказал, что солнечный свет, действуя на смесь растворов параформальдегида с нитратом калия и хлоридом железа трехвалентного способствует образованию некоторых аминокислот. Хлорид железа играл роль катализатора. Бахадур обнаружил, что коллоидный оксид молибдена катализирует образование аминокислот из азота , воды и параформальдегида. Горные породы и минералы играли роль катализаторов. Японский ученый Акабори предположил, что те вещества из которых образовались белки могли возникнуть при действии катализатора – глины. Бернал. английский ученый считал, что реакции полимеризации шли за счет катализаторов неорганических- силикатов, сульфидов, оксидов. Ионы металлов катализировали окислительно восстановительные реакции. По гипотезе Опарина смеси высокомолекулярных веществ образовали капли – коацерваты. Эти капли способны к избирательной адсорбции, то есть могут предпочтительно поглощать некоторые определенные вещества. Капли, поглотившие катализаторы имели преимущество перед остальными, потому что катализаторы способствовали их образованию и сохранению. Таким путем возможно начиналась эволюция коллоидных систем, катализаторов, которые обеспечивали устойчивость частицы к различным внешним влияниям и ее способность к самовоспроизведению.
Оказывается в природе существуют фабрики образования веществ при участии катализаторов. То есть катализаторы формируют облик планеты.
В природе серная кислота в свободном состоянии не встречается, так как она химически активна, легко реагирует со многими металлами, неметаллами, оксидами, гидроксидами, солями. Поэтому месторождений ее на Земле не обнаружили. Но " естественные заводы" по ее производству оказывается есть. Это установила экспедиция в 30- годы крупнейшего советского геохимика Ферсмана. Обнаружив в центре огромной пустыни Каракумы многочисленные холмы, состоящие из смеси песка и серы, геологи набрали огромное количество образцов серы. Как и положено в таких случаях, образцы завернули в бумагу, снабдили этикетками, упаковали в ящики и , окончив экспедицию, отправили в Ленинград. Когда же по прибытии стали распаковывать образцы, многие этикетки оказались чем то изъедены, ящики местами прожжены, а из некоторых кусков серы капала маслянистая жидкость. Анализ жидкости показал, что это серная кислота. Разгадка пришла довольно скоро. Оказалось, что найденные серные холмы---не что иное, как естественные производители серной кислоты. В условиях жаркой пустыни сера легко окисляется в оксид серы (IV), а затем в оксид серы (VI) под действием атомного кислорода , образующегося при интенсивной солнечной радиации. Катализаторами, как выяснилось, служат оксиды металлов, содержащиеся в песке. Получившийся серный ангидрид, жадно поглощая ночную влагу, быстро превращается в кислоту. Хотя подобные "заводы" работали тысячи лет, озер из чистой серной кислоты найти не удалось. Реагируя с почвой кислота превращается в сульфаты, которые затем грунтовыми водами выносятся в моря. Катализаторы, находящиеся в составе живых организмов – ферменты.
Каждый фермент –это молекула белка, свернутая в клубок, в глобулу .Важнейшая часть такой глобулы – активный центр , небольшая область, где и проходит реакция, управляемая и ускоряемая ферментом. Можно представить себе несколько механизмов действия ферментов. Предположим, что реакция заключается во взаимодействии 2-х молекул. Сначала эти молекулы подходят друг к другу на достаточно близкое расстояние, затем между ними формируется хим. связь – образуется новая молекула. Но в отсутствии фермента,то есть катализатора, такая реакция идет очень медленно., пока 2 молекулы найдут друг друга в огромном по сравнению с ними пространстве внутриклеточной жидкости. А если и найдут и подойдут к друг другу, это еще не значит, что между ними возникнет хим. связь. Для этого молекулы должны быть активированными,обладать дополнительной энергией. А теперь представим себе, что в активном центре молекулы фермента есть 2 гнезда, точь в точь подогнанные под эти 2 молекулы; они укладываются в эти гнезда, их концы оказываются рядом –возникает новая хим. связь, образуется новая молекула. Она по своей конфигурации уже не подходит к активному центру в глобуле фермента и фермент эту молекулу выталкивает. На освободившееся место встают 2 другие реагирующие молекулы. Но фермент может действовать не только механически, он может на какое то время сам связываться с одной из реагирующих молекул. Такая молекула, после того как к ней присоединится фермент, обладает уже иными хим. свойствами, она гораздо охотнее реагирует с нужной молекулой. После этого фермент отщепляется. Посмотрим , как фермент лизоцим расщепляет молекулу полисахарида. При этом фермент изменяет свою конфигурацию, атомы, образующие щель, смещаются один относительно другого и молекула полисахарида оказывается разрезанной на 2 половины, которые тут же отделяются от молекулы фермента. В данном случае действие лизоцима напоминает работу машины по обрезке сброшюрованной книги: сшитые листы кладутся на специальный стол, 2 части машины ---стол и нож –перемещаются относительно друг друга и обрезанные листы выталкиваются из машины.
Ферменты катализируют тысячи реакций, идущих в живой клетке-при дыхании, обмене в-в, размножении. И самое замечательное свойство ферментов- работают они чрезвычайно быстро. Чтобы расщепить белок или молекулу полиуглевода на составные части, их нужно кипятить с крепкими растворами кислот щелочей несколько часов. Ферменты пищеварительных соков –пепсин , протеаза, амилаза- гидролизуют эти вещества за несколько секунд при температуре 37 С.
Ферменты- первый акт жизненной деятельности. Они возбудители всех химических превращений.Они возбудители жизни."
Так, ферменты играют огромную роль в природе. Они есть в организме животных и человека. Но ферменты есть и в клетках растений.
3 Методика исследования:
Мы провели три серии опытов.
1 серия.
В две пробирки с водой добавили чуть гидрохинона. Вода порозовела.
Во вторую добавили перекиси водорода, Вода стала ярко - розовой.
Следовательно, идёт реакция окисления.
серия.
Приготовили сок растений ( клубни картофеля, лук, капусту измельчили, настояли в дистиллированной воде 60 минут, профильтровали).
К соку растений в две пробирки добавили гидрохинон. Наблюдали розовое окрашивание.
Во вторую пробирку добавили перекись, раствор окрашивается в ярко розовый цвет. Причём окраска более яркая, чем в первой серии опытов. Почему?
Вывод: Реакция каталитическая, ферментами являются вещества, находящиеся в соке растений.
серия опытов.
Делаем всё так же, как и во второй серии, но пробирки кипятим.
Что наблюдаем.
Окраска исчезает. Следовательно, при кипячении ферменты разрушаются.
Выводы:
В клетках растений содержатся катализаторы - ферменты.
Ферменты участвуют в химических реакциях в клетках растений.
При кипячении ферменты разрушаются.
Ферменты играют огромную роль в жизнедеятельности растений.
Литература:
1 Л.А.Николаев « Катализ в природе и промышленности»
2 Н. Я. Логинов , АГ Воскресенский, И.С. Солодкин « Аналитическая химия»
3 А.Х. Гусаков, А.А. Лазаренко « Учителю о внеклассной работе по химии»
4 ВН Алексинский « Занимательные опыты по химии»








13PAGE 15


13PAGE 14115




15