Transcript פעילות האנזים

‫המעבדה!!!‬
‫חומרים להכנה לבחינת המעבדה‪.‬‬
‫על בסיס בעיה ‪ 4‬תשס"ב‬
‫אילנה אדר‬
‫דצמבר ‪2011‬‬
‫בזמן העבודה עצמה‪:‬‬
‫• לקרוא את השורות הפותחות המסבירות במה‬
‫עוסקת המעבדה‬
‫• לקרוא לאט ולנסות להבין מה עושים‬
‫• לסמן ‪ ‬על מה שנעשה‬
‫• לנסות לראות תמונה כוללת‬
‫• לעצור להסתכלות על טבלת הניסוי‬
‫הפתיח למעבדה‪:‬‬
‫"בחלק זה של הבחינה תבדוק את השפעת רמת‬
‫החומציות (‪ )pH‬על פעילות האנזים קטלאז‪.‬‬
‫להזכירך‪ ,‬האנזים קטלאז מפרק מי‪-‬חמצן למים ולחמצן‪.‬‬
‫החמצן הנפלט מצטבר כבועות‪" :‬קצף"‪.‬‬
‫ההנחה היא שככל שנפלט יותר חמצן מצטבר יותר‬
‫קצף‪".‬‬
‫מתוך הפתיח ניתן להבין את ‪:‬‬
‫נושא הניסוי‬
‫המשתנים‪ :‬התלוי (פעילות האנזים)‬
‫המשתנה הבלתי תלוי (‪)PH‬‬
‫את דרך מדידית המשתנה התלוי (גובה הקצף)‬
‫בנה טבלה וסכם בה את מערך הניסוי ואת‬
‫תוצאותיו‪ .‬תן כותרת לטבלה‪.‬‬
‫הטבלה הנתונה של ההוראות‪:‬‬
‫מספר‬
‫המבחנה‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪5‬‬
‫‪6‬‬
‫הכנת המבחנות לניסוי‬
‫טיפות‬
‫טיפות‬
‫מ"ל מיצוי‬
‫‪HCl‬‬
‫‪NaOH‬‬
‫מהול‬
‫‪--‬‬‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪--‬‬‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪--‬‬‫‪--‬‬‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪--‬‬‫‪3‬‬
‫‪4‬‬
‫‪--‬‬‫‪3‬‬
‫‪--‬‬‫‪--‬‬‫‪---‬‬
‫מים‬
‫מזוקקים‬
‫‪ 3‬מ"ל‬
‫מה חסר?‬
‫איך כותבים כותרת‪:‬‬
‫הכותרת מגדירה את מה שנבדק‪.‬‬
‫פעילות קטלאז מתפו"א בדרגות שונות של ‪pH‬‬
‫(אפשר להיעזר בשורות הפותחות את הניסוי)‬
‫מה רושמים בטבלה?‬
‫לטבלה נכניס כל מה שיש במבחנות‪:‬‬
‫גורמים הייחודיים לכל טיפול (משתנה תלוי)‬
‫וגורמים קבועים שזהים בכל הטיפולים‪.‬‬
‫הקורא את הטבלה יכול לחזור ולהכין את הניסוי‬
‫יש לרשום יחידות בכותרות העמודות‬
‫יש להשאיר עמודה לתוצאות הניסוי‬
‫תיאור גרפי‬
‫• כותרת הגרף ‪ -‬כוללת את התהליך הביולוגי (פעילות‬
‫האנזים במקרה זה)‬
‫• הכותרת מביעה את היחס בין משתנה תלוי לבלתי‬
‫תלוי‬
‫• בגרף עצמו ‪ -‬הגורם הבלתי תלוי‪ -‬תמיד בציר ה‪X‬‬
‫• את הגורם התלוי "תולים" על ציר ‪Y‬‬
‫• לכל גורם כותבים את השם והיחידות‬
‫• ציר ‪ Y‬יהיה מה שנבדק בניסוי (המייצג את התהליך‬
‫הביולוגי הנבדק)‬
‫איזה גרף לעשות?‬
‫כאשר המשתנה הבלתי תלוי (ציר ‪ )X‬הוא משתנה‬
‫רציף‪ -‬יש לעשות גרף רציף‪(.‬עקום)‬
‫כאשר המשתנה הבלתי תוי בדיד (לא רציף) יש‬
‫לעשות רק גרף עמודות‬
‫כשאין די מדידות או שהמרחקים בין הנקודות מאד‬
‫גדולים ‪ -‬אפשר לעשות עמודות גם במשתנה‬
‫בלתי תלוי רציף ‪ -‬אך יש לנמק זאת!!!‬
‫שימו לב ‪:‬‬
‫בכותרת הטבלה‪ :‬התהליך הנבדק (פעילות אנזים)‪.‬‬
‫כותרת ציר ‪ - Y‬מה שנבדק בפעל (גובה קצף)‬
‫שונות של ‪PH‬‬
‫בדרגות‬
‫מפקעת"א‬
‫מפקעות תפו‬
‫קטלאז‬
‫פעילות‬
‫בדרגות‬
‫תפו"א‬
‫קטלאז‬
‫פעילות‬
‫שונות של ‪pH‬‬
‫‪8‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫גובה הקצף במ"מ‬
‫‪9 pH‬‬
‫‪10‬‬
‫‪7‬‬
‫‪6‬‬
‫‪5‬‬
‫‪4‬‬
‫‪3‬‬
‫‪2‬‬
‫‪1‬‬
‫‪0‬‬
‫תיאור גרף‬
‫תיאור אינו הסבר‪ .‬הוא מתאר במילים מה רואים‪.‬‬
‫אם יש מספרים בצירים יש להשתמש בנקודות‬
‫קיצון בתיאור הגרף‪.‬‬
‫מתיאור הגרף ניתן לדמיין איך ניראה הגרף‬
‫ב‪ 3.5 pH -‬פעילות קטלאז מתפו"א אפסית‪ .‬היא עולה‬
‫בתחילה בהדרגה ואח"כ בצורה חדה יותר‪ ,‬עם עלית ה‪-‬‬
‫‪ pH‬עד ‪ .8 pH‬הפעילות יורדת באופן חד בין ‪ 8 pH‬ל‪-‬‬
‫‪ .9 pH‬מעבר לכך לא נבדק‪ .‬מכאן שה‪ pH -‬המיטבי‬
‫לפעילות קטלאז [מתפו"א] הוא בסביבות ‪.8 pH‬‬
‫הסבר‬
‫הסבר מדוע יש קשר בין רמת ה‪ pH -‬לבין רמת פעילות‬
‫האנזים?‬
‫כאן נדרש ידע ביולוגי בסיסי‪.‬‬
‫פעילות האנזים מותנית במבנהו המרחבי‪.‬‬
‫ה‪ pH-‬משפיע על המבנה המרחבי (השלישוני) של‬
‫האנזים‪ ,‬ולפיכך על פעילותו‪.‬‬
‫או רמות ‪ pH‬קיצוניות גורמות לדנטורציה של חלבונים‪.‬‬
‫ידע כללי‬
‫האם היית מצפה לאותו ‪ pH‬אופטימלי‪ ,‬אילו היית‬
‫בודק את פעילותו של אנזים אחר? נמק‪.‬‬
‫לכל אנזים ‪ PH‬אופטימאלי אחר‪.‬‬
‫תיכנון ניסוי‬
‫• עליך לתכנן ניסוי (דומה לזה שערכת)‪ ,‬כדי לקבוע מהו‬
‫ה‪ pH-‬המיטבי של האנזים – הפעם ברמת דיוק של‬
‫‪ 0.1‬יחידות ‪( pH‬כלומר‪ :‬להבחין בין עשירית יחידות‬
‫‪ ,pH‬למשל ‪ 5.7 ;5.6‬וכו')‪.‬‬
‫• שאלה ‪ :40‬בניסוי תוכל להשתמש רק ב‪ 10 -‬מבחנות‪.‬‬
‫באיזה טווח ‪ pH‬תבחר לבצע את הניסוי? נמק על‬
‫סמך תוצאות הניסוי שערכת‪.‬‬
‫• ‪ .41‬מהו המשתנה הבלתי תלוי בניסוי המתוכנן?‬
‫• ‪ .42‬מהו המשתנה התלוי בניסוי המתוכנן?‬
‫• ‪ .43‬ציין ‪ 2‬גורמים שחשוב לשמרם קבועים בניסוי‬
‫המתוכנן‪.‬‬
‫בלתי תלוי ‪ -‬דרגת ‪PH‬‬
‫תלוי‪ :‬פעילות האנזים‬
‫גורמים קבועים‪ :‬גורמים שנשארים יציבים בכל הטיפולים‪( .‬סוג‬
‫ריכוז וכמות המיצוי (האנזים)‪ ,‬טמפ‪ .‬משך הבדיקה‪..‬‬
‫צריך לדעת להסביר מדוע אלו צריכים להיות קבועים‪ .‬הסבר‬
‫"שזה משפיע" אינו מתקבל‪.‬‬
‫יש להסביר את השפעת הגורם‪ :‬אנזים הוא חלבון‪ .‬פעילותו של‬
‫אנזים מושפעת מהטמפ כי‪ :‬קצב פגשת אנזים‪-‬סבסטרט עוה‬
‫עם עליית הטמפ‪ .‬וגם בטמפ גבוהות הוא עשוי לעבר‬
‫דנטורציה‪ .‬לכן יש לשמור על טמפ קבועה ואחידה‬
‫פעילות אנזים מפרק דופן בחיידקים‪ ,‬בריכוזי מלח‬
‫שונים‬
‫• קטע ‪ - 4‬רקע‪ :‬חומרים שונים המומסים בתמיסה מימית יוצרים תמיסה‬
‫צלולה‪ .‬תאים חיים‪ ,‬המעורבבים בתמיסה יוצרים תרחיף‪ .‬תרחיף ובו תאים‬
‫שלמים‪ ,‬חיים או מתים‪ ,‬יוצר תמיסה עכורה (בשל שבירת קרני האור על‬
‫דפנות או קרומי התאים שבנוזל)‪.‬‬
‫• חיידקים הם תאים בעלי דופן וקרום‪ .‬בהיותם מורחפים בנוזל‪ ,‬הנוזל עכור‪.‬‬
‫• הניסוי‪:‬‬
‫• לשלוש מבחנות הוכנסו הרכבים שונים של חיידקים וחומר ‪.X‬‬
‫• מבחנה א' ‪ -‬במים מזוקקים הורחפו חיידקים ונוצר נוזל עכור‪.‬‬
‫• מבחנה ב' ‪ -‬לתרחיף תאי חיידקים במים מזוקקים (עכור) הוסף‬
‫חומר ‪ –X‬והנוזל נעשה צלול‪.‬‬
‫• מבחנה ג' ‪ -‬לתרחיף תאי חיידקים במים מזוקקים (עכור) הוסף‬
‫חומר ‪ X‬שהורתח קודם – והנוזל נשאר עכור‪.‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫שאלות‪:‬‬
‫מהו המשתנה הבלתי תלוי? כיצד הוא שונה?‬
‫מהו המשתנה התלוי? כיצד הוא נבדק?‬
‫מה מוסיפה מבחנה ג להבנת תפקידו של חומר ‪?X‬‬
‫מהי הבקרה בניסוי מבחנות? מה היא בודקת?‬
‫הסבר את תוצאות הניסוי‪.‬‬
‫לניסוי הוסיפו מבחנה‪:‬‬
‫מבחנה ד ‪ -‬לתרחיף תאי חיידקים בתמיסת מלח ‪ 5%‬הוסף חומר ‪–X‬‬
‫התמיסה נשארה עכורה‪.‬‬
‫מהי מטרת הבדיקה?‬
‫הסבר מדוע הנוזל נשאר עכור במבחנה ד ומבחנה ב נעשתה צלולה?‬
‫תכנן ניסוי לבדיקת ריכוז המלחים בתאי החיידקים‪ .‬השתמש בשיטה‬
‫הנתונה בניסוי זה‪.‬‬
‫– מה יהיה המשתנה הבלתי תלוי? כיצד תשנה אותו?‬
‫– מהו המשתנה התלוי? כיצד תמדוד אותו?‬
‫– איזו בקרה צריכה להיות בניסוי? מה היא תבדוק?‬
‫– כתוב בקצרה את מהלך הניסוי והכן טבלה לאיסוף תוצאות‪.‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫שאלות‪:‬‬
‫מהו המשתנה הבלתי תלוי? כיצד הוא שונה?‬
‫מהו המשתנה התלוי? כיצד הוא נבדק?‬
‫מה מוסיפה מבחנה ג להבנת תפקידו של חומר ‪?X‬‬
‫מהי הבקרה בניסוי מבחנות? מה היא בודקת?‬
‫הסבר את תוצאות הניסוי‪.‬‬
‫לניסוי הוסיפו מבחנה‪:‬‬
‫מבחנה ד ‪ -‬לתרחיף תאי חיידקים בתמיסת מלח ‪ 5%‬הוסף חומר ‪–X‬‬
‫התמיסה נשארה עכורה‪.‬‬
‫מהי מטרת הבדיקה?‬
‫הסבר מדוע הנוזל נשאר עכור במבחנה ד ומבחנה ב נעשתה צלולה?‬
‫תכנן ניסוי לבדיקת ריכוז המלחים בתאי החיידקים‪ .‬השתמש בשיטה‬
‫הנתונה בניסוי זה‪.‬‬
‫– מה יהיה המשתנה הבלתי תלוי? כיצד תשנה אותו?‬
‫– מהו המשתנה התלוי? כיצד תמדוד אותו?‬
‫– איזו בקרה צריכה להיות בניסוי? מה היא תבדוק?‬
‫– כתוב בקצרה את מהלך הניסוי והכן טבלה לאיסוף תוצאות‪.‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫מהלך הניסוי‪:‬‬
‫לקחו שלושה כלים‪ ,‬בכל כלי שמו ‪ 3‬דסקיות עלים‬
‫שקועות במים‪ ,‬שעברו טיפול בואקום‪ .‬כל הדיסקיות‬
‫שקעו לעומק של ‪ 30‬ס"מ‪.‬‬
‫המים בתוך כל הכלים היו בכמות אחידה ובריכוז‬
‫מומסים אחיד‪.‬‬
‫העמידו את הכלים במרחקים שונים‬
‫ממנורה דולקת ‪ 40 ,30 :‬ו‪ 50 -‬ס"מ‪.‬‬
‫כאשר הדליקו את האור במנורה נראו בועות גז סביב‬
‫דסקיות העלים והן עלו למעלה‪( .‬בחזרה למצב של‬
‫ציפה על פני המים)‪.‬‬
‫הזמן מרגע הדלקת המנורה‪ ,‬עד לעליית הדסקית עד‬
‫לפני המים‪ ,‬נמדד ונרשם בטבלה‪.‬‬
"
40 -
7
13
18
7
8
8
12
13
14
16.5
18
19.5
30
40
50
1
2
3
1
2
3
1
2
3
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫שאלות‪:‬‬
‫מהו התהליך הביולוגי שנמדד בניסוי? נמק‪.‬‬
‫מה גרם לעליית הדסקיות? פרט‬
‫מהו המשתנה הבלתי תלוי בניסוי זה? כיצד משנים אותו?‬
‫מהו המשתנה התלוי‪ ,‬וכיצד הוא נמדד?‬
‫האם יש בקרה בניסוי‪ ,‬מהי ומה חשיבותה נמק?‬
‫צייר עקום שיתאר את זמן עליית הדסקיות בתלות למרחק‬
‫מהמנורה‪( .‬שימו לב‪ :‬כותרת‪ ,‬יחידות לצירים)‬
‫מדוע שקעו דסקיות העלה כאשר הופעלה משאבת הואקום?‬
‫מה המסקנה הנובעת מהניסוי? הסבר‪.‬‬