Автор Шведов Иван, 11 кл МАОУ СОШ№10. Тезисы работы АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТА КАТАЛАЗЫ В ЛИСТЬЯХ ДЕРЕВЬЕВ КАК БИОИНДИКАЦИОННЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Активность фермента каталазы в листьях деревьев как биондикационный показатель загрязнения окружающей среды

Автор: Шведов Иван, ученица 10 кл. МАОУ СОШ№10 (НОЦ)

Руководитель: Пархоменко Н.С., учитель биологии МАОУ СОШ№10 (НОЦ)

Тезисы.

В клетке происходят тысячи реакции, все они сопровождаются благодаря особым химическим веществам - ферментам. На данный момент известно более двух тысяч ферментов, но их количество растет. Одному из таких ферментов посвящена представленная работа.

Каталаза: (от греч. Katalуo - разрушаю), фермент из группы гидропероксидаз, катализирующий окислительно-восстановительную реакцию, в ходе которой из 2 молекул перекиси водорода образуются вода и кислород. Катализатор - это вещество, которое ускоряет реакцию, оставаясь в конце реакции неизменным (не расходуясь). Биологические катализаторы называются ферментами (от лат. fermentum - брожение, закваска), или энзимами.

Данное исследование основывается на способности каталазы расщеплять пероксид водорода H₂O₂ до O_2. Реакция протекает по следующему уравнению:

2H₂O_{2 =} 2H₂O + O₂ ↑

Цель: Изучение активности фермента каталазы по скорости выделения кислорода при разложении перекиси водорода

Объект исследования: фермент каталаза. Предмет исследования: активность и концентрация каталазы

Оборудование: УИОД LabQuest Vernier - устройства измерения и обработки данных и датчика содержания O₂

Задачи:

• Провести опыт по разложению пероксида водорода, используя растительные и животные ткани;

• Сравнить концентрацию каталазы вареной и сырой растительной и животной тканей;

• Сравнить концентрацию фермента в листьях, собранных в разных точках города;

• Определить скорость выделения O₂ в каждом опыте;

• Сравнить полученные данные, сделать выводы о факторах, влияющих на активность каталазы.

Гипотеза. Возможно, что в листьях растений, растущих у дороги к осени накопится большое количество токсичных веществ, которые приведут к снижению активности каталазы.

Опыт 1. Определение активности каталазы в вареных и сырых тканях

Были выбраны четыре вида тканей: мясо, рыба, капуста, картофель.

Для того чтобы рассчитать скорость протекания реакции была взята формула состояния идеального газа, в которой учитывалось начальное и конечное содержание кислорода.

Пробы №1, №3, №5, №7 - вареное мясо, рыба, картофель, капуста - кислород не выделялся.

Массовая доля кислорода не изменяется, значит реакция не идет, это мы объясняем тем что в ходе термической обработки фермент денатурировал, что привело к его не взаимодействию с перекисью водорода

Проба №2, №4, №6,№8 - образцы сырых проб. Наблюдалось выделение кислорода, поэтому проводился расчет скорости протекания реакции.

Опыт 2. Сравнение активности каталазы листьев деревьев в местах с различной степенью загрязнения среды

Были выбраны 3 точки. Точка №1 дорога с высокой автотранспортной нагрузкой, точка №2 спальный район, точка № 3 пришкольная территория.

Породы деревьев, в листьях которых исследовалась активность фермента каталазы

• Яблоня дикая

• Береза бородавчатая

• Клен американский

Заключение.

• В тканях и клетках, подвергнутых термической обработке, белки денатурировали, разрушилась их структура. В пробах с сырыми образцами тканей (пробы №2,4,6,8) наблюдалось увеличение количества кислорода. Мы самостоятельно рассчитали скорость протекания реакции в этих образцах.

• Концентрация каталазы в сырых продуктах по возрастанию: рыба, картофель, капуста и мясо.

• Выбранные точки для исследования были расположены по степени загрязнения следующим образом: точка 1 (ул. Вокзальная), точка 3 (НОЦ), точка 2 (ул. Кабалевского). В листьях, собранных с улицы Вокзальная, скорость выделения кислорода была наименьшей в пробе №3 и составила U_{р. ср.}=1,3*10^-6моль/с.

• В листьях яблони активной каталазы было меньше всего. Общий ряд активности фермента листьев разных древесных пород следующий: клен --- береза--- яблоня.

• Таким образом, если активность каталазы в тканях организмов снижается, то это может служить показателем степени загрязнения окружающей среды.

</