• • Objectivos do laboratório
• Apresentação de diapositivos
• Introdução
• Enzimas
• O método científico
• Parte 1: Observar os efeitos da catalase
  • Procedimento
• Parte 2: Efeitos do pH, da temperatura e da concentração de substrato
  • Observações
  • Perguntas
  • Hipóteses
  • Teste as suas hipóteses
  • Resultados
• Comunicar os seus resultados
  • Secções de um relatório de laboratório

Objectivos do laboratório

No final do laboratório, o aluno deve ser capaz de

• definir os seguintes termos: metabolismo, reagente, produto, substrato, enzima, desnaturação
• descrever o que é o sítio ativo de uma enzima (não se esqueça de incluir informações sobre a relação entre o sítio ativo e o substrato)
• descrever a ação específica da enzima catalase, incluindo o substrato e os produtos da reação
• enumerar o organelo onde se encontra a catalase em cada célula vegetal ou animal
• enumerar os factores que podem afetar a velocidade de uma reação química e a atividade enzimática
• explicar porque é que as enzimas têm um pH e uma temperatura óptimos para garantir a maior atividade (maior funcionamento) da enzima (não esquecer que praticamente todas as enzimas são proteínas e o impacto que a temperatura e o pH podem ter no funcionamento das proteínas)
• explicar porque é que o mesmo tipo de reação química realizada a diferentes temperaturas revelou resultados/atividade enzimática diferentes
• explicar por que razão as temperaturas quentes (mas não a ebulição) promovem tipicamente a atividade enzimática, mas as temperaturas frias tipicamente
• diminui a atividade enzimática
• explicar por que razão o aumento da concentração de enzimas promove a atividade enzimática
• explicar por que razão o pH ótimo de uma determinada enzima promove a sua atividade
• se forem dadas as condições óptimas para uma determinada enzima, indicar quais as condições experimentais em que essa enzima específica apresentaria a maior e a menor atividade enzimática

Apresentação de diapositivos

Laboratório de Enzimas de Aprendizagem Lumen

Introdução

O peróxido de hidrogénio é um produto tóxico de muitas reacções químicas que ocorrem nos seres vivos. Embora seja produzido em pequenas quantidades, os seres vivos têm de desintoxicar este composto e decompor o peróxido de hidrogénio em água e oxigénio, duas moléculas não nocivas. O organelo responsável pela destruição do peróxido de hidrogénio é o peroxissoma que utiliza a enzima catalase. Tanto as plantas como os animais têmA amostra de catalase para o laboratório de hoje será de uma batata.

Enzimas

As enzimas aceleram a velocidade das reacções químicas. Um catalisador é uma substância química envolvida, mas não consumida, numa reação química. As enzimas são proteínas que catalisam as reacções bioquímicas, diminuindo a energia de ativação necessária para quebrar as ligações químicas nos reagentes e formar novas ligações químicas nos produtos. Os catalisadores aproximam os reagentes na orientação adequada e enfraquecemSem as enzimas, as reacções químicas ocorreriam demasiado lentamente para sustentar a vida.

A funcionalidade de uma enzima é determinada pela forma da enzima. A área em que as ligações do(s) reagente(s) são quebradas é conhecida como sítio ativo. Os reagentes das reacções catalisadas por enzimas são chamados substratos. O sítio ativo de uma enzima reconhece, confina e orienta o substrato numa determinada direção.

As enzimas são específicas do substrato, o que significa que catalisam apenas reacções específicas. Por exemplo, as proteases (enzimas que quebram as ligações peptídicas nas proteínas) não funcionam no amido (que é quebrado pela enzima amilase). Repare que ambas as enzimas terminam com o sufixo -ase. Este sufixo indica que uma molécula é uma enzima.

Os factores ambientais podem afetar a capacidade de funcionamento das enzimas. Conceberá um conjunto de experiências para examinar os efeitos da temperatura, do pH e da concentração de substrato na capacidade das enzimas para catalisar reacções químicas. Em particular, examinará os efeitos destes factores ambientais na capacidade da catalase para converter H ₂ O ₂ em H ₂ O e O ₂ .

O método científico

Como cientistas, os biólogos aplicam o método científico. A ciência não é simplesmente uma lista de factos, mas uma abordagem para compreender o mundo que nos rodeia. É a utilização do método científico que diferencia a ciência de outros campos de estudo que tentam melhorar a nossa compreensão do mundo.

O método científico é uma abordagem sistemática para a resolução de problemas. Embora alguns argumentem que não existe um único método científico, mas uma variedade de métodos, cada uma dessas abordagens, explícita ou não, tende a incorporar algumas etapas fundamentais: observar, questionar, levantar hipóteses, prever, testar e interpretar os resultados do teste.Mas, para os nossos objectivos, vamos diferenciar cada uma destas etapas nas nossas aplicações do método científico.

Já está familiarizado com as etapas do método científico de experiências laboratoriais anteriores. Terá de utilizar os seus conhecimentos sobre o método científico no laboratório de hoje para criar hipóteses para cada experiência, conceber um protocolo para testar a sua hipótese e analisar os resultados. No processo de experimentação, será importante identificar a variável independente e a variável dependente,e variáveis padronizadas para cada experiência.

Parte 1: Observar os efeitos da catalase

Procedimento

1. Obter dois tubos de ensaio e rotular um como A e outro como B.
2. Utilize a sua régua para medir e marcar em cada tubo de ensaio 1 cm a partir do fundo.
3. Encher cada um dos dois tubos de ensaio com catalase (da batata) até à marca de 1 cm
4. Adicionar 10 gotas de peróxido de hidrogénio ao tubo marcado com A.
5. Adicionar 10 gotas de água destilada ao tubo marcado com B.
6. Aguarde 60 segundos e meça a altura das bolhas que observar.
   1. Altura de borbulhamento do tubo A
   2. Altura de borbulhamento do tubo B
7. O que aconteceu quando H ₂ O ₂ foi adicionado à batata no tubo de ensaio A?
8. O que é que fez com que isto acontecesse?
9. O que é que aconteceu no tubo de ensaio B?
10. Qual era o objetivo da água no tubo B?

Parte 2: Efeitos do pH, da temperatura e da concentração de substrato

Observações

Com base na introdução e na sua leitura, tem alguns conhecimentos sobre a estrutura e função das enzimas e acabou de observar os efeitos da catalase na reação em que o peróxido de hidrogénio se decompõe em água e oxigénio.

Perguntas

A partir dos objectivos deste laboratório, as nossas questões são as seguintes:

1. Como é que a temperatura afecta a capacidade das enzimas para catalisar reacções químicas?
2. Como é que o pH afecta a capacidade das enzimas para catalisar reacções químicas?
3. Qual é o efeito da concentração de substrato na velocidade das reacções catalisadas por enzimas?

Hipóteses

Com base nas perguntas anteriores, elabore algumas hipóteses possíveis, que devem ser afirmações gerais, não específicas, que constituam possíveis respostas às suas perguntas.

• Hipótese da temperatura
• Hipótese do pH
• Hipótese da concentração do substrato

Teste as suas hipóteses

Com base nas suas hipóteses, conceba um conjunto de experiências para testar as suas hipóteses. Utilize a sua experiência original para dar forma às suas ideias. Tem disponíveis os seguintes materiais:

• Tubos de ensaio
• Catalase (de batata)
• Peróxido de hidrogénio
• Água destilada
• Placa de aquecimento (para ferver água)
• Gelo
• Solução de pH ácido
• Solução de pH básico
• Termómetro
• Régua e lápis de cera

Escreva o seu procedimento para testar cada hipótese. Deve ter três procedimentos, um para cada hipótese. Certifique-se de que o seu instrutor verifica os seus procedimentos antes de continuar.

• Procedimento 1: Temperatura
• Procedimento 2: pH
• Procedimento 3: Concentração

Resultados

Registe os seus resultados - pode desenhar tabelas. Registe também quaisquer observações que faça. Interprete os seus resultados para tirar conclusões.

1. Os seus resultados correspondem à sua hipótese para cada experiência?
2. Os resultados rejeitam ou não rejeitam a sua hipótese e porquê?
3. O que pode explicar os seus resultados? Se os seus resultados forem diferentes da sua hipótese, porque é que podem ser diferentes? Se os resultados corresponderem às suas previsões, levante a hipótese de alguns mecanismos subjacentes ao que observou.

Comunicar os seus resultados

Os cientistas geralmente comunicam os resultados das suas investigações através de relatórios escritos. Guarde as coisas que fez acima, pois irá utilizá-las para escrever um relatório de laboratório um pouco mais tarde no curso.

Secções de um relatório de laboratório

• Página de rosto: O título descreve o foco da investigação e deve incluir o nome do aluno, o nome do professor do laboratório e a secção do laboratório.
• Introdução: A introdução fornece ao leitor informações de base sobre o problema e apresenta a justificação para a realização da investigação. A introdução deve incorporar e citar fontes externas. Deve evitar-se a utilização de sítios Web e enciclopédias para esta informação de base. A introdução deve começar com afirmações mais amplas e gerais que enquadrem a investigação e se tornem maisespecífico, indicando claramente as suas hipóteses no final.
• Métodos: A secção de métodos descreve como o estudo foi concebido para testar as suas hipóteses. Esta secção deve fornecer detalhes suficientes para que alguém possa repetir o seu estudo. Esta secção explica o que fez. Não deve ser uma lista de passos e materiais utilizados; nem deve ser lida como uma receita que o leitor deve seguir. Normalmente, esta secção é escrita na primeira pessoa do pretérito perfeito em forma de parágrafodesde que fez a experiência.
• Resultados: Esta secção fornece uma descrição escrita dos dados em forma de parágrafo. Qual foi a maior reação? Qual foi a menor reação? Esta secção deve também incluir gráficos ou quadros numerados com títulos descritivos. O objetivo é apresentar os dados, não interpretá-los. Não discuta o porquê de algo ter acontecido, apenas diga o que aconteceu.
• Discussão: Nesta secção, interpreta e avalia criticamente os seus resultados. Geralmente, esta secção começa por analisar as suas hipóteses e se os seus dados apoiam as suas hipóteses. Ao descrever as conclusões que podem ser retiradas da sua investigação, é importante incluir estudos externos que ajudem a clarificar os seus resultados. Deve citar os recursos externos. O que é mais importante na investigação? O que éA secção de discussão também inclui ideias para mais investigação e fala sobre potenciais fontes de erro. O que poderia melhorar se realizasse esta experiência uma segunda vez?