مجله اینترنتی کهلیک مجله ای برای تمامی سلیقه ها (سبک زندگی، سرگرمی، سلامتی، آشپزی، گردشگری، علمی، آموزشی و ...)

پژوهش های دانش آموزی:مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه اول

۱۳۹۵/۱۰/۱۹ 41 بازدید



مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه اول

مشاهده فعاليت آنزيم كاتالاز در گياهان مختلف، جلسه اول

هدف: در این پروژه، آنزیم کاتالاز به عنوان یک مدل آنزیمی که قابل استخراج از گیاهان مختلف است، معرفی شده و با استفاده از روشی ساده و ابتکاری سرعت عمل آن اندازه‌گیری می‌شود.

حداقل زمان مورد نیاز برای انجام پروژه:  4 هفته

هزینه برآوردی:  كم‌

سطح دشواری:  متوسط 

 

پیر و ناتوان شدن یكی از واقعیت‌های زندگی  ما انسان‌ها است. از میان بیش‌از 300 نظریه اثبات نشده درباره مكانیسم‌های پیر شدن، نظریه رادیكال‌های آزاد بیشترین طرفدار را دارد و نتایج آزمایش‌های مختلفی نیز درستی آن را نشان می‌دهد(Giorgio M, Trinei M, Migliaccio E, Pelicci PG. Hydrogen peroxide: a metabolic by product or a common mediator of ageing signals? nature reviews\molecular cell biology. 2007.Giorgio M, Trinei M, Migliaccio E, Pelicci PG. Hydrogen peroxide: a metabolic by product or a common mediator of ageing signals? nature reviews\molecular cell biology. 2007.) . این نظریه تنفس را عامل غیر مستقیم پیر شدن معرفی می‌كند و به عبارتی ما در هر بار نفس كشیدن یك قدم به پیری (Aging) نزدیك شده‌ایم. نتایج تحقیقات متعددی نشان می‌دهد كه  طی فرآیندهای مختلف سوخت و ساز هوازی، مشتقاتی از اكسیژن ((Reactive Oxygen Specie’s (ROS) به عنوان محصول جانبی تولید شده (‌مانند پراكسید هیدروژن ) ((Hydrogen peroxide (H2o2)كه این تركیبات بسیار اكسنده و خطرناكند چرا كه با حمله به تمام مولكول‌های سر راهشان (خواه پروتئین باشد و خواه DNA) آنها را اكسید و در نتیجه خراب می‌كنند. البته سلول‌ها نیز با روش‌های مختلفی از خودشان دفاع كرده و آسیب‌های آنها را به كمترین مقدار ممكن می‌رسانند، در غیر این‌صورت احتمالا عدد امید به زندگی ما ایرانی‌ها بسیار كمتر از 73 سال می‌شد.(گزارش انجمن ملی آمار ایران در آخرین سرشماری نفوس و مسكن ( 1390) )

فكر می‌كنید بدن از چه راه حلی استفاده می‌كند؟ مثلا می‌تواند مانند اوره  (Urea) برای از بین بردن پراكسید هیدروژن از روش تصفیه و دفع (چیزی مانند دستگاه دفع ادرار) استفاده نماید؟ از آنجا كه این تركیبات خیلی سریع وارد واكنش می‌شوند بهترین راه حل این است كه به سرعت به تركیبات بی‌خطری تبدیل شوند‌. بدین منظور تك تك سلول‌های ما به آنزیم‌هایی  (Enzyme) با كارایی بسیار بالا مجهز شده‌اند كه با تجزیه و تبدیل مواد خطرناك به تركیبات بی‌خطر، به بدن كمك نمایند. در این پروژه با یكی از انواع این آنزیم‌ها كه پراكسید هیدروژن را تجزیه می‌كند، آشنا شده و سرعت عمل آن را با چشم خودتان مشاهده خواهید كرد. 

مشاهده فعاليت آنزيم كاتالاز در گياهان مختلف، جلسه اول

 

مقدمه

آنزیم‌ها چه ویژگی‌هایی دارند؟

آنزیم‌ها مولكول‌های ویژه‌ای هستند كه مسئولیت به انجام رساندن واكنش‌های شیمیایی بدن را به عهده دارند. در هر سلول هزاران آنزیم وجود دارد كه واكنش‌های شیمیای سلول را تسریع و ممكن می‌سازند. تمام آنزیم‌ها در ویژگی‌های زیر مشترك می ‌باشند:

1- انجام واكنش‌های شیمیایی را تسریع می‌نمایند.

2-  اختصاصی عمل می‌کنند. یعنی؛ برای انجام هر واكنش به خصوص در بدن آنزیم‌هایی متفاوتی ساخته و مورد بهره برداری قرار می‌گیرد.

3- بعد از انجام شدن واكنش شیمیایی، خودشان صحیح و سالم باقی‌می‌مانند و می‌توانند در واکنش‌های دیگر استفاده شوند.

4-  نسبت به شرایط محیط واكنش مانند دما، اسیدیته‌، غلظت نمك‌ها و غیره حساسند. جالب است بدانید حساسیت تمام آنزیم‌ها مشابه هم نبوده و آنزیم‌های مختلف از نظر شرایطی که هر یک تحمل می‌كنند، با هم متفاوتند. یكی از زمینه‌های مورد علاقه محققین آنزیم شناس،  شناسایی شرایط مناسب برای عملكرد هر آنزیم و همچنین مقاوم كردن آنزیم‌های مختلف به شرایط جدید (‌به‌عنوان نمونه شرایط داخل ماشین لباسشویی برای آنزیم‌هایی که به پودر لباسشویی اضافه می‌شوند) است.

5- واكنش شیمیایی در بخش خاصی از مولكول آنزیم انجام شده كه به آن جایگاه فعال (Active site) گفته می‌شود. 

6- در مورد هر آنزیم مولكول‌هایی شناسایی شده‌اند كه نقش كمكی را برای آنزیم ایفا می‌كنند و البته مولكول‌هایی هم وجود دارند كه مانع فعالیت آنزیم می‌شوند.

7- به مولكولی كه آنزیم بر روی آن عمل می‌كند، پیش‌ماده یا سوبسترا گفته می‌شود.

 

از اوایل قرن بیستم، ‌دانشمندان مختلفی كه علاقمند به بررسی واكنش‌های شیمیایی عالم حیات بودند، آنزیم‌های بسیاری را از موجودات مختلف استخراج و  آن‌ها را مورد مطالعه قرار دادند. تا به امروز حدود ‌60 هزار نوع آنزیم شناسایی شده است كه آنها را با توجه به نوع واكنشی كه كاتالیز می‌كنند در شش گروه طبقه بندی می‌نمایند.

امروزه از آنزیم‌ها در صنایع مختلفی استفاده می‌شود و در زندگی روزمره ما نقش مهمی دارند‌؛ ‌از پودرهای ماشین لباس‌شویی تا كاربردهای گسترده‌ای كه در صنایع غذایی دارند. آنزیم‌هایی كه برای مصارف صنعتی استفاده می‌شوند‌، لازم است ویژگی‌هایی داشته باشند كه استفاده از آنها را در صنعت مقرون به صرفه نماید. بدین منظور شناسایی ویژگی‌های یك آنزیم ( این‌كه نسبت به متغیرهای محیطی چه عكس‌‌العملی دارد) اهمیت بسیاری در استفاده از آن در صنایع دارد.

آینده‌های شغلی یك زیست‌شناس ـ متخصص آنزیم شناسی در كارخانه تولید‌كننده آب میوه

امروزه از آنزیم‌ها در صنایع مختلفی نظیر تولید محصولات بهداشتی، مواد غذایی، چرم، منسوجات، مواد دارویی و غیره استفاده می‌شود. معرفی و تولید آنزیم به هر صنعت در حیطه كار آنزیم‌شناسان است. در واقع متخصص آنزیم‌شناس بیوشیمیدانی است كه حوزه فعالیت‌ وی شناخت آنزیم‌های مختلف، بهینه‌سازی شرایط واكنش و حتی تولید آنزیم‌های جدید با استفاده از روش‌های زیست‌فناوری است. به‌عنوان نمونه در كارخانه تولید‌كننده آب میوه‌ از آنزیم‌های تجزیه‌كننده سلولز و نشاسته به‌منظور شفاف نمودن و شیرین نمودن محصولات نهایی زیر‌نظر متخصص آنزیم‌شناس استفاده می‌شود. معمولاً فارغ التحصیلان رشته‌های بیوشیمی و بیوتكنولوژی در این حرفه به‌كار گرفته می‌شوند.

مشاهده فعاليت آنزيم كاتالاز در گياهان مختلف، جلسه اول

 

آنزیم كاتالاز 

آب اكسیژنه (H2O2) یك از  محصولات فرعی واكنش‌های سلول است. این ماده برای سلول بسیار سمی بوده و لازم است به نحوی از بین برده شود. بعضی از سلول‌های ایمنی بدن از آب اكسیژنه برای از بین بردن میكرو‌ب‌ها استفاده می‌كنند. سلول‌ها از آنزیم‌های مختلفی نظیر كاتالاز(Catalase) ، پراكسیداز و غیره  برای تجزیه این ماده استفاده می‌كنند. محصول تجزیه آب اكسیژنه‌، آب و اكسیژن است.  

مشاهده فعاليت آنزيم كاتالاز در گياهان مختلف، جلسه اول

 

مشاهده فعاليت آنزيم كاتالاز در گياهان مختلف، جلسه اول

 

تمام سلول‌های گیاهی و جانوری این آنزیم (و یا آنزیم‌های مشابه)  را تولید می‌كنند،‌ اما در بعضی از بافت‌ها نظیر بخش‌های ذخیره‌ای گیاه مقدار این آنزیم بسیار زیاد است. در بدن موجودات، تنها آنزیم‌های کاتالاز و یا پراکسیداز نیستند که می‌توانند آب اکسیژنه را تجزیه کنند، بلکه ترکیبات دیگری نیز یافت می‌شوند که توانایی کاتالیز این واکنش را دارند‌. به عنوان نمونه گروه هِم (Hemin) (‌بخش آهن دار پروتئین هموگلوبین (Hemoglobin) در سلول‌های گلبول (Red blood cell) قرمز) نیز با کارایی زیاد می‌تواند آب اکسیژنه را تجزیه کند.

مشاهده فعاليت آنزيم كاتالاز در گياهان مختلف، جلسه اول

 

مطالب مرتبط:

مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه اول

مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه دوم

مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه سوم

مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه چهارم

مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه پنجم

مشاهده فعالیت آنزیم كاتالاز در گیاهان مختلف، جلسه ششم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: زینب باقری

تنظیم:نسرین صادقی


منبع : tebyan تبیان لینک مطلب در سایت منبع

نویسندگی در مجله اینترنتی کهلیک برای همه آزاد است، کافیست عضو شوید و دانسته هایتان را با سایرین به اشتراک بگذارید :

برای عضویت در مجله اینترنتی کهلیک کنید

اخبار و مقالات علمی:چگونگی پیدایش حیات روی زمین

اخبار و مقالات علمی:نزدیک شدن به مشتری

اخبار و مقالات علمی:نقش احتمالی امواج گرانشى در شناسایی ابعاد پنهان کیهان

اخبار و مقالات علمی:ذرات بنیادی جهان هستی

اخبار و مقالات علمی:کهکشانی که از لبه دیده می شود

اخبار و مقالات علمی:آیا مریخ در گذشته حیات داشته؟

اخبار و مقالات علمی:فرض کنید بیگانگان فضایی را یافتیم، حال چه کنیم؟

اخبار و مقالات علمی:شیشه عمر دایناسورها در گروی زمان

اخبار و مقالات علمی:آتش بازی یک کهکشان

اخبار و مقالات علمی:شناسایی قمر سومین سیاره کوتوله منظومه شمسی

اخبار و مقالات علمی:چشم اندازی از کهکشان M101

اخبار و مقالات علمی:آلن استرن: ما در حال بازگشت به پلوتو هستیم!

اخبار و مقالات علمی:امضای ۳۳ فیزیکدان خُبره درباره منشأ کیهان

اخبار و مقالات علمی:استفاده از سوخت ستاره‌ها در موتور جت

اخبار و مقالات علمی:در مرکز سحابی مرداب

اخبار و مقالات علمی:نخستین باکتری‌ مقاوم به آنتی بیوتیک چه زمانی شکل گرفت؟

اخبار و مقالات علمی:سیگنال‌های دریافتی از فضا ذهن دانشمندان را مغشوش کرده است

اخبار و مقالات علمی:نحوه تامین آب طوفان‌های گرمسیری

اخبار و مقالات علمی:نمایی از آسمان پر ستاره

اخبار و مقالات علمی:شناسایی اتمسفر یک سیاره‌ی فراخورشیدی

روانشناسی:9 اعتیاد که 90 درصد ما با آن درگیر هستیم

روانشناسی:کارهایی که خلاقیت را می کشد

روانشناسی: راهکارهایی ساده برای رفع استرس شغلی

روان شناسی:تازه‌های افسردگی

روان شناسی:همه فواید گریه کردن روی روان و بدن

روان شناسی:اگر طاقت دوری از موبایل تان را ندارید، بخوانید

روان شناسی:این نشانه‌ها از «فرسودگی شغلی» خبر می‌دهند

روان شناسی:روانشناسی رنگ ها

روانشناسی:افزایش قوه تخیل با این 10 راهکار

روانشناسی:9 نکته ای که ای کاش قبل از طلاق گرفتن می دانستم!

روانشناسی:همه فواید گریه کردن روی روان و بدن

روانشناسی:دلیل اعتیاد به خشم چیست؟

روانشناسی:هورمون های شادی آور کدامند؟

روانشناسی:افراد سایکوپات چه تیپ شخصیتی دارند؟

روانشناسی:اختلال دو قطبی را با افسردگی اشتباه نگیرید

روان شناسی:هورمون های شادی آور کدامند؟

روان شناسی:چگونه از نوجوان محافظت کنیم؟

روان شناسی:یوگای خنده و فواید آن برای بدن

روانشناسی:عادت افراد کاریزماتیک و چگونه کاریزماتیک باشیم

روانشناسی:بهترین مشاغل برای متولدین ماه های مختلف