Diverse biologie proeven, niveau vwo 5/6

Op school kregen wij een practicumdag, waarbij wij een van de onderstaande proefjes konden krijgen. Daarom had ik voor alle proefjes al van tevoren bedacht wat ik zou gaan doen als ik die proef zou krijgen. Daarom is dit niet een volledig uitgevoerde proef, maar meer bedoelt voor als je zelf niet weet wat te doe, en je in ieder geval de goede richting op kunt.

1. De invloed van de lichtintensiteit op de zuurstofproduktie bij waterpest (assimilatie)

Benodigdheden:
Zuurstofsensor (luxwosensor)
Lamp en doos

De lichtintensiteit is bij wit licht het grootst. Donkerder licht is minder intens. Lichtschuifje gebruiken.
Assimilatie,fotosynthese: 12H2O + 6CO2 + licht → C6H12O6 (glucose) + 6O2 + 6H2O

Hypothese: Een hogere lichtintensiteit leid tot een hogere zuurstofproductie. Dit komt omdat intenser licht meer energie bevat die de plant kan gebruiken voor de fotosynthese, waardoor er meer zuurstof vrijkomt.

2. De invloed van de lichtgolflengte op de zuurstofproductie bij waterpest (assimilatie)

Benodigdheden:
Zuurstofsensor
Ander kleur lamp (of schuifje met kleur voor een normale lamp)
Doos

Lichtgolflengte heeft de eenheid nanometer.

Het daglicht bestaat uit een mengsel van straling van verschillende golflengtes. Een kleur is een mengsel van golflengten in verschillende sterkten.
Wanneer deze straling een golflengte binnen de voor mensen waarneembare grens heeft (ongeveer van 380 tot 740 nm) wordt deze straling licht genoemd. Het spectrum van het licht wordt bepaald door de intensiteit van de verschillende golflengten. Het volledige spectrum van het binnenkomende licht bij een voorwerp bepaalt het visuele voorkomen van het voorwerp, inclusief de kleurwaarneming.
Een oppervlak dat alle golflengten volledig absorbeert, wordt zwart genoemd, een voorwerp dat alle golflengten volledig weerkaatst, wordt wit genoemd. Wit licht weerkaatst alle golflengtes en heeft dus invloed op de assimilatie van planten. Groen licht bevat minder golflengtes en heeft dus minder invloed.

Hypothese: Hoe meer lichtgolflengten het licht bevat hoe meer zuurstof zal worden gevormd. Hoe meer lichtgolflengten hoe meer energie het licht bevat wat de plant kan gebruiken voor fotosynthese, waarbij zuurstof vrijkomt.
Conclusie
De fotosynthese is afhankelijk van de golflengte van het licht. In de resultaten is heel duidelijk te zien dat groen licht de minste zuurstofbelletjes opwekt, en wit licht de meeste. Dit komt doordat wit licht de grootste lichtintensiteit heeft en groen licht de kleinste. Daardoor kan er bij wit licht meer energie worden opgenomen, en dan meer fotosynthese plaatsvinden, dan bij de andere kleuren licht

3. De invloed van verschillende dissachariden op dissimilatie bij gistcellen

Benodigdheden:
Gasmeetspuit
Gistcellen, dissachariden(bij elkaar doen)
Gebruik mengsels die bestaan uit water : gist : suiker = 10 : 1 : 1.
Gisten zijn schimmels. Gistsoorten hebben een temperatuuroptimum dat meestal ergens tussen 15° en 30° Celsius ligt.
Voorbeelden van dissachariden: maltose, sacharose, lactose. Allemaal C12H22O11
Een sacharosemolecuul is een dimeer van glucose en fructose moleculen. Maltose: 2x een glucosemolecuul. Lactose bestaat uit galactose en glucose.
Matlose is het makkelijkste verteerbaar omdat er 2x een glucose is en dus hoeft het molecuul alleen maar uit elkaar worden gehaald.

Hoe meer CO2 hoe meer verbrand is. Dan kun je dus meten welke dissachariden de meeste energie levert. In principe zou het evenveel moeten zijn aangezien de molecuulformule hetzelfde is bij alle dissachariden. Gistcellen scheiden een enzym af dat de rietsuiker in glucose en fructose splitst.

Gistcellen gebruiken suikers om te groeien. Bij voldoende zuurstoftoevoer verbranden de gisten hun voedingsstoffen volledig tot water en koolstofdioxide:
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 ==> 6CO2 + 12H2O
Is echter de zuurstof niet of in beperkte mate aanwezig, dan schakelen de gistcellen automatisch over op de alcoholische gisting. Hierbij wordt glucose (C6H12O6) omgezet in koolstofdioxide en alcohol:
C6H12O6 ==> 2CO2 + 2C2H5OH

Hypothese: Hangt er vanaf welke dissachariden je krijgt. Maar eigenlijk zou elke disscharide evenveel energie moeten opleveren.?
4. De invloed van glucoseconcentratie op de CO2-Produktie bij gistcellen (dissimilatie)
Benodigdheden:
Verdunningsreeks van glucose
Gasmeetspuit
Je voegt steeds een andere hoeveelheid glucose toe. De gistcel verbrandt dit en er komt CO2 vrij.
Hypothese: Hoe meer glucose je toevoegt hoe meer CO2 er ontstaat. Gistcellen gebruiken glucose bij hun aerobe dissimilatie, dus hoe meer glucose er beschikbaar is hoe meer CO2 ontstaat.
5. De invloed van de pH-waarde van de gistsuspentie op de CO2-Produktie (gebruik maken van een buffer)

Benodigdheden:
verschillende buffers met verschillende pH’s.
pH ijken
gistcellen en glucose bijeenvoegen(meer glucose dan gistcellen)

Eiwitten (dus ook enzymen) reageren als een buffer: bij een lage pH nemen ze H+-ionen op, bij een hoge pH staan ze H+-ionen af. Zo verandert hun lading en daardoor de ruimtelijke structuur van de eiwitketen. De heeft direct gevolgen, zoals eerder gezegd, voor vorm en werking van enzymen. Voor elk enzym is er één pH waarbij dat enzym het beste werkt, dat wordt de optimum-pH genoemd. Dit is uit te zetten in een grafiek, de optimumkromme (deze lijkt op de klok van de normale verdeling in de kansrekening)
Een buffer is een oplossing waarbij als je water, een zuur of base toevoegt de pH niet verandert.

Hypothese: gisten werken het best bij een licht zuur milieu. Dit komt omdat de enzymen in de gistcellen bij dit pH het best werken.

De enzymen zullen dus bij een hogere of lagere pH minder goed werken.

6. De invloeden van remstoffen op de dissimilatie van glucose door gistcellen (gebruik maken van een buffer)

Gasmeetspuit, bij dissimilatie komt CO2 vrij. Verschillende remstoffen toevoegen.
Remstof=lood?
gistcellen bevat enzymen, deze worden geremd. De enzymen kunnen geen substraat, glucose in dit geval, omzetten.
Enzym + Substraat ↔ Enzym-Substraat-Complex ↔ Enzym + Product
concurrerende remming: remstoffen (inhibitors) concurreren met het substraat in het vormen van een enzym-substraatcomplex (b.v. geneesmiddelen)

niet concurrerende remming: remstoffen (inhibitors) veranderen de structuur van het eiwit in een enzym zodanig dat geen enzym-substraatcomplex gevormd kan worden (b.v. zware metalen); deze verandering is onomkeerbaar.

De remstof zou bijvoorbeeld het enzym kunnen vervormen waardoor het niet op het substraat past.
Ook zou het op het substraat kunnen gaan zitten waardoor het enzym er niet meer aan kan hechten.
Het gaat erom dat het product wat vrijkomt, CO2 niet meer of minder vrijkomt, dit meten we.

Hypothese: Remstof .. heeft de meeste invloed op de dissimilatie van glucose.  

7. De invloed van de pH-waarde op de activiteit van het enzym katalase.

Benodigdheden: gasmeetspuit om O2 te meten.
Katalase en waterstofperoxide bijeenvoegen. Deze oplossing moet verschillend pH’s krijgen.
Katalase zet waterstofperoxide om in water en zuurstofgas, een exotherme reactie.
2 H2O2 → 2 H2O + O2 + warmte
Katalase heeft een pH optimum bij 7.

Hypothese: Katalase heeft een pH optimum bij 7. Bij een lagere of hogere pH zal het enzym niet of nauwelijks werken, en dus minder waterstofperoxide omzetten in zuurstof.

8. De invloed van de temperatuur op de activiteit van het enzym katalase.

Benodigdheden:
gasmeetspuit
waterbad/ijswater/kraanwater(temp misschien nog meten, volgens mij was het 18 graden, er zijn waarschijnlijk verschillende waterbaden)

Vraagstelling: Wat is de invloed van de temperatuur op de werking van katalase?
Hypothese: Katalase werkt het best bij lichaamstemperatuur, dus rond de 38 graden. Hoe hoger de temperatuur hoe meer de moleculen bewegen en hoe meer reacties plaatsvinden, na een tijd zal katalase gaan denatureren omdat de deeltjes te hard botsen. Bij een te lage temperatuur zullen we te weinig effectieve botsingen zijn.

Conclusie: De optium van de enzymactiviteit van katalase ligt (van de geteste temperaturen) het dichts bij 37°.
Verklaring: Beneden de minimumtemperatuur van een enzym is de beweging van de moleculen te traag om enzym-substraatcomplexen te kunnen vormen. Als de temperatuur toeneemt gaan de moleculen meer bewegen, waardoor de enzymactiviteit toeneemt. Bij een te hoge temperatuur neemt het aantal intacte enzymmoleculen af. Ze botsen dan te hard tegen elkaar waardoor ze vervormen en ze niet meer bruikbaar zijn als enzym. Hierdoor is het actieve centrum niet meer in staat om substraatmoleculen te binden. Als de temperatuur verder naar de maximumtemperatuur neigt, neemt de enzymactiviteit dus weer af.

9. De invloed van de enzymconcentratie op de activiteit van het enzym katalase.

Benodigdheden:
gasmeetspuit.
De enzymconcentratie is waarschijnlijk die van het enzym katalase zelf maar misschien ook een co-enzym of een enzym die waterstofperoxide produceert. In dit geval is er positieve terugkoppeling.
Hoe meer enzymen hoe hoger de activiteit. Bij deze proef moet er ook waterstofperoxide worden toegevoegd, zodat je het aantal O2 kunt meten(dit ontstaat bij de reactie).
Hypothese: Hoe groter de concentratie hoe sneller de reactiesnelheid. De kans op een botsing tussen moleculen neemt toe en dus kan er meer substraat worden omgezet.

10. De invloed van de enzymconcentratie op de zetmeelvertering door het enzym amylase

Benodigdheden:
Calorimetrie
Zetmeel, amylase

Calorimetrie is een meetmethode waarmee de warmtecapaciteit (vaak aangeduid met C) van een materiaal bepaald wordt aan de hand van de opgenomen energie.
Amylase komt voor in het lichaam. Amylase breekt zetmeel af tot maltose, hierbij komt warmte vrij.
Verdund (10x) speeksel is een prima amylase bron.

Vraagstelling: Wat is het verband tussen de enzymconcentratie en de werking van het enzym amylase?
Hypothese: Hoe groter de concentratie hoe sneller de reactiesnelheid. De kans op een botsing tussen moleculen neemt toe en dus kan er meer substraat worden omgezet.

11. De invloed van pancreatine op halfvolle, volle en magere melk

Pancreatine bevat amylase, lipase en protease.
Protease breekt eiwitten af tot aminozuren.
Lipase breekt vet af, er ontstaan glycerol en vetzuren.
Amylase breekt zetmeel af, er ontstaan suikers.

Benodigdheden:
pH sensor
bij de afbraak van vetten in de melk komen vetzuren vrij.
Pancreatine bevat alle enzymen van het alvleessap. Hierin zit ook het enzym amylase, maar ook lipase, dat zorgt voor vetsplitsing waardoor er vetzuren ontstaan en die zorgen onder andere voor een daling van de PH. Pancreatine moet in een waterbad van 37 graden
Hypothese: De pH zal dalen als je pancreatine bijeenvoegt met melk. Want bevat lipase en dit breekt de vetten in melk af waarbij vetzuren ontstaan, hierdoor daalt de pH.
+ blanko proef, de ph van melk

12. De invloed van de pH-waarde op de activiteit van pancreatine

Melk met verschillende pH waarden, geen buffer. Pancreatine is een enzym en er ontstaan vetzuren. Hoe meer de ph daalt hoe actiever het enzym. Je moet dus de verschillen bekijken, hoe veel daalt de pH bij verschillende pH’s.
Lipase werkt het best bij een pH van rond de 8.

Hypothese: Pancreatine zal minder goed werken bij een pH die veel lager of hoger is dan 8. Omdat lipase het best werkt bij een pH van rond de 8.

Werkwijze bij alle proeven:
USB Stick pakken, bestand openen, paneelcoach controleren, opstelling gereedmaken, maken grafiek, ijken, tijd instellen, meting starten, verslag maken, ook coach bestand opslaan,opruimen(!)