SNy: Biotechnologia
Studenckie Notatki Cyfrowe
www.sny.one.pl
Wrocław, 2007
Biologia I – laboratorium
notatki ze studiów
na kierunku Biotechnologia
na Wydziale Chemicznym
Politechniki Wrocławskiej
Autor:
Mateusz Jędrzejewski
mateusz.jedrzejewski@one.pl
www.jedrzejewski.one.pl
SNy: Biotechnologia
Spis treści
Informacje o kursie ____________________________________________________3
Zajęcia 1. ____________________________________________________________4
Praca z mikroskopem______________________________________________________4
Przygotowanie własnych preparatów _________________________________________4
Teoria: budowa komórki ___________________________________________________4
Zajęcia 2. ____________________________________________________________8
Oglądanie gotowych preparatów pod mikroskopem_____________________________8
Teoria: podziały komórkowe________________________________________________8
Zajęcia 3. ____________________________________________________________9
Oglądanie gotowych preparatów roślinnych pod mikroskopem ___________________9
Embriologia _____________________________________________________________9
Zajęcia 4. ___________________________________________________________10
Oglądanie gotowych preparatów zwierzęcych pod mikroskopem _________________10
Teoria: tkanka mięśniowa _________________________________________________10
Zajęcia 5. ___________________________________________________________11
Doświadczenia – reakcje charakterystyczne __________________________________11
Chromatografia__________________________________________________________11
Zajęcia 6. ___________________________________________________________12
Aktywność enzymatyczna _________________________________________________12
Kolokwium__________________________________________________________14
Przykładowe pytania _____________________________________________________14
SNy: Biotechnologia
Wstęp
otatka jest częścią projektu SNy Biotechnologia
(Studenckie Notatki Cyfrowe). Udostępniane
są one na stronie internetowej www.sny.one.pl. KaŜdy
moŜe za darmo korzystać z nich w celach edukacyjnych.
a konkretna notatka dotyczy kursy BTC3006l.
To znaczy laboratoriów z Biologii I. Notatki
naleŜy potraktować jako spis tematów poruszonych
na zajęciach. Jest to tylko lista zagadnień opracowanych
pod kątem przygotowania się do danych zajęć W nauce
nie zastąpi to lektury dobrej ksiąŜki!
waga na błędy! Mimo staranności jaką włoŜyli
autorzy w opracowanie tej notatki mogą
zdarzyć się błędy. Więc kaŜdy korzysta z tych notatek
na własną odpowiedzialność. ZauwaŜone błędy proszę
zgłaszać autorowi notatki (najlepiej drogą elektroniczną).
śyczę wszystkim skutecznego korzystania z notatek.
Mateusz Jędrzejewski
autor strony www.sny.one.pl
Szczegółowe informacje o notatce
Nazwa pliku: e-notatka - Biologia I - laboratorium.pdf
Nazwa kursu: Biologia I (BTC3006l)
Prowadzący kurs: dr Agnieszka Grabowiecka
Semestr/rok: 07l (rok 1, II semestr)
Kierunek: Biotechnologia
Wydział: Wydział Chemiczny
Uczelnia: Politechnika Wrocławska
Autor notatki: Mateusz Jędrzejewski
Status: ukończona
N
T
U
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 3
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 24.02.2007 20:00
Temat: Informacje o kursie.
Zmodyfikowana: 24.02.2007 20:00
Informacje o kursie
Nazwa kursu: Biologia I – laboratorium
Kod kursu: BTC3006l
Kod zajęć: 31-9h
Godziny zajęć: 8:00-11:00, środa, tygodnie 1-7
Prowadzący: dr Agnieszka Grabowiecka
Konsultacje: [?], bud. A-2 324
Wymagania:
a)
na kaŜde zajęcia trzeba mieć swój fartuch (bawełniany, długi rękaw, zapinany z przodu),
b)
posiadać czysty zeszyt (tj. bez kratek czy linii) oraz miękki ołówek i gumkę,
c)
na początku kaŜdych zajęć krótkie seminarium na zadany wcześniej temat,
d)
na koniec kursu kolokwium zaliczeniowe,
e)
ocena końcowa będzie zaleŜeć równieŜ od subiektywnej oceny prowadzącego,
f)
bardzo waŜna jest obecność
: nie ma moŜliwości zaliczenia kursu mają dwie lub więcej
nieobecności (nie ma znaczenia powód nieobecności).
Temat do przygotowania na następne zajęcia:
Budowa komórki roślinnej i zwierzęcej.
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 4
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 24.02.2007 20:31
Temat: Zajęcia 1.
Zmodyfikowana: 11.03.2007 12:15
Zajęcia 1.
28.02.2007 r.
Praca z mikroskopem
1.
Budowa mikroskopu.
2.
Omówienie zasad posługiwania się mikroskopem.
Przygotowanie własnych preparatów
1.
Preparat z łuski cebuli wybarwiony płynem Lugola.
Oglądanie komórek cebuli.
2.
Preparat z korzenia marchewki wybarwiony 1,5% roztworem KNO
3
.
Oglądanie wykrystalizowanych chromoplastów, a dokładniej wykrystalizowanego karotenu
o kolorze pomarańczowym
3.
Preparat z miękiszu spichrzowego ziemniaka.
Oglądanie licznych ziaren skrobi.
Teoria: budowa komórki
1.
Teoria komórkowa, postulaty:
a)
Wszystkie organizmy są zbudowane z jednej lub więcej komórek,
b)
Komórka jest podstawową jednostką Ŝycia,
c)
Wszystkie komórki powstają z juŜ istniejących.
2.
Wzrost komórki jest ograniczony:
a)
uwarunkowaniami genetycznymi,
b)
powierzchnia błony cytoplazmatycznej musi być dość duŜa w stosunku do objętości.
3.
Podstawowa klasyfikacja wszystkich Ŝywych organizmów:
a)
eukariotyczne (gr. eu – prawdziwe, karyon – ziarno, jądro) – ich komórki posiadają jądro,
b)
prokariotyczne (gr. pro – przed) – ich komórki nie posiadają jądra komórkowego.
4.
Wszystkie zwierzęta i rośliny są zbudowane z komórek eukariotycznych.
(poniŜsze rozwaŜania dotyczyć będą organizmów eukariotycznych,
w tym komórek zwierzęcych oraz roślinnych)
5.
Komórki organizmów wielokomórkowych są wysoce wyspecjalizowane w pełnieniu swoich
funkcji, a przez to znacznie róŜnią się od siebie.
6.
Organelle komórkowe – wyspecjalizowana struktura występujące w cytoplazmie komórki.
7.
Błona komórkowa
(błona plazmatyczna, plazmalemma)
a)
otacza komórkę oddzielając jej wnętrze od środowiska zewnętrznego:
b)
pod względem chemicznych składa się z dwóch warstw lipidów (głównie fosfolipidów),
c)
na jej powierzchni znajdują się receptory,
d)
białka błonowe umoŜliwiają transport substancji chemicznych na zewnątrz i do wnętrza komórki,
8.
Ściana komórkowa
(tylko w komórkach roślinnych)
a)
zbudowana z celulozy i jej pochodnych (hemicelulozy i pektyny),
b)
nadaje zewnętrzną sztywność, kształt komórce,
c)
ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi,
d)
ściana pierwotna na zewnątrz, do wewnątrz ściana wtórna.
9.
Cytoplazma
a)
stanowi środowisko wewnętrzne komórki,
b)
umoŜliwia przebieg wielu reakcji chemicznych,
c)
umoŜliwia transport substancji wewnątrz komórki.
10.
Jądro komórkowe
a)
pełni nadrzędną rolę w komórce poniewaŜ struje procesami biochemicznymi komórki,
b)
zawiera kwas nukleinowy DNA (w postaci nici chromatynowej),
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 5
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 24.02.2007 20:31
Temat: Zajęcia 1.
Zmodyfikowana: 11.03.2007 12:15
c)
zwykle komórki posiadają jedno jądro, ale nie jest to normą,
d)
otoczka jądrowa – składa się z podwójnej błony (cztery warstwy fosfolipidów),
e)
pory jądrowe (w otoczce jądrowej) – słuŜą do komunikacji reszty komórki z jądrem oraz
do transportu RNA, mRNA,
f)
bierze udział w podziałach komórkowych
g)
jąderko – miejscem biosyntezy rybosomów,
h)
kariolimfa (sok jądrowy) – płyn wypełniający wnętrze jądra komórkowego,
11.
Mitochondriom
a)
miejsce wytwarzania energii dla komórki (utleniania cukrów czy tłuszczy),
b)
przeciętne komórka zawiera od kilkudziesięciu do kilkuset tysięcy mitochondriów,
c)
zawiera własne DNA i rybosomy,
d)
błona wewnętrzna – mocno pofałdowana, tworzy liczne wpuklenia zwane grzebieniami,
e)
błona zewnętrzna – gładka, natomiast pomiędzy błonami (wewnętrzną i zewnętrzną)
znajduje się wolna przestrzeń,
f)
matriks – substancja wypełniająca wnętrze mitochondriom,
12.
Plastyd
(tylko w komórkach roślinnych)
a)
proplastydy – młodociana forma plastydów, róŜnicują się przy udziale światła,
b)
plastydy moŜna podzielić na (ze strony http://pl.wikipedia.org/wiki/Plastyd):
−
bezbarwne, wytwarzane bez udziału światła, aktywne podczas procesów metabolicznych:
(1)
leukoplasty
, których główną funkcją jest przechowywanie materiałów
zapasowych, do których zaliczają się:
(a)
lipidoplasty, elajoplasty (magazynujące tłuszcze),
(b)
amyloplasty (magazynujące węglowodany – w postaci ziaren skrobi),
(c)
proteinoplasty (magazynujące białka – w postaci ziaren aleuronowych),
(2)
etioplasty, powstają z proplastów w etiolacji zawieraja protochlorofil (Ŝółty barwnik),
−
barwne, wytwarzane z udziałem światła:
(1)
aktywne w procesie fotosyntezy i innych procesach metabolicznych:
(a)
chloroplasty (*)
oraz inne róŜnobarwne aktywne chromatofory, występujące
w niektórych glonach, mające za zadanie produkowanie glukozy
z wykorzystaniem energii świetlnej (fotosynteza),
(2)
nieaktywne podczas fotosyntezy i innych procesów metabolicznych ,
(a)
chromoplasty
– zawierające barwnik czerwony karoten lub Ŝółty ksantofil,
czyli barwniki nadające barwę kwiatom, owocom, a czasem rówieŜ korzeniom
(np. marchwi),
13.
Chloroplast
(*) (tylko w komórkach roślinnych)
a)
miejsce przeprowadzania fotosyntez,
b)
zawiera zielony barwnik zwany chlorofilem,
c)
zawiera własne DNA i rybosomy,
d)
otoczony podwójną błoną (zewnętrzną i wewnętrzną),
e)
tylakoidy – podstawowa struktura chloroplastu tworzona przez błonę wewnętrzną,
f)
grana – ułoŜona w stosy tylakoidy,
g)
stroma – substancja wypełniająca wnętrze chloroplastu,
14.
Rybosom
a)
zbudowany z białek i rRNA,
b)
składa się z dwóch podjednostek: małej i duŜej,
c)
słuŜy do syntezy białek (polipeptydów),
d)
rybosomy moŜna podzielić na (ze strony http://pl.wikipedia.org/wiki/Rybosom):
−
rybosomy związane z błoną – w szorstkiej siateczce śródplazmatycznej ich zadaniem
jest produkcja białek transportowanych przez siateczkę śródplazmatyczną (białka
wydzielnicze, enzymy lizosomalne, białka wchodzące w skład błon),
−
rybosomy wolne – odpowiedzialne za produkcję białek wędrujących do jądra, białka
cytoplazmy i białka cytoszkieletu,
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 6
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 24.02.2007 20:31
Temat: Zajęcia 1.
Zmodyfikowana: 11.03.2007 12:15
15.
Retikulum endoplazmatyczne
(RE, siateczka wewnątrzplazmatyczna)
a)
wewnętrzny system błon plazmatycznych, zbudowany z dwóch warstw fosfolipidów,
b)
bierze udział w transporcie wewnątrzkomórkowym,
c)
izoluje od siebie obszary cytoplazmy gdzie zachodzą przeciwne procesy (syntezy i rozkładu),
d)
moŜna podzielić na:
−
gładkie
(1)
pozbawione rybosomów na powierzchni zewnętrznej,
(2)
bierze udział w biosyntezie lipidów (cholesterolu, sterydów),
−
ziarniste (siateczka wewnątrzplazmatyczna szorstka)
(1)
powierzchnia zewnętrza zawierająca liczne rybosomy,
(2)
biosynteza białek i fosfolipidów.
16.
Aparat Golgiego
(układ Golgiego)
a)
stos spłaszczonych struktur błoniastych (cystern),
b)
modyfikuje związki chemiczne niezbędne komórce, np. białka i steroidy,
c)
uczestniczy w wydzielaniu substancji na zewnątrz komórki,
d)
tworzy pęcherzyki trzech typów:
(ze strony: http://pl.wikipedia.org/wiki/Aparat_Golgiego)
−
transportujące (dostarczają białek i lipidów do błony komórkowej),
−
hydrolazowe (zbierają enzymy lizosomowe),
−
wakuole zagęszczające (gromadzą substancje, które mają być wydzielone na drodze egzocytozy),
17.
Lizosom
(w komórka zwierzęcych)
a)
pęcherzyk otoczony pojedynczą błoną białkowo-lipidową,
b)
zawiera enzymy hydrolityczne,
c)
uczestniczy w procesach trawienia wewnątrzkomórkowego,
18.
Peroksysom
(dawniej mikrociłko)
a)
pęcherzyk otoczony pojedynczą błoną,
b)
(u roślin) znajduje się w bezpośrednim kontakcie z chloroplastami i mitochondriami,
c)
zawiera enzymy, np. katalazę (rozłoŜenie szkodliwego nadtlenku wodoru na wodę i tlen),
oksydazę (synteza nadtlenku wodoru),
19.
Wakuola
(wodniczka)
a)
otoczona błoną zwaną tonoplastem,
b)
magazynuje związki chemiczny, w tym wodę,
c)
(u roślin) magazynowanie zbędnych produktów przemiany materii,
d)
odpowiada na utrzymanie turgoru (napięcia) całej komórki,,
20.
Centriola
(w komórka zwierzęcych)
a)
struktura walcowata, zbudowana z mikrotubul,
b)
wchodzi w skład centrosomu, który bierze udział w tworzeniu wrzeciona podziałowego,
c)
funkcja dla komórki niejasna do tej pory,
21.
Rzęski, wici
(w komórka zwierzęcych)
a)
zlokalizowane na powierzchni błony komórkowej,
b)
słuŜą do poruszania się komórki,
22.
Mikrotubule – włókniste rurkowate, sztywne struktury nadające kształt i sieciujące organella.
a)
w skład wchodzą dimery, dwa białka globularne: α-tubulina i β-tubulina,
b)
jest to podstawowa struktura budująca rzęski i wici,
c)
przekrój poprzecznych przez pęk mikrotubul (grupowanie się mikrotubul w 9 par
po okręgu plus dwie sztuki w środku – „9+2”):
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 7
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 24.02.2007 20:31
Temat: Zajęcia 1.
Zmodyfikowana: 11.03.2007 12:15
d)
ciałko podstawowe (kinetosom):
−
dolna część pęku mikrotubul,
(1)
dysk białkowy,
(2)
dziewięć trójek mikrotubul kotwiczących ułoŜonych po okręgu.
e)
dynerina oraz kinezy – rodziny białek motorycznych, które mogą wiązać się
z mikrotubulami, pełnią istotną rolę w podziale komórkowym oraz transporcie wewnętrznym,
23.
Mikrofilamenty (filamenty aktynowe) – struktury mniejsze od mikrotubul:
a)
zbudowane z białka aktyny,
b)
cienkie włókniste struktury,
c)
mają zdolność kurczenia się,
d)
odpowiedzialne za ruch komórki.
24.
Protoplazma – składa się na nią cytoplazma ze wszystkimi organellami,
25.
Protoplast – składa się z protoplazmy wraz z wakuolą (wakuolami); stanowi to kompletną
komórkę zwierzęcą; u roślin komórki są dodatkowo otoczone ścianą komórkową.
Temat do przygotowania na następne zajęcia:
Mitoza oraz mejoza.
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 8
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 11.03.2007 14:51
Temat: Zajęcia 2.
Zmodyfikowana: 11.03.2007 14:51
Zajęcia 2.
28.02.2007 r.
Oglądanie gotowych preparatów pod mikroskopem
1.
Preparat z róŜnymi typami bakterii. Posiadają odmienne kształty.
2.
Ameba – jednokomórkowy organizm zwierzęcy. Posiada wypustki zwane nibynóŜkami.
3.
Toczek – organizm jednokomórkowy, Ŝyje w koloniach które przyjmują koliste kształty,
komórki kolonii połączone są mostkami cytoplazmatycznymi.
a)
rozmnaŜana się wegetatywnie – nowe kolonie wewnątrz,
b)
rozmnaŜa się płciowo – zygoty na zewnątrz kolonii.
4.
Pantofelek (Paramecium) – organizm jednokomórkowy.
NaleŜy wyróŜnić: makro- oraz mikronukleus na sporządzanym rysunku.
5.
Jamochłon w formie osiadłego polipa.
6.
Preparat ze stoŜka wzrostu korzenia cebuli. NaleŜy wyróŜnić kolejne etapy mitozy.
Teoria: podziały komórkowe
1.
Cykl komórkowy – ogólnie obejmuje replikację, podział i fazę pomiędzypodziałową:
a)
interfaza, okres pomiędzy podziałami, obejmuje ok. 95% Ŝycia komórki:
−
faza G
1
(ang. gap – przerwa, pomiędzy M a S) – komórki normalnie metabolizują
(mogą być syntezowane organella),
−
fazy S – faza syntez (replikacji): podwojenie materiału genetycznego, powstają
chromosomy podziałowe – chromatyda siostrzana,
−
faza G
2
(przerwa pomiędzy S a M) – powstanie wrzeciona podziałowego, komórka
wchodzi w podział.
b)
podział komórki – faza M – najpierw podział jądra komórkowego na następnie reszty komórki,
2.
Mitoza:
a)
profaza – kondensacja chromosomów, formułowanie się wrzeciona podziałowego (jest
tworzone przez mikrotubule, one z kolei łączą się poprzez kinetochor z centromerem
pary chromatyd), rozpada się otoczka jądrowa (prometafaza),
b)
metafaza – chromosomy układają się w równikowej (centralnej) części wrzeciona,
c)
anafaza – rozdzielane są pary chromosomów (po replikacji są chromatydy siostrzane –
para chromatydy – po rozdziale nazywa się chromosomami potomnymi), kaŜdy nich jest
odciągany do przeciwnego bieguna komórki,
d)
telofaza – zostaje odtworzona otoczka jądrowa wokół obydwu zespołów rozdzielonych chromosomów,
e)
cytokineza – rozdział cytoplazmy i organelli w niej zawartych:
−
u zwierząt poprzez bruzdkowanie, wpuklanie błony cytoplazmatycznej,
−
u roślin poprzez tworzenie się blaszki środkowej (fragmoplast), nie występuje
wpuklanie poniewaŜ ściana komórkowa jest zbyt sztywna,
3.
Mejoza (z gr. zmniejszenie) – tworzenie się gamet (komórek haploidalnych):
a)
pierwszy podział mejotyczny:
−
wchodzi do niego jedna komórka ze zreplikowanym (podwojonym) DNA,
−
następuje podział na dwie komórki potomne diploidalne (z normalną ilością DNA),
b)
drugi podział mejotyczny (następuje od razu po pierwszym):
−
wchodzą do niego dwie komórki (nie następuje kolejna replikacja DNA),
−
powstają cztery komórki potomne haploidalne (z połową materiału genetycznego).
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 9
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 24.03.2007 13:44
Temat: Zajęcia 3.
Zmodyfikowana: 24.03.2007 13:44
Zajęcia 3.
14.03.2007 r.
Oglądanie gotowych preparatów roślinnych pod mikroskopem
1.
Przekrój poprzeczny przez pęd rośliny jednoliściennej.
2.
Przekrój poprzeczny przez pęd rośliny dwuliściennej jednorocznej.
3.
Przekrój poprzeczny przez korzeń jaskry (ang. Ranunculus root).
4.
Przekrój poprzeczny przez liść rośliny dwuliściennej.
5.
Epiderma:
a)
preparat z powierzchni liścia trzykrotki,
b)
preparat z wybarwionymi aparatami szparkowymi liścia irysu,
c)
preparat z liścia dziewanny z charakterystycznymi włoskami na powierzchni,
Embriologia
1.
Oglądanie preparatu ze stadiami rozwoju rozgwiazdy, wyróŜnić:
a)
zygotę,
b)
blastulę
c)
gastrulę,
d)
stadium larwalne.
Temat do przygotowania na następne zajęcia:
Komórki mięśniowe.
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 10
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 24.03.2007 13:57
Temat: Zajęcia 4.
Zmodyfikowana: 24.03.2007 13:57
Zajęcia 4.
21.03.2007 r.
Oglądanie gotowych preparatów zwierzęcych pod mikroskopem
1.
Przekrój poprzeczny przez jelito (ang. colon).
2.
Włókna mięśniowe krowy (mięśnie poprzecznie prąŜkowane).
3.
Krew Ŝaby (ang. blood frog).
Teoria: tkanka mięśniowa
1.
MoŜna wyróŜnić trzy typy tkanki mięśniowej:
a)
mięśnie poprzecznie prąŜkowane,
b)
mięśnie poprzecznie prąŜkowane serca,
c)
mięśnie gładkie.
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 11
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 31.03.2007 12:19
Temat: Zajęcia 5.
Zmodyfikowana: 31.03.2007 12:19
Zajęcia 5.
21.03.2007 r.
Doświadczenia – reakcje charakterystyczne
1.
Reakcja biuretowa
– wykrywanie związków posiadających po najmniej dwa wiązania
peptydowe blisko siebie. Nazwa pochodzi po najprostszego związku, które jej ulega czyli
biuretu (dimocznik, C
2
H
5
N
3
O
2
).
a)
Odczynniki: siarczan (VI) miedzi (II) (CuSO
4
), wodorotlenek sodu(NaOH),
b)
Związki do sprawdzenia – efekt:
−
albumina (białko) – zabarwienie bladoróŜowe,
−
pepton (polipeptydy, które powstają w etapie hydrolizy białek przez pepsynę)
– zabarwienie bladoróŜowe.
−
glicyna (aminokwas) – brak zabarwienia,
2.
Wykrywanie aminokwasów
a)
Odczynniki: ninhydryna (związek organiczny uŜywany najczęściej jako wskaźnik)
b)
Związki do sprawdzenia – efekt:
−
albumina (białko) – przed ogrzaniem bezbarwny roztwór, po ograniu zabarwiania
się na niebiesko, co świadczy o rozpadzie białek na aminokwasy,
−
glicyna (aminokwas) – przed ogrzaniem granatowy roztwór, po ograniu nie zmienia barwy,
3.
Wykrywanie cukrów redukujących
(cukrów prostych oraz niektórych dwucukrów)
a)
próba Fehlinga
−
Odczynniki: naleŜy zmieszać w proporcji 1:1 równomolowe ilości roztworu
siarczanu(VI) miedzi(II) i alkalicznego roztworu winianu sodu,
−
Związki do sprawdzenia – efekt:
(1)
maltoza – po ogrzaniu Ŝółty osad – wykryto obecność grup aldehydowych,
(2)
sacharoza – po ogrzaniu niebiesko-zielony kolor – nie wykryto grup aldehydowych,
Próba niedoskonała poniewaŜ podczas ogrzewania sam odczynnik odbarwia się
na zielono, co moŜe zamaskować prawdziwe zabarwienie.
b)
próba Benedicta
−
Odczynniki: roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), cytrynianu trójsodowego oraz węglanu sodu,
−
Związki do sprawdzenia – efekt:
(1)
maltoza – po ogrzaniu ceglasty osad – wykryto obecność grup aldehydowych,
(2)
sacharoza – po ogrzaniu niebieski – nie wykryto grup aldehydowych.
Chromatografia
1.
Cienkowarstwowa chromatografia cieczowa TLC (ang. thin layer chromatography) – rodzaj
chemicznej techniki analitycznej, która wykorzystuje róŜną siłę oddziaływań międzycząsteczkowych
do rozdziału badanej próbki umieszczonej na złoŜu, przez rozpuszczanie jej w eluencie.
Rozdział odbywa się gdy jedne związki badanej mieszaniny poruszają się szybciej niŜ drugie.
2.
ZłoŜem moŜe być metalowa płytka pokryta Ŝelem krzemionkowym.
3.
Eluent – ciecz, która pełni rolę rozpuszczalnika, umoŜliwia przemieszanie się badanej próbki
po złoŜu. Eluent powinien: mieć małą masę cząsteczkową, nie reagować ze złoŜem.
4.
Doświadczenie – preparat z włosów
. Wykrywanie obecnych w nim aminokwasów.
a)
przed chromatografią białek trzeba zabrać o ich denaturyzację, ew. zadbać o warunki
denaturucje juŜ w trakcie chromatografii (np. odpowiednie pH),
b)
na dół płytki nanosi się badaną próbkę oraz wzorce odniesienia aminokwasów,
c)
płytkę zanurza się eluencie pozwalając na przesiąkanie go w górę płytki,
d)
po dotarciu eluentu do góry naleŜy płytkę wysuszyć i odbarwić ninhydryną,
e)
po wygrzaniu płytki moŜna juŜ próbować doszukiwać jakie aminokwasy wystąpiły
w badanej próbce, poprzez porównanie wysokości na jaką dotarły na płytce ze wzorcami.
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 12
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 10.04.2007 13:51
Temat: Zajęcia 6.
Zmodyfikowana: 23.04.2007 23:38
Zajęcia 6.
11.04.2007 r.
Aktywność enzymatyczna
1.
Badanie aktywności oksydazy polifenolowej (lakkazy, EC 1.10.3.2):
a)
własności enzymu:
−
umoŜliwia przenoszenie elektronów na tlen,
−
uczestniczy w przemianach metabolicznych komórki,
−
naleŜy do klasy metaloenzymów: enzym ten jest związany z miedzią.
b)
doświadczenie:
−
źródłem tego enzymu będzie preparat z ziemniaka,
−
przygotowanie probówek:
(1)
efekt: brązowe melaniny podobnie jak w probówce (4),
(2)
próby kontrolne, bez substratu, ale z zachowaniem objętości (dodać wodę),
(3)
próba z nieaktywnym enzymem – dezaktywacja za pomocą temp. 100 °C,
celem sprawdzenia czy sam substrat nie reaguje,
(4)
zachodzi pełna reakcja podobnie jak w probówce (1), tyle, Ŝe zawartość probówki
jest delikatnie mieszana, aby zwiększyć dostęp do tlenu, przez co zwiększa się
szybkość zachodzenia reakcji.
2.
Badanie aktywności peroksydazy
a)
własności tej grupy enzymów:
−
naleŜą do klasy oksydoreduktaz,
−
katalizują utlenianie nadtlenkiem wodoru (H
2
O
2
) róŜnych substratów,
−
np. peroksydaza glutationowa rozkłada (redukuje) nadtlenek wodoru do wody.
b)
doświadczenie:
−
odczynnik: benzydyna (C
12
H
12
N
2
), uwaga: jest rakotwórczy, naleŜy do diamin
aromatycznych, utleniona benzydyna ma kolor niebieski, normalnie jasno brązowy,
−
przygotowanie wyciągu z ziemniaka,
−
przygotowanie probówek:
(1)
z aktywnym enzymem – po dodaniu benzydyny odbarwienie na niebiesko,
(2)
z nieaktywnym enzymem (po podgrzaniu) – po dodaniu benzydyny brak zmiany
zabarwienia, kolor jasno Ŝółty.
c)
dygresja:
−
katalazie
(EC 1.11.1.6) – enzym z grupy oksydoreduktaz katalizujący proces
rozkładu nadtlenku wodoru do wody i tlenu. W znacznych ilościach występuje
w erytrocytach.
−
H
2
O
2
– nadtlenek wodoru, jest toksyczny dla komórek, więc musi być z nich
usuwany, co umoŜliwiają powyŜsze enzymy,
3.
Badanie aktywności β-amylazy
a)
własności amylaz (EC 3.2.1.1):
−
enzym hydrolityczny z grupy hydrolaz rozkładający skrobię i inne wielocukry,
b)
doświadczenie:
−
źródłem tego enzymu będzie wyciąg z nasion zboŜowych,
−
substratem jest skrobia (polisacharyd),
−
płyn Lugola – wodny roztwór jodu z jodkiem potasu, pod wpływem skrobi odbarwia
się na kolor granatowy,
−
próba Benedicta – słuŜy do wykrywania cukrów redukujących (np. monocukrów),
−
przygotowanie probówek:
(1)
próba kontrolna z dezaktywowanym enzymem wysoką temp. przed dodaniem
substratu – brak objawów reakcji,
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 13
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 10.04.2007 13:51
Temat: Zajęcia 6.
Zmodyfikowana: 23.04.2007 23:38
(2)
kolejne probówki o czasach inkubacji 0 min., 5 min., 10 min., 20 min., 40 min.,
Po określonym czasie przerywa się reakcję dezaktywując enzym. Następnie
wykonuje się próbę na obecność skrobi (płyn Lugola) oraz cukrów redukujących
(próba Benedicta), kaŜdą w oddzielnej probówce.
Zabarwienie granatowe (od płynu Lugola) w kolejnych probówkach wraz ze
wzrostem czasu inkubacji maleje, czyli stęŜenie skrobi maleje (bo jest rozkładana).
Brązowy osad (próba Benedicta) w kolejnych probówkach wraz ze wzrostem
czasu inkubacji zwiększa się, czyli stęŜenie cukrów redukujących rośnie.
c)
dygresja:
−
α-amylazy – tnie wiązania tylko wewnątrz polisacharydów (łańcucha wielocukru),
−
β-amylazy – tnie tylko od końców polisacharydów (łańcucha wielocukru).
Dodatkowo: „Skrypt Słodki świat enzymów”
http://www.sfn.edu.pl/unesco_kity/skrypt_enzymy.pdf
4.
Badanie aktywności inwertazy (sacharaza, β-fruktofuranozydaza, EC 3.2.1.26)
a)
własności:
−
katalizuje reakcję hydrolizy sacharozy do fruktozy i glukozy, czyli dwucukru na dwa
monocukry (cukry proste),
−
do aktywności enzym ten wymaga kwaśnego pH,
b)
doświadczenie:
−
źródłem tego enzymu są komórki droŜdŜy,
−
do zakwaszenie uŜyto buforu octanowego (pH=4,4),
−
przygotowane probówki, do kaŜdej dodano enzym:
(1)
próba kontrolna: woda – próba Benedicta – brak odbarwienia,
(2)
próba kontrolna: skrobia – próba Benedicta – brak odbarwienia,
(3)
próba z sacharozą – próba Benedicta – wytrącił się ceglasty osad,
więc są obecne w roztworze cukry redukujące (np. fruktoza czy glukoza),
(4)
próba z sacharozą, ale z dezaktywowanym enzymem wcześniej – próba Benedicta
– brak odbarwienia.
Informacja:
25 kwietnia 2007 r., godz. 9:00
– końcowe kolokwium zaliczeniowe
Zagadnienia na kolokwium:
1.
Budowa komórki roślinnej i zwierzęcej.
2.
Rozwój wiązek przewodzących u roślin jedno- i dwuliściennych.
3.
Podziały komórkowe.
4.
Budowa komórek mięśniowych.
5.
Sposoby wykrywania cukrów i aminokwasów.
6.
Typy katalizowanych reakcji przez enzymy: oksydaza polifenolowa, peroksydaza, katalazie,
α-amylazy oraz β-amylazy, inwertaza.
Szczególnie waŜne mają być dwa ostatnie tematy: Zajęcia 5. oraz Zajęcia 6.
Studenckie Notatki Cyfrowe
SNy: Biotechnologia
www.sny.one.pl sny@sny.one.pl
Strona 14
Notatka: Biologia I (BTC3006l) – laboratorium.
Utworzona: 30.04.2007 21:08
Temat: Kolokwium.
Zmodyfikowana: 30.04.2007 21:08
Kolokwium
25.04.2007 r.
Przykładowe pytania
1.
Omów budowę wiązki przewodzącej otwartej i zamkniętej.
2.
Omów biologiczne znaczenie mitozy i mejozy.
3.
Omów struktury rzędowe białek.
4.
Zaproponuj sposób rozróŜnienia α-amylazy od β-amylazy.
5.
Zaproponuj sposób rozróŜnienia: glicyny, albuminy i dipeptydu.