SRP om enzymkinetik og katalase i Kemi A og Matematik B
SRP om enzymkinetik og katalase i Kemi A og Matematik B
Studieretningsprojekt (SRP) om "Enzymkinetik med Katalase" i Matematik B og Kemi A.
Projektet undersøger, hvordan Michaelis-Menten ligningen kan bruges til at beskrive enzym-katalyserede reaktioner. Først redegøres der kort for den kemiske teori om reaktionskinetik og enzymer for at anskueliggøre det. Dernæst opstilles der en simpel model for en enzymkatalyseret reaktion. Ved at opstille sådan en model og analysere den, kan Michaelis-Menten ligningen udledes.
Michaelis-Menten ligningen er da udledt fra kemiske forudsætninger og matematisk deduktiv bevisføring. Eksperimentelt fortages der en reaktionskinetisk undersøgelse af den enzymkatalyserede nedbrydning af hydrogenperoxid. Katalase er det enzym, der bruges hertil.
Dette eksperiment undersøger reaktionshastighedens afhængighed ved forskellige parametre. Undersøgelsen viste blandt andet, at aktiviteten af katalase under alle omstændigheder afhænger af pH og temperatur.
Det viste, reaktionshastighedens afhængighed af substratkoncentrationen var forskellig under forskellige omstændigheder, som forventet. Uden at have de bedste resultater opnås alligevel en rimelig konklusion. Michaelis-Menten ligningen gælder tilsyneladende i mange sammenhænge.
Visse dele af Michaelis-Menten ligningen er succesfuldt anvendt med en god nøjagtighed, mens andre dele ikke er. Det vides nu, at det er vigtigt at have ganske gode forsøgsresultater for at få det bedste udbytte af ligningen.
Opgaveformulering
- Opstil en simpel model for en enzymkatalyseret reaktion med tilhørende hastighedsudtryk.
- Analyser modellen. Herunder skal du udlede Michaelis-Menten-ligningen og gøre rede for den matematiske teori, som du anvender.
- Eksperimentelt skal du foretage en reaktionskinetisk undersøgelse af den
enzymkatalyserende nedbrydning af hydrogenperoxid. Herunder skal du undersøge forskellige parametres indflydelse på reaktionshastigheden og vurdere, hvorvidt Michaelis-Menten-ligningen kan benyttes til at beskrive reaktionen.
Studienets kommentar
Fagkombinationen er ikke oplyst fra elevens side
Du kan også få hjælp til dit Studieretningsprojekt i SRP-bogen. Her guider vi dig i alt fra emnevalg og faglige metoder til opbygning af opgaven.
Få den bedste hjælp til SRP med SRP-bogen.
Indhold
Indholdsfortegnelse
Abstract 3
1. Indledning 6
2. Enzymatisk katalyse 6
2.1 Reaktionskinetik 6
2.2 Reaktionsorden 7
2.3 Enzymets katalytiske virkning 7
2.4 Aktiveringsenergi 8
2.5 Enzymkatalyserede reaktioner 8
3. Enzymkinetisk modellering 11
3.1 Michaelis-Menten-ligningen 11
3.2 Førsteordensreaktion 13
3.3 Nulteordensreaktion 15
3.4 Lineweaver-burk-plottet 17
3.5 Separation af de variable 18
4. Katalases nedbrydning af hydrogenperoxid 20
4.1 Substratkoncentrations indflydelse 20
4.2 Surhedsgradens indflydelse 24
4.3 Temperaturens indflydelse 25
4.4 Den lineære Michaelis-Menten-kurve 26
4.5 Fejlkilder og usikkerheder 28
4.6 Michaelis-Menten-ligningens anvendelighed 28
5. Konklusion 30
6. Litteraturliste 32
6.1 Bøger 32
6.2 Internetmateriale 32
7. Bilag
7. Bilag 34
7.1 Bilag 1 34
7.2 Bilag 2 34
7.3 Bilag 3a 35
7.4 Bilag 3b 35
7.5 Bilag 4 36
Uddrag
"1. Indledning
Vi kan alle blive enige om, at matematik er et fag, som danner både praktisk og teoretisk grundlag i rigtig mange sammenhænge.
Matematikken er altså et fag, som andre fag og videnskaber benytter sig af pga. dens anvendelighed. I naturvidenskaben vil man formentlig sige, at faget er uundværligt. Simpelthen fordi matematikken bruges som et redskab til udarbejdelse af teoretiske simplificerede modeller samt bestemmelse af eksperimentelle data. Reaktionskinetik er et eksempel på den naturlige sammenhæng, matematikken og naturvidenskaben danner.
Den kemiske reaktionskinetik indebærer nemlig brugen af matematiske differentialligninger. Det er således også et eksempel, hvordan kemiske emner ikke kan forklares uden af brug af matematik. En interessant underafdeling af del af reaktionskinetikken kaldes for enzymkinetik.
Enzymet får reaktioner til at forløbe væsentligt hurtigere. Interessen for enzymkinetik opstår således, idet det er en væsentlig faktor i forbindelse med langsomme reaktionsprocesser. Nogle langsomme reaktioner kan forløbe 1.000.000 gange hurtigere med enzym end uden enzymet.
Et andet interessant perspektiv af enzymkinetikken er arbejdet med bestemte enzymer. Enzymet katalase benyttes til at nedbryde hydrogenperoxid. Det er en livsnødvendig proces, idet hydrogenperoxid, der dannes i små mængder i kroppen ved respiration, er en gift for cellen.
Det er altså nødvendigt, at dette stof hurtigt omdannes til uskadelige stoffer. Det er her, at katalase kommer i billedet. Derfor arbejdes der i dette projekt netop med enzymkinetik med enzymet katalase. Projektet vil indledningsvis indeholde en redegørelse for den kemiske enzymkinetik.
I forlængelse af det redegørende afsnit, opstilles der en simpel model for en enzymkatalyseret reaktion med det tilhørende hastighedsudtryk. Det opstillede hastighedsudtryk vil blive analyseret. Analysen af hastighedsudtrykket vil bl.a. indeholde en udledning af Michaelis-Menten-ligningen samt en redegørelse for den anvendte matematiske teori.
Der foretages eksperimentelt en reaktionskinetisk undersøgelse af den enzymkatalyserende nedbrydning af hydrogenperoxid, som katalase står for. I eksperimentet undersøges forskellige parametres indflydelse på reaktionshastigheden.
Med udgangspunkt i mit eksperiment diskuteres og endeligt vurderes det, hvorvidt Michaelis-Menten-ligningen kan benyttes til at beskrive den omtalte' reaktion."... Køb adgang for at læse mere Allerede medlem? Log ind
