Каталаза
(Н2О2 : Н2О2 –оксидоредуктаза)
Каталаза катализирует реакцию разложения перекиси водорода с образованием воды и молекулярного кислорода:
Н2О2 + Н2О2 О2 + Н2О.
Перекись водорода образуется в процессе дыхания живых организмов и в результате различных биохимических реакций окисления органических веществ. Токсичность перекиси водорода определяется его высокой реакционной способностью, которую проявляет синглетный кислород, *О2 . Его высокая реакционная способность приводит к неконтролируемым реакциям окисления. Роль каталазы заключается в том, что она разрушает ядовитую для организмов перекись водорода.
Каталаза широко распространена в клетках живых организмов, в том числе микроорганизмов и растений. Высокую каталазную активность проявляют также почвы.
Методы определения каталазной активности почвы основаны на измерении скорости распада перекиси водорода при взаимодействии ее с почвой по объему выделяющегося кислорода (газометрические методы) или по количеству неразложенной перекиси, которое определяют перманганатометрическим титрованием или колориметрическим методом с образованием окрашенных комплексов.
Исследованиями Е.В. Даденко и К.Ш. Казеева установлено, что при хранении образцов активность каталазы из всех ферментов снижается в наибольшей степени, поэтому ее определение необходимо проводить в первую неделю после отбора образцов.
Метод А.Ш. Галстяна
[1978]
Ход анализа. Для определения активности каталазы используют прибор из двух соединенных резиновым шлангом бюреток, которые заполняют водой и уравновешивают ее уровень. Поддерживание определенного уровня воды в бюретках свидетельствует о достижении температурного равновесия в приборе. Навеску (1 г) почвы вносят в одно из отделений сдвоенной колбы. В другое отделение колбы приливают 5 мл 3-процентного раствора перекиси водорода. Колбу плотно закрывают каучуковой пробкой со стеклянной трубкой, которая соединена с измерительной бюреткой с помощью резинового шланга.
Опыт проводят при температуре 20 °С, так как при другой температуре скорость реакции будет отличаться, что исказит результаты. В принципе важна температура не воздуха, а перекиси, именно она должна быть 20 0С. Если температура воздуха значительно выше 20 0С (летом), рекомендуется проводить анализ в подвале или в другом прохладном помещении. Рекомендованное в таких случаях применение водяной бани с температурой 20°С вряд ли эффективно.
Начало опыта отмечают по секундомеру или песочным часам в тот момент, когда перекись смешивается с почвой, и содержимое сосуда встряхивают. Взбалтывание смеси производят в течение всего опыта, стараясь не касаться колбы руками, держа ее за пробку. Выделяющийся кислород вытесняет из бюретки воду, уровень которой отмечают через 1 и 2 мин. Рекомендация определять количество кислорода через каждую минуту в течение 3 мин ввиду прямолинейности реакции разложения перекиси лишь увеличивает затраты времени на анализ.
Данная методика позволяет одному исследователю за день проанализировать активность каталазы более чем 100 образцов. Удобно проводить анализ вдвоем, используя 5-6 сосудов. При этом один человек непосредственно занимается анализом и следит за уровнем бюретки, а второй следит за временем, записывает данные и моет сосуды.
Контролем служит стерилизованная сухим жаром (180°С) почва. Некоторые почвы, соединения и минералы обладают высокой активностью неорганического катализа разложения перекиси даже после стерилизации - до 30-50 % от общей активности.
Активность каталазы выражают в миллилитрах О2, выделяющегося за 1 мин из 1 г почвы.
Реактивы: 3-процентный раствор Н2О2 . Концентрацию пергидроля обязательно периодически проверяют, рабочий раствор готовят непосредственно перед анализом. Для установления концентрации пергидроля на аналитических весах в мерной колбе емкостью 100 мл взвешивают 1 г Н2О2, объем доводят до метки и взбалтывают. Помещают 20 мл полученного раствора в конические колбы на 250 мл (3 повторности), добавляют 50 мл дистиллированной воды и 2 мл 20-процентной Н2SO4. Затем титруют 0,1 н. раствором КМnО4. 1 мл раствора КМnО4 соответствует 0,0017008 г Н2О2. После установления концентрации пергидроля готовят 3-процентный раствор разбавлением дистиллированной водой. Титровальный раствор КМnО4 готовят из фиксанала и выдерживают несколько дней для установления титра.
Интересное из раздела
Мировой кризис ресурсов, загрязнение окружающей среды и проблема катализа
Тема моего реферата «Мировой
кризис ресурсов, загрязнение окружающей среды и проблема катализа». Я не
случайно выбрал эту тему, а учитывал актуальность этих взаимосвязанных между
собой проб ...
Воспитание экологической культуры детей старшего дошкольного возраста
Человек вступает
в определенные отношения с природой. Он приспосабливается к природной
обстановке, сам, изменяясь под ее влиянием, и, конечно, преобразует своей
деятельностью эту природную ...
Формирование экологического мышления на уроках географии
«Уже с самого раннего возраста в
сознании человека должно укрепиться ощущение необходимости совместной жизни с
Природой и в Природе».
Н.Н.Моисеев,
академик РАН.
20 век принес ...
