2 курс / Нормальная физиология / ВИРТУАЛЬНЫЙ_ПРАКТИКУМ_ПО_НОРМАЛЬНОЙ_ФИЗИОЛОГИИ

Целью данной работы является:

1)исследование эффектов амилазы на крахмал,

2)определение оптимальных уровней рН, при которых амилаза будет работать,

3)исследование эффектов температуры на активность энзима.

На экране работы в верхнем правом квадрате находятся

11 капельниц. Вы будите готовить тест-пробирки, содержащие различные комбинации растворов из этих капельниц. Под панелью с капельницами размещен инкубационный комплекс, позволяющий вам кипятить, замораживать и инкубировать тест-пробы.

Закрытая камера в верхней левой части экрана является «Кабинетом исследования», который содержит химикаты, добавляемые к экспериментальным тест-пробиркам, для интеграции результатов теста.

Ниже «Кабинета исследования» находится «Промывка тестпробирок», где вы будите освобождать содержимое тестпробирок. Рядом с промывкой находится «Распределитель тестпробирок», из которого вы будите с помощью щелчка мышки забирать пробирки и перемещать их к держателям в инкубационном комплексе для эксперимента. Вдоль нижней панели экрана находится табло регистрации данных.

Ход работы:

1.Щелчком мышки, выберите тест-пробирку, подвешенную

вкронштейне, рядом с инкубатором, переместить к ячейке № 1 в верху инкубатора и освободить ее с помощью кнопки на мышке. Тест-пробирка помещается на место. Повторить это действие, заполняя ячейки № 2, № 3 и так далее, пока все семь ячеек на верхней панели инкубатора не будут заполнены тест-пробирками.

2.Заполните все семь тест-пробирок последовательно тремя субстанциями по следующей схеме:

тест-пробирка № 1 – крахмал, деионизированная вода, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 2 – амилаза, деионизированная вода, рН 7,0 буфер;

тест пробирка № 3 – крахмал, амилаза, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 4 – крахмал, амилаза, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 5 – мальтаза, деионизированная вода, рН 7,0 буфер;

151

https://t.me/medicina_free

тест-пробирка № 6 – крахмал, амилаза, рН 2,0 буфер; тест-пробирка № 7 – крахмал, амилаза, рН 9,0 буфер.

Чтобы сделать эту часть работы, щелкните мышкой на колбочку капельницы выбранной субстанции и переместите ее к верхней части нужной тест пробирки, освободите кнопку мышки.

3. Щелкните мышкой на номер «3» под пробиркой № 3, и пробирка начнет опускаться в инкубационный комплекс. Теперь щелкните на кнопку «Кипячение». Пробирка будет подвергнута кипячению, а затем будет возвращена на поверхность ячейки. Заметьте, что единственным различием между пробиркой № 3 и пробиркой № 4 является то, что пробирка № 3 была подвергнута кипячению.

4. Убедитесь, что температура инкубирования составляет 37 оС, а время проведения инкубирования = 60 мин. Если это не так, то щелкните мышкой на кнопки (+) или (-), соответственно.

5.Щелкните на кнопку «Инкубировать». Все семь тест пробирок опустятся в инкубационный комплекс. В конце инкубационного периода, пробирки будут возвращены на поверхность инкубатора и откроются дверцы «Кабинета исследований». Обратите внимание, что в нем находятся семь пустых тест-пробирок и две капельницы. Эти капельницы содержат IKI реагент и реагент Бенедикта. IKI тест используется для определения присутствия крахмала в пробе, а тест Бенедикта – для определения присутствия сахаров, таких как глюкоза и мальтоза (которые являются продуктами переваривания крахмала). При добавлении этих реагентов к семи экспериментальным тест-пробиркам, вы можете определить – произошло переваривание или нет.

6.Щелкните мышкой по тест-пробирке № 1 в ячейке 1 инкубатора. Теперь Вы можете наблюдать изменение вашего курсора

вминиатюрной тест-пробирке. Переместите эту миниатюрную тест-пробирку к отверстию первой пробирки в «Кабинете исследования», затем освободите кнопку мышки. Содержимое миниатюрной тест-пробирки будет перемещено в исследуемую пробу.

7.Повторите этап 6 для всех оставшихся тест-пробирок. Убедитесь, что делаете это в строгой последовательности: тестпробирка № 2, № 3 и так далее.

8.Каждый из растворов в пробирках, находящихся в инкубаторе, должны быть перенесен в пробирки в «Кабинете исследований», затем сделайте щелчок мышки в верхней части капельницы

152

https://t.me/medicina_free

среагентом IKI, переместите капельницу к отверстию первой пробы в «Кабинете исследования» и освободите кнопку мышки. Капли реагента IKI будут вылиты в пробу. Повторите этот этап для всех тест-пробирок в «Кабинете исследований» и отметьте любые изменения цвета. Оттенки темно-голубого или серого цвета показывают положительный тест на крахмал; желтый цвет показывает отрицательный тест. Зарегистрируйте результат

сIKI реагентом в соответствующей графе таблицы 14.

9.После этого, щелкните мышкой в верхней части капельницы с реагентом Бенедикта, переместите ее к отверстию тестпробы № 1 (в ячейке 1 инкубатора) и освободите кнопку мышки. Капли реагента Бенедикта будут добавлены в тест-пробирку. Повторите этот этап для оставшихся тест-пробирок в верхней части инкубатора.

10.После того, как реагент Бенедикта будет добавлен к каждой тест-пробирке инкубатора, щелкните кнопку «Кипячение». Все тест-пробирки будут опущены в инкубаторный комплекс, подвергнуты кипячению и вновь перемещены на поверхность инкубатора. Теперь исследуйте пробы на цветные изменения: зеле-

ный, оранжевый и розовато-бордовый цвет свидетельствуют о присутствии мальтазы, показывая положительный результат теста Бенедикта. Голубой цвет показывает, что мальтаза не присутствует в пробе, а тест Бенедикта дает отрицательный результат. Занесите ваши результаты в соответствующую графу таблицы 14.

11.Щелкните мышкой «Зарегистрировать результат», фиксируя результаты эксперимента на экране.

12.Щелчком мышки переместите тест-пробирки к отверстию промывки и освободите кнопку мышки. Пробирки при этом будут промыты.

13.Зарегистрируйте полученные результаты и ответьте на поставленные вопросы в своем отчете.

Что происходит в пробирках № 1 и № 2? ____________________

Какой вывод можно сделать по пробиркам № 3 и № 4? ________

Что можно сказать по пробиркам № 4, № 6 и № 7 об активности амилазы и уровнях рН? ________________________________

Каков оптимальный рН для активности амилазы? ____________

Работает ли амилаза при иных уровнях рН, чем оптимальный рН? ____________________________________________________

Что является конечным продуктом переваривания крахмала? __

153

https://t.me/medicina_free

В какой из пробирок вы определили присутствие мальтазы в конце эксперимента? _____________________________________

Почему мальтаза не присутствует в других пробах? __________

Амилаза слюны должна полностью деактивироваться в желудке. Предположите, какова причина этого, исходя из приведенного анализа этой активности? ______________________________

Таблица 14

Результаты работы «Роль амилазы слюны в переваривании крахмала»

154

https://t.me/medicina_free

Работа № 2. Оценка роли амилазы слюны в переваривании целлюлозы

Если какие-либо пробирки остались в инкубаторе, щелкните мышкой и переместите их к устройству для отмывки тестпробирок до начала этой работы.

В предыдущей работе вы узнали, что амилаза слюны может переваривать крахмал. Теперь вы будите проводить исследование, чтобы выяснить переваривает ли амилаза слюны целлюлозу, субстанцию, которая находится в клеточной стенке растений. Кроме этого, вы будите исследовать вопрос: переваривают ли бактерии целлюлозу (речь идет о бактериях, обнаруженных в желудке коров и других жвачных), а также будет ли пептидаза переваривать крахмал (пептидаза – панкреатический энзим, который разрушает пептиды).

Ход работы:

1.Щелчком мышки тест-пробирку, подвешенную в кронштейне рядом с инкубатором, переместить в ячейку 1 на верхней панели инкубатора, освободить кнопку мышки. Повторите это действия, заполняя ячейки 2, 3 и так далее, пока все семь ячеек на верхней панели инкубатора не будут содержать тест-пробирки.

2.Заполните все семь тест-пробирки тремя субстанциями, по следующей схеме:

тест-пробирка № 1 – амилаза, крахмал, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 2 – амилаза, крахмал, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 3 – амилаза, глюкоза, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 4 – амилаза, целлюлоза, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 5 – амилаза, целлюлоза, деионизированная вода; тест-пробирка № 6 – пептидаза, крахмал, рН 7,0 буфер;

тест-пробирка № 7 – бактерии, целлюлоза, рН 7,0 буфер.

3.Щелкните мышкой номер «1» под пробиркой № 1 и пробирка опустится в инкубационный комплекс. Затем включите щелчком кнопку «Заморозить». Пробирка будет заморожена, а затем возвращена на поверхность.

4.Убедитесь, что температура в инкубаторе составляет 37 оС,

ичто таймер установлен на 60 минут. Если это не так, то щелкните мышкой на кнопки (+) или (-), соответственно.

155

https://t.me/medicina_free

5.Теперь щелкните мышкой на обозначение «Инкубировать». Все тест-пробирки опустятся в инкубаторный комплекс и подвергнутся инкубированию. В конце инкубационного периода пробирки будут возвращены на поверхность, и откроется дверка «Кабинета для исследований».

Заметьте, что здесь находятся семь штук пустых тестпробирок и капельницы с реагентами IKI и Бенедикта. Напомним, что IKI тест проводится на крахмал, а тест Бенедикта – на присутствие глюкозы и мальтозы.

Вы будите добавлять эти реагенты к семи экспериментальным тест-пробиркам, чтобы определить произошло переваривание или нет.

6.Щелкните мышкой по тест-пробирке № 1 в ячейке 1 инкубатора. Вы заметите изменение курсора в миниатюрной тестпробирке. Переместите эту миниатюрную тест-пробирку к отверстию первой пробирки в «Кабинете исследований», затем освободите кнопку мышки. Содержимое миниатюрной тест-пробирки будет опорожняться в исследуемую пробирку.

7.Повторите этап 6 для оставшихся тест-пробирок. Убедитесь в последовательности действий. После этого проделайте эту работу с тест-пробирками № 2, № 3 и так далее.

8.Когда растворы из каждой тест-пробирки в инкубаторе будут перенесены в пробирки в «Кабинете исследования», щелкните на колпачок капельницы с IKI реактивом, переместите капельницу к отверстию первой пробирки в кабинете исследования

иосвободите кнопку мышки. Капли IKI реагента будут добавлены к пробе. Повторите это для всех тест-пробирок в кабинете исследований и пронаблюдайте за изменениями цвета. Темноголубой или серый цвет показывает положительный тест на крахмал. Желтый цвет показывает отрицательный тест. Зарегистрируйте результаты IKI теста в соответствующей графе таблицы № 15.

9.Теперь щелчком мышки выберите капельницу с реагентом Бенедикта, переместите ее к отверстию тест-пробирки № 1 (в ячейке 1 инкубатора) и освободите кнопку мышки. Капли реагента Бенедикта будут добавлены к тест-пробирке. Повторите эту процедуру для оставшихся тест-пробирок на верхней панели инкубатора.

156

https://t.me/medicina_free

10. После того, как реагент Бенедикта будет добавлен к каждой тест-пробирке на верхней панели инкубатора, щелкните мышкой на обозначение «Кипятить». Все тест-пробирки будут опущены в инкубаторный комплекс, прокипячены и возвращены на место. Теперь исследуйте пробирки на изменение цвета. Зеле-

ный, оранжевый или розовато-бордовый цвет показывает при-

сутствие глюкозы и мальтозы, что свидетельствует положительному результату теста. Голубой цвет показывает, что глюкоза и мальтоза отсутствуют, а тест с реагентом Бенедикта свидетельствует об отрицательном результате. Зарегистрируйте результаты в таблице 15.

Таблица 15

Результаты работы «Оценка роли амилазы слюны в переваривании целлюлозы»

157

https://t.me/medicina_free

11.Щелкните мышкой на кнопку «Зарегистрировать результат» и зафиксируйте данные эксперимента на экране.

12.Щелкните мышкой и переместите тест-пробирки к отверстию для отмывки тест-пробирок и освободите кнопку мышки. Пробирки будут опущены и исчезнут.

13.Зарегистрируйте полученные результаты и ответьте на поставленные вопросы в своем отчете.

Какие пробы показали положительный тест на реагент IKI? ___

Какие пробирки показали положительный тест на реагент Бенедикта? _______________________________________________

Что вызвал эффект замораживания пробы № 1? _____________

Чем эффект замораживания отличается от эффекта кипячения? ____________________________________________________

До какой наименьшей субъединицы может быть переварен крахмал? ________________________________________________

Каков эффект амилазы на глюкозу в пробирке № 3? Дайте предположительное объяснение данного эффекта. ________________

Каков эффект амилазы на целлюлозу в пробирке № 4?__________

Попкорн и сельдерей является почти чистой целлюлозой. Какое заключение вы можете сделать о переваривании целлюлозы. Исходя из результатов эксперимента с пробами № 4, 5 и 7? ______

Какой был эффект энзима пептидазы, используемый в пробе

№6? Объясните ваш ответ, основываясь на том, что вы узнали о пептидазе и субстратной специфичности? _________________

Теоретическая часть.

Пепсин

Белки состоят из субъединиц, известных как аминокислоты. При действии энзима белки разрушаются до аминокислотных компонентов. Например, пепсин является энзимом, который разрушает белок. Пепсин секретируется железами желудка, как неактивный проэнзим, пепсиноген, который превращается в пепсин при устранении связей в кислом содержимом желудка (низкий рН). Степень, до которой белок в желудке гидролизируется или переваривается, является значимой, но вариабельной. Считают, что 15% диетического белка редуцируется до аминокислот под действием пепсина. В основном переваривание белка происходит в двенадцатиперстной кишке тонкого кишечника.

158

https://t.me/medicina_free

Практическая часть

Работа № 3. Переваривание белка пепсином

В этой работе Вы будите исследовать эффекты пепсина на BAPNA, синтетический белок. Нажмите кнопку «Эксперимент» на верхней панели экрана и затем кнопку «Пепсин». Вы видите, что появляется экран с изображением (рис. 31). Этот экран будет несколько отличаться от предыдущих работ. Заметьте, что капельницы теперь включают в себя бутылки для пепсина и BAPNA. BAPNA является бесцветным и прозрачным раствором, но становится желтым по цвету, если переваривается энзимом, подобным пепсину, поэтому Вам нет необходимости добавлять специальные реагенты, чтобы определить присутствует ли активный фермент.

Рис. 31. Экран работы «Пепсин»

Ход работы:

1. Щелчком мышки выберите тест-пробирку, подвешенную около инкубатора, переместите ее к ячейке № 1 на верхней пане-

159

https://t.me/medicina_free

ли инкубатора и освободите кнопку мышки. Тест-пробирка опустится на место. Повторите это действие, опуская тест-пробирки № 2, 3 и так далее в соответствующие ячейки, пока шесть из семи ячеек на верхней панели инкубатора не заполнятся (в отличие от предыдущей работы вы будите работать только с шестью тестпробирками).

2.Заполняйте эти шесть тест-пробирки тремя субстанциями по следующей схеме:

тест-пробирка № 1 – пепсин, BAPNA, рН 2,0 буфер; тест-пробирка № 2 – пепсин, BAPNA, рН 2,0 буфер; тест-пробирка № 3 – пепсин, деионизированная вода, рН 2,0 буфер;

тест-пробирка № 4 – деионизированная вода, BAPNA, рН 2,0 буфер;

тест-пробирка № 5 – пепсин, BAPNA, рН 7,0 буфер; тест-пробирка № 6 – пепсин, BAPNA, рН 9,0 буфер.

Чтобы проделать это, щелкните мышкой по колпачку капельницы выбранной субстанции, перетяните ее к верхушке нужной тест-пробирки и освободите кнопку мышки.

3.Щелкните мышкой на номер 1 под пробиркой № 1, и эта пробирка будет опущена в инкубационный комплекс. Затем нажмите кнопку «Кипячение». Пробирка будет подвергнута кипячению, а затем возвратится на поверхность.

4.Убедитесь, что температура в инкубаторе составляет 37 оС

ичто таймер установлен на 60 мин. Если это не так, то щелкните мышкой на кнопки (+) или (-), соответственно.

5.Включите кнопку «Инкубировать». Все шесть тестпробирки будут опущены в инкубаторный комплекс. В конце периода инкубации пробирки возвращаются на поверхность и открываются дверки «Кабинета исследований».

Когда откроется «Кабинет исследований» Вы сможете увидеть спектрофотометр, прибор для измерения количества световой абсорбции (названной оптической плотностью) растворов. Вы будите использовать его, чтобы измерить сколько желтого красителя было освобождено, когда BAPNA переваривался. Чтобы сделать это, Вы должны отдельно перемещать каждую тестпробирку в спектрофотометр и нажимать кнопку «Анализировать». Спектрофотометр будет пропускать свет через раствор,

160

https://t.me/medicina_free