Metodický pokyn = učitel

 

 

Tematické zařazení experimentu

• základy biochemie
• chemie přírodních látek
• struktura a vlastnosti bílkovin a nukleových kyselin

 

Cíl experimentu

• Určit teplotu denaturace vaječného bílku.

Poznámky k realizaci experimentu

• Pokud mají žáci získat co nejpřesnější výsledek, je třeba teplotní senzor umístit do zkumavky s vaječným bílkem, případně jej aspoň přichytit gumičkou ke zkumavce. Teplota bílku ve zkumavce se bude v důsledku pomalejšího prostupu tepla přes sklo zkumavky zvyšovat pomaleji než teplota okolní vody.
• Je důležité, aby se během experimentu neměnila intenzita zdroje světla. Pokud máte možnost, použijte bodový zdroj světla napájen ze sítě nebo ze stabilizovaného zdroje napětí. Zdroj světla, zkumavka s bílkem i světelný senzor musí ležet na přímce, v opačném případě může být změna osvětlení při denaturaci bílku příliš malá!
• Je zajímavé porovnat naměřenou teplotu denaturace, pokud se teplotní senzor nachází ve zkumavce nebo je umístěn vedle ní.
• Pozor, na konci experimentu je voda velmi horká! Pokud je to možné, nechte ji po ukončení experimentu vychladnout, aby nedošlo k úrazu.

 

Návod na zpracování dat

• Po uskutečnění experimentu žáci získají požadovaný graf závislosti osvětlení a teploty vaječného bílku od času, ze kterého odečítají teplotu denaturace, při které došlo k prudkému poklesu osvětlení.

 

Závěry z experimentu

• Po uskutečnění experimentu žáci získají požadovaný graf závislosti osvětlení a teploty vaječného bílku od času, ze kterého odečítají teplotu denaturace, při které došlo k prudkému poklesu osvetlenia.Bielkoviny začnou denaturovat, pokud teplota přesáhne 50 ° C, případně v přítomnosti silných kyselin a zásad, přičemž se zároveň ztrácí jejich biologická aktivita a mění se sekundární a terciární struktura.
• Z naměřených hodnot by studenti měli určit, že vaječný bílek denaturuje při teplotě asi 58 ° C, což je ve shodě s teoretickými předpoklady.
• Pokud je experiment proveden tak, že teplotní senzor je uchycen o zkumavku gumičkou z vnější strany, teplota denaturace může dosáhnout v důsledku pomalejšího prostupu tepla přes zkumavku až 80 ° C.

 

Žákovské aktivity

• V tomto případě jde o krátkodobý experiment, který může být realizován na hodině buď učitelem nebo žáky. Sestavení experimentu však vyžaduje určitou manuální zručnost, proto žáci pravděpodobně budou potřebovat pomoc učitele.

 

Trochu teorie:

• Denaturace je proces, při kterém dochází k trvalým strukturním změnám v bílkovině. Struktura bílkovin je totiž velmi složitá, a udržována často velmi slabými silami. Proto se prostorové uspořádání bílkovinné molekuly může poškodit i takovými zásahy, vůči nimž jsou jiné látky odolné. Výsledkem denaturace je snížení nebo úplná ztráta jejich biologické aktivity. Denaturace může být způsobena teplem, chemikáliemi (např. Těžkými kovy) nebo prudkými změnami pH. Při denaturaci se mění nejen biologické, ale i chemické a fyzikální vlastnosti bílkovin, jako je optická aktivita, rozpustnost, absorpční schopnost a pod. Rozdíl mezi surovým a uvařeným vaječným bílkem je také způsoben denaturací.
• Pokuste se určit teplotu, při které dochází k denaturaci vaječného bílku.

 

Souvislost se životem, přírodou a praxí:

• Bílkoviny tvoří velkou skupinu organických látek, z nichž se skládají všechny živé organismy. Zatímco rostliny obsahují méně bílkovin a více polysacharidů, v tkáních živočišných organismů a člověka je více než 80% podílu bílkovin ze všech přítomných organických látek.
• Bílkoviny obsahují uhlík, vodík, kyslík, dusík a většina i síru. Relativní molekulová hmotnost bílkovin se pohybuje od 6000 do několika milionů.
• Bílkoviny se výrazně liší svou složitou strukturou. Jednou ze skupin tzv. globulárních proteinů jsou albumin. Jsou rozpustné ve vodě a po zahřátí vytvářejí nerozpustné sraženiny. Můžeme je najít ve vaječném bílku, krve, mléce a v rostlinách.