Katalase i kålekstrakt med ulik enzym- og substratmengde
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
Levende celler inneholder enzymet katalase. Dette enzymet bryter ned hydrogenperoksid () til vann og oksygengass:
Det ble utført et forsøk med katalase. Formålet var å studere hvordan enzymkonsentrasjon og substratkonsentrasjon påvirker reaksjonsfarten.
I forsøket ble kålblader knust og tilsatt destillert vann. Blandingen ble deretter filtrert. Filtratet, som vi kaller kålekstrakt, inneholdt enzymet katalase. Det ble utført tre forsøk med ulike konsentrasjoner av kålekstraktet og (se tabell 1). For å måle reaksjonsfarten ble det målt hvor mye oksygengass som ble skilt ut over tid. Oksygengassen ble samlet opp i tette beholdere. Resultatene fra to av de tre forsøkene er vist i figur 1.
| Forsøk | Volum kålekstrakt (cm³) | Volum (cm³) | Volum destillert vann (cm³) |
|---|---|---|---|
| A | 5 | 5 | 0 |
| B | 2 | 5 | 3 |
| C | 5 | 2 | 3 |
Hvor mye oksygengass ble produsert i hvert av forsøkene A og B i løpet av de første 45 sekundene?
Hva er årsaken til at det blir produsert ulikt volum oksygengass i forsøkene A og B i løpet av de første 45 sekundene? Begrunn svaret.
Etter 150 sekunder har det blitt produsert like mye oksygengass i forsøk B som i forsøk A. Hvordan kan vi best forklare dette?
Lag en skisse som viser kurven for forsøk C sammen med kurvene for forsøk A og forsøk B. Forklar kurven til forsøk C.
Fasit
Forsøk A: omtrent 7 cm³. Forsøk B: omtrent 4 cm³.
Forsøk A har mer enzym (5 cm³ kålekstrakt mot 2 cm³), mens substratmengden er den samme. Flere katalasemolekyler bryter ned flere -molekyler per sekund, så reaksjonsfarten er høyere i A.
Begge forsøkene har like mye substrat, 5 cm³ . Enzymet er en katalysator og endrer bare farten, ikke hvor mye produkt som dannes. Når alt substratet er brutt ned, har begge produsert 10 cm³ oksygengass.
Kurven for C starter nesten like bratt som kurven for A, fordi enzymmengden er den samme, men flater ut allerede på 4 cm³. C har like mye enzym som A, men bare 2/5 så mye substrat. Se skissen i løsningsforslaget.
LøsningsforslagKI-generert
Vi leser av kurvene ved 45 sekunder. Forsøk A ligger da på omtrent 7 cm³, og forsøk B på omtrent 4 cm³. Forsøk A har altså produsert omkring 3 cm³ mer oksygengass enn forsøk B i løpet av de første 45 sekundene.
Forskjellen skyldes enzymkonsentrasjonen. Forsøk A har 5 cm³ kålekstrakt, mens forsøk B bare har 2 cm³. Begge forsøkene har 5 cm³ , og totalvolumet er 10 cm³ i begge, fordi B er fylt opp med 3 cm³ destillert vann. Substratkonsentrasjonen er derfor lik, mens A har 2,5 ganger så mye katalase.
Jo flere enzymmolekyler det er i blandingen, jo flere aktive seter er i arbeid samtidig. I starten er det rikelig med substrat, så nesten alle de aktive setene er opptatt hele tiden. Da blir antallet -molekyler som brytes ned per sekund, omtrent proporsjonalt med enzymmengden. Reaksjonsfarten er derfor høyest i A, og vi ser det ved at kurven for A er brattere enn kurven for B i starten.
Enzymer er katalysatorer. De blir ikke brukt opp i reaksjonen, og de endrer bare hvor fort reaksjonen går — ikke hvor mye produkt som kan dannes. Det er substratmengden som bestemmer sluttvolumet.
Forsøk A og forsøk B har like mye substrat, 5 cm³ . Når alt hydrogenperoksidet er brutt ned, stopper reaksjonen, og begge forsøkene har produsert 10 cm³ oksygengass. Forsøk B trenger bare lengre tid, fordi det er mindre katalase til å gjøre jobben. Etter 150 sekunder er substratet oppbrukt også i B, og kurvene flater ut på samme nivå.
Forsøk C har like mye kålekstrakt som forsøk A, 5 cm³, men bare 2 cm³ . Det er 2/5 av substratmengden i A og B. Sluttvolumet blir derfor 2/5 av 10 cm³:
Kurven for C flater altså ut på 4 cm³ og kan ikke komme høyere, uansett hvor lenge vi venter.
I starten stiger kurven for C nesten like bratt som kurven for A, fordi enzymmengden er den samme. Den stiger likevel litt slakere, fordi substratkonsentrasjonen er lavere. Det er færre -molekyler per volum, så det går lengre tid mellom hver gang et substratmolekyl treffer et aktivt sete. Siden det er mye enzym og lite substrat, blir substratet fort brukt opp. Kurven for C flater derfor ut tidlig, lenge før kurvene for A og B når sitt nivå.