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1. EFECTO DE DIFERENTES FACTORES (TEMPERATURA,
CONCENTRACIÓN DE ENZIMA Y SUSTRATO) EN LA ACTIVIDAD
ENZIMATICA.
LA CANTIDAD Y FORMA DE LA PAPA, ¿PUEDE AFECTAR LA
VELOCIDAD DE REACCIÓN DE LA CATALASA?
2. AUTORES
EQUIPO 3.
MARÍN RAMÍREZ CLAUDIA YOSELINE.
PALMA ORTÍZ CARLOS ADÁN.
VERA OLGUÍN ANDREA SOFÍA.
VICTORINO CHÁVEZ LENIN IVÁN.
3. RESUMEN.
Primero realizamos una prueba para ver qué pasaba con el hígado al agregarle
peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) y observamos que cambió de color el
hígado y que empezó a burbujear, lo cual se debió a que se liberó oxígeno y
agua. Después cada equipo seleccionó una hipótesis para llevar a cabo nuestra
práctica y nosotros teníamos que hacer nuestra propia metodología para poder
comprobar la hipótesis. La hipótesis que nosotros elegimos fue: ¿Qué se les
ocurre que pasará con la velocidad de la reacción de la catalasa si en lugar de
utilizar las muestras en trozo, las cortan o machacan?
Nuestra hipótesis antes de realizar el experimento fue incorrecta ya que resultó
que la velocidad de la reacción si cambiaba, en este caso aumentó.
4. INTRODUCCIÓN
Las enzimas son proteínas que catalizan todas las reacciones bioquímicas. Además
de su importancia como catalizadores biológicos, tienen muchos usos médicos y
comerciales.
Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de una
reacción química. Al disminuir la energía de activación, se incrementa la
velocidad de la reacción.
La mayoría de las reacciones de los sistemas vivos son reversibles, es decir, que
en ellas se establece el equilibrio químico. Por lo tanto, las enzimas aceleran la
formación de equilibrio químico, pero no afectan las concentraciones finales del
equilibrio.
La sustancia sobre la cual actúa una enzima se llama sustrato.
Los factores que van a afectar a la actividad enzimática van a ser:





Concentración del sustrato.- A mayor concentración del sustrato, a una
concentración fija de la enzima se obtiene la velocidad máxima. Después
de que se alcanza esta velocidad, un aumento en la concentración del
sustrato no tiene efecto en la velocidad de la reacción.
Concentración de la enzima.- Siempre y cuando haya sustrato disponible,
un aumento en la concentración de la enzima aumenta la velocidad
enzimática hacia cierto límite.
Temperatura.- Un incremento de 10°C duplica la velocidad de reacción,
hasta ciertos límites. El calor es un factor que desnaturaliza las proteínas
por lo tanto si la temperatura se eleva demasiada, la enzima pierde su
actividad.
pH.- El pH óptimo de la actividad enzimática es 7, excepto las enzimas
del estómago cuyo pH óptimo es ácido.
Presencia de cofactores.- Muchas enzimas dependen de los cofactores,
sean activadores o coenzimas para funcionar adecuadamente. Para las
enzimas que tienen cofactores, la concentración del cofactor debe ser
igual o mayor que la concentración de la enzima para obtener una
actividad catalítica máxima.
Catalasa
La catalasa se obtiene fundamentalmente a partir de microorganismos y su
función es convertir el agua oxigenada (H2O2) en agua (H20) y oxígeno (O2):
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Esta enzima se caracteriza por su alta capacidad de reacción pero relativamente
poca afinidad por el sustrato.
La catalasa ( es una enzima que se encuentra en organismos vivos y cataliza la
descomposición del peróxido de hidrógeno (H202) en oxígeno y agua.
El peróxido de hidrógeno es un residuo del metabolismo celular de muchos
organismos vivos pero por su toxicidad debe tranformarse rápidamente en
compuestos menos peligrosos. Para ello se usa con frecuencia esta enzima que
cataliza su descomposición en agua y oxígeno.
Peróxido de Hidrógeno: El peróxido de hidrógeno (H2O2), también conocido
como agua oxigenada, es un compuesto químico con características de un líquido
altamente polar, fuertemente enlazado con el hidrógeno tal como el agua, que
por lo general se presenta como un líquido ligeramente más viscoso que éste. Es
conocido por ser un poderoso oxidante. A temperatura ambiente es un líquido
incoloro con sabor amargo. En áreas como en la investigación, se utiliza para
medir la actividad de algunas enzimas, como la catalasa. El punto de fusión es de
–0,4 °C, y su punto de ebullición normal es de 150 °C.
La papa contiene una enzima (Catalasa) la cual es un poderoso antioxidante, es
decir, que impide la oxidación de las sustancias químicas.
5. HIPÓTESIS Y OBJETIVO
 5.1 OBJETIVO. Comprobar experimentalmente si la velocidad de
reacción de la enzima catalasa es la misma, aumenta o disminuye,
cuando se trata de una papa entera o cuando ésta es machacada.
 5.2 HIPÓTESIS.
Antes de realizar nuestro experimento nosotros suponíamos esto:
Para el primer experimento que hicimos con la maestra, que fue con una
pequeña muestra de hígado, empezaron a salir burbujas, el hígado cambió de
color y empezó a elevarse junto con las burbujas, por lo cual nosotros
suponíamos que se debió a que el hígado presenta la enzima catalasa y reaccionó
con el agua oxigenada, liberando oxígeno y agua.
¿Qué ocurrirá con la
velocidad de la
reacción
si
exponemos
las
muestras (y por
tanto a las enzimas)
a
diferentes
temperaturas?
¿Cuál imaginan que será
el efecto de incrementar
o disminuir el tamaño de
la
muestra
(la
concentración
de
enzimas) en el ritmo con
que
la
catalasa
descompone el peróxido
de hidrógeno?
¿Cuál se les ocurre
que será el efecto de
aumentar la cantidad
de peróxido en el
ritmo con que la
catalasa descompone
el
peróxido
de
hidrógeno?
¿Qué se les ocurre que
pasará con la velocidad
de la reacción de la
catalasa si en lugar de
utilizar las muestras en
trozo, las cortan o
machacan?
A una temperatura
baja la reacción
tendrá una gran
actividad
enzimática, y a una mayor
temperatura tendrá
mayor
velocidad
pero disminuirá su
actividad
enzimática.
Entre
más
muestra
(catalasa), se producirá
una mayor cantidad de
oxígeno y por lo tanto si
es menor la cantidad no
se liberara tanto oxígeno.
A mayor concentración del sustrato y a
una concentración fija
de una enzima se
obtiene la velocidad
máxima. Después de
que se alcance esta
velocidad, un aumento en la concentración del sustrato no
tendrá efecto en la
velocidad
de
la
reacción.
No
se
acelera
la
reacción ya que la
cantidad de sustrato es
la misma, por lo tanto
la aceleración es la
misma que la del trozo
entero.
Pero la
hipótesis
que nos
interesa es
esta.
Nosotros suponemos que la velocidad de reacción es la misma cuando hablamos
de la misma cantidad de sustrato, aunque éste se encuentre en condiciones
distintas.
6. DESARROLLO
 6.1 MATERIAL.







Bata
1 Tubo de ensayo
1 Probeta
Un mortero con pistilo
Un cronometro
Una espátula
Una pipeta






Una báscula
Pinzas para tubo de ensayo
Bisturí
Una papa (ó menos)
Un hígado
Peróxido
 6.1 METODOLOGÍA.
Primero tomamos un trocito de hígado, y lo colocamos en el fondo de un tubo
de ensayo, posteriormente lo sujetamos con unas pinzas. Luego añadimos 5 ml
ó menos de agua oxigenada (que es lo mismo que peróxido de hidrógeno). Y
apuntamos las observaciones e interpretación de lo sucedido.
Terminando esto iniciamos con nuestro segundo experimento para el cual
nosotros elegimos la papa para dar una solución a esta hipótesis: ¿Qué se les
ocurre que pasará con la velocidad de la reacción de la catalasa si en lugar de
utilizar las muestras en trozo, las cortan o machacan?
Primero tomamos de la papa dos pequeños trozos, y los pesamos en la báscula
para que sean iguales, cada trozo de papa pesaba 1 gr. ; después tomamos el
trozo entero, posteriormente lo pusimos en la probeta y antes de añadirle el
peróxido de hidrógeno debíamos de tener listo nuestro cronómetro, enseguida
le agregamos el agua oxigenada y fuimos anotando cada 10 segundos, el cambio
en la velocidad de reacción (o sea, cuando las burbujas iban subiendo) hasta que
se hiciera constante.
En seguida tomamos nuestra segunda muestra de papa, la cual la machacamos
con el mortero. Una vez machacada, con la espátula recogimos la y la
agregamos a la probeta y posteriormente seguimos los mismo pasos que con la
papa entera. Preparamos el cronometro y empezamos a anotar los resultados
por cada 10 segundos que pasaban.
Figura 1. Aquí cortamos los trozos de
papa y los pesamos para que los dos
pesaran 1 gr.
Figura 2. En esa imagen se ve cuando
estábamos machacando la papa.
 6.2 RESULTADOS
Con la papa entera (1 gr.)
Tiempo (s)
Volumen (ml)
0
0
10
2.5
20
3
30
3.1
40
3.1
50
2.4
60
2.4
70
2.4
80
2.4
90
2.4
100
2.4
110
2.4
120
2.4
Con la papa machacada ( 1 gr.)
Tiempo (s) Volumen (ml)
0
0
10
5
20
6
30
6.1
40
7
50
7.1
60
7.3
70
7.4
80
8
90
8.1
100
8.1
110
8.1
120
8.1
130
8.1
140
8.1
150
8.1
160
8.1
Figura 3. Aquí se muestra la
velocidad de reacción de la
papa machacada.
 6.3 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Primero que nada observamos que cuando hicimos el experimento con los
trozos de hígado y con la papa, el hígado reacciono más rápido que la papa esto
se debe a que en el hígado hay más peroxisomas que en la papa, estos
peroxisomas al someterlos a la presencia del peróxido de hidrogeno (agua
oxigenada), el cual es altamente reactivo y tóxico para las células del hígado, por
lo que la función de los peroxisomas es proteger a las células del hígado del agua
oxigenada.
Las moléculas de agua oxigenada son rápidamente rotas por la enzima catalasa,
enzimas las cuales están contenidas en los peroxisomas. Convirtiendo al agua
oxigenada en compuestos no tóxicos como lo son el oxigeno que es desprendido
durante la efervescencia.
Cuando nos dedicamos a observar el experimento con los dos trozos de papa
observamos que se produjo un burbujeo en los dos casos, (en uno más que en
otro) esto se debió a que la papa contiene una enzima (catalasa) la cual es un
poderoso antioxidante, es decir, que impide la oxidación de las sustancias
químicas. Al agregar agua oxigenada o peróxido de oxígeno (H2O2) a una papa,
la catalasa separara el oxigeno del peróxido de oxigeno, liberando una gran
cantidad de gas (O2), esto es lo que produce el burbujeo que observamos en
nuestro experimento.
Y también pudimos ver que con el trozo de papa machacada se hizo la velocidad
de reacción más rápida o sea que hubo más burbujeo, debido a que al
machacarla se liberó más enzima que en el tubo con la papa entera. Por que se
aumento la concentración del sustrato.
Ejemplo de
cómo
aumenta.
La velocidad de la reacción va aumentando a medida que aumenta la concentración de
sustrato hasta
que la enzima se satura.
La velocidad de reacción va aumentando a medida que aumenta la
concentración de sustrato, hasta que la enzima se satura.
En lo que se refiere a la papa como ya antes mencionamos tiene catalasa y al
agregarle el peróxido esta comenzó a liberar oxigeno y a formar agua pero en
este caso manejamos un factor que puede afectar a la actividad enzimática la
cual fue la concentración enzimática debido a que al machacarla cambio la
reacción que cuando esta estaba entera ya que aumento mucho su velocidad
(machacada) porque aumento la cantidad enzimática y al agregarle el sustrato
(peróxido) reaccionaron y esto provoco un aumento en la velocidad.
Nuestra técnica para calcular la velocidad de reacción con una papa entera y una
papa machacada, fue medir el tiempo de reacción de las dos y ver el volumen
que iban adquiriendo los dos casos. Así pudimos comprobar que la velocidad de
reacción con mayor concentración de sustrato va aumentando y con menor
concentración disminuye.
7. CONCLUSIONES
Si cumplimos con nuestro objetivo, ya que pudimos comprobar
experimentalmente que la velocidad de reacción de la enzima catalasa aumentó
cuando se trata de una papa machacada, pero al tratarse de una papa entera, la
velocidad de reacción disminuyó; pero comprobamos que nuestra hipótesis fue
incorrecta ya que no dio como esperábamos porque habíamos dicho que no se
aceleraba la reacción ya que la cantidad de sustrato es la misma, aunque en
diferente concentración por lo tanto la aceleración es la misma que la del trozo
entero. Y al hacer nuestro experimento vimos que si se acelero la velocidad de
reacción con el trozo de papa machacada.
Entonces se logró comprobar que la velocidad de la reacción de la catalasa en
lugar de utilizar las muestras en trozo, cortadas o machacada es mayor lo cual
indica que nuestra hipótesis fue errónea ya que nosotros postulamos que no
aumentaría la velocidad de reacción y se mantendría de la misma manera pero al
realizar el experimento nos fue lo que creíamos que saldría por lo tanto se logro
el ver cómo reacciona la catalasa y para qué sirve mas no tuvimos una hipótesis
correcta.
8. BIBLIOGRAFÍA (S):
 ENZIMAS (2011- Febrero) disponible en :
http://genesis.uag.mx/edmedia/material/quimicaII/enzimas.cfm
 Enzimas que participan como barreras fisiológicas para eliminar los radicales
libres: II. Catalasa (2011-Ferbrero) disponible en:
http://bvs.sld.cu/revistas/ibi/vol15_2_96/ibi01296.htm
 Catalasa (2011- Febrero) disponible en:
http://enciclopedia.us.es/index.php/Catalasa
 La Guía de Química (2011- Febrero) disponible en:
http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/enzima-catalasa
 La papa y la catalasa (2011-Febrero) disponible en:
http://www.buenastareas.com/ensayos/Acci%C3%B3n-De-La-Enzima-CatalasaDe/793351.html