효소의 특성(카탈라아제)

생명체 내에서는 수많은 화학반응이 일어나는데 거의 대부분의 화학반응은 효소라는 생물학적 촉매에 의해 조절된다. 단백질을 시험관 내에서 아미노산으로 분해하려면 진한 염산을 넣은 후 100℃이상으로 오랜 시간을 끓여야 하지만, 사람의 몸 안에서는 짧은 시간에 단백질이 아미노산으로 분해된다. 이것은 우리 몸에 있는 효소가 이런 화학 반응을 촉진시켜 주기 때문이다. 이런 효소의 촉매작용에 대하여 알아보자.

Ⅰ. 실험목표

▶ 생물체내에는 촉매 작용을 하는 효소가 들어있음을 설명할 수 있다.

▶ 효소는 무기 촉매와 다른 특성이 있음을 설명할 수 있다.

* 핵심개념

효소의 활성부위(active site)는 기질과 결합할 때 열쇠와 자물쇠가 정교하게 맞물리도록 되어 있는데, 이런 구조적인 특징 때문에 효소는 특정기질에 대한 특이적 선택성을 갖게 된다. 일반 화학 촉매와 달리 효소들은 반응을 위해 특정한 최적온도와 최적 pH를 갖는다.

* 실험소요 시간 : 1시간

Ⅱ. 실험재료

· 기 구

시험관, 시험관꽂이, 막자와 막자사발, 피펫, 저울, 약수저, 약포지, 비커, 알코올램프, 삼발이, 면철판, 성냥, 향

· 재 료

생간(감자액, 카탈라아제), 3%과산화수소(H2O2), 이산화망간(MnO2)

Ⅲ. 실험과정

① 다섯개의 시험관 윗 부분에 각각 A, B, C, D, E의 라벨을 붙인다.

② 각 시험관에 3% 과산화수소 용액을 5mL씩 넣는다.

③ A 시험관에는 이산화망간 1g을 넣고, B 시험관에는 간 1g(감자액 or 카탈라아제 1mL)을 잘게 으깨어 넣는다.

④ C 시험관에는 끓는 물 속에 두었던 이산화망간 1g을, D 시험관에는 끓는 물 속에 두었던 간 1g(감자액 or 카탈라아제 1mL)을 넣는다.

⑤ E 시험관에는 아무 것도 넣지 않는다.

⑥ 각 시험관에서 발생되는 기포를 관찰한다.

⑦ 거품이 생기는 시험관에 향의 불씨를 대어보고 변화를 관찰한다.

Ⅳ. 실험결과 및 토의

① 실험 결과를 표에 정리해보자.

② 어느 시험관에서 반응이 활발하게 일어났는가? 그 이유는 무엇인가?

③ 이 실험에서 발생한 기체는 무엇인가?

④ A 시험관과 B 시험관에 반응이 끝난 후 다시 과산화수소를 넣으면 어떻게 될까?

Ⅴ. 연구과제

① 효소의 조절 메커니즘에 대해 조사해보자.

② 효소와 무기촉매의 차이점과 공통점을 조사해보자.

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