البيولوجيا وعلوم الحياة

نشاط عملي يوّضح طريقة فحص نشاط الأنزيمات

2011 الكيمياء في حياتنا اليومية

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طريقة فحص نشاط الأنزيمات الأنزيمات البيولوجيا وعلوم الحياة

الأهداف:

1- فحص كيفية عمل الأنزيمات لتفكيك الجزيئات.

2- اكتشاف كيفية تفكيك الجزيئات.

3– دراسة مسببات الحساسية ضد اللاكتوز.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– ماء

– كوب زجاجي مدرّج أو كأس

– حليب عادي

– حليب خالٍ من الدسم

– حليب خالٍ من اللاكتوز، مثل حليب الصويا أو حليب الأرز

– قطرات لاكتوز (متوافرة في معظم الصيدليات)

– أكواب بلاستيكية

– شرائط اختبار الغلوكوز (متوافرة في الصيدليات)

– الغلوكوز (متوافر بشكل مسحوق أو أقراص في الصيدليات) بالإضافة إلى معلقة كبيرة.

 

خطوات العمل:

1- صب نصف كوب من الماء في كوب زجاجي مدرّج أو في كأس، ثم أضف مقدار ملعقة كبيرة من الغلوكوز وحرك جيداً لصنع محلول.

2- اغمس شريط اختبار الغلوكوز في المحلول، قارن تغير اللون على الشريط مع الرمز المبين على علبة الشرائط لمعرفة كمية الغلوكوز الموجودة في المحلول. دوّن النتيجة.

3- إملأ الآن كوب من البلاستيك بحليب خالٍ من الدسم وكرر الاختبار مستخدماً شريط الاختبار ثم قم بتسجيل نتائجك.

4- إملأ كوباً واحداً بحليب الصويا وكوباً آخر بحليب عادي. خذ شريطي اختبار واغمسهما في الكوبين. سجل النتائج وضع الأشرطة جانباً.

5- إملأ كوباً آخر بالحليب العادي، ثم أضف بعض نقاط اللاكتيز إلى الحليب الموجود في هذا الكأس ومن ثم اختبره كما فعلت سابقاً.

6– قارن بين ألوان جميع شرائط الاختبار لتحدد كمية الغلوكوز في الأكواب الأربعة كلها. أي منها يحتوي على أكبر كمية من الغلوكوز؟ وأيها يحتوي على أقل كمية؟

 

اختبر كمية اللاكتوز (سكر الحليب) الموجودة في منتجات الحليب الأخرى، مثل اللبن (الروب) والزبدة والجبن.

قبل إضافة قطرات اللاكتيز وبعدها ينبغي أولاً أن تذيب الزبدة والجبن ويمكنك القيام بذلك إما بواسطة المايكروويف أو على موقد وتأكد من تنفيذ هذه الخطوة بمساعدة أحد الكبار.

وبإمكانك محاولة تغيير درجة حرارة الحليب والسوائل الأخرى عن طريق تسخينها بشكل خفيف. هل يؤثر ذلك في نسبة الغلوكوز التي تحويها تلك السوائل؟

 

وتستطيع اختبار وجود الغلوكوز في المنتجات الخالية من الحليب، مثل عصير البرتقال والأنواع الأخرى من العصائر. أي منها يحتوي على كمية أكبر من الغلوكوز؟

هناك الكثير من الناس مثل الأشخاص البالغين الذين يعانون من الحساسية ضد اللاكتوز في مختلف أنحاء العالم.

 

وينتشر هذا النوع من الحساسية بشكل خاص بين سكان الولايات المتحدة الأصليين والأميركيين من أصل آسيوي.

حاول إعداد استبيان عن أولياء أمور زملائك في الصف لتعرف أصلهم وفيما إذا كانوا يعانون من الحساسية ضد اللاكتوز.

 

ما العمل إذا لم يتغير لون شريط اختبار الغلوكوز؟

هناك عدة أنواع من شرائط اختبار الغلوكوز، وقد صُمَّم معظمها لاختبار كمية الغلوكوز في الدم، أما الشرائط  المصممة لاختبار مستوى الغلوكوز في البول فإنها الأفضل لهذه التجربة.

 

تحليل النشاط:

يفكك أنزيم اللاكتيز سكر الحليب إلى الغلوكوز والغالكتوز ليسهل عملية هضمه بالنسبة لاولئك الذين يعانون من الحساسية ضد اللاكتوز.

يحتوي الحليب العادي على تركيز عالٍ من اللاكتوز ويفتقر لوجود الغلوكوز، لذلك ينبغي ألاّ يتغير لون شريط اختبار الغلوكوز، أما الحليب الخالي من اللاكتوز فقد تمت معالجته سلفاً باللاكتيز.

وعندما قمت باختبار الحليب الخالي من اللاكتوز لابدّ أن يكون لون شريط الغلوكوز قد تغير مشيراً بذلك إلى وجود الغلوكوز.

 

وبعد أن أضفت قطرات اللاكتيز إلى الحليب العادي تفكك اللاكتوز (سكر الحليب)، ويجب أن يكون لون شريط الغلوكوز قد تغير مشيراً إلى وجود الغلوكوز.

إن البكتيريا الموجودة في اللبن (الروب) تفكك بعض اللاكتوز بشكل طبيعي، ولذلك يجب أن يكون شريط الاختبار قد أظهر وجود بعض الغلوكوز فقط قبل إضافة قطرات الأنزيم، والكثير من الغلوكوز بعد إضافة القطرات.

كما تقوم البكتيريا بتفكيك اللاكتوز الموجود في الجبن، لذلك يستطيع بعض الأشخاص الذين يعانون من الحساسية ضد اللاكتوز تناول الجبن واللبن (الروب) لأن البكتيريا في هذه الأطعمة قد أدت وظيفة اللاكتيز.

 

تعمل الأنزيمات بصورة أسرع عندما تكون دافئة، لذلك إذا قمت بتسخين الحليب في نشاط المتابعة.

فلابدّ أنك لاحظت وجود كمية أكبر من الغلوكوز بعد إضافة اللاكتيز، وهذا يعني تفكك المزيد من اللاكتوز (سكر الحليب) بسبب الحرارة.

إذا قمت بإجراء الاستبيان المقترح في نشاط المتابعة، لعلك وجدت أن أجداد الأشخاص الذين يستطيعون هضم الحليب (القادرين على تحمل اللاكتوز) ينتمون إلى حضارات يتناول سكانها الكثير من الحليب أو منتجات الحليب طوال حياتهم.

 

وعلى وجه الخصوص أولئك الذين تعتمد حياتهم على الحيوانات المنتجة للحليب، مثل البقر الحلوب والخرفان والماعز، لأنهم عادة ما يتناولون الحليب بكثرة.

ولكن في بعض مناطق العالم لم تكن تربية الحيوانات المنتجة للحليب شائعة حتى وقت قريب نسبياً.

ومن المرجح أن هؤلاء الناس كانوا يتوقفون عن شرب الحليب بعد تجاوز مرحلة الطفولة، لذلك توقفت أجسامهم، عن تبديد الطاقة في صنع اللاكتوز الذي لا تستخدمه أجسامهم.

 

كما أن معظم الناس الذين ينتمي أسلافهم إلى مناطق كانت تربية الحيوانات المنتجة للحليب فيها نادرة يعانون من حساسية ضد اللاكتوز.

لذلك نجد أن السكان الأمريكيين الأصليين وأبناء شعب الأسكيمو وسكان جزر الباسيفيك وبعض الأهالي من أجزاء جنوب شرق آسيا، مثل كوريا واليابان، غالباً ما يعانون من الحساسية ضد اللاكتوز.

 

المحفِّزات غير الأنزيمية

إن الميثانول سائل شفاف يمكن تخزينه في زجاجة لمئات السنين من دون أن يتغير، ولكن إذا اختلط مع محفِّز الزيولايت“ المسخَّن، فإنه سرعان ما يتحول إلى بنزين ضمن تفاعل كيميائي.

يُستخدم هذا التفاعل الآن في نيوزيلندا كجزء من عملية صناعية لتحويل الغاز الطبيعي الى بنزين.

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الفيروسات والزهايمر .. أي دور للعدوى الفيروسية في حدوث المرض الخطير؟
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات بمعهد ماساتشوستس للتقانة MIT الولايات المتحدة
يحتل المخ مكانة خاصة بين أعضاء الجسم؛ فمن خلال شبكة معقدة من الأعصاب يقود أوركسترا رائعة تعزفها كل خلجة من خلجات أجسادنا في كل جزء بسيط من الثانية. ومن خلال قدرات المخ الفائقة على تلقي المعلومات وتحليلها وتخزينها نتمكن من رؤية العالم من حولنا وتكوين خبرات ومهارات تسهم في تشكيل هوياتنا. ولكن ما نراه كل يوم يذهب ويأتي، ولا يبقى منه إلا ما حوته ذاكرتنا. فما نحن ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪في الوقت الذي تفتح فيه المختبرات أبوابها من جديد، تزداد مخاوف السلامة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Center
بقلم:  دافيد غريم
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
قضى راسيل هوبكروفت Russel Hopcroft كثيرًا من الوقت في أبريل جالسًا في المنزل في فيربانكس بألاسكا، مخططًا للكيفية التي سيعود بها إلى الأبحاث بمجرد أن تُنهي الدولة حالة الحظر. وفي 23 أبريل تلقى المكالمة أخيرًا، أو بكلمات أخرى، تلقى الاتصال عبر تطبيق زووم Zoom؛ من خلال رابط فيديو، ليخبره أحد مسؤولي مؤسسة العلوم ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪العثور على أقدم عظام هومو سابينس في أوروبا
قلم:  آن غيبونز
ترجمة:   صفاء كنج
خلال موجة من الدفء قبل نحو 47 ألف سنة، لجأت مجموعة صغيرة من البشر إلى كهف على المنحدر الشمالي لجبال البلقان Balkan Mountains في بلغاريا اليوم. هناك، ذبحوا ثيران البيسون والخيول البرية ودببة الكهوف، تاركين أرضية الكهف مغطاة بالعظام وثروة من القطع الأثرية؛ من الخرز العاجي والقلادات المصنوعة من أسنان دب الكهف، وشفرات حجرية ملطخة بصباغ حجر المُغرة الأحمر.
وقد كانت هذه المنطقة منذ فترة طويلة موطناً ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪هذا هو مستقبل الجائحة
قلم:    سيوبان روبرتس Siobhan Roberts
ترجمة: د. ليلى الموسوي
نعرف الآن، خلافًا للتنبؤات الخاطئة، أن الفيروس التاجي المستجد كورونا Novel coronavirus  سيبقى معنا لفترة طويلة.
ومارك ليبْزيتش Marc Lipsitch، وهو الاختصاصي بعلم الأوبئة المُعدِية Infectious disease epidemiologist من كلية  تي. إتش. تشان T.H. Chan School of Public Health في جامعة هارفارد يقول: لا نعرف بدقة بعد كم من الوقت سيستغرق ذلك، فالأمر يعتمد على إدارة الجائحة على ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪ما الذي نتعلمه من أربعة فيروسات كورونا عن كوفيد-19 عبر التاريخ؟
قلم:       أنتوني كينغ
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
عام 1889 انتشرت فاشية مرضية Outbreak من وسط آسيا إلى العالم، بادئة بذلك جائحة Pandemic امتدت آثارها إلى السنة التالية. وكانت تسبب الحمى والتعب، ويتوقع أنها قتلت مليون شخص. فقد ألقي لوم هذا المرض على الإنفلونزا Influenza بشكل عام، وأعطي الاسم الإنفلونزا الروسية Russian flu. ولكن، في ظل عدم وجود عينات نسيجية للفحص بحثًا عن فيروس الإنفلونزا Flue virus، لا توجد أدلة قاطعة على ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪زيادة مقاومة النباتات للحرارة تنتج محاصيل أوفر
قلم:   إريك شتوكشتاد
ترجمة:  صفاء كنج
فيما تحوِّل النباتات ضوء الشمس إلى سكر، تجابه خلاياها خطر الاحتراق نتيجة الحرارة المرتفعة. إذ تولد عملية البناء الضوئي Photosynthesis منتجات كيميائية ثانوية يمكن أن تتلف آلية التحويل الضوئي Light converting machinery نفسها - وكلما ارتفعت حرارة الطقس زاد احتمال خروج العملية عن السيطرة مع تسارع بعض التفاعلات الكيميائية وتباطؤ أخرى. حالياً، عدّل فريق من علماء الجينات النباتات جينياً لزيادة قدرتها على ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪المُسوحات الأولية للأجسام المضادة تثير الغضب حول مدى دقتها وتحيزها!
قلم:  غريتشن فوغل
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
[ملاحظة: تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Centre]

مسحُ أعداد كبيرة من الأشخاص بحثًا عن الأجسام المضادة Antibodies لفيروس كورونا المستجد   New coronavirus يَعِدُ بتبيان مدى انتشار العداوى غير المُشخَّصة، ومدى قدرة الفيروس على القتل، حتى ولو كانت هناك نسبة كافية من الأشخاص الذين طوّروا مناعة ضد الفيروس من أجل تخفيف إجراءات التباعد الاجتماعي Social ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تتطور طفرات فيروس الكورونا وينتشر
قلم: جوناثان كوروم و كارل زيمر
ترجمة: د. ليلى الموسوي
April 30, 2020
جينوم فيروس الكورونا
يتألف الفيروس التاجي من غشاء دهني مليء بالتعليمات الوراثية لصنع ملايين النسخ منه. ويتم ترميز التعليمات في 30 ألف حرف من حروف الحمض النووي الريبوزي RNA – هي: - a, c, g, u – التي تقرؤها الخلية المصابة وتُترجِمُها إلى أنواع عديدة من بروتينات الفيروس.

26 ديسمبر  فيروس كورونا جديد
في ديسمبر ظهرت مجموعة من حالات الالتهاب ... (قراءة المقال)