“中國科協(xié)青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目”案例荔枝采后保鮮溫度的研究(全文)

精品文檔-下載后可編輯“中國科協(xié)青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)項(xiàng)目”案例荔枝采后保鮮溫度的研究(全文)設(shè)計(jì)緣由

荔枝是南方的特產(chǎn)。因采收期正值盛夏高溫、高濕的季節(jié)，采后呼吸作用旺盛，又因果實(shí)含水量高、營養(yǎng)豐富，較易被病菌侵染繁殖，故采后極易褐變腐爛。過氧化物酶在植物老化組織中活性較高，幼嫩組織中活性較弱，通常較高的過氧化物酶活性會(huì)加速組織老化，促使褐變，而過氧化物酶活性和溫度有著密切關(guān)系。植物有氧呼吸越強(qiáng)，有機(jī)物消耗就越多，而有氧呼吸的強(qiáng)度與溫度也有密切關(guān)系。日常生活中人們經(jīng)常使用降低溫度的方法來抑制水果、蔬菜有氧呼吸、減少有機(jī)物消耗，同樣我們也可通過對保鮮溫度的控制來延長荔枝的保鮮時(shí)間。

本活動(dòng)與課標(biāo)的關(guān)系：在普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)《分子與細(xì)胞》模塊中，第5章第3節(jié)《ATP的主要來源――呼吸作用》是相當(dāng)重要的知識點(diǎn)，課標(biāo)要求學(xué)生能“掌握影響細(xì)胞呼吸作用的因素及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用”。本活動(dòng)選擇與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系緊密的荔枝保鮮作為研究對象，可幫助學(xué)生了解所學(xué)的知識在生活實(shí)踐中的運(yùn)用。

活動(dòng)目標(biāo)

掌握不同溫度下過氧化物酶活性測定的原理和方法。

掌握不同溫度下荔枝呼吸強(qiáng)度測定的原理和方法。

理解簡易呼吸測定裝置的原理并自主完成保鮮溫度控制的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

概念與方法

過氧化物酶：以過氧化氫為電子受體催化底物氧化的酶，能催化很多反應(yīng)。

呼吸強(qiáng)度：指單位時(shí)間內(nèi)、單位植物材料(鮮重、干重、細(xì)胞或組織)所吸收的O2：或放出的CO2的量。

愈創(chuàng)木酚比色法：在有過氧化氫存在的條件下，過氧化物酶能使愈創(chuàng)木酚氧化，生成茶褐色物質(zhì)，可用分光光度計(jì)測量生成物的含量，以每分鐘吸光度變化值表示酶活性大小。

材料準(zhǔn)備

用于測定過氧化物酶活性

荔枝、721型分光光度計(jì)、離心機(jī)、秒表、天平、研缽、磁力攪拌器、愈創(chuàng)木酚、冰箱、KH2PO4、過氧化氫。

反應(yīng)混合液：100mmol／L磷酸二氫鈉緩沖液(pH=6.0)50mL于燒杯中，加入愈創(chuàng)木酚28цL，于磁力攪拌器上加熱攪拌，直至愈創(chuàng)木酚溶解，待溶液冷卻后，加入30％過氧化氫19цL，混合均勻，保存于冰箱中。

100mmol／L磷酸二氫鈉緩沖液(pH=6.0，配方如下)：

貯備液A：NaH2PO4H2O27.8g配成1000mL

貯備液B：Na2HPO4?7H2=O53.65g配成1000mL

將87.7mL貯備液A＋12.3mL貯備液B，稀釋至200mL即可。

用于測定呼吸強(qiáng)度

天平、廣口瓶、橡皮塞、移液管、玻璃管、石蠟、小燒杯、紗布、10％NaOH。

活動(dòng)步驟

材料與處理

將上午采收的果實(shí)迅速運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室處理：用0.03mm的PE袋包裝扎口，分別貯藏于5℃、10℃、15℃、20℃和25℃環(huán)境中(溫度梯度也可自行設(shè)計(jì))，不同溫度的設(shè)置可通過多臺冰箱來實(shí)現(xiàn)。

過氧化物酶活性的測定

從5℃、10℃、15℃、20℃和25℃環(huán)境中分別隨機(jī)抽取果實(shí)3份(即3個(gè)重復(fù))，小心剝下果皮，稱取1g，加20mmol／LKH2PO45mL，于研缽中研磨成勻漿，以4000r／min離心15分鐘，傾出上清液保存在冷處，殘?jiān)儆?mLKH2PO4溶液提取一次，合并兩次上清液，貯于冷處備用。

每次取半徑1cm比色杯2只，于1只中加入反應(yīng)混合液3mL，KH2PO41mL，作為校零對照，另1只中加入反應(yīng)混合液3mL，上述酶液1mL，立即開啟秒表記錄時(shí)間，于分光光度計(jì)上測量吸光度值，每隔1分鐘讀數(shù)一次，讀數(shù)于波長470nm下進(jìn)行。

以每分鐘吸光度變化值表示酶活性大小，即以A470／min?mg蛋白質(zhì)(或鮮重g)表示之。

呼吸強(qiáng)度的測定

測定裝置

如圖1所示，包括廣口瓶(A)(于瓶塞上釘一金屬小彎鉤)、曲管(B)和燒杯(C)。燒杯內(nèi)裝水(可加數(shù)滴紅墨水)，廣口瓶內(nèi)加入20mL10％NaOH。

從5℃、10℃、15℃、20℃和25℃環(huán)境中分別隨機(jī)稱取果實(shí)3份(即3個(gè)重復(fù))，每份3g，然后用紗布包裹，并用棉線結(jié)扎懸掛于廣口瓶塞彎鉤上。然后蓋緊瓶塞，并用熔化的石蠟密封瓶口，記錄開始的實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

經(jīng)一定時(shí)間后，測量水柱上升高度。

以上升水柱的高度表示相對呼吸強(qiáng)度：cm／h。

學(xué)生評價(jià)

是否能熟練使用分光光度計(jì)；

是否掌握不同溫度下過氧化物酶活性和荔枝呼吸強(qiáng)度測定的原理和方法；

能否很好地理解簡易呼吸測定裝置的原理及自主完成實(shí)驗(yàn)操作；

能否設(shè)定相應(yīng)的溫度梯度開展實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和分析處理。

活動(dòng)建議

使用分光光度計(jì)時(shí)，讀數(shù)建議由一位操完成。

讀取上升水柱的高度時(shí)，必須水平方向讀數(shù)。

簡易呼吸測定裝置必須嚴(yán)格密閉。

如實(shí)驗(yàn)中酶活性過高可使各組實(shí)驗(yàn)