溫度對(duì)酶活性的影響

溫度對(duì)酶活性的影響PAGE課題2溫度對(duì)酶活性的影響課題概述：生物體內(nèi)的各項(xiàng)代謝，只有在酶的參與下才能迅速進(jìn)行。酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其催化作用受溫度等條件的影響。不同類(lèi)酶均有其作用的最適溫度，高于或低于該溫度，酶的活性就會(huì)下降，直至完全遭到破壞。過(guò)氧化氫酶雙氧水對(duì)大多數(shù)生物體有害，而許多生物體內(nèi)都有過(guò)氧化氫酶等來(lái)分解它。過(guò)氧化氫酶H2O2—————→H2O+O2本實(shí)驗(yàn)將以酵母菌為過(guò)氧化氫酶來(lái)源，利用氧氣濃度傳感器來(lái)測(cè)定不同溫度下該反應(yīng)的速度，從而確定過(guò)氧化氫酶發(fā)揮作用的最適溫度。氧氣濃度傳感器可測(cè)定氣體中0-27%范圍的氧氣的濃度。其核心裝置是一原電池，氧氣分子進(jìn)入其中被還原而引起電流變化，即氧氣濃度決定了電流變化的大小，進(jìn)而改變輸出電壓的大小。因此通過(guò)對(duì)輸出電壓的測(cè)定即可確定氣體中氧氣的濃度。目的：1．學(xué)會(huì)氧氣濃度傳感器的使用方法。2．學(xué)會(huì)測(cè)定不同溫度下酶促反應(yīng)的速率，并對(duì)各速率進(jìn)行比較。器材：實(shí)驗(yàn)材料：市售干酵母。實(shí)驗(yàn)儀器及用品：TI—83Plus圖形計(jì)算器及CBL系統(tǒng)、氧氣濃度傳感器(附配套塑料瓶)、玻璃棒、溫度計(jì)、100mL小燒杯、50mL量筒、小試管、刻度移液管、膠頭滴管、保溫杯、蒸餾水洗瓶、冰、冷水、熱水、吸水紙。實(shí)驗(yàn)試劑：3%H2O2溶液、2%葡萄糖。步驟：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1．水浴準(zhǔn)備：保溫杯(或兩個(gè)燒杯間填充泡沫塑料代替之)中盛放一定量冰水或熱水，分別調(diào)至0—5℃、20—25℃、30—35℃、35—40℃。實(shí)驗(yàn)期間溫度計(jì)始終要懸在水中，監(jiān)測(cè)溫度。如有變化，及時(shí)調(diào)整。2．稱(chēng)取0.5g干酵母溶解在25mL2%葡萄糖溶液中，攪拌均勻。取4支小試管，各加入1mL上述懸濁液，分別置于各溫度水浴中5—10分鐘。二．設(shè)置傳感器1．連接TI—83Plus圖形計(jì)算器、CBL系統(tǒng)。2．將氧氣濃度傳感器與CBL系統(tǒng)CH1通道相連。3．打開(kāi)TI—83Plus圖形計(jì)算器、CBL系統(tǒng)，按APPS，選擇“CHEMBIO”程序，按ENTER。(見(jiàn)圖1、2)圖1圖24．在“MAINMENU”菜單中選擇“1：SETUPPROBES”；輸入傳感器數(shù)量“1”，按ENTER。(見(jiàn)圖3)5．在“SELECTPROBE”菜單中選擇選擇“7：MOREPROBES”，直至出現(xiàn)氧氣濃度傳感器。6．在“SELECTPROBE”菜單中選擇“4：OXYGENSENSOR”。(見(jiàn)圖4)2．用滴管滴加4滴35-40℃溫度的干酵母葡萄糖溶液，略微震蕩搖勻后塞上氧氣濃度傳感器，按ENTER開(kāi)始收集數(shù)據(jù)。3．當(dāng)CBL顯示“DONE”時(shí)，采樣全部完成(見(jiàn)圖16)。按ENTER即可看到氧氣濃度隨時(shí)間變化曲線，按ENTER。4．在“REPEAT”菜單中選擇“1：NO”。(見(jiàn)圖17)圖16圖175．在“MAINMENU”菜單中選擇“7：QUIT”。6．取出傳感器，洗凈塑料瓶，吸干水分。用風(fēng)扇或紙扇對(duì)傳感器扇風(fēng)一分鐘左右以換氣。五．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)1．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“1：L1”；按STO；按ALPHA+[A]，按ENTER。此操作將L1數(shù)組中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到A數(shù)組中。(見(jiàn)圖18、19)圖18圖192．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“2：L2”；按STO；按ALPHA+[B]，按ENTER。此操作將L2數(shù)組中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到B數(shù)組中。(見(jiàn)圖20、21)圖20圖21六．繼續(xù)數(shù)據(jù)采集。1．按APPS，選擇“CHEMBIO”程序，按ENTER。2．重復(fù)三、四、五的操作步驟，可以依次測(cè)定30-35℃、20-25℃、0-5℃下過(guò)氧化氫酶催化反應(yīng)的速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理：1．按ENTER，在“MAINMENU”菜單中選擇“7：QUIT”。2．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“A”；按STO；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“1：L1”，按ENTER。此操作將A數(shù)組中的數(shù)據(jù)復(fù)制到L1數(shù)組中。(見(jiàn)圖22)3．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“B”；按STO；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“2：L2”，按ENTER。此操作將B數(shù)組中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到L2數(shù)組中。(見(jiàn)圖23)圖22圖234．按2nd+[LIST]，在“OPS”菜單中選擇“8：SELECT(”；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“1：L1”；按，；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“2：L2”；按)；按ENTER。此操作將從L1、L2數(shù)組中截取出一段。(見(jiàn)圖24、25)圖24圖255．截取出曲線上最近似于直線的一段，以便進(jìn)行回歸。按至所選取的直線的起點(diǎn)，按ENTER；按至直線終點(diǎn)，按ENTER。按2nd+[QUIT]。(例：見(jiàn)圖26、27、28)舉例如下(起點(diǎn)：X=90，Y=19.283；終點(diǎn)：X=390，Y=21.079)圖26圖27圖286．按STAT，在“EDIT”菜單中選擇“1：EDIT”，可以看到截取的數(shù)據(jù)自動(dòng)替換了原L1、L2中的數(shù)據(jù)。按2nd+[QUIT]退出。(例：見(jiàn)圖29、30)圖29圖307．按STAT，在“CACL”菜單中選擇“4：LinReg(ax+b)”；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“1：L1”；按，；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜單中選擇“2：L2”。此操作將對(duì)L1、L2數(shù)組中數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸。得到線性回歸的方程為y=0.00603x+18.739，線性回歸的相關(guān)系數(shù)r=0.999。(例見(jiàn)圖31、32、33)圖31圖32圖338．以上操作完成了對(duì)40℃時(shí)過(guò)氧化氫酶分解雙氧水，生成氧氣速率曲線的回歸計(jì)算。重復(fù)2—8操作，依次完成35℃，25℃，5℃時(shí)過(guò)氧化氫酶分解雙氧水，生成氧氣速率曲線的回歸計(jì)算。(例：見(jiàn)圖34、35)圖34圖35圖示：1.40℃下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線；2.35℃下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線；3.25℃下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線；4.5℃下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線。水浴溫度（℃）回歸直線斜率58.120×10-4251.748×10-3354.911×10-3406.034×10-3實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：1．由于實(shí)驗(yàn)中總共要測(cè)得4個(gè)溫度共8組數(shù)據(jù)，為防止下一組數(shù)據(jù)覆蓋本組數(shù)據(jù)，在每次測(cè)定完成后，必須將L1、L2中的時(shí)間、氧氣濃度數(shù)據(jù)改名存儲(chǔ)。2．注意氧氣濃度傳感器只能用于測(cè)定空氣中氧氣的含量，正常工作的溫度范圍是0—40℃。3．氧氣濃度傳感器應(yīng)始終垂直向下放置。思考問(wèn)題：1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明溫度是如何影響酶活力的。2．哪個(gè)溫度區(qū)間酶活力最大？為什么？3．預(yù)測(cè)如溫度繼續(xù)升高(達(dá)到五六十?dāng)z氏度)酶活力將會(huì)怎樣變化？拓展：1．0—40℃之間可細(xì)分為多個(gè)區(qū)間(如每5℃一檔細(xì)分為8個(gè)溫度區(qū)間)，測(cè)定各溫度下反應(yīng)速度，詳細(xì)研究隨溫度變化而變化的情況,找出過(guò)氧化氫酶作用的最適溫度。2．酶的濃度對(duì)其分解底物的效率會(huì)有何影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你的猜測(cè)。上海