温度对酶活性的影响

温度对酶活性的影响PAGE课题2温度对酶活性的影响课题概述：生物体内的各项代谢，只有在酶的参与下才能迅速进行。酶的本质是蛋白质，其催化作用受温度等条件的影响。不同类酶均有其作用的最适温度，高于或低于该温度，酶的活性就会下降，直至完全遭到破坏。过氧化氢酶双氧水对大多数生物体有害，而许多生物体内都有过氧化氢酶等来分解它。过氧化氢酶H2O2—————→H2O+O2本实验将以酵母菌为过氧化氢酶来源，利用氧气浓度传感器来测定不同温度下该反应的速度，从而确定过氧化氢酶发挥作用的最适温度。氧气浓度传感器可测定气体中0-27%范围的氧气的浓度。其核心装置是一原电池，氧气分子进入其中被还原而引起电流变化，即氧气浓度决定了电流变化的大小，进而改变输出电压的大小。因此通过对输出电压的测定即可确定气体中氧气的浓度。目的：1．学会氧气浓度传感器的使用方法。2．学会测定不同温度下酶促反应的速率，并对各速率进行比较。器材：实验材料：市售干酵母。实验仪器及用品：TI—83Plus图形计算器及CBL系统、氧气浓度传感器(附配套塑料瓶)、玻璃棒、温度计、100mL小烧杯、50mL量筒、小试管、刻度移液管、胶头滴管、保温杯、蒸馏水洗瓶、冰、冷水、热水、吸水纸。实验试剂：3%H2O2溶液、2%葡萄糖。步骤：实验准备1．水浴准备：保温杯(或两个烧杯间填充泡沫塑料代替之)中盛放一定量冰水或热水，分别调至0—5℃、20—25℃、30—35℃、35—40℃。实验期间温度计始终要悬在水中，监测温度。如有变化，及时调整。2．称取0.5g干酵母溶解在25mL2%葡萄糖溶液中，搅拌均匀。取4支小试管，各加入1mL上述悬浊液，分别置于各温度水浴中5—10分钟。二．设置传感器1．连接TI—83Plus图形计算器、CBL系统。2．将氧气浓度传感器与CBL系统CH1通道相连。3．打开TI—83Plus图形计算器、CBL系统，按APPS，选择“CHEMBIO”程序，按ENTER。(见图1、2)图1图24．在“MAINMENU”菜单中选择“1：SETUPPROBES”；输入传感器数量“1”，按ENTER。(见图3)5．在“SELECTPROBE”菜单中选择选择“7：MOREPROBES”，直至出现氧气浓度传感器。6．在“SELECTPROBE”菜单中选择“4：OXYGENSENSOR”。(见图4)2．用滴管滴加4滴35-40℃温度的干酵母葡萄糖溶液，略微震荡摇匀后塞上氧气浓度传感器，按ENTER开始收集数据。3．当CBL显示“DONE”时，采样全部完成(见图16)。按ENTER即可看到氧气浓度随时间变化曲线，按ENTER。4．在“REPEAT”菜单中选择“1：NO”。(见图17)图16图175．在“MAINMENU”菜单中选择“7：QUIT”。6．取出传感器，洗净塑料瓶，吸干水分。用风扇或纸扇对传感器扇风一分钟左右以换气。五．数据存储1．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“1：L1”；按STO；按ALPHA+[A]，按ENTER。此操作将L1数组中的数据存储到A数组中。(见图18、19)图18图192．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“2：L2”；按STO；按ALPHA+[B]，按ENTER。此操作将L2数组中的数据存储到B数组中。(见图20、21)图20图21六．继续数据采集。1．按APPS，选择“CHEMBIO”程序，按ENTER。2．重复三、四、五的操作步骤，可以依次测定30-35℃、20-25℃、0-5℃下过氧化氢酶催化反应的速率。实验结果及数据处理：1．按ENTER，在“MAINMENU”菜单中选择“7：QUIT”。2．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“A”；按STO；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“1：L1”，按ENTER。此操作将A数组中的数据复制到L1数组中。(见图22)3．在主界面中按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“B”；按STO；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“2：L2”，按ENTER。此操作将B数组中的数据存储到L2数组中。(见图23)图22图234．按2nd+[LIST]，在“OPS”菜单中选择“8：SELECT(”；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“1：L1”；按，；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“2：L2”；按)；按ENTER。此操作将从L1、L2数组中截取出一段。(见图24、25)图24图255．截取出曲线上最近似于直线的一段，以便进行回归。按至所选取的直线的起点，按ENTER；按至直线终点，按ENTER。按2nd+[QUIT]。(例：见图26、27、28)举例如下(起点：X=90，Y=19.283；终点：X=390，Y=21.079)图26图27图286．按STAT，在“EDIT”菜单中选择“1：EDIT”，可以看到截取的数据自动替换了原L1、L2中的数据。按2nd+[QUIT]退出。(例：见图29、30)图29图307．按STAT，在“CACL”菜单中选择“4：LinReg(ax+b)”；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“1：L1”；按，；按2nd+[LIST]，在“NAMES”菜单中选择“2：L2”。此操作将对L1、L2数组中数据进行线性回归。得到线性回归的方程为y=0.00603x+18.739，线性回归的相关系数r=0.999。(例见图31、32、33)图31图32图338．以上操作完成了对40℃时过氧化氢酶分解双氧水，生成氧气速率曲线的回归计算。重复2—8操作，依次完成35℃，25℃，5℃时过氧化氢酶分解双氧水，生成氧气速率曲线的回归计算。(例：见图34、35)图34图35图示：1.40℃下酵母菌催化双氧水分解速率曲线；2.35℃下酵母菌催化双氧水分解速率曲线；3.25℃下酵母菌催化双氧水分解速率曲线；4.5℃下酵母菌催化双氧水分解速率曲线。水浴温度（℃）回归直线斜率58.120×10-4251.748×10-3354.911×10-3406.034×10-3实验说明：1．由于实验中总共要测得4个温度共8组数据，为防止下一组数据覆盖本组数据，在每次测定完成后，必须将L1、L2中的时间、氧气浓度数据改名存储。2．注意氧气浓度传感器只能用于测定空气中氧气的含量，正常工作的温度范围是0—40℃。3．氧气浓度传感器应始终垂直向下放置。思考问题：1．根据实验数据说明温度是如何影响酶活力的。2．哪个温度区间酶活力最大？为什么？3．预测如温度继续升高(达到五六十摄氏度)酶活力将会怎样变化？拓展：1．0—40℃之间可细分为多个区间(如每5℃一档细分为8个温度区间)，测定各温度下反应速度，详细研究随温度变化而变化的情况,找出过氧化氢酶作用的最适温度。2．酶的浓度对其分解底物的效率会有何影响。设计实验，验证你的猜测。上海