温度对酶活性的影响

1、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。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H 202> H2O+ 02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 反响的速度，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复原而引起电流变化，即氧气浓度决定了电流变化的大小，进

2、而 改变输岀电压的大小。因此通过对输岀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响的速率，并对各速率进行比拟 器材：实验材料：市售干酵母。实验仪器及用品：TI 83 Plus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：一实验准备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05°C、20 25°

3、;C、3035°C、3540°C。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 称取干酵母溶解在 25mL2%葡萄糖溶液中，搅拌均匀。取 4支小试管，各参加1mL上述悬浊液，分别置于各温度水浴中510分钟二设置传感器1 连接TI 83 Plus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 .翻开TI 83 Plus图形计算器、 序，按ENTER。见图 1、2CBL系统，按 APPS，选择“ CHEMBIO 程1' F inance.2：CBL/CBR SfiChenBioEES :COLLECT DHTFI 3：VIE

4、W GRHFH4：UIEW DATA 5：FIT CURVE t：RETRIEVE DATA 7SQUIT4 .在“ MAIN MENU 菜单中选择“ 1 : SET UP PROBES ；输入传感器数量 “1 "，按ENTER。见图 35 .在“ SELECT PROBE 菜单中选择选择“ 7: MORE PROBES ，直至出现氧 气浓度传感器。6 .在“ SELECT PROBE 菜单中选择“ 4: OXYGEN SENSOR 。见图 4融酣严°F1 = roRrEnECTiy e 2：FLOW RATE 3：TURBIDITY JS0X7GEN SENSOR 5：R

5、ETURN7 输入通道序号“ 1；在“ CA LI BRATION 菜单中选择“ 1: USE STORE见图5、6USE LOWEST AJAILADLE CHANNELS-ENTER CHANNEL NUMBER：1菜单中选择“ 1: PERCENT "o传感器设置完成后即8 .在“ OXYGEN UNITS返回“ MAIN MENU 菜单。见图7、8图7COLLECT DATA 。见图 92 .在“ COLLECT DATA 菜单中选择“2: TIME GRAPH ，预热 30秒后，按ENTER。见图10BES4：UIEW DFITH 5：FIT CURVE 6：RETRIEV

6、E DATA 7：QUIT KWgiJg 眄 MW * i：H0Rttor nffUt fflTIME GRAPH sTtriqgerzprompt 4：TRIQGER 5：SINGLE POINT 6：RETURN图103 .输入米样间隔时间：“30秒,按Enter。输入采集数据点的点数：“16个，按ENTER。屏幕显示该次采样共需历时480 秒，按 ENTER。见图 11、12:COLLECT DATA 3：VIEW 6RFIFH 4：UIEIJ DATA 5：FIT CURVE to：RETRIEUE DATA 7：QUIT三设置采样方式1 .在“ MAIN MENU 菜单中选择“ 2

7、:EEITTER TIME ZTl.JEEN SAMPLES 7 SECONDS：395RMFLES 16EXPERIMENTLENGTH11图12USE TIME SETUP 。见图 13图4 .在“ CONTINUE 菜单中选择“1:值：“ 22.0，按IENTERI。输入Y轴坐标点间隔：“，按屏幕上告知“按。输入Y轴的最大开始收集数据。见图14、15ENTER。随后出现的ENTER5ET Y-HXIS 7rin=?19.0 7riax=?22.0 Vscl=?0&ENTER。4 .在“ REPEAT菜单中选择“ 1 :TIME IN LiENTERPRE55 ENTER TO B

8、EGIN COLLECTING DRTFI.四数据采集1 用移液管移取3mL3% H2O2溶液于氧气浓度传感器附带之塑料瓶中，再参加 3mL蒸馏水后，放入35-40 C水浴中温育5分钟左右。2 用滴管滴加4滴35-40C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5 .在“ MAIN MENU 菜单中选择“ 7: QUIT6.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+LIS

9、T，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、19Li+AL2R<1. 152e-4 召0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、21Li+n152E-4 込L沁LOA52e-4 芒0 03,<19.7519 19.118.,六继续数据采集图20图211 .按 APPS,选择“ CHEMBIO 程序，按 ENTER.2 .

10、重复三、四、五的操作步骤，可以依次测定30-35°C、20-25°C、0-5 C下过氧化氢酶催化反响的速率。实验结果及数据处理:1 .按ENTER，在“ MAIN MENU 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223 .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: L2lA

11、->Li52e-4 30 S3.lR+Li£il52e-4 30p03.,t lB*Lz<19.7519 19.Lia.图22的数据存储到L2数组中。见图23按ENTER。此操作将 B数组中图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 口; 按2nd+LIST，在“ NAMES 菜单中选 择“ 2 : L2 ；按Q；按|ENTER|。此操作将从L1、L2数组中截取出一段。见图24、25)至所选取的直线的起退出。例：见图29、30SelecttLiNAMES M

12、ATH6：cunSum<9： augment<AlNatr-HistC5 截取岀曲线上最近似于直线的一段，以便进行回归。按 点，按ENTER;按至直线终点，按ENTER。按画+IQUIT。例：见图26、27、28)换了原L1、L2中的数据。按 2nd+QUITL£EZZ150.17 19021 210.2*1 E40.Z7 叫3IM 出上料nuznwFn JMUIRM 认L _ ILiii)=9t3)0 亍 4I图lC£40.27 訝心 50.34緬£O.Z1 £0.3EH2073221.0753需冷图30297 .按STAT|，在“ CAC

13、L 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，线性回归的相关系数 99。例见图31、32、33TESTSLinRe9<ax+b») Li ?2：2-Var Stats 3；Ned-Ned JHLinRpg<ax+b) 5：QuadReg 6：CubicR&g FlQuartRegLinRegy=ax+ba=.0066342659 b=1873乡厂

14、£二.9S929374S3 r=.9996468118图338 .以上操作完成了对 40°C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28操作，依次完成35C，25C,5C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图示：1. 40C下酵母菌催化双氧水分解速率曲线;2. 35 C下酵母菌催化双氧水分解速率曲线;3. 25 C下酵母菌催化双氧水分解速率曲线;4. 5C下酵母菌催化双氧水分解速率曲线。水浴温度C回归直线斜率5X 10-425X 10-335X 10-340X 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040 Co3 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到达五六十摄氏度酶活力将会怎样变化？拓展：1 040C之间可细分为多个区间如每5C一档细分为8个温度区间，测定各温 度下反响速度，详细研究随温度变化而变化的情况，