溫度對酶活性的影響

1、課題2溫度對酶活性的影響課題概述：生物體內(nèi)的各項代謝，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，酶的活性就會下降，直至完全遭到破壞。雙氧水對大多數(shù)生物體有害，而許多生物體內(nèi)都有過氧化氫酶等來分解它。過氧化氫酶H 202> H2O+ 02本實驗將以酵母菌為過氧化氫酶來源，利用氧氣濃度傳感器來測定不同溫度下該 反響的速度，從而確定過氧化氫酶發(fā)揮作用的最適溫度。氧氣濃度傳感器可測定氣體中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)入其中被復(fù)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)

2、而 改變輸岀電壓的大小。因此通過對輸岀電壓的測定即可確定氣體中氧氣的濃度。目的:1 學(xué)會氧氣濃度傳感器的使用方法。2 學(xué)會測定不同溫度下酶促反響的速率，并對各速率進(jìn)行比擬 器材：實驗材料：市售干酵母。實驗儀器及用品：TI 83 Plus圖形計算器及CBL系統(tǒng)、氧氣濃度傳感器附配套塑 料瓶、玻璃棒、溫度計、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。實驗試劑：3% H2O2溶液、2%葡萄糖。 步驟：一實驗準(zhǔn)備1 水浴準(zhǔn)備：保溫杯或兩個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05°C、20 25°

3、;C、3035°C、3540°C。實驗期間溫度計始終要懸在 水中，監(jiān)測溫度。如有變化，及時調(diào)整。2 稱取干酵母溶解在 25mL2%葡萄糖溶液中，攪拌均勻。取 4支小試管，各參加1mL上述懸濁液，分別置于各溫度水浴中510分鐘二設(shè)置傳感器1 連接TI 83 Plus圖形計算器、CBL系統(tǒng)2 將氧氣濃度傳感器與 CBL系統(tǒng)CH1通道相連3 .翻開TI 83 Plus圖形計算器、 序，按ENTER。見圖 1、2CBL系統(tǒng)，按 APPS，選擇“ 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 菜單中選擇“ 1 : SET UP PROBES ；輸入傳感器數(shù)量 “1 "，按ENTER。見圖 35 .在“ SELECT PROBE 菜單中選擇選擇“ 7: MORE PROBES ，直至出現(xiàn)氧 氣濃度傳感器。6 .在“ SELECT PROBE 菜單中選擇“ 4: OXYGEN SENSOR 。見圖 4融酣嚴(yán)°F1 = roRrEnECTiy e 2：FLOW RATE 3：TURBIDITY JS0X7GEN SENSOR 5：R

5、ETURN7 輸入通道序號“ 1；在“ CA LI BRATION 菜單中選擇“ 1: USE STORE見圖5、6USE LOWEST AJAILADLE CHANNELS-ENTER CHANNEL NUMBER：1菜單中選擇“ 1: PERCENT "o傳感器設(shè)置完成后即8 .在“ OXYGEN UNITS返回“ MAIN MENU 菜單。見圖7、8圖7COLLECT DATA 。見圖 92 .在“ COLLECT DATA 菜單中選擇“2: TIME GRAPH ，預(yù)熱 30秒后，按ENTER。見圖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圖103 .輸入米樣間隔時間：“30秒,按Enter。輸入采集數(shù)據(jù)點的點數(shù)：“16個，按ENTER。屏幕顯示該次采樣共需歷時480 秒，按 ENTER。見圖 11、12:COLLECT DATA 3：VIEW 6RFIFH 4：UIEIJ DATA 5：FIT CURVE to：RETRIEUE DATA 7：QUIT三設(shè)置采樣方式1 .在“ MAIN MENU 菜單中選擇“ 2

7、:EEITTER TIME ZTl.JEEN SAMPLES 7 SECONDS：395RMFLES 16EXPERIMENTLENGTH11圖12USE TIME SETUP 。見圖 13圖4 .在“ CONTINUE 菜單中選擇“1:值：“ 22.0，按IENTERI。輸入Y軸坐標(biāo)點間隔：“，按屏幕上告知“按。輸入Y軸的最大開始收集數(shù)據(jù)。見圖14、15ENTER。隨后出現(xiàn)的ENTER5ET Y-HXIS 7rin=?19.0 7riax=?22.0 Vscl=?0&ENTER。4 .在“ REPEAT菜單中選擇“ 1 :TIME IN LiENTERPRE55 ENTER TO B

8、EGIN COLLECTING DRTFI.四數(shù)據(jù)采集1 用移液管移取3mL3% H2O2溶液于氧氣濃度傳感器附帶之塑料瓶中，再參加 3mL蒸餾水后，放入35-40 C水浴中溫育5分鐘左右。2 用滴管滴加4滴35-40C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開始收集數(shù)據(jù)。3 .當(dāng)CBL顯示“ DONE 時，采樣全部完成見圖16。按ENTER即可看到氧氣 濃度隨時間變化曲線，按5 .在“ MAIN MENU 菜單中選擇“ 7: QUIT6.取出傳感器，洗凈塑料瓶，吸干水分。用風(fēng)扇或紙扇對傳感器扇風(fēng)一分鐘左右 以換氣。五.數(shù)據(jù)存儲1 .在主界面中按 2nd+LIS

9、T，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)存儲到 a數(shù)組中。見圖 18、19Li+AL2R<1. 152e-4 召0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)存儲到 B數(shù)組中 見圖 20、21Li+n152E-4 込L沁LOA52e-4 芒0 03,<19.7519 19.118.,六繼續(xù)數(shù)據(jù)采集圖20圖211 .按 APPS,選擇“ CHEMBIO 程序，按 ENTER.2 .

10、重復(fù)三、四、五的操作步驟，可以依次測定30-35°C、20-25°C、0-5 C下過氧化氫酶催化反響的速率。實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理:1 .按ENTER，在“ MAIN MENU 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。見圖223 .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: L2lA

11、->Li52e-4 30 S3.lR+Li£il52e-4 30p03.,t lB*Lz<19.7519 19.Lia.圖22的數(shù)據(jù)存儲到L2數(shù)組中。見圖23按ENTER。此操作將 B數(shù)組中圖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 口; 按2nd+LIST，在“ NAMES 菜單中選 擇“ 2 : L2 ；按Q；按|ENTER|。此操作將從L1、L2數(shù)組中截取出一段。見圖24、25)至所選取的直線的起退出。例：見圖29、30SelecttLiNAMES M

12、ATH6：cunSum<9： augment<AlNatr-HistC5 截取岀曲線上最近似于直線的一段，以便進(jìn)行回歸。按 點，按ENTER;按至直線終點，按ENTER。按畫+IQUIT。例：見圖26、27、28)換了原L1、L2中的數(shù)據(jù)。按 2nd+QUITL£EZZ150.17 19021 210.2*1 E40.Z7 叫3IM 出上料nuznwFn JMUIRM 認(rèn)L _ ILiii)=9t3)0 亍 4I圖lC£40.27 訝心 50.34緬£O.Z1 £0.3EH2073221.0753需冷圖30297 .按STAT|，在“ CAC

13、L 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，線性回歸的相關(guān)系數(shù) 99。例見圖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鄉(xiāng)廠

14、£二.9S929374S3 r=.9996468118圖338 .以上操作完成了對 40°C時過氧化氫酶分解雙氧水，生成氧氣速率曲線的回歸計算。重復(fù)28操作，依次完成35C，25C,5C時過氧化氫酶分解雙氧水，生成氧氣速率曲線的回歸計算。例：見圖34、35圖示：1. 40C下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線;2. 35 C下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線;3. 25 C下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線;4. 5C下酵母菌催化雙氧水分解速率曲線。水浴溫度C回歸直線斜率5X 10-425X 10-335X 10-340X 10-3實驗說明：1由于實驗中總共要測得 4個溫度共8組數(shù)據(jù)，為防止下一組數(shù)據(jù)覆蓋本組數(shù) 據(jù)，在每次測定完成后，必須將L1、L2中的時間、氧氣濃度數(shù)據(jù)改名存儲。2注意氧氣濃度傳感器只能用于測定 空氣中氧氣的含量，正常工作的溫度范圍是040 Co3 氧氣濃度傳感器應(yīng)始終垂直向下放置。思考問題：1 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)說明溫度是如何影響酶活力的。2 哪個溫度區(qū)間酶活力最大？為什么？3 預(yù)測如溫度繼續(xù)升高到達(dá)五六十?dāng)z氏度酶活力將會怎樣變化？拓展：1 040C之間可細(xì)分為多個區(qū)間如每5C一檔細(xì)分為8個溫度區(qū)間，測定各溫 度下反響速度，詳細(xì)研究隨溫度變化而變化的情況，