溫度對酶活性的影響

溫度對酶活性的影響PAGE課題2溫度對酶活性的影響課題概述：生物體內的各項代謝，只有在酶的參與下才能迅速進行。酶的本質是蛋白質，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。過氧化氫酶雙氧水對大多數生物體有害，而許多生物體內都有過氧化氫酶等來分解它。過氧化氫酶H2O2—————→H2O+O2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應的速度，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，進而改變輸出電壓的大小。因此通過對輸出電壓的測定即可確定氣體中氧氣的濃度。目的：1．學會氧氣濃度傳感器的使用方法。2．學會測定不同溫度下酶促反應的速率，并對各速率進行比較。器材：實驗材料：市售干酵母。實驗儀器及用品：TI—83Plus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：實驗準備1．水浴準備：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，分別調至0—5℃、20—25℃、30—35℃、35—40℃。實驗期間溫度計始終要懸在水中，監(jiān)測溫度。如有變化，及時調整。2．稱取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．設置傳感器1．連接TI—83Plus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．打開TI—83Plus圖形計算器、CBL系統(tǒng)，按APPS，選擇“CHEMBIO”程序，按ENTER。(見圖1、2)圖1圖24．在“MAINMENU”菜單中選擇“1：SETUPPROBES”；輸入傳感器數量“1”，按ENTER。(見圖3)5．在“SELECTPROBE”菜單中選擇選擇“7：MOREPROBES”，直至出現氧氣濃度傳感器。6．在“SELECTPROBE”菜單中選擇“4：OXYGENSENSOR”。(見圖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開始收集數據。3．當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ENTER。4．在“REPEAT”菜單中選擇“1：NO”。(見圖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。用風扇或紙扇對傳感器扇風一分鐘左右以換氣。五．數據存儲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數組中的數據存儲到A數組中。(見圖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數組中的數據存儲到B數組中。(見圖20、21)圖20圖21六．繼續(xù)數據采集。1．按APPS，選擇“CHEMBIO”程序，按ENTER。2．重復三、四、五的操作步驟，可以依次測定30-35℃、20-25℃、0-5℃下過氧化氫酶催化反應的速率。實驗結果及數據處理：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數組中的數據復制到L1數組中。(見圖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數組中的數據存儲到L2數組中。(見圖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數組中截取出一段。(見圖24、25)圖24圖255．截取出曲線上最近似于直線的一段，以便進行回歸。按至所選取的直線的起點，按ENTER；按至直線終點，按ENTER。按2nd+[QUIT]。(例：見圖26、27、28)舉例如下(起點：X=90，Y=19.283；終點：X=390，Y=21.079)圖26圖27圖286．按STAT，在“EDIT”菜單中選擇“1：EDIT”，可以看到截取的數據自動替換了原L1、L2中的數據。按2nd+[QUIT]退出。(例：見圖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L1、L2數組中數據進行線性回歸。得到線性回歸的方程為y=0.00603x+18.739，線性回歸的相關系數r=0.999。(例見圖31、32、33)圖31圖32圖338．以上操作完成了對40℃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2—8操作，依次完成35℃，25℃，5℃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實驗說明：1．由于實驗中總共要測得4個溫度共8組數據，為防止下一組數據覆蓋本組數據，在每次測定完成后，必須將L1、L2中的時間、氧氣濃度數據改名存儲。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0—40℃。3．氧氣濃度傳感器應始終垂直向下放置。思考問題：1．根據實驗數據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．預測如溫度繼續(xù)升高(達到五六十攝氏度)酶活力將會怎樣變化？拓展：1．0—40℃之間可細分為多個區(qū)間(如每5℃一檔細分為8個溫度區(qū)間)，測定各溫度下反應速度，詳細研究隨溫度變化而變化的情況,找出過氧化氫酶作用的最適溫度。2．酶的濃度對其分解底物的效率會有何影響。設計實驗，驗證你的猜測。上海