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外界因素对酶活性的影响实验分析

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:内容一 温度对酶活性的影响一、实验目的了解温度对酶活力的影响作用。表1-13 不同温度对唾液淀粉酶活性的影响结果六、注意事项加入酶液后,要充分摇匀,保证酶液与全部淀粉液接触反应,得到理想的颜色梯度变化。本实验观察pH对唾液淀粉酶活性的影响,唾液淀粉酶的最适pH约为6.8。

外界因素对酶活性的影响实验分析

内容一 温度对酶活性的影响

一、实验目的

(1)了解温度对酶活力的影响作用。

(2)学习定性测定唾液淀粉酶活性的简单方法。

二、实验原理

化学反应速率一般都受温度影响,反应速率随温度的升高而加快,但在酶促反应中,随着温度的升高,酶会因热变性而失活,从而使反应速率减慢,直至酶完全失活。因此在较低的温度范围内,酶促反应速率随温度升高而增大,超过一定温度后,反应速率反而下降,以反应速率对温度作图可得到一条钟形曲线,曲线的顶点对应的温度称为酶作用的最适温度(optimum temperature),此温度对应的酶促反应速率最大。大多数动物酶的最适温度为37~40℃,植物酶的最适温度为50~60℃。

低温能降低或抑制酶的活性,但不能使酶失活。

唾液淀粉酶是动物唾液中含有的一种有催化活性的蛋白质,可以催化淀粉水解为糊精、麦芽糖葡萄糖。淀粉和可溶性淀粉遇碘呈蓝色,糊精按其分子的大小,遇碘可呈蓝色、紫色、暗褐色或红色,最简单的糊精遇碘不呈颜色,麦芽糖和葡萄糖遇碘也不呈色。在不同温度下,淀粉被唾液淀粉酶水解的程度(可反映酶活力的大小)可由水解混合物遇碘呈现的颜色来判断。

三、实验材料、仪器与试剂

1.材料

淀粉、唾液。

2.仪器

沸水浴、恒温水浴、冰浴、试管及试管架、量筒、滴管、微量移液器与吸头(或其他替代器具)。

3.试剂

(1)溶于3g/L氯化钠的2g/L淀粉溶液150mL需新鲜配制。

(2)稀释200倍的唾液50mL用蒸馏水漱口,以清除食物残渣,再含一口蒸馏水,半分钟后使其流入量筒并稀释200倍(稀释倍数可根据个人唾液淀粉酶活性调整),混匀备用。

(3)碘化钾—碘溶液50mL将碘化钾20g及碘10g溶于100mL水中。使用前稀释10倍。

四、实验步骤

(1)实验设计 取3支试管,编号后按表1-12加入试剂。

表1-12 不同温度对唾液淀粉酶活性的影响 单位:mL

(2)实验安排 加入试剂摇匀后,将1、3号两试管放入37℃恒温水浴中,2号管放入冰水中。10min后取出,并将2号管内液体取出一半,加入一个干净的试管,编号为4号管,用碘化钾—碘溶液来检验1、2、3号管内淀粉被唾液淀粉酶水解的程度,记录并解释结果。将4号管放入37℃恒温水浴中保温10min后,再用碘化钾—碘溶液进行实验,记录并解释结果。

五、结果与讨论

不同温度对唾液淀粉酶活性的影响结果可填入表1-13。

表1-13 不同温度对唾液淀粉酶活性的影响结果

六、注意事项

(1)加入酶液后,要充分摇匀,保证酶液与全部淀粉液接触反应,得到理想的颜色梯度变化。

(2)取混合液前,应将试管内溶液充分混匀,取出试液后,立即放回试管中一起保温。

思考题

1.唾液淀粉酶的最适温度是多少?

2.低温对酶有什么影响?

3.什么是酶的最适温度及其应用意义?

参考文献

[1]魏群.基础生物化学实验[M].3版.北京:高等教育出版社,2009.

[2]滕利荣,孟庆繁.生物学基础实验教程[M].3版.北京:科学出版社,2008.

[3]陈钧辉,陶力,李俊,等.生物化学实验[M].3版.北京:科学出版社,2003.

内容二 pH对酶活力的影响

一、实验目的

了解pH对酶活力的影响。

二、实验原理

pH对酶促反应速率的影响作用主要表现在以下几个方面:pH过高或过低可导致酶高级结构的改变,使酶失活;pH的改变可通过影响酶的可解离基团的解离状态来影响酶活性;pH通过影响底物的解离状态以及中间复合物ES的解离状态影响酶促反应速率若其他条件不变,酶只有在一定的pH范围内才能表现催化活性,且在某一pH下,酶促反应速率最大,此pH称为酶的最适pH(optimum pH)。各种酶的最适pH不同,但多数在中性弱酸性或弱碱性范围内,如植物和微生物所含的酶最适pH多为4.5~6.5,动物体内酶最适pH多为6.5~8.0。本实验观察pH对唾液淀粉酶活性的影响,唾液淀粉酶的最适pH约为6.8。

三、实验材料、仪器与试剂

1.材料

淀粉、唾液。

2.仪器

恒温水浴、50mL锥形瓶、滴管、烧杯、试管及试管架、量筒、白瓷调色板、微量移液器与吸头(或其他替代器具)、pH试纸(pH=5、pH=5.8、pH=6.8、pH=8四种)。

3.试剂

(1)溶于3g/L氯化钠的5g/L淀粉溶液250mL需新鲜配制。

(2)稀释200倍的新鲜唾液100mL。

(3)0.2mol/L磷酸氢二钠溶液600mL。

(4)0.1mol/L柠檬酸溶液400mL。

(5)碘化钾—碘溶液50mL。

四、实验步骤

取4个标有号码的50mL锥形瓶,用微量移液器按表1-14添加0.2mol/L磷酸氢二钠溶液和0.1mol/L柠檬酸溶液以制备pH 5.0~8.0的4种缓冲液

表1-14 不同pH对唾液淀粉酶活性的影响

从3号锥形瓶中取缓冲液3mL,加入一支试管中,添加淀粉溶液2mL,混匀,置于37℃恒温水浴中保温5~10min,再加入稀释200倍的唾液2mL,混匀,仍在37℃恒温水浴中保温。此后每隔1min取出一滴混合液,置于白瓷调色板上,加1小滴碘化钾—碘溶液,检验淀粉的水解程度。待混合液变为棕黄色时,记下酶作用的时间(自加入唾液时开始,准确掌握该时间是实验成败的关键)。

从4个锥形瓶中各取缓冲液3mL,分别加入4支已编号的试管中,随后于每个试管中添加淀粉溶液2mL,置于37℃恒温水浴中保温5~10min,再加入稀释200倍的唾液2mL,混匀,仍在37℃恒温水浴中保温。向各试管中加入稀释唾液的时间间隔各为1min。根据前期记录的酶作用的时间,向所有试管依次添加1~2滴碘化钾—碘溶液。添加碘化钾—碘溶液的时间间隔,从第1管起均为1min。

观察各试管中物质呈现的颜色,分析pH对唾液淀粉酶活力的影响作用。

五、结果与讨论

不同pH对唾液淀粉酶活性的影响结果可填入表1-15。

表1-15 不同pH对唾液淀粉酶活性的影响结果

六、注意事项

准确记录酶作用的时间。

思考题

什么是酶反应的最适pH?对酶活性有何影响?

参考文献

[1]魏群.基础生物化学实验[M].3版.北京:高等教育出版社,2009.

[2]滕利荣,孟庆繁.生物学基础实验教程[M].3版.北京:科学出版社,2008.

[3]陈钧辉,陶力,李俊,等.生物化学实验[M].3版.北京:科学出版社,2003.(www.xing528.com)

内容三 唾液淀粉酶的活化和抑制

一、实验目的

了解激活剂与抑制剂对酶活力的影响。

二、实验原理

酶的活性受活化剂或抑制剂的影响。氯离子为唾液淀粉酶的活化剂,铜离子为其抑制剂。

三、实验材料、仪器与试剂

1.材料

(1)0.1%淀粉溶液1000mL。

(2)稀释200倍的新鲜唾液 自制。

2.仪器

恒温水浴、试管及试管架。

3.试剂

(1)1%氯化钠溶液500mL。

(2)1%硫酸铜溶液500mL。

(3)1%硫酸钠溶液500mL。

(4)碘化钾—碘溶液500mL。

四、实验步骤

唾液淀粉酶的活化和抑制情况,如表1-16所示。

表1-16 唾液淀粉酶的活化和抑制

五、结果与讨论

记录实验现象,解释实验结果,并说明实验中3号管的意义,填入表1-17。

表1-17 活化剂或抑制剂对酶活性的影响结果

六、注意事项

各人唾液中淀粉酶的活力不同,故本实验需要先做一个唾液淀粉酶稀释度的确定实验,以确定最佳稀释度。

思考题

1.何谓酶的最适pH和最适温度?

2.说明底物浓度、酶浓度、温度和pH对酶反应速度的影响。

3.作为一种生物催化剂,酶有哪些催化特点?

参考文献

[1]魏群.基础生物化学实验[M].3版.北京:高等教育出版社,2009.

[2]滕利荣,孟庆繁.生物学基础实验教程[M].3版.北京:科学出版社,2008.

[3]陈钧辉,陶力,李俊,等.生物化学实验[M].3版.北京:科学出版社,2003.

内容四 酶的专一性

一、实验目的

了解不同的酶的专一性(对底物的选择性)。

二、实验原理

酶具有高度的专一性。本实验以唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用为例,来说明酶的专一性。

淀粉和蔗糖无半缩醛基,均无还原性,因此与Benedict试剂无呈色反应。淀粉水解为葡萄糖,蔗糖水解为果糖和葡萄糖,它们都有半缩醛基,为还原糖,与Benedict试剂共热,即产生红棕色Cu2O沉淀。

唾液淀粉酶水解淀粉生成有还原性的麦芽糖,但不能催化蔗糖的水解。蔗糖酶能催化蔗糖水解产生还原性葡萄糖和果糖,但不能催化淀粉的水解。用Benedict试剂检查糖的还原性。

各种单糖和双糖中的麦芽糖、乳糖和纤维二糖,分子中含有自由醛基或酮基,具还原性,故称还原性糖。它能还原金属离子,如Cu2+、Ag+等,常可用班氏试剂和多伦试剂做鉴定。班氏试剂A液中的硫酸铜溶液与B液中的无水硫酸钠和柠檬酸钠相遇,能产生可溶性的又略能离解出Cu2+的柠檬酸铜。还原性糖在碱性溶液中能将Cu2+还原成Cu+,Cu+再与OH-结合成黄色的CuOH。加热后,CuOH即变成红黄色的氧化亚铜(Cu2O)沉淀,反应式如下:

柠檬酸钠可作为Cu2+的络合剂,使之稳定溶解。鉴定反应的实质是Cu2+有弱氧化性,能把葡萄糖氧化成葡萄糖酸:

三、实验材料、仪器与试剂

1.材料

唾液、淀粉。

2.仪器

恒温水浴、沸水浴、试管及试管架。

3.试剂

(1)溶于0.3%氯化钠的1%纤维素溶液500mL。

(2)溶于0.3%氯化钠的1%淀粉溶液(需新鲜配制)500mL。

(3)稀释新鲜唾液100mL。

(4)Benedict试剂1000mL无水硫酸铜17.4g溶于100mL热水中,冷却后稀释至150mL。取柠檬酸钠173g,无水碳酸钠100g和600mL水共热,溶解后冷却并加水至850mL。再将冷却的150mL硫酸铜溶液倾入。本试剂可长久保存。

四、实验步骤

唾液淀粉酶的专一性,如表1-18所示。

表1-18 唾液淀粉酶的专一性

五、结果与讨论

记录实验现象并解释实验结果,填入表1-19。

表1-19 唾液淀粉酶的专一性结果

六、注意事项

严格按照实验操作先后顺序进行。

思考题

1.什么是酶的活化剂?

2.什么是酶的抑制剂?与变性剂有何区别?

3.本实验结果如何证明酶的专一性?

参考文献

[1]王镜岩,朱圣庚,徐长法.生物化学[M].北京:高等教育出版社,2002.

[2]魏群.基础生物化学实验[M].3版.北京:高等教育出版社,2009.

[3]李巧枝,程绎南.生物化学实验技术[M].北京:中国轻工业出版社,2010.

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