北京白癜风治疗最好的医院 http://m.39.net/pf/a_4364577.html同学们好,这节课我们学习的内容是影响酶活性的条件——温度。
细胞中几乎所有的化学反应都是由酶来催化的。酶对化学反应的催化效率称为酶活性。酶活性的高低可以用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。在科学研究与工业生产中,酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
在前面的学习中,我们已经知道酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,其中绝大多数酶是蛋白质。蛋白质的结构和功能易受温度、PH、紫外线、重金属的影响。强酸、强碱、高温会破坏蛋白质的空间结构,导致蛋白质变性失活。
细胞都生活在一定的环境中,环境条件的改变会不会影响细胞内酶的活性呢?这节课我们通过实验来探究温度对酶活性的影响。
探究性实验是相对于验证性实验而言的。探究性实验的步骤一般包括:提出问题、做出假设、设计实验、预期实验结果和结论、进行实验、观察并记录结果、分析结果并得出结论。
提出问题是指根据观察或搜集到的材料提出值得探讨的有价值的问题。
做出假设是指依据已有的知识,对所提出的问题做出的假定性结论。
设计实验是指针对假设进行的实验步骤设计,这一步包括实验原理、选择材料、自变量、因变量、无关变量、对照组、实验组、重复实验。对变量的处理和控制是设计实验的关键。
预期实验结果是指根据设计的实验预期可能会出现的实验结果,预期实验结果应将可能会出现的结果一一列举出来。基本格式是:“若……,则……;若……,则……”。
进行实验是指根据设计的实验步骤进行严格的操作。
分析结果并得出结论是指对实验的实际结果与预期结果做比较,若一致则说明假设正确,若不一致则说明假设错误。
加酶洗衣粉的包装袋上,往往注明这种洗衣粉的适用温度范围。据此,我们能提出什么问题呢?“温度会影响酶的活性吗?”。基于这个问题,我们做出假设:温度能影响酶的活性。针对假设,我们进行实验设计。
这里有两组实验材料,分别是质量分数为3%的可溶性淀粉溶液和质量分数为2%的新配置的淀粉酶溶液。体积分数为3%的过氧化氢溶液和新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液。请同学们思考,选择哪组材料呢?应选择淀粉和淀粉酶这一组为实验材料。原因是过氧化氢的分解本身就受温度的影响,因此在探究温度对酶活性影响的实验中,不能用过氧化氢和过氧化氢酶作为实验材料。
选择了实验材料后,本实验的实验原理是什么呢?本实验的实验原理是淀粉在淀粉酶的作用下生成还原性糖——麦芽糖。淀粉遇碘变蓝,麦芽糖遇碘不变蓝。因此,可以用碘液检测淀粉是否被分解以及被分解的程度。
本实验中,温度是自变量。分别用冰水、60℃的水、沸水处理淀粉酶。酶的活性是因变量,可以用加碘液后溶液颜色变化检测。无关变量很多,如加入的淀粉溶液的量、加入的淀粉酶溶液的量、反应时间、检测时间等。在本实验中,60℃是对照组,冰水和沸水是实验组。为了确保实验结果的科学性和准确性,需要设置重复实验。
预期实验结果为:若对照组试管中碘液颜色无明显变化,实验组试管中碘液颜色变蓝,则说明温度会影响酶的活性。若对照组试管和实验组试管中碘液颜色均无明显变化,则说明温度不会影响酶的活性。
接下来,进行实验。取六支洁净的试管,编号1、2、3,1’、2’、3’。分别向1、2、3号试管中注入2mL淀粉酶溶液,再分别向1’、2’、3’试管中注入2mL淀粉溶液。将1和1’两支试管放入0℃冰水中水浴5min,将2和2’两支试管放入60℃水浴5min,将3和3’两支试管放入℃沸水中水浴5min。然后分别将1和1’试管混合摇匀,2和2’试管混合摇匀,3和3’试管混合摇匀。再将混匀的试管放入之前的水浴温度中,水浴反应5分钟。取出试管,分别加2滴碘液,摇匀,观察现象。
接下来,观察并记录结果。置于冰水浴中和℃沸水浴中的试管呈现蓝色,置于60℃水浴中的试管颜色无明显变化。
最后,分析结果并得出结论。置于冰水浴和沸水浴中的试管呈现蓝色,说明将淀粉酶置于冰水浴和沸水浴的外界环境中,淀粉酶的活性降低了甚至没有发挥催化作用。置于60℃水浴中的试管颜色基本无变化,说明将淀粉酶置于60℃水浴的外界环境中,淀粉酶具有活性,可催化淀粉水解为麦芽糖,麦芽糖遇碘液不变蓝。因此,我们可以得出结论,温度会影响酶的活性,即酶的催化作用需要适宜的温和条件,温度过高和过低都会影响酶的活性。
本实验属于探究性实验。在以后的学习中,我们还要学习验证性实验。验证性实验的实验思路与探究性实验有所不同,我们以后再详细了解。
无论是探究性实验还是验证性实验,都要找准自变量和因变量,控制好无关变量。并遵循对照原则、单一变量原则和等量原则。
请同学们根据实验结果和结论,尝试构建数学模型,绘制温度影响酶活性的曲线,并用语言来描述温度变化与酶活性的关系。
横坐标表示自变量——温度,纵坐标表示因变量——酶促反应速率。温度影响酶活性的曲线应该这样画。该数学模型说明:在一定温度范围内,酶促反应速率随温度的升高而加快;但当温度升高到一定限度时,酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而下降。在一定条件下,酶活性最大时的温度称为该酶的最适温度。
温度与酶活性的曲线模型中,同学们除了要