探究酶的活性

探究温度对酶活性的影响

授课人:张 蕊

生活中的加酶产品

加酶洗衣粉的包装袋上，注明了这种 洗衣粉的适用温度范围，这说明了什么？

温度对酶活性有影 响

(1)选择哪一种酶作实验材料？(可以考虑我们初中 学过的消化酶类或是上节课探究酶的高效性实验时的 过氧化氢酶，过氧化氢酶的最适温度是60℃) (2)本实验的自变量是什么？如何来检测酶的活性变 化？实验因变量是什么？ (3)你将设定哪几个温度值？怎样控制？ (4)根据自己作出的假设，你预期会看到怎样的实验 现象？会得出什么实验结果？

探究温度对酶活性的影响：①是在加酶之前还是之后将不同溶液的温度调到设定的数值， 为什么？ 先调节温度，然后加酶。为确保混合之后温度不变。 ②在这个实验中应用什么试剂检测因变量，是检测反应物还是 检测生成物，为什么？

应该选择碘液检测反应物的剩余量，因为如果用斐林试剂检 测生成物的增加量的话，需水浴加热，会影响自变量。

思考以下问题：

是什么让2号和3号试管中的溶液变蓝？ 1号试管为什么溶液没有变蓝？

分析实验结果通过对比，能否看出是什么 造成了这样的实验现象？ 这说明了什么？

温度对酶的活性有一定的影响，过低或过高 的温度会让酶的活性下降甚至是丧失，每种酶都 有发挥自己活性的最适温度。

探究温度（PH）对酶活性影响的探究教学设计

一、教学背景分析

【教材分析】

“探究温度(PH)对酶活性的影响”是高中生物学教材必修一第5章第1节“降低化学反应活化能的酶”的教学内容。教师采用探究式教学模式，通过设计问题情境和提出问题，引导学生自主合作地对问题进行探究，由学生自己通过实践获得对科学概念的认识。这样的教学设计能体现学生自主、探究、合作的学习方式，有利于培养学生科学的思维方法和研究方法，提高学生的科学素养。 【学情分析】

“探究影响酶活性的因素 ”是在学生已经对酶的作用、 化学本质及高效性和专一性有了一定认识的基础上，进一步通过实验探究活动来验证环境因素对酶活性的影响， 并加深对酶作用及特性的理解。影响酶活性的因素较多，如温度、pH、激活剂与抑制剂等。基于高中学生学习能力的实际，本探究实验的内容主要是探究温度和 pH 对酶活性的影响。通过本探究实验的设计与具体实施，使学生熟悉“①发现问题；②提出假设；③设计实验方案并预测结果；④实施实验收集证据；⑤结果分析得出结论”等科学探究的一般过程和方法；在对探究的问题作出假设进行合理解释、演绎实验原理；在设计实验方案过程中通过确认相关的变量关系及如何操作与控制，初步理解单一因子变量的原则；在

《探究影响酶活性的因素》

实验教学设计

1 教材分析

本实验教学设计内容是中图版高中《生物》（必修1分子与细胞）第三单元《细胞的新陈代谢》第2章《细胞能量的来源与转变》第二节《酶在代谢中的作用》一节的内容，以实验和和探究活动为核心展开对新知识的学习。高中课程标准对本节内容的要求是：说明酶在代谢中的作用。探究性学习是新课程对教学提出基本要求和实现基础，是新时代学生应具备的基本素质。生物学是一门以实验为基础的自然科学，而实验课理所应当成为生物教学的重要内容，是培养学生形成科学思维方式、掌握科学研究方法的重要途径，因此本节课对学生潜在的知识和能力要求比较高。变量分析、单一变量的控制、对照实验规范的能力及对生物学研究思想的领悟是本节教学的关键。教师应利用课本和实验室资源，加强学生实验能力的训练，培养学生的探究能力和创新精神，进一步强化学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。

本实验教学在高中生物教学中占据举足轻重的低位。新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复

杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用等，都是

准确称取天山云杉种子0.1 g，先加入 1 ml 预冷的50 mmol/ L的磷酸缓冲液 (pH 7.0，内含1 mmol/ L EDTA)，研磨成匀浆，然后用 4.5 ml 分两次冲洗研钵至试管中，4 ℃，10000 r/min 离心 20 min，上清液即为酶提取液，4 ℃保存用于ROS系统酶活性分析。 3 酶活性的测定

3.1 过氧化物酶 (POD，EC 1.11.1.7) 活性的测定。

按照 Chance 和 Maehly[6]的方法，并作如下修改:反应混合液为50 mmol/ L的磷酸缓冲液 (pH 7.0，内含 0.1 mmol/ L EDTA) 2.9 mL，2 % H2O2 1.0 mL，50 mmol/ L 愈创木酚1.0 mL。测定时，反应混合液先在 25 ℃ 水浴中预热，立即加入0.1 mL酶液以启动反应，以缓冲液调零，测定OD470值，每隔 30 s读数一次。取 0 — 60 s 时间段，即 1 min 反应时间来计算酶活性。以每分钟OD470增加0.01的酶量为一个酶活单位，U·g-1。

计算公式: POD活性 = ΔA470 × Vt × (0.01× t × FW × V1) -1 注: ΔA470:反应时间内

植物组织中过氧化氢酶的活性测定—紫外吸收法

【原理】

H2O2在240nm波长下有强烈吸收，过氧化氢酶能分解过氧化氢，使反应溶液吸光度(A240)随反应时间而降低。根据测量吸光率的变化速度即可测出过氧化氢酶的活性。 【仪器与用具】

紫外分光光度计；冷冻离心机；研钵；容量瓶；刻度吸管；恒温水浴；分析天平 【试剂】

1. 0.05mol/L pH7.0磷酸缓冲液

2. 0.2mol/L H2O2溶液：30% H2O2 11.36ml溶于磷酸缓冲液中，定量至250ml。 3.0.05 mol/LTris-Hcl缓冲液（pH7.0） 【材料】

正常生长或经逆境处理的新鲜植物组织 【方法步骤】

1.酶液提取：称取剪碎混匀的植物样品（如叶片等）1.00g置与预冷的研钵中，加入适量预冷的pH7.0磷酸缓冲液和少量石英砂冰浴研磨成匀浆后，转入10ml容量瓶中，并用缓冲液冲洗研钵数次，合并冲洗液，并定容到10ml。取提取液5ml于离心管中，在4℃、15000g下离心15min，上清液即为过氧化氢酶粗提液。4℃下保存备用。

2.CAT活性测定

（1）取10ml具塞试管，加2ml酶提取液于沸水浴中加热煮死，冷却备用。 （2）取10ml具塞试管，3

一、过氧化物酶（POD）活性的测定

POD测定参照李合生等（2003）的愈创木酚法方法进行测定，略加改动。 测定：称取样品0.5g，加入5mL 1／15mol／L PH=7.0的磷酸缓冲溶液，冰浴研磨成匀浆，4℃条件下12000r/min离心15min，上清液为粗酶液。然后在试管中加pH 7.0的磷酸缓冲液2 ml，愈创木酚（0.2%）0.5ml，浓度为0.15%的H2O2 0.5ml，取0.3ml的酶提取液加入到试管中，空白以缓冲液代替。在470nm下测定其吸光度，加入酶液时开始计时，每隔30s读数一次，连续记录5分钟。以每分钟每克鲜重增加0.1的酶量作为一个酶活性单位。

△470 ×VT

POD活性=

0.01×t×Vs×W

式中：△470----反应时间内吸光度值的变化；

VT ----提取酶液的总体积（ml） t----反应的时间（min）

Vs ----测定时取用酶液体积（ml） W----样品鲜重（g）

二、多酚氧化酶（PPO）活性的测定

多酚氧化酶活性测定参照朱广廉等(1990)的方法，略加改动。

酶液制备：称取样品0.5g，加入5mL 0.1mol／L PH=6.0的磷酸缓冲溶液

一、过氧化物酶（POD）活性的测定

POD测定参照李合生等（2003）的愈创木酚法方法进行测定，略加改动。 测定：称取样品0.5g，加入5mL 1／15mol／L PH=7.0的磷酸缓冲溶液，冰浴研磨成匀浆，4℃条件下12000r/min离心15min，上清液为粗酶液。然后在试管中加pH 7.0的磷酸缓冲液2 ml，愈创木酚（0.2%）0.5ml，浓度为0.15%的H2O2 0.5ml，取0.3ml的酶提取液加入到试管中，空白以缓冲液代替。在470nm下测定其吸光度，加入酶液时开始计时，每隔30s读数一次，连续记录5分钟。以每分钟每克鲜重增加0.1的酶量作为一个酶活性单位。

△470 ×VT

POD活性=

0.01×t×Vs×W

式中：△470----反应时间内吸光度值的变化；

VT ----提取酶液的总体积（ml） t----反应的时间（min）

Vs ----测定时取用酶液体积（ml） W----样品鲜重（g）

二、多酚氧化酶（PPO）活性的测定

多酚氧化酶活性测定参照朱广廉等(1990)的方法，略加改动。

酶液制备：称取样品0.5g，加入5mL 0.1mol／L PH=6.0的磷酸缓冲溶液

土壤酶的测定

1． 三角瓶用稀HNO3（3-5%）或用洗衣粉浸泡24h，后刷洗，然后再用蒸馏水润洗，晾干。 2． 土样研磨精细后分袋装好。土量需2g+2.5g+5g+5g=14.5g ，重复一次，14.5×2=29g。

一、过氧化氢酶（容量法）（关松荫P323）

1．试剂配制：

(1)0.3%过氧化氢溶液：

①（1：100 30%的H2O2和水） ②（0.5molH2O2+49.5ml蒸馏水） ③（1ml30% H2O2+99ml蒸馏水） (2)3N硫酸：（10ml硫酸+50ml水） (3)0.1N高锰酸钾溶液 ：（1.58gKMnO4+100ml蒸馏水）

2．操作步骤：

2g风干土置100三角烧瓶→注入40ml蒸馏水和5ml 0.3%过氧化氢（现配）→在往复式振荡机上振荡20min→加入5ml3N硫酸（以稳定未分解的H2O2）→用慢速型滤纸过滤，→吸取25ml滤液，用0.1N高锰酸钾的滴定至淡粉红色

3．结果计算

过氧化氢酶的活性（M），以20min后1g土壤的0.1N KMnO4的毫升数表示： M=（A－B）×T 式中：

A：空白消耗的0.1N KMnO4 毫升数

B：滤液消耗的0.1 N KMnO4 毫升数 T：KMnO4

土壤酶活性测定方法

土壤脲酶的测定方法（苯酚钠—次氯酸钠比色法）

一、原理

脲酶存在于大多数细菌、真菌和高等植物里。它是一种酰胺酶作用是极为专

性的，它仅能水解尿素，水解的最终产物是氨和二氧化碳、水。土壤脲酶活性与土壤的微生物数量、有机物质含量、全氮和速效磷含量呈正相关。根际土壤脲酶活性较高，中性土壤脲酶活性大于碱性土壤。人们常用土壤脲酶活性表征土壤的氮素状况。

土壤中脲酶活性的测定是以脲素为基质经酶促反应后测定生成的氨量，也可以通过测定未水解的尿素量来求得。本方法以尿素为基质，根据酶促产物氨与苯酚-次氯酸钠作用生成蓝色的靛酚，来分析脲酶活性。 二、试剂 1）甲苯

2）10%尿素：称取10g尿素，用水溶至100ml。

3）PH6.7柠檬酸盐缓冲液：184g柠檬酸和147.5g氢氧化钾（KOH）溶于蒸馏水。将两溶液合并，用1mol/LNaOH将PH调至6.7，用水稀释定容至1000ml。 4）苯酚钠溶液（1.35mol/L）：62.5g苯酚溶于少量乙醇，加2ml甲醇和18.5ml丙酮，用乙醇稀释至100ml（A液），存于冰箱中；27gNaOH溶于100ml水（B液）。将A、B溶液保存在冰箱中。使用前将A液、B液各20ml混合，用蒸馏水稀释至

土壤酸性磷酸酶活性的测定

1．试剂配制

(1)0.115M p-硝基苯磷酸钠溶液

取10.67g p-硝基苯磷酸二钠（6H2O,分子量为371.1），溶于pH4.5通用缓冲液中并稀释至250ml.4摄氏度冰箱保存。

(2)通用缓冲液（pH4.5）（缓冲液久置会有沉淀）

原液由以下成分组成:

三羟甲基氨基甲烷12.1g 顺丁烯二酸11.6g 柠檬酸14g 硼酸6.3g

溶于500ml 1N NaOH（40g定容1L）中，加蒸馏水至1L。取原液200 ml，再加入0.1N HCL或浓HCL来调pH为4.5。最后稀释至1L，即得。 (3)甲苯

(4)0.5 mol/L Cacl2.2H2O溶液：

36.75g Cacl2.2H2O定容500ml. (无水CaCl2: 11.1g定容200ml) (5)0.5 mol/L NaOH溶液：20g NaOH定容1L. 2．测定步骤

取1g土壤，置于50ml三角瓶中，加4ml通用缓冲液（pH4.5）、0.25ml甲苯和1ml 0.115M p-硝基苯磷酸钠溶液,摇匀后，置于37℃恒温箱中1h。

培养结束后，加入1ml 0.5 mol/L氯化钙溶液和4ml 0.5 mol/L NaOH溶液，通过