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1、第4讲活动:探究pH对过氧化氢酶的影响【实验原理【实验原理】1.1.反应式反应式: :2H2H2 2O O2 2 _ _2.pH2.pH影响酶的活性影响酶的活性, ,从而影响氧气的生成量从而影响氧气的生成量, ,可用可用_来测量。来测量。2H2H2 2O+OO+O2 2倒置量筒中的气体量倒置量筒中的气体量【实验步骤【实验步骤】设置实验装置设置实验装置将将_放入反放入反应小室应小室的一侧内壁上的一侧内壁上向反应小室中加入向反应小室中加入pHpH为为5.05.0的缓冲液和的缓冲液和H H2 2O O2 2溶液溶液浸有鲜肝匀浆浸有鲜肝匀浆( (或含有过氧化氢酶或含有过氧化氢酶) )的滤纸片的滤纸片将
2、一个量筒灌满水倒置于水中将一个量筒灌满水倒置于水中, ,用一玻璃管与反应小用一玻璃管与反应小室相连室相连将反应小室小心旋转将反应小室小心旋转180180, ,使使H H2 2O O2 2溶液接触溶液接触_记录数据记录数据分别选取分别选取pHpH为为6.06.0、7.07.0、8.08.0的缓冲液重复实验的缓冲液重复实验滤纸片滤纸片1.1.实验材料分析实验材料分析: :(1)(1)本实验为什么需要使用新鲜肝脏本实验为什么需要使用新鲜肝脏? ?把新鲜肝脏做成把新鲜肝脏做成匀浆的目的是什么匀浆的目的是什么? ?提示提示: :新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高新鲜肝脏细胞中过氧化氢酶活性较高; ;把新鲜
3、肝把新鲜肝脏做成匀浆的目的是把肝细胞中的过氧化氢酶释放出脏做成匀浆的目的是把肝细胞中的过氧化氢酶释放出来。来。(2)(2)为什么必须使用新配制的过氧化氢溶液为什么必须使用新配制的过氧化氢溶液? ?提示提示: :过氧化氢放置时间过久过氧化氢放置时间过久, ,会分解成氧气和水会分解成氧气和水, ,造造成实验现象不明显。成实验现象不明显。 2.2.实验装置分析实验装置分析: :实验装置设置时应注意哪些问题实验装置设置时应注意哪些问题? ?提示提示: :(1)(1)本实验的自变量为本实验的自变量为pH,pH,为观察到为观察到pHpH的改变对的改变对酶活性的影响酶活性的影响, ,应该设置具有一定梯度的多
4、组不同的应该设置具有一定梯度的多组不同的pHpH条件条件, ,至少设置至少设置“低低pHpH、最适、最适pHpH、高、高pHpH”三组实验。三组实验。(2)(2)本实验的检测指标为气体产量的多少本实验的检测指标为气体产量的多少, ,以此反映酶以此反映酶活性的高低。故将量筒灌满水倒置于托盘中活性的高低。故将量筒灌满水倒置于托盘中, ,以排出以排出量筒内空气量筒内空气, ,保证收集到的气体只有过氧化氢分解产保证收集到的气体只有过氧化氢分解产生的氧气。生的氧气。(3)(3)实验开始前反应小室状态如图实验开始前反应小室状态如图A A所示所示, ,不能让滤纸不能让滤纸片在小室下方。片在小室下方。(4)(
5、4)提高温度能加速过氧化氢分解提高温度能加速过氧化氢分解, ,故图故图B B托盘中加入托盘中加入清水清水, ,使小室处于恒温使小室处于恒温, ,即保持在室温。即保持在室温。(5)(5)实验中要测量氧气体积实验中要测量氧气体积, ,故不能用试管代替量筒收故不能用试管代替量筒收集气体。集气体。 3.3.实验步骤分析实验步骤分析: :(1)(1)向反应小室中加入各种液体时向反应小室中加入各种液体时, ,为什么不要接触到为什么不要接触到贴在内壁上的滤纸片贴在内壁上的滤纸片? ?提示提示: :滤纸片中含有过氧化氢酶滤纸片中含有过氧化氢酶, ,向反应小室中加入混向反应小室中加入混合液时若接触到贴在内壁上的
6、滤纸片合液时若接触到贴在内壁上的滤纸片, ,会导致过氧化会导致过氧化氢酶催化混合液中的过氧化氢分解氢酶催化混合液中的过氧化氢分解, ,影响实验结果。影响实验结果。(2)(2)什么情况下开始计时什么情况下开始计时? ?提示提示: :先将缓冲液与先将缓冲液与H H2 2O O2 2溶液混合溶液混合, ,再将反应小室旋转再将反应小室旋转180180, ,使使H H2 2O O2 2溶液接触滤纸片溶液接触滤纸片, ,此时开始计时。此时开始计时。 (3)(3)为什么每次实验前都要反复冲洗反应小室为什么每次实验前都要反复冲洗反应小室? ?提示提示: :所有的实验都要严格保证不混淆所有的实验都要严格保证不混
7、淆, ,不应该有上一不应该有上一次反应后的剩余溶液次反应后的剩余溶液, ,每次实验完后每次实验完后, ,应充分冲洗应充分冲洗, ,然然后用相应的缓冲液再冲洗一遍。后用相应的缓冲液再冲洗一遍。4.4.思考讨论思考讨论: :(1)(1)实验过程中有哪些因素可能造成实验误差实验过程中有哪些因素可能造成实验误差? ?提示提示: :过氧化氢的新鲜程度、肝脏的新鲜程度、温度过氧化氢的新鲜程度、肝脏的新鲜程度、温度的高低、收集气体前量筒排气状况等。的高低、收集气体前量筒排气状况等。(2)(2)若要验证酶的高效性若要验证酶的高效性, ,在此实验装置的基础上在此实验装置的基础上, ,应应如何改进如何改进? ?提
8、示提示: :增加对照组增加对照组;将鲜肝匀浆换成将鲜肝匀浆换成MnOMnO2 2。(3)(3)能否用本实验装置来验证温度影响酶的活性能否用本实验装置来验证温度影响酶的活性? ?试说试说明原因。明原因。提示提示: :不能。加热会使过氧化氢分解不能。加热会使过氧化氢分解, ,故不能用来作为故不能用来作为研究温度影响酶活性的装置。研究温度影响酶活性的装置。 变量梯度设置的实验应用变量梯度设置的实验应用1.1.在适宜的范围内取值在适宜的范围内取值: :生物体或细胞生活在特定的环境中生物体或细胞生活在特定的环境中, ,研究某因素对生研究某因素对生物或细胞的影响时物或细胞的影响时, ,自变量应在它能发挥作
9、用的范围自变量应在它能发挥作用的范围内取值。例如内取值。例如, ,确定生长素类似物促进插条生根的适确定生长素类似物促进插条生根的适宜浓度宜浓度, ,生长素类似物的浓度应在生长素类似物的浓度应在1010-12-121010-2-2 mol/L, mol/L,变量梯度应相差一个数量级。变量梯度应相差一个数量级。2.2.梯度大小设置要适宜梯度大小设置要适宜: :梯度过小梯度过小, ,变化不明显变化不明显, ,实验组增多实验组增多, ,增加了实验操作增加了实验操作的难度的难度; ;梯度过大梯度过大, ,实验结果不准确。例如实验结果不准确。例如, ,研究唾液研究唾液淀粉酶的最适淀粉酶的最适pH,pH,预
10、测其数值应在预测其数值应在7.07.0左右左右,pH,pH梯度可梯度可设为设为 0.4,0.4,共做共做5 5组实验组实验, ,其缓冲溶液的其缓冲溶液的pHpH分别为分别为6.26.2、6.66.6、7.07.0、7.47.4、7.87.8。3.3.依据实验目的确定变量梯度大小依据实验目的确定变量梯度大小: :(1)(1)若进行定性分析若进行定性分析, ,梯度设置可稍大些梯度设置可稍大些, ,如探究温度如探究温度对光合作用影响的实验对光合作用影响的实验, ,一般情况下植物在一般情况下植物在30 30 左右左右时时, ,光合作用最强。既要研究温度降低时光合作用的光合作用最强。既要研究温度降低时光
11、合作用的变化变化, ,也要研究温度升高时光合作用的变化也要研究温度升高时光合作用的变化, ,温度梯度温度梯度可设置如下可设置如下:0 :0 、10 10 、20 20 、30 30 、40 40 。(2)(2)若要进行定量分析若要进行定量分析, ,梯度设置应小一些梯度设置应小一些, ,如探究如探究光合作用的最适温度光合作用的最适温度, ,温度梯度可设置为温度梯度可设置为:24 :24 、27 27 、30 30 、33 33 、36 36 。为了使结果更准确为了使结果更准确, ,有时要做预实验有时要做预实验, ,即先设置较大即先设置较大的梯度值的梯度值, ,然后根据实验结果再在确定的较小范围内然后根据实验结果再在确定的较小范围内进行更小的梯度设置。进行更小的梯度设置。
