表1。实验一:观察酶反应。
试管 | dH2 | 马铃薯中提取 | 苯邻二酚 | 观察 |
1 | 5 ml + 500μl | - - - | 500μL | 溶液由乳白色变为透明。(高底物) |
2 | 5毫升 | 500μl | 500μl | 解决方案变成了黄棕。(高底物) |
3. | 5 ml + 500μl | 500μl | - - - | 溶液是透明的,但底部呈云白色。(零基础) |
*在马铃薯提取物(试管2)中加入邻苯二酚观察化学反应。
表2。实验二:底物浓度对酶活性的影响。
试管 | dH2 | 马铃薯中提取 | 苯邻二酚 | 观察 |
1 | 5 ml + 500μl | 500μl | 500μL | 溶液变成淡黄褐色。(高底物) |
2 | 5 ml + 900μl | 500μl | 100μl | 溶液变成了半透明的桃色。(低衬底,稀释) |
*管1的反应时间最快,因为底物浓度高,dH较低20的浓度。
表3。实验3:酶浓度对酶活性的影响。
试管 | dH2 | 马铃薯中提取 | 苯邻二酚 | 观察 |
1 | 5 ml + 500μl | 500μl | 500μL | 溶液由蓝绿色变成淡黄褐色。(高底物) |
2 | 5 ml + 900μl | 100μl | 500μl | 比原来的澄清溶液略多云;颜色没有真正的变化。(高底物,稀释,低酶) |
*较低的Dh20和较高的马铃薯提取物浓度允许更快的反应时间
管1。
表4。溶液浓度、缓冲液pH、体积和实验4的观察:pH对酶活性的影响。
缓冲pH值 | 缓冲体积 | dH2 | 马铃薯中提取 | 苯邻二酚 | 观察 |
4 | 2毫升 | 3毫升 | 500μl | 500μl | 多云白 |
6 | 2毫升 | 3毫升 | 500μl | 500μl | 深黄色 |
8 | 2毫升 | 3毫升 | 500μl | 500μL | Orangish-brown |
10 | 2毫升 | 3毫升 | 100μl | 500μl | 半透明的桃子 |
*反应速率随pH值的增加而增加,pH值为6时对儿茶酚氧化酶活性的影响最好。当pH超过6时,反应速率降低。
表5所示。实验5:温度对酶活性的影响。
试管 | dH2 | 马铃薯中提取 | 苯邻二酚 | 观察 |
1(0°C) | 5毫升 | 500μl | 500μl | 真的光黄棕 |
2(15°C) | 5毫升 | 500μl | 500μl | Yellowish-peach |
3(37°C) | 5毫升 | 500μl | 500μL | Orange-peach |
4(100°C) | 5毫升 | 500μl | 500μl | 真的轻桃 |
*反应速度最快的是在37℃。温度越低(0°C - 15°C),反应速率越慢。在100℃下观察到酶变性。
表6所示。实验6:抑制作用-抑制邻苯二酚氧化酶作用的溶液浓度、体积和观察
试管 | dH2 | 马铃薯中提取 | PTU | 苯邻二酚 | 观察 |
1 | 5毫升+ 1毫升 | 500μl | - - - | 500μl | Yellowish-peach(控制) |
2 | 5毫升+ 500μL | 500μl | 500μl | 500μl | 真的轻桃 |
3. | 5毫升 | 500μl | 500μl | 500μL | 多云的,清晰的白光 |
*在试管1(不含苯硫脲的溶液)中观察到最快、最明显的反应
酶实验室讨论
第一个实验,观察酶反应,假设酶反应只发生在第二个试管,因为它是唯一一个同时包含酶和底物的试管。如预期的那样,试管2中的溶液是唯一显示苯醌生产特征的黄褐色色素的溶液,这是由马铃薯提取物将其邻苯二酚转化为新产品引起的。
在实验2底物浓度对酶活性的影响中,假设底物浓度较高的试管比邻苯二酚含量较低的试管化学反应更快、更明显。
这个假设得到了事实的支持,即试管1中较高的邻苯二酚浓度可以得到与实验1中试管2相似的结果,唯一的区别是额外的5mL的dH20稀释了第一次反应中观察到的黄褐色。
虽然在试管2(实验2)中观察到化学反应,但由于邻苯二酚浓度较低和dH较高,反应速度要慢得多(有半透明的桃子色素)20的浓度。邻苯二酚的浓度越高,产生的苯醌越多。
实验3,酶浓度对酶活性的影响,假设溶液中酶浓度越高,化学反应越快,越明显。
根据试管中马铃薯提取物浓度较高的试管的反应速率,这个假设是可以被接受的。管1马铃薯提取物多400μL, dH少400μL20比tube 2大。因为酶是加快化学反应时间的生物催化剂,试管1中的溶液很快就从蓝绿色变成了与苯醌相关的黄褐色。
试管2中较低浓度的马铃薯提取物和较高浓度的dH20除马铃薯提取物本身浑浊外,颜色没有变化。
在实验4 pH对酶活性的影响中,最初假设加入缓冲液的pH值越低,反应速度越快。这一假设并没有得到观察到的数据的支持,因为较高的酸度实际上减缓了苯醌的生成——这与预测相反。
pH值为4的缓冲液仍然是浑浊的白色,而pH值为6的缓冲液则变成黄褐色。随着pH的增加,苯醌的产率增加。pH值较低的缓冲液酸性太强,中性缓冲液越多,邻苯二酚氧化酶活性的环境越好。
当缓冲液pH值高于6时,化学反应也较慢且不明显,说明酶反应需要中性。
实验5“温度对酶活性的影响”的假设是,极低的温度会减慢苯醌的生成速度,而极高的温度会导致酶变性。0°C - 15°C溶液的缓慢反应和37°C溶液快速产生苯醌的速率支持了这一假设。
在每种溶液的指定温度下5分钟后,较冷的溶液几乎没有变色,而较热的温度则迅速发生反应,以至于在100℃时,酶发生了变性,溶液的色素开始变淡。较低的温度减缓了溶液中分子的运动,而较高的温度(不包括100℃)为儿茶酚氧化酶的活性提供了更好的环境。
实验6,抑制作用-抑制邻苯二酚氧化酶的作用,假设加入苯硫脲(PTU)可以阻止酶反应的发生。这个假设是可以接受的,因为事实上,包含PTU的管道显示很少的色素变化。
试管1作为对照,显示苯醌(黄褐色)的生产,并允许在三种溶液之间进行比较。考虑到PTU是一种非竞争性抑制剂,管2和管3包含的溶液阻止酶催化反应,无论底物是否与活性位点结合。
这6个实验中唯一真正的问题是pH值对酶活性的影响这一未经证实的假设。我一定是把苯醌的防腐特性和柠檬汁的酸性如何防止苹果变成棕色联系起来了,所以我假设低pH值会加快反应速度。事实上,酸性会减缓反应速度为什么苹果不会变色。
总之,这些实验表明,苯醌的生产只能在酶和底物存在的情况下发生。底物和酶浓度、pH值、温度以及非竞争性抑制剂的存在等因素都会影响酶的反应。高底物浓度将允许更大的苯醌生产,而高酶浓度将加快反应速度-反之亦然。
为了使酶反应快速发生,它必须在pH值尽可能接近中性的环境中进行,在高酸性或碱性溶液中反应速率都要减慢。温度也是如此,极高或极低的温度会降低酶的反应速率,或导致酶完全变性。
引入非竞争性抑制剂(如苯硫脲)可使其与酶上的变构位点结合,从而阻止反应发生(无论酶或底物浓度如何)。
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