一种可视化酶活性测定方法及其测定仪与流程

本发明涉及一种生物教学试验方法，特别涉及一种适用于进行PH影响酶活性的实验演示的可视化酶活性测定方法及其测定仪。

技术背景

“PH对酶活性的影响”是人教版教材《生物·必修1·分子与细胞》第5章第1节“酶的特征”一节中的探究实验，学好本实验，不仅能更好的理解酶的三大特性，也为以后学习ATP、光合作用、细胞呼吸等重要内容奠定了结实的基础。然而，人教版教材对于本实验只有酶活性受PH影响示意图，没有具体的实验装置和操作步骤，有些版本的教材虽然给了实验装置和操作步骤，但是太复杂，既不好操作，成功率也极低。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明的目的在于提供可视化酶活性测定方法，该测定方法不仅操作简单，而且能直接、生动地体现出酶活性受PH影响的曲线。

实现上述发明目的所采用的技术方案是：一种可视化酶活性测定方，具体包括下列步骤：

1)取7个干净的小烧杯，分别加入等量的过氧化氢酶溶液，用Hcl溶液和NaOH溶液分别将其PH调节为4、5、6、7、8、9、10；

2)取7支干净的试管，分别编号4、5、6、7、8、9、10，按顺序放在试 管架的下层支架上，向其分别加入10ml30％的H₂O₂溶液，用橡皮塞把管口密封；

3)取7支干净的注射器，分别吸取10ml配置好的PH为5、6、7、8、9的过氧化氢酶溶液，放在试管架的上层支架上；

4)分别把注射器的针头插入其下方试管的橡皮塞中，然后将加料支架搭上去；

5)用力将加料支架向下方压，把注射器里的试剂全部注入试管内，松开手，加料支架被弹簧弹起来；

6)反应开始，注射器由于反应所造成的气体的挤压作用开始缓慢抬起，由于反应不同，抬起的高度也不同，从而形成一个直观的反应数学曲线。

本发明还有一个目的是提供一种酶活性测定仪，包括试管支架、注射器、试管，所述试管插在试管支架的下层支架上；所述注射器插在试管支架的上层支架上，其针头插入塞在试管管口处的活塞上，所述试管支架的两边侧臂的上端开设有圆柱形孔，加料支架两边的侧臂恰好伸入安装有弹簧的孔内。

所述注射器和试管上下对称一排设有若干个。

本发明的可视化酶活性测定方法的工作原理：过氧化氢在过氧化氢酶的催化下会快速产生大量氧气，而绝大多数的酶是蛋白质，因此酶的活性受环境PH的影响极为显著。通常各种酶只有在一定的PH范围内才表现它的活性。表现其催化活性最高时的PH值称为该酶的最适PH，低于或高于最适PH时，酶的活性逐渐降低。因而可以根据相同时间内产生的氧气的多少判 断过氧化氢酶活性的大小。如下装置氧气产生越多，气压越大，注射器上升幅度越大，直接可以反映出如“酶活性受PH影响示意图”曲线。

本发明可视化酶活性测定方法与现有技术相比较，具有以下优点：

(1)极大的节约传统实验时间，并且降低实验操作难度，简化实验操作步骤；

(2)解决了将不同PH处理的酶同时注入到反应中。

(3)可以直截了当的在装置中观察到数学坐标中的抛物线。将抽象的数学思维形象的呈现为可以观察到的具体模型；

(4)多功能：安装、拆卸简单，不做本实验时可以分成两个普通试管架用该酶活性测定仪；结构简单，功能丰富，便于推广。

附图说明：

图1是本发明一种酶活性测定仪的结构示意图；

图2是本发明一种酶活性测定仪的工作图；

图3是本发明一种酶活性测定仪的结果图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施实例作进一步详细描述。

实施例1一种可视化酶活性测定方，具体包括下列步骤：

1)取7个干净的小烧杯，分别加入等量的过氧化氢酶溶液，用Hcl溶液和NaOH溶液分别将其PH调节为4、5、6、7、8、9、10；

2)取7支干净的试管，分别编号4、5、6、7、8、9、10，按顺序放在试管架的下层支架上，向其分别加入10ml30％的H₂O₂溶液，用橡皮塞把管口密封；

3)取7支干净的注射器，分别吸取10ml配置好的PH为5、6、7、8、9的过氧化氢酶溶液，放在试管架的上层支架上；

4)分别把注射器的针头插入其下方试管的橡皮塞中，然后将加料支架搭上去；

5)用力将加料支架向下方压，把注射器里的试剂全部注入试管内，松开手，加料支架被弹簧弹起来；

6)反应开始，注射器由于反应所造成的气体的挤压作用开始缓慢抬起，由于反应不同，抬起的高度也不同，从而形成一个直观的反应数学曲线。

实施例2一种酶活性测定仪

图1本发明酶活性测定仪的结构示意图，包括试管支架1、注射器7、试管8，所述试管8插在试管支架1的下层支架2上；所述注射器7插在试管支架1的上层支架5上，其针头插入塞在试管8管口处的活塞上，所述试管支架1的两边侧臂3的上端开设有圆柱形孔，加料支架6两边的侧臂恰好伸入安装有弹簧4的孔内，所述注射器7和试管8上下对称一排设有若干个。

先将添加好反应底物30％过氧化氢溶液的试管8放置在反应物固定支架1，然后将加入不同PH处理过氧化氢酶溶液的注射器7插入对应的试管8(管口塞有橡皮塞)，与试管连接成为整体，方便将酶溶液加入试管。

安装上加料支架6，挤压加料支架(如图2)，使得注射器7中的酶溶液同时加入试管8，发生反应，产生氧气，氧气气体增加，试管8内压强增大，气体推动注射器7活塞上移，由于不同PH处理的酶活性不同，气体产 生速率不同，所以单位时间内，活塞上移速度不同。使得注射器活塞呈现一个抛物线(如图3)。

试验例1本发明可视化酶活性测定方法的实验原理及装置

1.1实验原理

过氧化氢在过氧化氢酶的催化下会快速产生大量氧气，而绝大多数的酶是蛋白质，因此酶的活性受环境PH的影响极为显著。通常各种酶只有在一定的PH范围内才表现它的活性。表现其催化活性最高时的PH值称为该酶的最适PH，低于或高于最适PH时，酶的活性逐渐降低。因而可以根据相同时间内产生的氧气的多少判断过氧化氢酶活性的大小。如下装置氧气产生越多，气压越大，注射器上升幅度越大，直接可以反映出如“酶活性受PH影响示意图”曲线。

1.2实验装置见图1。

2实验用品及准备

2.1实验用品

2.1.1实验材料及用具：

新鲜土豆(含过氧化氢酶)、试管、试管塞、试管架、小烧杯、量筒、滴管、PH试纸、水果刀、榨汁机、注射器

2.1.2实验试剂：

30％的H2O2溶液、Hcl溶液、NaOH溶液

2.2实验准备

2.2.1制备过氧化氢酶溶液

将一颗新鲜土豆(大约200g)去皮后切成小块，放入榨汁机，加入大约 800ml的清水，榨汁即可。

2.2.2配置不同ph值下的过氧化氢酶溶液

取7个干净的小烧杯，分别加入等量的过氧化氢酶溶液，用Hcl溶液和NaOH溶液分别将其PH调节为4、5、6、7(原过氧化氢酶溶液的PH值基本接近7)、8、9、10。

3实验步骤

3.1取7支干净的试管，分别编号4、5、6、7、8、9、10，按顺序放在试管架上，向其分别加入10ml30％的H2O2溶液。

取7支干净的注射器，分别吸取10ml配置好的PH为5、6、7、8、9的过氧化氢酶溶液，将注射器针头塞上试管塞，插入对应的填料器插孔，试管塞塞紧试管，这样注射器与试管连接成为整体(如图2)，方便将酶溶液加入到对应试管中。

安装上加料支架，挤压加料支架，到底后立即松开，使得注射器中的酶溶液同时加入试管，观察注射器中气体上升变化趋势。

4实验结果与分析

从实验结果可以看出，经过不同PH值处理后的过氧化氢酶与过氧化氢反应的激烈程度明显不同，PH值4-7的反应强度是逐渐增大的，而PH值7-10的反应强度是逐渐降低的，表明随着酸性增强或者碱性增强，过氧化氢酶活性会逐渐的降低，中间有一个最适PH值，即过氧化氢酶活性最大。根据气体产生的不同注射器上升的幅度不同，自然而然的反映出酶活性受PH影响的曲线(见图3上曲线所示)。

5本装置优点：

5.1实验操作方便简单

现在高中阶段，大部分学校都不进行本实验，如果能够从简单的实验说明问题，能够用较少的时间给学生一种感性的认识，那么这样的实验对于高中教学来说，是一种好的资源。只要用量适当，一分钟之内就能观察到很明显的实验现象，每个人都能做成功。

5.2能很好的控制酶的用量及加入酶的时间

酶的用量是影响本实验的一个关键因素，而注射器能很好的控制用量，从而成功排除酶的用量对本实验的干扰。且还可以控制酶同时加入试管。

5.3读取数据很方便，曲线生动直观

本装置还可以简单的测量出产生氧气的体积，有刻度的注射器，看其上升距离就是。

5.4实验成本低

实验用品在普通实验室都有，即便没有注射器，各大药房也都

能买到，非常便宜，且可以重复利用。如果可以，也可以收集废弃的，废物利用，但一定要消毒。