必需实用:调查对呼吸速率的影响
- 一个氧化还原指示剂一种物质在被还原或氧化时会改变颜色吗
- DCPIP而且亚甲基蓝色为氧化还原指示器
- 他们被用来调查的影响温度和底物浓度在无氧呼吸速率在酵母
- 这些染料可以添加到悬浮液中酵母细胞因为它们不会破坏细胞
- 酵母既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸,在这个实验中,研究的是它们的无氧呼吸速率
机制
- 脱氢在有氧呼吸的不同阶段有规律地发生
- 从底物分子中去除的氢通过氢载体NAD和FAD转移到有氧呼吸的最后阶段,氧化磷酸化
- 这种酶脱氢酶催化生产减少NAD在糖酵解
- 当DCPIP或亚甲基蓝存在时,它们从有机化合物中吸收氢并被还原,而不是NAD
- 两种氧化还原指示剂在还原时发生相同的颜色变化
- 蓝色→无色
- 呼吸速率越快,氢的释放速度就越快,染料的还原和变色也就越快
- 这意味着颜色变化率能对应费率吗脱氢酶会工作,因此,呼吸速率在酵母
- 呼吸的速率与所花的时间成反比
呼吸速率(秒)-1) = 1 /时间(秒)
装置
- 酵母
- 葡萄糖溶液
- 试管
- 秒表
- DCPIP
方法-温度
- 在含有一定浓度葡萄糖的试管中加入一定量的酵母悬浮液
- 把试管放在试管里温控水浴并静置5分钟,以确保水温正确,不会继续升高或降低
- 在试管中加入设定容积的DCPIP,并立即启动秒表
- 当溶液变成无色或失去所有蓝色时,停止秒表
- 这是主观的,因此,所有重复实验都应由同一个人完成这项任务
- 记录添加染料后颜色发生变化所需的时间
- 在不同的温度范围内重复。例如,30oC, 35oC, 40oC, 45oC
- 底物浓度的影响可以通过添加来考察不同浓度的底物对酵母细胞的悬浮液进行染色,并记录添加染料后发生颜色变化所需的时间
- 例如,0.1%葡萄糖,0.5%葡萄糖,1.0%葡萄糖
将亚甲蓝或DCPIP添加到葡萄糖溶液中的厌氧呼吸酵母细胞溶液中。溶液从蓝色到无色的速率就是脱氢酶活性的速率。
控制其他变量
- 在研究一个变量时,确保实验中的其他变量都得到控制是很重要的
- 染料添加量:如果存在更多的染料分子,那么发生颜色变化所需的时间就会更长
- 酵母悬浮液体积:当有更多的酵母细胞出现时,呼吸速率就会加快
- 底物类型:酵母细胞会以不同的速率呼吸不同的基质
- 底物浓度:如果一个试管中的底物有限,那么这些酵母细胞的呼吸就会受到限制
- 温度:温度的升高或降低会由于能量需求和动能的变化而影响呼吸速率。添加染料的温度也需要考虑
- pH值:可以用缓冲溶液来控制pH值,以确保没有酶变性
结果
- 应该绘制温度随时间变化的曲线图
- 随着温度的升高,呼吸速率也会加快,因此溶液变无色所需的时间也会缩短
- 这意味着反应更快地释放氢,因此DCPIP更快地接受电子/氢,直到所有DCPIP分子都被还原。这意味着从蓝色变成无色所需的时间会更短
限制
- 这个实验不是直接测量脱氢酶活性的速率(通过测量底物使用或产品制造的速率),而是预测从呼吸反应中测量电子/氢释放的速率
- 区分反应的结束和颜色的变化是主观的,因此应该用一个人来尝试控制这一点
考试技巧
虽然DCPIP和亚甲蓝经历了从蓝色到无色的颜色变化,但重要的是要记住试管中的酵母悬浮液可能有轻微的颜色(通常为黄色)。这意味着当染料变成无色时,试管中可能仍然是黄色。如果是这种情况,用一个含有相同酵母悬浮液但不添加染料的控制管是有用的,然后你就可以知道染料什么时候完全改变了颜色。