“探究pH对过氧化氢酶的活性影响”实验的改进和优化

采用肝脏、马铃薯、胡萝卜、香蕉等材料,利用U型气压计对"探究pH对过氧化氢酶活性影响"的实验设计进行部分改进和优化,比较几种材料中过氧化氢酶的活性,并探究不同材料中过氧化氢酶的最适pH值,实现了对课本实验的定量改进,对学生的创新性思维和探究能力的培养具有积极的意义。     

探究温度对酶活性影响的实验设计与实施

"新陈代谢与酶"是高中生物学"新陈代谢"一章的一个课题.早在1986年,我校就组织学生通过实验探究酶及其作用特性.1996年7月,周湘老师曾在<生物学通报>发表一篇文章--"酶与代谢"一节的实验探究法教学,文章中提到对酶活性的影响因素的实验探究,本组教师曾先后尝试用唾液淀粉酶催化淀粉水解、过氧化氢酶催化H2O2分解来研究温度和pH对酶活性的影响,但实验效果均不是很理想.     

利用手持技术开展中学生物科学探究——探究过氧化氢酶的最适pH

以"探究过氧化氢酶的最适pH"为例,将数字化传感技术与生物科学探究有机结合,进行定量实验探究。通过改进实验并结合传感技术开展探究得到过氧化氢酶的最适pH为9.5,为中学生物科学教学提供参考。     

DIS在高中生物学实验中的应用初探

以"探究不同pH值对过氧化氢酶活性的影响"实验为例,介绍了DISLab的基本组成,并详细阐述了运用DIS实验有四大优点:数据采集迅速;数据分析准确;曲线拟合合理;探究性学习充分.旨在倡导DIS模式下的探究性学习.     

关于"pH对酶活性的影响"3种实验方案的比较分析

关于"pH对酶活性的影响"的实验教学中,学生设计了3种不同的实验方案,在课堂交流研讨的过程中引起学生激烈的争论.现将这3种实验方案陈述如下,并将学生的争论进行了整理.     

“调查底物浓度对过氧化氢酶活性的影响”一节英国课堂的探究教学设计

以英国中学的“调查底物浓度对过氧化氢酶活性的影响”一节观摩教学为例,介绍如何以过氧化氢溶液浓度为自变量、过氧化氢酶酶活性为因变量探究酶的高效性特征;在实验操作中掌握酶的固定化技能;重视学生的动手和合作能力,重视培养学生的问题分析思维能力.点评并反思本节教学设计能动,以利于探究教学的错答.     

畜禽粪便堆肥过程中酶活性及微生物数量的变化研究

实验选取鸡粪和猪粪进行好氧堆肥发酵,研究畜禽粪便腐熟过程中酶活性和微生物的变化趋势以及相互联系。结果表明:过氧化氢酶活性和纤维素酶活性在堆肥初期较高,随后迅速降低,最终过氧化氢酶维持在9~12ml/g之间,纤维素酶维持在12.37~15.07mg/(kg·h)之间,而脲酶活性变化趋势为"升高-降低-升高"。细菌数量变化趋势为"低-高-低";放线菌为"高-低";真菌为"高-低-高"。通过相关分析发现,放线菌可能是影响堆肥中过氧化氢酶和纤维素酶的关键因素。鸡粪中放线菌与过氧化氢酶呈极显著正相关;猪粪中放线菌与过氧化氢酶和纤维素酶呈显著正相关;鸡粪+猪粪中放线菌与过氧化氢酶和纤维素酶呈极显著正相关。     

“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验装置设计

"探究pH对过氧化氢酶的影响"实验装置的设计对该实验尤为关键。结合学校实验条件,利用现有器材搭建新型实验装置,简化了实验步骤。     

“实验探究pH影响过氧化氢酶活性”的教学组织

在"探究pH对过氧化氢酶的影响"实验中,浙科版教材选用反应小室展开实验。对原实验装置提出以下改进:反应在试管中进行;利用气排分配器使各组实验同时进行;利用单向阀使反应产生的气体仅从一个导管释放;利用滴斗与橡皮管形成U形管,观察滴斗中单位时间内产生的气体体积。改进后的实验可同步观察各组实验现象,直观且效果明显。     

“探究pH对酶活性的影响”的创新设计

在进行"探究p H对酶活性的影响"的实验教学中不断质疑,从实验材料、实验装置、实验步骤等方面进行改进,使实验效果更为直观、更有趣,不断促使学生发现问题,也有助于提高学生的实验能力、探究能力及创新设计能力,能在教学中启发学生积极思考,使教学效果更有效。     

根结线虫对黄瓜叶片氮磷含量、土壤pH和酶活性的影响

通过盆栽试验,采用人工接种的方法研究了接种根结线虫对黄瓜植株根际和非根际土壤pH值、土壤酶活性及叶片N、P含量的影响.结果表明:根际土壤pH值在接种量达到每株6000个时才显著降低;随着接种量的增加,叶片N、P含量、根际土壤过氧化物酶、根际和非根际土壤多酚氧化酶活性逐渐降低,根际土壤过氧化氢酶活性却逐渐升高,非根际土壤pH值先升高后降低,非根际土壤过氧化氢酶活性没有明显的变化规律.接种根结线虫后,根际土壤脲酶活性显著降低,根际和非根际土壤磷酸酶活性、非根际土壤过氧化物酶活性仅在较高接种量时才显著降低.根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间多数呈极显著相关,而非根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间只有部分呈极显著相关.     

重金属污染区土壤酶活性变化

从福建龙岩新罗区特钢厂污灌区农田采集土壤,测定土壤基本理化性质及脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性和Cu、Cd、Pb、Zn含量,探讨重金属污染和土壤性质对土壤酶活性的影响.结果表明： 4种全量或有效态重金属与土壤脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著或极显著负相关;土壤pH与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,粉粒含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关.经通径分析,重金属污染刺激了脲酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,但对碱性磷酸酶活性的影响较小.有效态Cu、Cd、Pb、Zn对过氧化氢酶活性的直接影响并不大,但通过间接途径抑制了过氧化氢酶活性.土壤理化性质对5种土壤酶活性的影响较大,碱解氮直接抑制了脲酶活性;全磷直接刺激了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,并通过有效磷刺激了纤维素酶活性;有效磷直接刺激了纤维素酶活性,直接抑制了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;全钾直接抑制了碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性;速效钾通过有效磷刺激了纤维素酶活性;土壤颗粒组成明显影响多酚氧化酶和过氧化氢酶活性.5种酶活性与土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量之间的关系不明确,因此其活性不是指示土壤Cu、Cd、Pb、Zn污染的良好指标.     

重金属污染区土壤酶活性变化——以福建龙岩新罗区特钢厂污水灌溉区为例

从福建龙岩新罗区特钢厂污灌区农田采集土壤,测定土壤基本理化性质及脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶活性和Cu、Cd、Pb、Zn含量,探讨重金属污染和土壤性质对土壤酶活性的影响.结果表明:4种全量或有效态重金属与土壤脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性呈显著正相关,与过氧化氢酶活性呈显著或极显著负相关;土壤pH与碱性磷酸酶活性呈极显著正相关,粉粒含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关.经通径分析,重金属污染刺激了脲酶、多酚氧化酶和纤维素酶活性,但对碱性磷酸酶活性的影响较小.有效态Cu、Cd、Pb、zn对过氧化氢酶活性的直接影响并不大,但通过间接途径抑制了过氧化氢酶活性.土壤理化性质对5种土壤酶活性的影响较大,碱解氮直接抑制了脲酶活性;全磷直接刺激了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,并通过有效磷刺激了纤维素酶活性;有效磷直接刺激了纤维素酶活性,直接抑制了碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性;全钾直接抑制了碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性;速效钾通过有效磷刺激了纤维素酶活性;土壤颗粒组成明显影响多酚氧化酶和过氧化氢酶活性.5种酶活性与土壤Cu、Cd、Pb、Zn含量之间的关系不明确,因此其活性不是指示土壤Cu、Cd、Pb、Zn污染的良好指标.     

“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验改进

通过实验证明,香菇中含有大量过氧化氢酶,用香菇代替动物肝脏进行"比较过氧化氢在不同条件下的分解"实验,可以降低实验风险,提高学生的实验参与度,减轻教师准备实验的工作量。用排水法改进实验,通过比较量筒中收集到相同体积水所需的时间长短比较过氧化氢在不同催化剂下的分解速率,变定性实验为定量实验,直观地得出酶的催化效率较无机催化剂高的结论。     

探究pH值对3种生物材料中过氧化氢酶活性的影响

通过测量注射器内酶促反应前、后的气体变化量,研究了3种生物材料中过氧化氢酶的活性在pH值为6.2~8.0范围内的差异。结果表明,pH值对过氧化氢酶的活性有较大影响,在此范围内,酶的活性呈现先升高再降低的趋式。其中猪肝粗酶液、马铃薯块茎粗酶液以及酵母菌粗酶液中的过氧化氢酶活性分别在pH值为6.8、7.2和7.0时达到最强,在pH值为8.0时活性均最弱。     

黄土高原沟壑区土壤酶活性对植被恢复的响应

结合野外调查与室内分析,研究了黄土高原沟壑区小流域自然坡面和不同植被恢复条件下剖面土壤酶活性的分布特征,以及土壤酶活性对植被恢复的响应.结果表明:黄土高原沟壑区小流域坡地土壤的脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性为高度变异指标,过氧化氢酶活性则为弱变异指标.土壤剖面酶活性受植被恢复措施的显著影响,随土层的加深,土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性逐渐降低,过氧化氢酶活性升高.3种水解酶活性之间呈显著正相关,并与土壤物理性质显著负相关,与土壤化学性质显著正相关;过氧化氢酶活性除与含水量和pH正相关外,与其他理化性质呈负相关.土壤水解酶类可以敏感指示植被恢复的土壤效应,植被恢复措施可以改善表层和深层土壤的生物学性质.     

铜对三叶草-土壤酶系统的影响

通过盆栽实验研究了重金属Cu污染对植物(三叶草)-土壤酶(脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶)系统的影响.结果表明,随着Cu浓度增加,脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性均逐渐减小,与Cu浓度有高度相关性,蔗糖酶>多酚氧化酶>脲酶>过氧化氢酶.在处理浓度不变情况下,酶活性随时间而变化,且呈现低Cu浓度(<00 mg·kg^-1)时4种酶活性均有所上升,而Cu浓度增高(00～3 000 mg·kg^-1)时各酶活性逐渐下降的趋势.统计分析表明,在每一梯度浓度上,4种酶在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组内均存在显著差异性(P<0.01),与植物受重金属Cu污染时的生长情况一致.随着Cu浓度增加,土壤pH值逐渐下降,而电导率上升;同一Cu浓度下的pH值和电导率均随时间呈缓慢上升趋势,统计分析显示,二者在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组内均存在显著差异性(P<0.01).土壤pH值和电导率与4种土壤酶活性有高度相关性,多酚氧化酶>蔗糖酶>过氧化氢酶>脲酶.这4种酶同时可作为检测土壤环境质量的指标.     

一道关于温度对酶活性影响的实验设计题

“温度对酶活性影响的实验”是高中教材中培养学生实践能力的重要实验。笔者从把握自变量对实验的影响进行改进实验,更好地体现出了实验的真实性和可行性。     

“生物体维持pH稳定的机制”实验改进

"生物体维持pH稳定的机制"实验目的是通过比较自来水、缓冲液和生物材料在加入酸或碱后pH的变化,进一步解释生物体如何维持pH的稳定。在以往实验教学中,学生完成度不高。改进实验后,利用溶液显色,且溶液的颜色随pH变化而呈现颜色梯度变化,使学生从重复清洗、辩色困难中解脱,将更多精力用于关注实验目的,分析实验结果。     

余姚滨海不同盐碱度土壤微生物群落组成及土壤酶活性的变化

在2015年10月于余姚滨海采集不同盐碱度的土壤,对盐碱地土壤微生物群落组成、土壤过氧化氢酶、脲酶活性及土壤理化性质的变化规律进行了研究.结果表明:硝化螺菌属在细菌群落中占绝对优势,其与全钾最相关;枝孢属和镰刀菌属在真菌群落中占主要优势,脲酶、全氮与枝孢属的相关性最大,同时脲酶与镰刀菌属也最相关.各盐碱地表层土细菌和真菌群落的物种组成最丰富且均匀程度高.重度、中度及轻度盐碱地土壤过氧化氢酶活性分别为3.52～4.56、3.08～4.61及5.81～6.91 mL·g^-1,过氧化氢酶活性均表现为随土层加深而逐渐增大的特征;土壤全钾和过氧化氢酶直接相关,pH、有机质、全氮和全磷通过全钾与过氧化氢酶间接相关.各盐碱度土壤脲酶活性分别为0.04～0.52、0.08～1.07及0.27～8.21 mg·g^-1,脲酶活性均呈现为随土层加深而逐渐减小的趋势;土壤全氮和脲酶直接相关,pH、有机质和全钾通过全氮与脲酶间接相关.CCA排序表明,全磷对细菌群落的影响程度最大,而脲酶对真菌群落的影响最大.