酶催化蔗糖转化反应
蔗糖的高级实验报告

一、实验目的1. 深入了解蔗糖的化学性质及其在食品、医药、化工等领域的应用。
2. 掌握蔗糖的提取、纯化、鉴定及分析等实验技术。
3. 研究蔗糖在特定条件下的转化反应及其动力学特性。
二、实验原理蔗糖是一种二糖,由葡萄糖和果糖通过α-1,2-糖苷键连接而成。
在特定条件下,蔗糖可以水解生成葡萄糖和果糖。
本实验主要涉及以下内容:1. 蔗糖的提取与纯化:采用水提法提取蔗糖,通过醇沉、离心等方法进行纯化。
2. 蔗糖的鉴定:利用旋光法测定蔗糖的比旋光度,鉴定其纯度。
3. 蔗糖的水解反应:研究蔗糖在酸性、碱性及酶催化条件下的水解反应,测定水解速率常数和半衰期。
4. 蔗糖的转化反应:研究蔗糖在特定条件下的转化反应,如蔗糖转化成葡萄糖和果糖,并测定转化反应的速率常数和半衰期。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:甘蔗、硫酸、氢氧化钠、葡萄糖、果糖、旋光仪、酸度计、离心机、烘箱等。
2. 试剂:无水乙醇、硫酸钠、氢氧化钠、葡萄糖标准品、果糖标准品等。
四、实验步骤1. 蔗糖的提取与纯化(1)将甘蔗洗净,切成小块,放入烧杯中。
(2)加入适量水,加热煮沸,提取蔗糖。
(3)过滤,收集滤液。
(4)向滤液中加入无水乙醇,静置,观察沉淀形成。
(5)离心,收集沉淀,用少量无水乙醇洗涤。
(6)将沉淀置于烘箱中干燥,得到蔗糖粗品。
2. 蔗糖的鉴定(1)称取一定量的蔗糖粗品,溶解于适量水中。
(2)用旋光仪测定溶液的比旋光度,与标准比旋光度进行比较,鉴定蔗糖的纯度。
3. 蔗糖的水解反应(1)在酸性条件下,将蔗糖溶解于稀硫酸中,测定水解速率常数和半衰期。
(2)在碱性条件下,将蔗糖溶解于氢氧化钠溶液中,测定水解速率常数和半衰期。
(3)在酶催化条件下,将蔗糖溶解于酶溶液中,测定水解速率常数和半衰期。
4. 蔗糖的转化反应(1)在酶催化条件下,将蔗糖溶解于酶溶液中,测定转化速率常数和半衰期。
(2)研究转化反应的动力学特性,如反应级数、活化能等。
五、实验结果与分析1. 蔗糖的提取与纯化:通过实验,成功提取并纯化了蔗糖,比旋光度与标准比旋光度相符。
蔗糖水解反应速率常数的测定
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一、实验目的1.利用物理分析法测定蔗糖水解反应速率常数k 及半衰期;2.掌握准一级反应的动力学特点;3.了解旋光仪的基本原理及使用方法。
二、主要实验仪器及药品仪器:旋光仪,恒温槽,停表,移液管,烧饼,量筒,具塞锥形瓶,吸耳球,镜头纸,滤纸药品:蔗糖(分析纯),HCl 溶液三、实验原理蔗糖转化的方程式为612612*********c O H O H O H O H C c H 果糖葡萄糖+−→−++蔗糖在纯水中水解速率很慢,但是在催化剂作用下会迅速加快。
常用的催化剂有氢离子和蔗糖酶等,其反应速率大小不仅与催化剂种类有关,也与催化剂的浓度有关。
蔗糖转化反应是一个复杂反应,反应速率方程可以表示为:[][][]γβα+=H O H O H C k dt dc 2112212- 式中,C 表示蔗糖的浓度。
研究表明,α=1,β=6,γ=1,因此蔗糖转化反应实际上是一个八级反应。
但在实验中,水和+H 往往大大过量,因此可以认为反应中两者的浓度不变。
因此可将上述反应速率方程写成如下形式[]112212-O H C k dtdc =此时的k 称为表观速率常数,即通过实验测定的蔗糖转化反应的速率常数。
因此,蔗糖转化反应可看做假一级反应(或称准一级反应)。
上式积分可得蔗糖浓度C 与反应时间t 的关系为kt c c -=0ln ln ,式中,0c 为反应开始时反应物浓度。
当c=0.50c 时,时间t 可以用21t 表示,即为反应的半衰期:21t =kk 693.02ln = 式子表明一级反应的半衰期只决定于反应速率常数k ,而与反应物起始浓度无关,只是一级动力学反应的特点。
同时,从式中可以看出,在不同的时间测定反应物的相关浓度,并以lnc 对t 作图,可得一直线,由直线斜率即可求得反应速率常数k 。
然而反应是在不断进行中的,要快速分析出反应物的浓度是困难的。
因此,找到一种合适的测定方法是关键。
蔗糖及其水解产物均为旋光物质,而且他们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。
蔗糖水解的化学方程式
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蔗糖水解的化学方程式蔗糖,也被称为蔗果糖,是一种常见的碳水化合物,由葡萄糖和果糖分子组成。
蔗糖是一种二糖,由一个葡萄糖分子和一个果糖分子通过糖苷键连接而成。
当蔗糖与水发生水解反应时,会分解成等量的葡萄糖和果糖。
蔗糖水解的化学方程式可以表示为:C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6这个方程式说明了蔗糖(C12H22O11)与水(H2O)反应后,分解成了两个葡萄糖(C6H12O6)和果糖(C6H12O6)分子。
蔗糖水解是一个水解反应,通过加水分子的作用,将蔗糖分解成了两个单糖分子。
这个反应需要在适当的条件下进行,例如在酸性或酶催化的条件下。
在酸性条件下,蔗糖的水解是由酸催化剂引发的。
酸催化剂可以是强酸,如硫酸,或是较弱的有机酸,如柠檬酸。
当蔗糖与水接触时,酸催化剂会使水分子变得更加活泼,从而使得蔗糖分子中的糖苷键断裂。
这样,蔗糖分子就会分解成两个单糖分子。
在酶催化的条件下,蔗糖水解是由酶催化剂引发的。
酶是一种生物催化剂,可以加速化学反应的进行。
在人体内,蔗糖水解主要由酶类催化剂,如蔗糖酶,引发。
蔗糖酶可以将蔗糖分子中的糖苷键断裂,从而使蔗糖分解成葡萄糖和果糖。
蔗糖水解是一种重要的生化反应,不仅在生物体内发生,也可以在实验室中进行。
蔗糖的水解可以产生大量的葡萄糖和果糖,这对于人体内能量的供应具有重要意义。
蔗糖是人类日常饮食中常见的糖分,通过蔗糖水解反应,人体可以将蔗糖分解成更容易被吸收利用的葡萄糖和果糖。
总结起来,蔗糖水解的化学方程式为C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6。
蔗糖水解需要在适当的条件下进行,可以通过酸催化剂或酶催化剂引发。
蔗糖水解是一种重要的生化反应,对于人体能量供应具有重要意义。
蔗糖水解可以将蔗糖分解成更易被吸收利用的葡萄糖和果糖。
膳食纤维酶解过程中加入蔗糖的原理
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膳食纤维酶解过程中加入蔗糖的原理
在膳食纤维酶解过程中加入蔗糖,主要基于以下几个原理:
1. 调节pH值:蔗糖可以作为酸碱调节剂,用于控制酶解过程中的pH值。
膳食纤维酶解过程中,pH值是一个关键因素,它会影响酶的活性以及酶解反应的速度和效率。
通过加入蔗糖来调节pH值,可以创造一个适宜的酶解环境,促进酶解反应的进行。
2. 提高酶解效率:蔗糖作为底物,可以增加酶解过程中的底物浓度,从而提高酶解效率。
酶解反应是膳食纤维分解成可溶性低聚糖、单糖等小分子的过程,底物浓度越高,酶解反应越快。
3. 抑制副反应:在膳食纤维酶解过程中,可能会发生一些副反应,如美拉德反应等。
这些副反应会降低产品的品质和营养价值。
通过加入蔗糖,可以抑制这些副反应的发生,提高产品的品质和稳定性。
4. 增加甜味:蔗糖本身具有甜味,可以增加酶解产物的甜味,使其更符合消费者的口味需求。
综上所述,在膳食纤维酶解过程中加入蔗糖,可以调节pH值、提高酶解效率、抑制副反应以及增加甜味,从而改善酶解产物的品质和口感。
蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告误差分析
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蔗糖水解反应速率常数的测定实验报告误差分析实验目的:研究酵母酶对蔗糖水解的反应速率,测定反应速率常数。
实验原理:蔗糖在酵母酶的催化下水解成葡萄糖和果糖,反应方程式为:C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6水解反应速率符合一级反应的速率方程式为:-d[C12H22O11]/dt = k[C12H22O11]实验步骤:1.准备600ml 0.1mol/L pH=6.8的磷酸缓冲溶液。
2.称取1.5g 酵母、0.5g 氨酸,配制成15%(w/v) 溶液。
3.向50ml磷酸缓冲溶液中加入1.0g蔗糖,大量搅拌溶解。
4.将50ml蔗糖溶液装入恒温水浴中,等温至37℃。
5.加入2.0ml酵母、氨酸混合液,迅速装入比色皿。
6.用紫外-可见分光光度计测定反应体系中蔗糖浓度变化的光密度,记录反应开始后15秒至5分钟内,每15秒一次。
误差来源:1.实验装置的误差。
在反应过程中,实验装置的磁力搅拌器、恒温水浴等可能存在误差,影响反应速率的计算。
2.反应体系的不确定性。
反应体系可能存在其他物质的存在,对反应速率的计算造成影响。
3.实验操作的技术误差。
实验过程中的体积计量、时间控制等操作可能存在误差。
误差分析:1.实验装置的误差。
为了避免实验装置的误差对结果的影响,需要使用标准化的实验装置,并进行一定的校准,以减小误差。
2.反应体系的不确定性。
为了保证反应体系的准确性,需要进行充分的反应前处理,去除可能会干扰反应的其他物质。
另外,在实验计算中,也需要对可能的干扰因素进行考虑和修正。
3.实验操作的技术误差。
为了减小技术误差,需要进行实验操作的训练和规范化,准确控制实验操作的每一个细节,避免误差的出现。
结论:通过对酵母酶催化下蔗糖水解反应速率的测定,可以得出反应速率常数的数值,并对误差源进行分析。
为了准确测定反应速率和反应速率常数,需要注意实验装置标准化、反应体系准确性和实验操作规范化等方面的问题,以减小误差的影响。
蔗糖水解成三个葡萄糖的反应条件
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蔗糖水解成三个葡萄糖的反应条件
蔗糖是一种常见的二糖类物质,由葡萄糖和果糖组成。
在生物体内,蔗糖是一种重要的能量来源。
而在化学实验中,蔗糖可以通过水解反
应分解成三个葡萄糖分子。
本文将从反应条件的角度,介绍蔗糖水解
成三个葡萄糖的反应条件。
一、酸性条件
在酸性条件下,蔗糖可以被水解成三个葡萄糖分子。
这是因为酸性条
件下,水分子会被质子化,形成氢离子和羟基离子。
而羟基离子可以
攻击蔗糖分子中的糖基键,使其断裂,从而分解成三个葡萄糖分子。
酸性条件下,常用的催化剂是浓硫酸或盐酸。
二、酶催化条件
在生物体内,蔗糖水解是由酶催化的。
酶是一种生物催化剂,可以加
速化学反应的速率。
在蔗糖水解反应中,酶催化的条件是在适宜的温
度和pH值下,加入适量的酶。
常用的酶是蔗糖酶和酵母酶。
三、高温高压条件
在高温高压条件下,蔗糖可以被水解成三个葡萄糖分子。
这是因为高
温高压条件下,水分子的活性增强,可以更容易地攻击蔗糖分子中的
糖基键,使其断裂。
高温高压条件下,常用的反应器是高压釜或微波
反应器。
总之,蔗糖水解成三个葡萄糖的反应条件有多种,包括酸性条件、酶催化条件和高温高压条件。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的反应条件,以达到最佳的反应效果。
蔗糖合成酶、酸性转化酶、碱性转化酶活力活力的测定
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实验四蔗糖合成酶、酸性转化酶、碱性转化酶活力活力的测定参考一、实验意义和目的 (2)二、实验原理 (2)三、材料、设备与试剂 (3)四、实验步骤 (3)1.蔗糖合成酶活性测定实验 (3)2.转化酶活性测定 (4)五、实验结果与分析 (4)1.蔗糖合成酶活性测定.................................................................... 错误!未定义书签。
2.转化酶活性测定............................................................................ 错误!未定义书签。
六、误差分析........................................................................................... 错误!未定义书签。
一、实验意义和目的蔗糖作为植物体内主要的光合产物和运输物质,其代谢强弱对许多生理活动都会产生显著影响。
蔗糖合成酶(SuSy)是植物进行蔗糖代谢的关键酶之一,与植物细胞组织和骨架的构建、植株的生长发育和果实的成熟以及植物对逆境胁迫的响应等方面密切相关,在植物的生长发育和代谢活动中具有重要作用。
转化酶也是催化蔗糖降解的重要酶类,为细胞的可溶性糖类贮库提供可利用六碳糖,以用于细胞壁、贮藏多糖及果聚糖的生物合成,并通过与呼吸作用偶联的氧化磷酸化产生能量,还是控制淀粉合成的关键酶,测定转化酶活性对了解光合产物的贮存、转运及累积都有重要意义。
通过本实验要掌握三种酶的作用、酶活力测定的原理和方法、学习酶活力的计算方法,了解糖类水解。
二、实验原理1.蔗糖合成酶催化蔗糖的水解反应:蔗糖+UDP 果糖+UDPG。
2.转化酶催化蔗糖的水解反应:蔗糖+H2O—►葡萄糖+果糖。
根据催化反应所需的最适PH,可将转化酶分为两种:一种称为酸性转化酶,主要分布在液泡和细胞壁中,另一类转化酶称为碱性或中性转化酶,主要分布在细胞质中。
生物化学习题-第七章:糖代谢
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第七章糖代谢一、知识要点(一)糖酵解途径:糖酵解途径中,葡萄糖在一系列酶的催化下,经10步反应降解为2分子丙酮酸,同时产生2分子NADH+H+和2分子ATP。
主要步骤为(1)葡萄糖磷酸化形成二磷酸果糖;(2)二磷酸果糖分解成为磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮,二者可以互变;(3)磷酸甘油醛脱去2H及磷酸变成丙酮酸,脱去的2H 被NAD+所接受,形成2分子NADH+H+。
(二)丙酮酸的去路:(1)有氧条件下,丙酮酸进入线粒体氧化脱羧转变为乙酰辅酶A,同时产生1分子NADH+H+。
乙酰辅酶A进入三羧酸循环,最后氧化为CO2和H2O。
(2)在厌氧条件下,可生成乳酸和乙醇。
同时NAD+得到再生,使酵解过程持续进行。
(三)三羧酸循环:在线粒体基质中,丙酮酸氧化脱羧生成的乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合成柠檬酸,进入三羧酸循环。
柠檬酸经脱水、加水转变成异柠檬酸,异柠檬酸经过连续两次脱羧和脱氢生成琥珀酰CoA;琥珀酰CoA发生底物水平磷酸化产生1分子GTP和琥珀酸;琥珀酸脱氢,加水及再脱氢作用依次变成延胡索酸、苹果酸和循环开始的草酰乙酸。
三羧酸循环每进行一次释放2分子CO2,产生3分子NADH+H+,和一分子FADH2。
(四)磷酸戊糖途径:在胞质中,磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖代谢途径,经过氧化阶段和非氧化阶段的一系列酶促反应,被氧化分解成CO2,同时产生NADPH + H+。
其主要过程是G-6-P脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸,再脱氢脱羧生成核酮糖-5-磷酸。
6分子核酮糖-5-磷酸经转酮反应和转醛反应生成5分子6-磷酸葡萄糖。
中间产物甘油醛-3-磷酸,果糖-6-磷酸与糖酵解相衔接;核糖-5-磷酸是合成核酸的原料,4-磷酸赤藓糖参与芳香族氨基酸的合成;NADPH+H+提供各种合成代谢所需要的还原力。
(五)糖异生作用:非糖物质如丙酮酸,草酰乙酸和乳酸等在一系列酶的作用下合成糖的过程,称为糖异生作用。
糖异生作用不是糖酵解的逆反应,因为要克服糖酵解的三个不可逆反应,且反应过程是在线粒体和细胞液中进行的。
蔗糖代谢相关酶与果实糖代谢
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蔗糖代谢相关酶与果实糖代谢作者:郭艳利杨肖芳蒋黎秦巧平来源:《现代园艺》2012年第09期摘要:蔗糖是高等植物光合作用的产物,蔗糖代谢是糖积累的重要环节,蔗糖相关酶——转化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶对果实中糖分的代谢起着关键作用,近些年来,有关蔗糖相关酶在果实中的作用的研究已成为热点,本文介绍了果实中糖的运输,转化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶与果实糖代谢的关系,以期为相关研究提供参考。
关键词:转化酶;蔗糖合成酶;蔗糖磷酸合成酶;糖代谢;果实葡萄糖、果糖和蔗糖是果实中主要的糖,它的含量对果实品质起着重要作用,不仅决定着果实的甜度与风味,而且是果实其它重要品质成分和风味物质如维生素、芳香物质和色素等合成的基础原料,因此,糖积累是果实品质形成的关键。
深入了解糖的积累和代谢机制,可为提高果实品质提供理论依据[1,2]。
近些年,国内外学者对果实中糖积累和代谢进行了大量的研究,为调控果实品质提供了参考。
1 果实中糖的运输大部分果树的光合产物以蔗糖为主要形态,通过韧皮部运输进入果实,参与果实生长发育物质的代谢与积累:叶绿体光合同化二氧化碳生成磷酸丙糖,由磷酸丙糖转运蛋白介导到叶肉细胞的胞质中,合成蔗糖后经短距离运输到韧皮部并装载入韧皮部,经筛管长距离运输后从韧皮部卸出,最后由韧皮部后运输进入果实代谢和贮藏[3,4]。
这一过程非常复杂,每一步都相互关联、相互协调。
另有一些木本蔷薇科果树,如苹果、樱桃、桃、枇杷和梨等,叶片光合产物是以山梨醇为主要形态,通过韧皮部运输进入果实。
众多研究表明:蔗糖、山梨醇、己糖等穿越质膜或液泡膜时需要各自的运输蛋白,如蔗糖运输蛋白、山梨醇运输蛋白、己糖运输蛋白等。
糖运入果实的速率(或总量)并不取决于叶子的输出能力,而取决于果实自身,研究表明,果实中糖载体的跨膜运输能力是决定果实含糖量高低的重要因素之一。
Ruan等(1997)[5]对成熟果实中己糖含量不同的2个番茄品种的研究发现,果实含糖量差异不是由叶子输出糖的速率(或总量)决定,而是由品种特有的果实中己糖运输能力所决定,高糖含量品种果实中的己糖运输载体的跨膜运输能力远高于低糖品种。
植物生理学习题6

(一)填空1.根据运输距离的长短,可将高等植物体内的运输可分为距离运输和距离运输。
(短,长)2.一般认为,胞间连丝有三种状态:(1) 态,(2) 态,(3) 态。
一般地说,细胞间的胞间连丝多、孔径大,存在的浓度梯度大,则于共质体的运输。
(正常,开放,封闭,有利)3.物质进出质膜的方式有三种:(1)顺浓度梯度的转运,(2)逆浓度梯度的转运,(3)依赖于膜运动的转运。
(被动,主动,膜动) 4.以小囊泡方式进出质膜的膜动转运包括,和三种形式。
(内吞,外排,出胞)5.一个典型的维管束可由四部分组成:(1)以导管为中心,富有纤维组织的,(2)以筛管为中心,周围有薄壁组织伴联的,(3)穿插木质部和韧皮部间及四周的多种,(4)包围木质部和韧皮部。
(木质部,韧皮部,细胞,维管束鞘)6.目前测定韧皮部运输速度的常用的方法有两种。
一种是利用作为示踪物,用显微注射技术将这种分子直接注入筛管分子内,追踪这种分子在筛管中的运输状况,根据单位时间中此分子的移动距离来计算运输速度。
另一种是同位素示踪技术,常用的同位素是。
将它的化合物饲喂叶片,然后追踪化合物在筛管中的运输状况、运输速度,用这种技术还可研究同化物的分配动态。
(染料分子,放射性,14C)8.筛管中糖的主要运输形式是糖和糖。
(寡聚糖(棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等),蔗糖)9.光合同化物在韧皮部的装载要经过三个区域:即(1)光合同化物区,指能进行光合作用的叶肉细胞;(2)同化物区,指小叶脉末端的韧皮部的薄壁细胞;(3)同化物区,指叶脉中的SE-CC。
(生产,累积,输出,)10.质外体装载是指细胞输出的蔗糖先进入质外体,然后通过位于SE-CC复合体质膜上的蔗糖载体蔗糖浓度梯度进入伴胞,最后进入筛管的过程。
共质体装载途径是指细胞输出的蔗糖通过胞间连丝浓度梯度进入伴胞或中间细胞,最后进入筛管的过程。
(光合,逆浓度,光合,顺蔗糖浓度)11.韧皮部卸出的途径有两条:一条是途径,另一条是途径。
【精品】食品中蔗糖测定方法

【关键字】精品食品中蔗糖的测定方法酶-比色法食品中蔗糖的测定方法,一般采用盐酸水解法。
由于盐酸水解蔗糖过程中,还有其他糖类被水解为还原糖,导致测定结果偏高。
本标准采用的酶-比色法是在检索了近20年148 篇国外文献的基础上,经过反复实验、验证而制定的。
由于酶法具有高度的专一性(β-果糖苷酶只能催化蔗糖转化为葡萄糖和果糖),灵敏度高,操作简便,因此测定结果准确。
蔗糖酶解后的产物-葡萄糖的测定方法,与GB/T 16285-96保持一致。
食品中蔗糖的测定方法GB/T 16286-96酶-比色法1 范围本标准规定了用酶-比色法测定食品中蔗糖的方法,适用于各类食品中蔗糖的测定。
本标准最低检出限量为0.04μg(蔗糖)/mL(试液)。
2 原理在β-果糖苷酶(β-FS)催化下,蔗糖被酶解为葡萄糖和果糖。
葡萄糖氧化酶(GOD)在有氧条件下,催化β-D-葡萄糖(葡萄糖水溶液状态)氧化,生成D -葡萄糖酸-δ-内酯和过氧化氢。
受过氧化物酶(POD)催化,过氧化氢与4 -氨基安替比林和苯酚生成红色醌亚胺。
在波长505nm处测定醌亚胺的吸光度,计算食品中蔗糖的含量。
β-FSC12H22O11 +H2O ────> C6H12O6(G) +C6H12O6(F)GODC6H12O6(G) +O2 ────> C6H10O6 +H2O2PODH2O2 +C6H5OH +C11H13N3O ────> C6H5NO +H2O3 试剂3.1 组合试剂盒1号瓶:内含β-果糖苷酶(fructosidase)400U(活力单位)、柠檬酸、柠檬酸三钠;2号瓶:内含0.2mol/L 磷酸盐缓冲液(pH=7.6) 200mL,其中含4 -氨基安替比林0. 00154mol/L;3号瓶:内含0.022mol/L苯酚溶液200mL;4号瓶:内含葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)800U(活力单位)、过氧化物酶(辣根,peroxidase)2000U(活力单位)。
植物生理学习题6

(一)填空1.根据运输距离的长短,可将高等植物体内的运输可分为距离运输和距离运输。
(短,长)2.一般认为,胞间连丝有三种状态:(1) 态,(2) 态,(3) 态。
一般地说,细胞间的胞间连丝多、孔径大,存在的浓度梯度大,则于共质体的运输。
(正常,开放,封闭,有利)3.物质进出质膜的方式有三种:(1)顺浓度梯度的转运,(2)逆浓度梯度的转运,(3)依赖于膜运动的转运。
(被动,主动,膜动) 4.以小囊泡方式进出质膜的膜动转运包括,和三种形式。
(内吞,外排,出胞)5.一个典型的维管束可由四部分组成:(1)以导管为中心,富有纤维组织的,(2)以筛管为中心,周围有薄壁组织伴联的,(3)穿插木质部和韧皮部间及四周的多种,(4)包围木质部和韧皮部。
(木质部,韧皮部,细胞,维管束鞘)6.目前测定韧皮部运输速度的常用的方法有两种。
一种是利用作为示踪物,用显微注射技术将这种分子直接注入筛管分子内,追踪这种分子在筛管中的运输状况,根据单位时间中此分子的移动距离来计算运输速度。
另一种是同位素示踪技术,常用的同位素是。
将它的化合物饲喂叶片,然后追踪化合物在筛管中的运输状况、运输速度,用这种技术还可研究同化物的分配动态。
(染料分子,放射性,14C)8.筛管中糖的主要运输形式是糖和糖。
(寡聚糖(棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等),蔗糖)9.光合同化物在韧皮部的装载要经过三个区域:即(1)光合同化物区,指能进行光合作用的叶肉细胞;(2)同化物区,指小叶脉末端的韧皮部的薄壁细胞;(3)同化物区,指叶脉中的SE-CC。
(生产,累积,输出,)10.质外体装载是指细胞输出的蔗糖先进入质外体,然后通过位于SE-CC复合体质膜上的蔗糖载体蔗糖浓度梯度进入伴胞,最后进入筛管的过程。
共质体装载途径是指细胞输出的蔗糖通过胞间连丝浓度梯度进入伴胞或中间细胞,最后进入筛管的过程。
(光合,逆浓度,光合,顺蔗糖浓度)11.韧皮部卸出的途径有两条:一条是途径,另一条是途径。
蔗糖磷酸磷酸酶-概述说明以及解释

蔗糖磷酸磷酸酶-概述说明以及解释1.引言1.1 概述蔗糖磷酸磷酸酶是一种重要的酶类蛋白质,广泛存在于生物体内。
它在细胞代谢和能量转化中起着关键作用。
蔗糖磷酸磷酸酶通过催化反应将蔗糖分解为葡萄糖和磷酸,从而提供细胞所需的能量。
蔗糖磷酸磷酸酶的结构和功能十分复杂。
它通常由数个多肽链组成,形成一个大的蛋白质复合物。
该酶的催化活性主要依赖于其特定的结构域和活性位点。
通过与底物蔗糖的结合,蔗糖磷酸磷酸酶能够催化磷酸的转移反应,使蔗糖分解为葡萄糖和磷酸。
蔗糖磷酸磷酸酶不仅在糖代谢中发挥重要作用,在其他生物过程中也具有重要功能。
例如,在植物中,蔗糖磷酸磷酸酶参与调节植物的生长和发育。
在动物中,蔗糖磷酸磷酸酶参与调控胰岛素的分泌和糖代谢的平衡。
由于蔗糖磷酸磷酸酶在生物过程中的重要性,许多科学家对其进行了深入研究。
他们通过探究蔗糖磷酸磷酸酶的结构、功能和调控机制,进一步理解了细胞代谢和能量转化的分子机制。
这些研究对于揭示糖代谢相关疾病的发生机制、发展新的药物治疗手段具有重要意义。
本文将对蔗糖磷酸磷酸酶的结构和功能进行详细介绍,并探讨其在生物体内的作用机制。
通过对相关研究的综述和分析,我们旨在增进对蔗糖磷酸磷酸酶的认识,并为进一步的研究提供理论基础和研究方向。
同时,我们也希望通过深入了解蔗糖磷酸磷酸酶在生物体内的功能,为相关疾病的治疗和药物研发提供新的思路和方向。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织结构和各部分内容的简要介绍。
文章结构部分的内容可以如下编写:2.正文:本文主要包括三个要点,分别是蔗糖磷酸磷酸酶的概述、其在生物体内的功能及作用机制以及相关研究的进展。
在第一要点中,我们将介绍蔗糖磷酸磷酸酶的基本概念、它在细胞代谢中的重要性以及其在不同生物体中的分布情况。
在第二要点中,我们将详细阐述蔗糖磷酸磷酸酶在生物体内的功能和作用机制,包括其参与糖代谢、能量转化以及植物光合作用等方面的作用。
最后,第三要点将对目前对蔗糖磷酸磷酸酶的研究进展进行综述,包括其生物化学性质、结构特点以及与疾病相关的研究进展。
蔗糖酶催化蔗糖水解反应

蔗糖酶催化蔗糖水解反应
蔗糖水解反应是蔗糖酶催化的反应过程,也被称为蔗糖酶反应。
它可以将蔗糖(也称为阿斯巴甜)水解成D-葡萄糖和D-果糖。
这个反应是由葡萄糖和醛酸进行交叉聚合反应产生游离葡糖醛,然后再通过糖原合成反应转化成D-葡萄糖和D-果糖。
蔗糖酶是一类特定的酶水解蔗糖,它们是由两种不同的酶异构体组成的复合物。
一种是糖醛原酶,它通过把蔗糖的醛和羟基分别水解掉,使得蔗糖能够水解成游离的糖原;另一种是糖醛苷酶,它可以把糖原水解成葡萄糖和果糖。
糖醛原酶和糖醛苷酶不能直接水解蔗糖,但是它们可以协同作用完成蔗糖水解反应。
;。
植物生理学习题6

(一)填空1.根据运输距离的长短,可将高等植物体内的运输可分为距离运输和距离运输。
(短,长)2.一般认为,胞间连丝有三种状态:(1) 态,(2) 态,(3) 态。
一般地说,细胞间的胞间连丝多、孔径大,存在的浓度梯度大,则于共质体的运输。
(正常,开放,封闭,有利)3.物质进出质膜的方式有三种:(1)顺浓度梯度的转运,(2)逆浓度梯度的转运,(3)依赖于膜运动的转运。
(被动,主动,膜动) 4.以小囊泡方式进出质膜的膜动转运包括,和三种形式。
(内吞,外排,出胞)5.一个典型的维管束可由四部分组成:(1)以导管为中心,富有纤维组织的,(2)以筛管为中心,周围有薄壁组织伴联的,(3)穿插木质部和韧皮部间及四周的多种,(4)包围木质部和韧皮部。
(木质部,韧皮部,细胞,维管束鞘)6.目前测定韧皮部运输速度的常用的方法有两种。
一种是利用作为示踪物,用显微注射技术将这种分子直接注入筛管分子内,追踪这种分子在筛管中的运输状况,根据单位时间中此分子的移动距离来计算运输速度。
另一种是同位素示踪技术,常用的同位素是。
将它的化合物饲喂叶片,然后追踪化合物在筛管中的运输状况、运输速度,用这种技术还可研究同化物的分配动态。
(染料分子,放射性,14C)8.筛管中糖的主要运输形式是糖和糖。
(寡聚糖(棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖等),蔗糖)9.光合同化物在韧皮部的装载要经过三个区域:即(1)光合同化物区,指能进行光合作用的叶肉细胞;(2)同化物区,指小叶脉末端的韧皮部的薄壁细胞;(3)同化物区,指叶脉中的SE-CC。
(生产,累积,输出,)10.质外体装载是指细胞输出的蔗糖先进入质外体,然后通过位于SE-CC复合体质膜上的蔗糖载体蔗糖浓度梯度进入伴胞,最后进入筛管的过程。
共质体装载途径是指细胞输出的蔗糖通过胞间连丝浓度梯度进入伴胞或中间细胞,最后进入筛管的过程。
(光合,逆浓度,光合,顺蔗糖浓度)11.韧皮部卸出的途径有两条:一条是途径,另一条是途径。
蔗糖酶的测定原理
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蔗糖酶的测定原理
蔗糖酶(Sucrase)是一种催化蔗糖(麦芽糖)水解为葡萄糖
和果糖的酶。
测定蔗糖酶的活性常用的方法是通过测定其催化蔗糖水解生成葡萄糖的速率来间接测定。
测定蔗糖酶活性的实验步骤如下:
1. 准备反应体系。
一般采用含有蔗糖酶的提取物或纯化酶溶液作为反应体系,同时加入含有蔗糖的缓冲液。
2. 加入底物。
将一定量的蔗糖溶液加入反应体系中,使反应开始。
3. 控制反应条件。
将反应体系保持在适当的温度和pH值下进
行反应,通常蔗糖酶的最适催化温度为37°C,最适pH为6.8。
4. 反应时间控制。
反应一定时间后,停止反应。
5. 停止反应。
通常通过加入一定体积的酸性溶液来停止反应,将剩余的蔗糖转化为葡萄糖和果糖。
6. 对产生的葡萄糖进行测定。
葡萄糖的测定可以采用多种方法,如酶促发色法、底物比色法等。
通过测定蔗糖酶催化蔗糖水解生成的葡萄糖的量,可以间接测定蔗糖酶的活性。
活性通常以每分钟生成的葡萄糖的微摩尔数来表示。
需要注意的是,在文中不能再出现和标题相同的文字,以免造成重复。
蔗糖转化实验

实验2.7 蔗糖的转化 一级反应一、实验目的1.测定蔗糖在酸催化作用下水解反应速率常数、半衰期和活化能。
2.掌握旋光仪的基本原理和使用方法。
3.掌握一级反应的动力学特征。
二、基本原理蔗糖在水中转化为葡萄糖与果糖,其反应方程式为:C12H22O11(蔗糖)+H2O = C6H12O6(葡萄糖)+ C6H12O6(果糖) 此反应是二级反应,在纯水中反应速率极慢,为使蔗糖水解反应加速,常以酸为催化剂。
由于反应中水是大量的,可以近似认为整个反应过程中水的浓度是恒定的;而H+作为催化剂,其浓度也是固定的。
因此,此反应可视为准一级反应,反应速率只与蔗糖浓度成正比。
根据反应动力学特征可知,测定反应的速率常数关键是在反应不同时间测定反应物的相应浓度。
然而反应是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度是较困难的。
但蔗糖及水解产物葡萄糖和果糖均为旋光性物质,而且它们的旋光能力不同,因此可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应的进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的种类、浓度、样品管长度、光源波长及温度等因素有关。
在其它条件固定时,旋光度α与反应物浓度有直线关系,即:α = KC(2.7-1) 式中的比例常数K与物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度和温度等均有关。
物质的旋光能力用比旋光度来表示。
在蔗糖的水解反应中,反应物蔗糖和产物中的葡萄糖都是右旋性物质,其比旋光度分别为66.6°和52.5°,但产物中的果糖是左旋性物质,其比旋光度为-91.9°。
由于溶液的旋光度为各组成的旋光度之和,因此随着水解反应的进行,反应体系的右旋角度不断减小,最后经过零点变成左旋。
当反应开始时(t=0)、经过一段时间t,以及蔗糖水解完全时(t→∞)溶液的旋光度分别用α0,αt,α∞表示。
则:α0 = K 反C 0 (2.7-2)αt = K 反C t + K 生(C 0-C t ) (2.7-3)α∞ = K 生C ∞ (2.7-4) 式中,K 反 和K 生 分别为反应物与生成物的比例常数,C 0 为反应物的最初浓度,C ∞ 是生成物最终之浓度,C t 是时间为t 时蔗糖的浓度。
蔗糖水解速率常数的测定旋光法

蔗糖水解速率常数的测定——旋光法一、实验目的:1、掌握旋光度与蔗糖转化反应速率常数的关系;2、掌握与的测定方法;3、了解自动旋光仪的使用方法。
二、实验原理:酶是生物体内产生的具有极高催化活性和选择性的蛋白质类物质,它的催化活性比其他催化剂高107~1013倍。
蔗糖酶是一种水解酶,它能使蔗糖在水中水解成葡萄糖和过堂,反应式如下:由于反应时水是大量的,在整个反应过程中浓度保持不变,所以该反应动力学公式符合米恰利-门顿方程:对上式积分并除以时间t,可得:由此式可以求出的值。
若以表示实验开始时蔗糖溶液的旋光度,表示在任意时刻时的旋光度,表示反应完成后的旋光度,则蔗糖的原始浓度与成正比,t时刻溶液中剩余蔗糖的浓度与成正比,因此上式可变为:若将对作图,应得一直线,其斜率为:其截距为:三、实验仪器及试剂旋光仪、恒温水浴槽、台秤、停表、吸量管2支、锥形瓶、烧杯等;HCl溶液(4mol/L)、蔗糖(分析纯);四、实验步骤⑴准备工作:1、用台秤粗称蔗糖5g,放入锥形瓶中,准确移入水50ml并量取水溶液的温度备用;2、旋光仪零点调节:在旋光管中注入纯水,放入旋光仪暗箱中,开启旋光仪电源预热5分钟,再开启直流电源开关,待钠光灯稳定后,开启测量开关,光屏应显示值为00.000,若示值不为00.000,可按清零键使其归零。
⑵测量工作:1、αt的测量:在上述配置的糖水中准确加入50mL 3MHCl溶液,迅速混匀并注入旋光管中,在旋光仪中测量αt值,测量中每3分钟读取一次Xt值,共读12次(切记测量中不可动清零键)。
2、α∞的测定:将步骤⑵.1中所余的反应液在50℃下水浴中恒温加热30min之后降至室温,测其旋光度即(注意:反应液的加热可与⑵.1步骤同时进行)。
为X∞五、实验记录及数据处理(一)实验记录1、水温17.1℃2、αt的测定:2、α∞的测量:(二)实验数据处理α∞=-(3.935+3.965+3.945)÷3≈-3.950;则根据实验原理方程可的如下数据表格:以时间t/min对ln(αt-α∞)作图的如下曲线:由方程式的k M=0.0141,α0=12.208。
旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数ly

旋光法测定蔗糖转化反应的速率常数一.目的要求1.测定蔗糖转化反应的速率常数k 、半衰期21/t 和活化能Ea2.了解反应的反应物浓度与旋光度之间的关系3.了解旋光仪的基本原理,掌握旋光仪的正确使用方法二.基本原理蔗糖在水中转化成葡萄糖与果糖,其反应为:C 12H 22O 11 + H 2O → C 6H 12O 6 + C 6H 12O 6(蔗糖) (葡萄糖) (果糖)它是一个二级反应,在纯水中此反应的速率极慢,通常需要在H +离子催化作用下进行。
由于反应时水是大量存在的,尽管有部分水分子参加了反应,仍可近似地认为整个反应过程中水的浓度是恒定的,而且H +作为催化剂,其浓度也保持不变.因此蔗糖转化反应可近似为一级反应。
一级反应的速率方程可由下式表示: kc dtdc =- ......... (12.1) c 为时间t 时的反应物浓度,k 为反应速率常数。
积分可得:0c kt c ln ln +-= .........(12.2)0c 为反应开始时反应物浓度。
当050c c .=时,可用21/t 表示反应时间,既为反应的半衰期:kt 221ln /= .........(12.3) 从(12.2)式不难看出,在不同时间测定反应物的相应浓度,并以ln c 对t 作图,可得一直线,由直线斜率即可得反应速率常数k o 然而反应是在不断进行的,要快速分析出反应物的浓度是困难的.但蔗糖及其转化物,都具有旋光性,而且它们的旋光能力不同,故可以利用体系在反应进程中旋光度的变化来度量反应的进程。
测量物质旋光度的仪器称为旋光仪。
溶液的旋光度与溶液中所含物质的旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度及温度等均有关系。
当其它条件固定时,旋光度α与反应物浓度c 呈线性关系,即:c a β=.........(12.4)式中比例常数β与物质旋光能力、溶液性质、溶液浓度、样品管长度、温度等有关。
物质的旋光能力用比旋光度来度量,比旋光度用下式表示:A20D C L a a ⨯=][ ......(12.5) 式中20D ][a 右上角的“20”表示实验时温度为20℃,D 是指用钠灯光源D 线的波长(即589nm),a 为测得的旋光度(o ),L 为样品管长度(dm),C A 为试样浓度(g/ml)。
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实验一酶催化蔗糖转化反应(~28学时)一、目的和要求1.用旋光仪对酶催化蔗糖转化反应进行测定。
2.了解掌握蔗糖酶的制备和酶活力的测定。
3.学会米氏常数的测定。
二、实验原理蔗糖转化反应蔗糖+水——→葡萄糖+果糖这个反应在H+或蔗糖酶的催化下可以很快的进行。
蔗糖及其转化产物都有不对称的碳原子,它们都有旋光性,但是它们的旋光能力不同,所以可以利用体系在反应过程中旋光度的变化来描述反应进程。
溶液的旋光度与溶液中所含旋光物质的旋光能力、溶剂的性质、溶液的浓度、测量样品管的长度等均有关系。
当其他条件不变时,旋光度α与反应物浓度C成线形关系,即α=kC作为反应物的蔗糖是右旋性物质,其比旋光度为66.6;生成物的葡萄糖也是右旋性的物质,其比旋光度为52.5,但是果糖是左旋性物质,其比旋光度为-91.9。
由于生成物中果糖左旋性比葡萄糖右旋性大,所以生成物呈现左旋性质。
因此,随着反应的进行,体系的右旋角不断减小,反应到某一时刻,体系的旋光度可恰好等于零,而后就变成左旋,直到蔗糖完全转化,这时体系的左旋角达到最大值。
三、仪器和试剂旋光仪1台恒温槽1套葡萄糖、果糖、蔗糖(均为分析纯)醋酸-醋酸钠缓冲溶液四、实验步骤1.蔗糖酶的提取取鲜酵母20 g于100 mL三角瓶中,加入1.6 g NaAc,搅拌15~20分钟后使团块液化,再加3 mL甲苯,混和后摇动10分钟,放在恒温箱中37℃保温60小时左右。
取出后加入3.2 mL 4 M醋酸和100 mL水使pH值在4.5左右。
将混合物以每分钟3000转的速度离心30分钟,离心后形成三层,取中层黄色液体,再以同样速度离心30分钟,所得澄清的黄色液体即为蔗糖酶粗品。
将此蔗糖酶用pH=4.6的缓冲溶液稀释10倍,过滤后冷冻保存。
2.作蔗糖转化体系旋光度和浓度的工作曲线根据蔗糖转化体系的蔗糖和果糖、葡萄糖的比例关系,可以制作不同浓度下混和体系的旋光度的工作曲线。
例如0.1 M蔗糖转化体系的旋光度和葡萄糖浓度的工作曲线,实际上是制作0.1 M蔗糖转化进程工作曲线,不同的蔗糖浓度有不同的进程工作曲线,从若干不同蔗糖浓度的进程工作曲线得到这些工作曲线直线关系很好,且直线的斜率与蔗糖的浓度无关,经过线性拟合,其直线方程为:y =-60.28x +α其中 x -蔗糖转化成葡萄糖的浓度(M )y -蔗糖转化进程中体系的旋光度值α-不同浓度蔗糖溶液的旋光度值,其值可以测定,也可以通过下式计算。
α=66.6×L ×C (L =10cm ,C 是蔗糖浓度g/mL )通过上述的直线方程,可以测定任何浓度蔗糖转化体系的旋光度值,求出其转化成葡萄糖的浓度x ,从而可以求得不同反应时间的葡萄糖浓度。
3. 酶比活性的测定配制2.5%的蔗糖溶液100 mL ,测定其旋光度。
在20℃的条件下加入蔗糖酶5 mL ,反应3分钟测定体系旋光度值y ,用公式 y =-60.28x +α 求出葡萄糖浓度x ,及生成葡萄糖的毫克数,即可求出酶的比活性。
(上述方法制备的酶,其活性约每毫升20单位。
)比活性(单位/mL)=(生成葡萄糖的毫克数)/(酶的体积)4. 蔗糖酶进程曲线的制作取200 mL 0.1 M 的蔗糖溶液,在35℃水浴条件下恒温,加10 mL 蔗糖酶溶液,每5分钟取出20 mL 反应液加5滴5 M NaOH 灭活后,测定一次体系的旋光度。
求出葡萄糖的浓度,用葡萄糖的浓度对时间作图,得到蔗糖酶催化反应的进程曲线。
5. 蔗糖酶米氏常数的测定用缓冲溶液稀释0.5 M 的蔗糖溶液成为一系列不同浓度的蔗糖溶液各50 mL ,在35℃恒温条件下加入10 mL 已知活性的蔗糖酶,反应5分钟,加入1 mL 5 M NaOH 溶液终止反应,测定此时溶液的旋光度,从而求出葡萄糖的生成速度V ,根据米氏方程max m V )SV (K V +-= 用反应速度V 对(V/S )作图,直线的斜率-K m ,直线的截距为V max ,从而可以求出米氏常数K m 。
五、数据处理1.利用(3)中的数据计算酶的比活性。
2.利用(4)中的数据作酶催化反应进程曲线。
3.利用(5)中的数据计算蔗糖酶米氏常数。
六、参考文献[1] 沈同等,“生物化学”,上册,人民教育出版社,1980年版。
[2] 复旦大学,“物理化学实验”,上册,人民教育出版社,1979年版。
[3] 朱俭等,“生物化学实验”,上海科技出版社,1981年版。
附录一 直线直线方程一般可表示为:y =a +bx (1)式中y 和x 为由实验数据可确定的量;a 和b 为待定参数或函数。
例如,对Arrhenius 公式指数式,y 和x 分别为lnk 和1/T ;a 和b 分别为lnA 和(-E/k )。
对式[lnr=lnk +nlnC],y 和x 分别为lnr 和lnC ;a 和b 分别为lnk 和n 。
由于有实验误差,用n 对由实验确定的y i 与x i 值作y 对x 图时,一般说来,所得各点并不严格的在同一直线上,于是存在着这样的问题:应如何更合理地作出直线,从而更准确地求解a 和b 的值?应当指出,若直线选择不当(直线位置画的不当),不大的偏离,将可能导致a 和b 重大偏差。
尤其是当试验测定的x 区间范围相对较小时,外推至x =0,将可使截距a 产生较大的误差。
例如依Arrhenius 对数式以lnk 对1/T 作图,由实验测定的温度范围外推至1/T =0,即T =∞时,所选的直线斜率的较小的偏差将会引起截距lnA 产生很大的偏差,致使指前因子A 产生更大的偏差。
怎样方能使直线位置选择(画)的得当呢?通俗地说,实测点(y i ~x i )应均匀分布在直线两侧。
严格的说,可采用下述“最小二乘法”确定最佳a 、b 值,作出最佳直线。
若取得的数据实验值y i 与x i (i=1、2、…n ),一般来说,y i 与a +bx i 值并不相等,令其误差为δi ,则δi =y i ―a ―bx i线性回归,要求适当选择a 与b 之值,使各对元数据的偏差δi 之平方和之值为最小。
即∑∑==--==n 1i 2i i n 1i 2i)bx a (y δS ∑==---=∂∂n 1i i i 0)bx a (y 2a S (2) ∑==---=∂∂n 1i i i i 0)x bx a (y 2b S (3)式中y i 、bx i 均为已知值。
令y 与x 分别为y i 与x i 的平均值。
∑==n1i i y n 1y∑==n1i i x n 1x 则式(2)、(3)联立,可得x b y a -= (4)∑∑==---=n 1i 2in 1i i i )x (x )y )(y x (x b (5)由式(4)、(5)确定的a 和b ,称之为线性回归系数。
用线性回归系数确定的直线方程y =a +bx ,称为回归直线方程。
其对应的直线,称为回归直线。
回归直线有下列性质1.当x =x 时,由式(1)、(5)可知y =y ,即回归直线必通过(y ,x )点。
2.由式(2)知,回归直线要求y 的各次实验值y i 与计算值a +bx i 偏差之总和为零,即各实验点均匀分布于回归直线的两侧。
欲度量一组实测点与回归直线的相符程度,常引用所谓的相关系数“γ”作为定量指标,其定义为:∑∑∑----=i i 2i i 2i i i i i i i )y (y )x (x)y )(y x (x γ (6)当|γ|值在0~1之间,|γ|值越接近于1,表明该组实测点与回归直线吻合性越好。
当|γ|=1时,表示所有的实测点均严格地落在回归直线上;|γ|<0.482,则该组x 、y 间线性关系不明显,此时推求回归直线方程已无意义了。
较精密的小型计算器一般配有直线方程的回归计算标准程序,使用十分方便。
附录二 酶催化反应一、酶酶与其他催化剂不同,能在机体内十分温和的条件下高效率地起催化作用,使生物体内的各种物质处于不断的新陈代谢之中。
所以说,酶在生物体的生命活动中占有极为重要的地位,研究酶的化学性质及其作用机理,对于人们了解生命活动的规律,从而进一步指导有关的医学实践及工农业生产具有重大意义。
酶的本质是蛋白质,酶是具有催化作用的蛋白质。
酶蛋白主要由氨基酸组成,同其他蛋白质一样,具有两性电解质的性质,并具有一、二、三、四级结构,也受热、紫外线照射等物理因素及酸、碱、有机溶剂等化学因素的影响而变性或沉淀,丧失酶活性。
酶的分子量也很大,其水溶液具有亲水胶体的性质,不能透析。
在体外,酶能被胰蛋白酶等水解而失活。
根据酶的组成,酶可以分成简单蛋白质和结合蛋白质两类。
脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等属于简单蛋白质,其活性仅仅取决于它的蛋白质结构;另一类酶,其中的蛋白质部分——酶蛋白不具有活性,需要加入非蛋白的组分——辅助因子后,才表现出酶的活性,这就是结合蛋白质。
酶蛋白与辅助因子结合后形成的复合物称为全酶。
例如酪氨酸酶就是以Cu+或Cu2+为辅助因子的全酶。
在催化反应中,酶蛋白与辅助因子所起的作用不同,酶反应的专一性及高效率取决于酶蛋白本身,而辅助因子则直接对电子、原子或某些化学基团起传递作用。
酶的辅助因子包括金属离子(Zn+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+等)及小分子复杂有机化合物。
它们本身无催化作用,但参与氧化还原或运载酰基载体的作用。
在大多数情况下,可以通过透析等方法将全酶中的辅助因子除去,这种与酶蛋白分子松弛结合的辅助因子称为辅酶。
在少数情况下,有一些辅助因子以共价键和酶蛋白较牢固地结合在一起,难以透析除去,这种辅助因子称之为辅基。
细胞色素氧化酶与铁卟啉辅基就结合的比较牢固。
酶母提取物经透析除去辅酶I(Co I)后,便失去了催化葡萄糖发酵的能力。
根据酶蛋白分子的特点可将酶分为单体酶、寡聚酶和多酶体系。
单体酶只有一个多肽链,分子量在1.3万到3.5万之间,一般是催化水解反应的多肽链。
寡聚酶由几个甚至几十个亚基组成,亚基之间不是共价键结合,彼此很容易分开,分子量从3.5万到几百万,如磷酸化酶a。
多酶体系是由几种酶彼此嵌合形成的复合体。
多酶复合体的分子量一般都在几百万以上,它有利于一系列反应的连续进行,如在脂肪酸合成中的脂肪酶合成酶复合体。
在酶促反应中被酶作用的物质称为酶的底物。
根据酶促反应的性质可将酶分为六大类:1.氧化还原酶类——催化氧化还原反应A·2H+B A+B·2H例如黄嘌呤׃氧化还原酶(习惯称为黄嘌呤氧化酶)2.移换酶类——催化功能基团的转移反应AB+C A+BC例如丙氨酸׃酮戊二酸转移酶(习惯称为谷丙转氨酶或丙氨酸氨基转移酶)3.水解酶类——催化水解反应AB+HOH AOH+BH这类酶包括淀粉酶、蛋白酶等。
例如ATP磷酸水解酶:ATP+H2O ADP +正磷酸ATP是腺苷三磷酸(腺三磷),ADP腺苷二磷酸(腺二磷)。