生物催化師 活動內容版權屬香港青年協會擁有©2015

酶的簡介(影片觀賞) http://www.youtube.com/watch?v=XTUm-75-PL4

活動1：分類及聯想 蛋白質 化學反應 糖 催化劑 氨基酸 澱粉質 水 溫度 速度 酸鹼度 （輔助工具一）

代謝作用 Metabolism 所有發生在生物內的化學反應以維持生命 A + B C D E F G

代謝率 Metabolic Rate 是生物體內化學反應的總速度 影響代謝作用的因素 身體活動 年齡(生長情況) 性別

酶 Enzymes 增加生物體內的化學反應的速度 沒有酶  生物體內的化學反應速度太慢  不能維持生命

酶的特性 Properties of Enzymes 生物催化劑 蛋白質 可再用 少量已足夠 專一 例子: 消化酶 Emw (21 December 2007) Arnavaz (25 April 2010)

酶的運作機制 Mechanism of Enzyme Action 產物 受質 活性部分 酶 TimVickers (11 October 2006) 可再用 分解反應 Catabolic Reaction

分解反應 Catabolic Reaction 是生物體將體內的大分子轉化為小分子 例如: 呼吸作用 (Respiration) 6 氧 Klaas1978 (21 December 2005) 葡萄糖 6 二氧化碳 6 水 + +

酶的運作機制 Mechanism of Enzyme Action 受質 活性部分 TimVickers (11 October 2006) 產物 酶 可再用 組成反應 Anabolic Reaction

組成反應 Anabolic Reaction 是指生物體將小分子合成為大分子 例如: 葡萄糖合成澱粉 澱粉 CH OH 2 C O H H H 葡萄糖 C C OH H OH HO C C H OH

酶的專一性 Specificity of Enzyme Actions 鎖鑰假說 鎖比喻受質 匙比喻酶 匙(酶) 鎖(受質)

影響酶活性的因素 Factors that Affect Enzyme Activities 酶的濃度 Enzyme Concentration A + B C 酶 受質濃度 Substrate Concentration 酸鹼度 pH 溫度 環境因素 Environmental Factor

溫度對酶活性的影響 Temperature Effect on Enzyme Activities 活動2：實驗時間 溫度對酶活性的影響 Temperature Effect on Enzyme Activities

實驗材料 Materials 多肽 polypeptides 蛋白質 菠蘿: 菠蘿蛋白酶 (Bromelain) 啫喱粉: 魚膠粉 (蛋白質) rugby471 (29 March 2009) 酶 多肽 polypeptides 蛋白質

實驗:溫度對酶活性的影響 Experiment: Temperature Effect on Enzyme Activities 啫喱溶液 啫喱溶液 啫喱溶液 啫喱溶液 新鮮菠蘿汁 (室溫) 已煮沸的 新鮮菠蘿汁 (高溫) 罐頭菠蘿汁 (經高溫處理) 蒸餾水 (對照實驗)

實驗設計 Experimental Design 獨立變數 因變數 控制變數 對照 菠蘿汁液狀態 新鮮菠蘿汁液 煮沸的菠蘿汁液 罐頭菠蘿汁液 啫喱 凝固 不凝固 啫喱粉份量 菠蘿汁液的份量 只加入蒸餾水的結果

步驟 Procedures 製作啫喱溶液 把 30g 啫喱粉溶於75ml熱蒸餾水中 攪拌直至所有啫喱粉完全溶於水中

步驟 Procedures 製作不同的菠蘿汁液 4. 利用研砵提取新鮮菠蘿汁液 5. 利用研砵提取罐頭菠蘿汁液 6. 煮沸當中一半的新鮮菠蘿汁液 H O T

步驟 Procedures 7) 標示試管 8) 同一時間加入各10滴汁液 新鮮菠蘿汁 (室溫) 已煮沸的 新鮮菠蘿汁(高溫) 3ml 啫喱溶液 3ml 啫喱溶液 3ml 啫喱溶液 3ml 啫喱溶液 新鮮菠蘿汁 (室溫) 已煮沸的 新鮮菠蘿汁(高溫) 罐頭菠蘿汁 (經高溫處理) 蒸餾水 (對照實驗) 7) 標示試管 8) 同一時間加入各10滴汁液

步驟 Procedures 9) 把啫喱溶液放入冰水中約15分鐘

影響酶活性的因素: 酸鹼度 Factor that Affects Enzyme Activities: pH Value 2 酸 4 6 8 10 12 14 鹼 中性 酶只適用於狹窄的pH範圍

影響酶活性的因素:受質濃度 Factor that Affects Enzyme Activities: Substrate Concentration High [S] Low [S] Medium [S] 最高速度 限制因素: 酶的濃度或其他因素 受質濃度[S] 化學反應速度 限制因素: 受質濃度 受質 酶

影響酶活性的因素:酶濃度 Factor that Affects Enzyme Activities: Enzyme Concentration 化學反應速度 酶的濃度 在以下情況下: 在最適當的pH和溫度 在過量的受質濃度

實驗結果 Experimental Result

實驗結果 Experimental Result 不同的汁液 啫喱凝固 新鮮菠蘿汁液 已煮沸的菠蘿汁液 (高溫) 罐頭菠蘿汁液 (經高溫處理) 蒸餾水

影響酶活性的因素: 溫度 Factor that Affects Enzyme Activities: Temperature 當溫度上升時，酶的活性亦增加 最適溫度 40°C度後，酶的活性減弱 低溫: 不活躍 (inactive) 最適溫度: 37℃(人類) 、25℃(植物) 當大於最適溫度時: 變性 Gal m (16 October 2007)

酶在日常生活上的應用

Photo References Arnavaz (25 April 2010) Digestive appareil, retrieved from 25, August, 2014, From Wikimedia Commmons http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Digestive_appareil_%28dumb_version%29.png Emw (21 December 2007) Protein ACE2 PDB 1r42, retrieved from 25, August, 2014, From Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Angiotensin-converting_enzyme_2#mediaviewer/File:Protein_ACE2_PDB_1r42.png Gal m (16 October 2007) graph of enzyme activity against temperature, retrieved from 25, August, 2014, From Wikimedia Commmons http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Enzyme-temperature.png Klaas1978 (21 December 2005) Glucose, retrieved from 25, August, 2014, From Wikimedia Commmons http://simple.wikipedia.org/wiki/Molecule#mediaviewer/File:Glucose.PNG rugby471 (29 March 2009) Tango Style Jelly, retrieved from 25, August, 2014, From openclipart https://openclipart.org/detail/23485/tango-style-red-jelly-by-rugby471 TimVickers (11 October 2006) Induced fit diagram, retrieved from 25, August, 2014, From Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Enzyme#mediaviewer/File:Induced_fit_diagram.svg