对“影响酶活性的条件”实验的探究与改进

摘要：温度对酶活性影响实验中，高温使碘升华，斐林试剂共热时间长得不到cu2o，用碘和斐林试剂都得不能检测;ph对酶活性影响实验中，无机酸和naoh 都能催化淀粉水解，不能用碘检验，而加斐林试剂与酸反应得不到检测结果，通过探究提出了实验改进的方法。实验还拓展了对淀粉水解程度和产物的判定。

关键词： 酶活性条件 探究 改进 实验

高中生物新教学大纲突出探究为主，新教材中增添了许多探究实验，在资料分析中增添了许多经典实验，意在培养学生的探究能力。教师要加强探究教学，鼓励学生不局限于原有的实验材料、程序和方法，在坚持实验安全、环保、经济的原则下进行探究。在条件许可和同学有兴趣时可适当对实验进行拓展。下面是对人教版高中生物必修一p83“影响酶活性的条件”实验的探究。

1.温度对酶活性的影响

将3支都加了等量可溶性淀粉溶液的试管分置于冰水、温水、沸水中，再分别加入等量淀粉酶溶液，一段时间后检验。检测试剂有碘液和斐林试剂。

1.1 用碘液检测底物往3支试管中各滴入1滴碘液，然后摇匀。现象是：冰块中的试管显蓝色，而温水和沸水中的试管内均为无色。是不是淀粉酶在沸水浴中将淀粉水解了呢？一同学将只加可溶性淀粉溶液的试管置于沸水中，发现滴入1滴碘液后试管内不显蓝色，说明高温使碘升华，试管内不显蓝色是因淀粉遇不到碘，并非淀粉酶将淀粉水解了。

改进：待沸水中的试管静置冷却至常温，再往3支试管中滴加碘液检验。

1.2 用斐林试剂检测生成物往3支试管中各加入2 ml斐林试剂, 3支试管水浴加热煮沸。现象是：原沸水中的试管不显砖红色，另外两支试管均显砖红色。是不是淀粉酶在冰水浴中将淀粉水解了呢？分析得出：由于水浴加热的时间较长，原冰水中试管内的淀粉酶随温度升高活性增强，在加热过程中将淀粉水解为还原糖了。探究中有一个组用的水多火小，加热时间很长，看到的现象却是3支试管都呈黑色 。另一同学在注意安全的前提下，用试管夹夹着试管直接在酒精灯上加热。现象是：原温水中的试管很快显砖红色，另外两支试管不变色。实验讨论后得知：斐林试剂中cu（oh）2被还原成的cu2o极不稳定，在缓慢水浴加热过程中被氧气氧化生成黑色的cuo沉淀；而cu（oh）2在缓慢加热过程中也会分解生成cuo而失去与还原性糖发生氧化还原反应的能力。因而加热时间过长，3支试管都得不到砖红色的cu2o沉淀。

改进：将水浴加热改为直接加热至沸腾。特别注意试管口不要对着人。

2. ph对酶活性的影响

能不能用淀粉酶探究ph对酶活性的影响呢。同学们的探究如下：

试管1：2%新鲜的淀粉酶溶液1ml+5%hcl溶液1ml+3%可溶性淀粉溶液2ml，

试管2：2%新鲜的淀粉酶溶液1ml+蒸馏水1ml+3%可溶性淀粉溶液2ml，

试管3：2%新鲜的淀粉酶溶液1ml+5%naoh溶液1ml+3%可溶性淀粉溶液2ml，

注意上述3支试管中前两种物质加入摇匀后再加可溶性淀粉溶液，摇匀。将已编号的3支试管均放到37℃水浴锅中，一段时间后检验，检测试剂有碘液和斐林试剂。

2.1 用碘液检测底物往3支试管中各滴入1滴碘液，然后摇匀。现象是：有的组试管中呈紫色，有的组试管中为无色。查看保温的温度：前者温度较低，后者温度稍高（不影响酶的活性）。 3支试管都不显蓝色，这说明淀粉都水解了。是淀粉酶催化淀粉水解的吗? 很明显，在试管1强酸和试管3强碱性条件下淀粉酶已失去活性。那淀粉为什么会水解?究其原因是：淀粉在无机酸催化作用下会水解最终生成葡萄糖，故试管1不显蓝色，而试管3中淀粉在naoh的催化作用下会水解生成其他物质。可见该实验不能用碘液检测底物。

2.2 用斐林试剂检测生成物用斐林试剂来检测淀粉是否被催化水解为还原糖，该实验设计有缺陷，因为斐林试剂中氢氧化铜加入试管1后遇酸发生中和反应，导致检验失效。

改进：检验时，先往试管1中加入过量氢氧化钠溶液中和水解混合液，再往3支试管中加等量斐林试剂共热。

2.3 淀粉水解程度的判定有同学提出要进一步判定淀粉水解是否完全，他们分析得出淀粉遇碘变蓝色，没有还原性，而产物还原糖有还原性，遇碘不变蓝色，故在溶液与斐林试剂共热前先往3支试管中加入1滴碘液，观察溶液是否出现蓝色，再与斐林试剂共热观察是否有砖红色沉淀。根据这一性质可以判定淀粉在水溶液中是否发生了水解及水解是否完全。

2.4 淀粉水解产物的判定同学们的探究兴趣越来越浓，很想知道淀粉水解产物是葡萄糖还是麦芽糖。而这两种糖都是还原糖，都能发生斐林试剂颜色反应，能探究出来吗？通过上网查询，第二天同学们提了几种方案，大家分析讨论后只认可通过精确测其熔点来鉴定的方法。实验原理是：一分子水的结晶麦芽糖102～103℃熔融并分解，而葡萄糖的熔点为146℃，熔点稍有差别。 但需注意在低温结晶后加热之前要先去掉水解的酶。此实验操作难度较大。

实验探究让学生在不知实验结果的前提下通过自己亲自设计、探究、分析、得出结论，理解透，学到牢，也提高了学生观察、分析、解决问题的能力，更重要的是这种实验不学生思维，对于培养学生良好的科学素养及逻辑思维、创造思维能力大有好处。我们在教学过程中，探究性实验一定要开展，验证性实验要尽量改成探究性实验，至少是带有探究成分的验证性实验。但这种实验就对教学提出了更高的要求，它要求教师有较强的组织能力、随机应变能力和广博的知识，否则，在学生发散的思维面前是很难应对自如的。