王興泉

摘要：影響酶活性的實(shí)驗(yàn)由于受到鑒定試劑、底物和生成物等因素的影響，常難以得出理想鑒定結(jié)果。在探究pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，一般不采用淀粉作為實(shí)驗(yàn)材料。通過(guò)中和滴定對(duì)淀粉酶進(jìn)行預(yù)處理，嘗試用淀粉作為實(shí)驗(yàn)材料探究pH對(duì)酶活性影響。

關(guān)鍵詞：pH 酶活性 探究實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

新課標(biāo)高中生物必修1《分子與細(xì)胞》（人教版）的第五章第一節(jié)中，安排了“影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)——探究pH對(duì)酶活性影響實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)建議使用過(guò)氧化氫酶催化過(guò)氧化氫分解。實(shí)驗(yàn)一般不選用淀粉酶催化淀粉的水解來(lái)進(jìn)行，因?yàn)樵跈z測(cè)淀粉的水解程度時(shí)，如果使用碘液來(lái)檢測(cè)未水解的淀粉，堿性條件下的碘單質(zhì)會(huì)與氫氧化鈉反應(yīng)生成碘酸鈉和碘化鈉，而不能與淀粉結(jié)合形成藍(lán)色的絡(luò)合物。如果用斐林試劑來(lái)檢測(cè)淀粉的水解產(chǎn)物，一方面因斐林試劑為堿性的。加入斐林試劑會(huì)對(duì)原實(shí)驗(yàn)設(shè)定控制的pH產(chǎn)生明顯的干擾；另一方面，可能因調(diào)節(jié)pH所加入的鹽酸與斐林試劑中的堿反應(yīng)而影響磚紅色沉淀的生成，從而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的誤差。同時(shí)，淀粉在酸性條件下加熱水解可生成還原性糖，無(wú)法確定還原性糖的存在是否為“酶的作用”。因此，本實(shí)驗(yàn)一般不選用淀粉為實(shí)驗(yàn)材料來(lái)探究pH對(duì)酶活性的影響。

筆者通過(guò)中和滴定對(duì)淀粉酶進(jìn)行預(yù)處理，嘗試用淀粉作為實(shí)驗(yàn)材料探究pH對(duì)酶活性影響。

1.材料與方法

1.1材料與器具

酸式滴定管，堿式滴定管，刻度吸管，滴定管夾，鐵架臺(tái)，試管；1.0×10^-2=mol/L氫氧化鈉溶液，1.0×10^-2mol/L HCI溶液，5.0×10^-3mol/L NaCl溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的α-淀粉酶溶液，蒸餾水，恒溫水浴箱，碘液等。

1.2方法

（1）取試管4只，分別編號(hào)A、B、C、D，按照表1添加試劑。（2）預(yù)處理：用氫氧化鈉溶液和鹽酸分別與α-淀粉酶液混合，并進(jìn)行中和滴定調(diào)節(jié)pH至中性；分別用蒸餾水和NaCl溶液作對(duì)照實(shí)驗(yàn)。（3）4只試管中分別加入淀粉溶液，并將試劑混勻后置入水浴箱保溫5min（水溫60℃）。（4）4只試管中分別加入1滴碘液，觀察顏色變化。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

2.結(jié)果

在滴加碘液振蕩后，可觀察到：編號(hào)為A和B的試管中溶液均呈現(xiàn)深藍(lán)色，而C、D號(hào)試管呈現(xiàn)淺黃色。結(jié)果說(shuō)明，編號(hào)A和B試管中存在淀粉，而C、D試管中不存在淀粉。

3.討論

一定條件下，α-淀粉酶可以催化淀粉水解產(chǎn)生還原性的糖類，但本實(shí)驗(yàn)無(wú)法證明編號(hào)C和D的2只試管中有無(wú)還原性糖的生成。

淀粉溶液屬膠體溶液，常有乳樣光澤，在正常情況下，遇到單質(zhì)碘呈藍(lán)色反應(yīng)。據(jù)此，可以對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中pH對(duì)α-淀粉酶活性的影響做出定性的判斷：在近似中性條件下，α-淀粉酶活性最強(qiáng)。但是，因受到多種因素的影響（如試劑保存狀態(tài)、底物的量、溫度以及操作時(shí)間等），編號(hào)C和D的試管也可能出現(xiàn)藍(lán)色。因此，本實(shí)驗(yàn)控制無(wú)關(guān)變量是關(guān)鍵，底物濃度要小些、量不超過(guò)2mL，實(shí)驗(yàn)預(yù)期效果可能比較理想。

同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)還可適當(dāng)拓展和延伸。比如，使用斐林試劑對(duì)實(shí)驗(yàn)水解產(chǎn)物進(jìn)行鑒定，設(shè)計(jì)在不同酸或堿性條件下pH對(duì)酶活性的影響等。