温度对酶活性的影响

1、对“温度对酶活性的影响”的分析及其改进内江市第六中学 陈春【摘要】“影响酶活性的条件”是人教版必修1中重要的一个探究性实验。其实验原理是淀粉遇碘形成紫蓝色的复合物，-淀粉酶在适宜条件下可以使淀粉逐步分解成麦芽糖和葡萄糖。该实验的目的是使学生初步学会探究温度对酶活性影响的方法。通常认为：高温使酶发生不可逆的变性而失活；低温能抑制酶的活性。在实验设计及操作过程中，发现一些在实验产物鉴定上有创新性的想法，以及对于实验过程中出现的实验结果与实验预期不符的现象，给予了一定的分析和解释。同时，对该实验进行了一些改进，使实验设计更具科学性，操作性和严谨性。【关键词】温度 酶 活性 实验 分析改进“影响酶活性

2、的条件”是人教版必修1中比较重要的一个探究性实验，是培养学生探究，提高科学素养的良好素材，同时也是教师实施新课改教学模式的一个很好的探究。在历年的高考实验题中，以这个实验为背景的题目也屡见不鲜。其实验原理是淀粉遇碘形成紫蓝色的复合物，-淀粉酶在适宜条件下可以使淀粉逐步分解成麦芽糖和葡萄糖。麦芽糖和葡萄糖遇碘不显色。该实验目的是使学生初步学会探究温度对酶活性影响的方法；探索淀粉酶在不同温度条件下催化淀粉水解的情况。通常认为：高温使酶发生不可逆的变性而失活；低温使酶的活性明显降低，催化作用不能正常表达，但当温度上升时，恢复活性。然而在实验设计及操作过程中，发现了一些在实验产物鉴定上有创新性的想法，

3、以及对于实验过程中出现的实验结果与实验预期不符的现象，给予了一定的分析和解释。同时，对该实验进行了一些改进，使实验设计更具科学性，操作性和严谨性。1. 实验中影响碘液颜色反应的因素在操作中没有明确表述碘液颜色反应的温度条件，但从实验可以推知，此步骤应是在3种不同的温度条件下进行的。这样，影响碘液颜色反应的因素除了各试管内的物质成分之外，还有不同的温度条件。由于有两个因素的存在，故碘液的颜色反应不能很好地说明各试管内所剩物质的种类。此时存在两个变量，已不能构成对照实验，使得实验设计不够严谨，说服力降低。在完成实验步骤四（分别将-淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min

4、）后，将60和100中的试管取出（而不能将冰块中试管取出，否则，会由于温度上升，-淀粉酶恢复活性，从而影响对原来温度条件下淀粉酶活性的观察），一并放入冰块中，待充分冷却后（让3支试管反应体系温度相同，以排除温度对碘液颜色反应的干扰），再分别向3支试管内各滴入12滴碘液，摇匀后，观察记录3支试管内颜色的变化情况。2. 不同的温度条件是否会影响碘液与淀粉的颜色反应在进行多次试验操作之后，实验的结果与预期结果不符，即在60和100处理后的试管中不变蓝；0处理的试管中变蓝。这又是为什么呢？由于操作是在不同的温度条件下进行的，那么不同的温度是否会影响碘液与淀粉的颜色反应呢？那么就需要了解碘液与淀粉的反应

5、机理。可溶性淀粉的主要成分是直链淀粉。实际上，直链淀粉并不是弯曲伸直的，而是通常形成了卷曲螺旋状的空间结构。每一螺旋由6个葡萄糖残基组成。在与碘液反应时，碘分子进入螺旋的中心腔中，形成蓝色的配合物。该配合物是借助分子间的范德华引力结合起来的，作用力弱，当温度升高时会破坏范德华引力。因此，在温度不同时，碘液与淀粉的反应现象有一定的差异。实验证明，在050水浴中，碘遇淀粉变蓝，且长时间不褪色；在6070水浴中虽变蓝色，但会很快褪色，而在80100水浴中，并不变蓝色（原因是碘很易升华，在常压下当温度高于65时，碘即以气体的形式存在，因此在80100水浴中加碘液，碘与淀粉反应之前，就已经升华到空气中去

6、了）。由此可见，温度对实验结果的鉴定存在一定程度上的干扰。所以，在不同的温度条件下利用碘液的颜色反应就不能完全真实地反映各试管内所剩物质的种类，进而也就不能很好地说明在不同温度条件下，淀粉酶活性的大小。3. 不同的温度条件下是否对淀粉有影响在此试验中未能体现出变量温度是否会对底物淀粉溶液有影响，为了检验在60、100和0下淀粉未发生变化，因此需要增加空白对照组，即取三种温度下的淀粉溶液与碘液反应，若全为蓝色，则说明温度对淀粉未发生变化。通过对实验设计过程的改进，完善了实验设计中存在的不足，使实验更具科学性、严谨性和操作性。学生在实验操作进行中，能够更好的理解实验目的，最终得到理想的实验结果，从

7、而提高学生对实验设计的思考能力，增强学生对实验的兴趣。【附】实验设计：实验目的：1. 初步学会探索影响酶活性因素的方法；2. 探索-淀粉酶在不同温度下催化淀粉水解的情况，领会影响酶活性的主要因素。实验原理：淀粉遇碘后，形成蓝紫色复合物。-淀粉酶可以催化淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖。麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。方法与步骤： 试管编号反应性质处理处理处理1A1B1C1D2A2B2C2D3A3B3C3D酶促反应淀粉2ml+-+-+-淀粉酶1ml-+-+-+-蒸馏水1ml-+-+-+实验预处理0/5min60/5min100/5min酶-反应每组将预处理试管A中底物和试管C中酶混合；管B中底物和试管D

8、中蒸馏水混合，分别在各自温度下再保温5min鉴定反应将60和100中混合后的试管放入0水中处理5min鉴定实验1滴碘液1滴碘液1滴碘液1A+1C1B+1D2A+2C2B+2D3A+3C3B+3D溶液颜色实验结论【参考文献】1 黄广慧. 探究“影响酶活性的条件”的两个“意外”J. 生物学教学. 2006(01) 2 黄正新,王德双. 运用化学思想改进“温度对酶活性的影响”实验J. 实验教学与仪器. 2007(Z1) 3 王守民. 关于温度对酶活性影响的一点商榷J. 实验教学与仪器. 2005(03) 4 姜维,骆菊兰. 为什么实验失败听一节实验课的思考与启示J. 生物学通报. 2002(10) 5 高云,马香,刘蕴奡,唐亮,陈理,李耀军. “温度对淀粉酶活性的影响”实验的改进J. 生物学通报. 2003(08) 6 张卓鹏. 检验淀粉水解的试剂能否替换J. 实验教学与仪器.