中学生物教师实验教学培训（年浙师大实验培训）

酶（enzyme）是由活细胞产生的生物催化剂，这种催化剂具有极高的催化效率和高度的底物特异性，其化学本质绝大部分是蛋白质。

酶催化作用的特点

酶与一般催化剂的共同点：①能催化热力学上允许进行的化学反应，而不能实现那些热力学上不能进行的反应；②一般情况下，对可逆反应的正反两个方向的催化作用相同。能缩短反应达到平衡所需的时间，而不能改变平衡点.酶是生物催化剂酶作为生物催化剂的特点（一）高效性（具有极高的催化效率）：酶的催化效率可比一般催化剂高107～1013倍。如：H2O2→H2O+O2H2O2酶、Fe3+催化反应历程一般化学反应历程：

SP酶促反应历程：

S+EESE+P

反应速率理论与活化能碰撞理论：有效碰撞活化分子活化能把分子看成是刚性的，未考虑分子内部的结构过渡态理论：不仅要碰撞，而且须经过短暂的过渡态或活化复合体（二）专一性（具有高度的底物特异性）:

一种酶只作用于一种或一类化合物，以促进一定的化学变化，生成一定的产物，这种现象称为酶作用的特异性。诱导契合学说锁钥学说羧肽酶的诱导契合模式底物己糖激酶的诱导契合

（三）作用条件较温和一般来说，动物体内的酶最适温度在35~40℃，最适pH大多在6.5~8.0，但也有例外，如胃蛋白酶的最适pH为1.5；植物体内的酶最适温度在40~50℃之间，最适pH大多在4.5~6.5。

许多因素可以影响或调节酶的催化活性，如代谢物、对酶分子的共价修饰，酶蛋白的合成改变等。（四）酶的催化活性是可以调节的：（五）酶易失活：凡能使蛋白质变性的因素如强酸、强碱高温等条件都能使酶破坏而完全失去活性。（六）某些酶催化活力与辅酶、辅基有关。如维生素对生理的调节。酶的命名：一般采用底物加反应类型，如蛋白水解酶（蛋白酶）、乳酸脱氢酶、磷酸己糖异构酶等。酶的分类：根据酶蛋白分子的特点单体酶：一条多肽链组成的酶，如溶菌酶、胰蛋白酶；寡聚酶：由两个或两个以上的亚基组成的酶，如磷酸化酶a；

多酶复合体：是几种酶靠非共价键彼此嵌合而成，果胶酶。

探究pH对过氧化氢酶的影响

一、实验目的了解pH对过氧化氢酶的影响二、实验原理几乎所有的生物机体都存在过氧化氢酶，特别是植物细胞的叶绿体、线粒体、内质网、动物的肝和红细胞中，该酶的活性及其所进行的酶促反应为机体提供了抗氧化的防御机理。过氧化氢酶的最适pH为7.0～7.3。pH影响过氧化氢酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用生成气体量来测量。三、实验器材肝匀浆（小鼠颈椎脱臼，迅速取肝脏，吸去表面血渍，称重，按1:10的质量体积比加入0.5mol/LpH7.4的磷酸盐缓冲液于玻璃匀浆器研磨，然后4℃，12000rpm，离心20min，取上清即得肝匀浆），烧杯，针筒（10ml、1ml），乳胶管，计时器，3%过氧化氢，缓冲液（pH5.0、6.0、7.0、8.0）（0.5mol/LpH6.0的磷酸盐缓冲液：21.37gNaH2PO4.2H2O+8.81gNa2HPO4.12H2O溶解定容到2000ml。pH5.0的磷酸盐缓冲液，pH7.0的磷酸盐缓冲液，pH8.0的磷酸盐缓冲液：取0.5mol/LpH6.0的磷酸盐缓冲液，用NaH2PO4或Na2HPO4分别调pH值到5.0、7.0、8.0）。四、实验步骤原实验：改进后实验：

由2支注射器（a:10mL，b:1mL）和一段硅胶管构成，a注射器吸取3%H2O2溶液1mL、缓冲液1mL，b注射器吸取鲜肝匀浆0.2mL，用硅胶管连接2支注射器，将b注射器中的鲜肝匀浆推入a注射器，推住b注射器，记录a注射器内体积变化。五、实验结果酶的专一性一、实验目的比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用。二、实验原理

本实验以唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用为例，来说明酶的专一性。淀粉和蔗糖无还原性，唾液淀粉酶水解淀粉生成有还原性的麦芽糖，但不能催化蔗糖的水解。蔗糖酶能蔗糖水解产生还原性葡萄糖和果糖。但不能催化淀粉的水解。用Benedict试剂检查糖的还原性。三、实验器材

恒温水浴、沸水浴、试管及试管架；2%蔗糖溶液（2g蔗糖溶解至100mL蒸馏水中）、1%淀粉溶液（淀粉1.00g溶于100ml沸0.3%NaCl溶液）、稀释的新鲜唾液、蔗糖酶溶液（10g新鲜干酵母，放于研钵，加少量石英砂和水充分研磨，稀释至100ml，4℃静置1h，然后4℃，3000rpm，离心10min。取上清即可。）、Benedict试剂（（1）CuSO417.4g加100ml水溶解；（2）柠檬酸钠173g，无水碳酸钠100g，加600ml水溶解。（1）和（2）混合定容到1000ml。）

四、实验步骤酶的应用α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测果汁中的果胶和果胶酶α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测一、实验目的1．了解α-淀粉酶固定化的方法及意义。2．掌握淀粉水解作用的检测。

二、实验原理固定化酶又称固相酶、水不溶性酶，它是将水溶性的酶用物理或化学的方法固定在某种介质上，使之成为不溶于水而又有酶活性的制剂。

固定化酶与游离酶相比不但稳定性好，而且与底物和产物容易分离，且易于控制，能反复多次使用，便于运输和贮存，有利于自动化生产。因此，固定化酶在工业、医学和生化分析等方面的应用发展较快。直接使用酶和固定化酶催化的优缺点比较类型优点不足直接使用酶催化效率高，低耗能、低污染等。对环境条件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很难回收，不能被再次利用，提高了生产成本；反应后酶会混在产物中，可能影响产品质量。使用固定化酶酶既能与反应物接触，又能与产物分离，同时，固定在载体上的酶还可以被反复利用。一种酶只能催化一种化学反应，而在生产实践中，很多产物的形成都通过一系列的酶促反应才能得到的。α－淀粉酶是一种内切葡糖苷酶，随机作用于淀粉链内部的α-1,4糖苷键。降解直链淀粉产物是葡萄糖，麦芽糖，麦芽三糖。降解支链淀粉产物是葡萄糖，麦芽糖，麦芽三糖和α-极限糊精。β-淀粉酶是外切酶，从非还原性末端逐次以麦芽糖为单位切断α－1，4-葡聚糖链。直链淀粉底物能完全分解得到麦芽糖和少量的葡萄糖。作用于支链淀粉的时候，切断至α－1，6-键的前面反应就停止了，因此可以生成分子量比较大的β-极限糊精。淀粉溶液加入KI－I2指示剂溶液时显现蓝色，而转变成糊精后显现红色至不显色。淀粉糊精麦芽糖葡萄糖α－淀粉酶麦芽糖酶遇碘显蓝色

显蓝、红色、不显色不显色不显色麦芽糖是由两个葡萄糖分子缩合、失水形成的。其糖苷键型为α（1→4）。蔗糖由α-D-葡萄糖和β-D-果糖各一分子按α、β（1→2）键型缩合、失水形成的。如果将吸附α－淀粉酶的石英砂装柱，使淀粉溶液通过柱时，柱的流出液在加入KI－I2指示剂时可看到溶液呈现红色。

三、实验器材层析柱，烧杯，玻璃棒，铁架台，白瓷板，α-淀粉酶溶液（0.25g/100ml），石英砂，KI-I2溶液（KI22.00g，I21.00g溶于100ml水），0.1%淀粉溶液（淀粉1.00g溶于1000ml沸0.3%NaCl溶液）四.实验步骤1）用量筒量取10mlα-淀粉酶溶液（0.25g/100ml）、称取5g石英砂，倒入小烧杯中，缓慢搅拌10min，使α–淀粉酶充分固定到石英砂上；2）把固定有α–淀粉酶的石英砂装入层析柱中；往层析柱里加蒸馏水清洗石英砂，取流出液2滴加到白瓷板中，同时滴加1滴0.1%淀粉溶液充分混匀，再加入1滴KI-I2溶液，若溶液变为蓝色，说明层析柱中已无游离α–淀粉酶，如果溶液仍为棕红色，继续用蒸馏水清洗，直至淀粉溶液变为蓝色为止；3）确认层析柱中已无游离α–淀粉酶后，往层析柱里加0.1%淀粉溶液。4）在流出1～2mL反应液后，用试管接收约0.5mL流出液，加入2滴KI-I2溶液，观察颜色并记录实验结果。5）实验后，用10倍柱体积的蒸馏水洗涤固定化酶柱，然后放置在4℃冰箱中，几天后再重复上述实验，看是否有相同的结果。

五、实验结果样品水0.5ml0.1%淀粉溶液0.5ml滤液0.5ml2滴KI-I2参考结果对照+--+碘色对照-+-+蓝色样品1-+++蓝色样品2--++红色六.作业与思考1．如何证明洗涤固定化淀粉酶柱的流出液中没有淀粉酶?2．耐高温的淀粉酶有哪些可能的用途?3．如何测定木瓜蛋白酶亲和柱水解蛋白质?果汁中的果胶和果胶酶

一、实验目的1．了解制作果汁的较好条件。2．了解果胶酶活性的检测。二、实验原理果胶主要存在于所有的高等植物中，为内部细胞的支撑物质。果胶通常为白色至淡黄色粉末，稍带酸味，其分子量约5万一30万。果胶通常从柑橘的果皮萃取。果胶是一种天然高分子化合物，具有良好的凝化、增稠和乳化稳定等作用，已广泛用于食品、医药、日化行业。果胶是一种天然的食物添加剂，在食品制作上，经常用于果冻、酸奶及雪糕等，适量的果胶能使冰淇淋、果酱和果汁凝胶化。

果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯以1,4-糖苷键聚合而成的一种高分子化合物，即是部分甲酯化的聚半乳糖醛酸。果胶在20倍水中溶解成粘稠体，不溶于乙醇和其他有机溶剂。果胶影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。

果胶酶是分解果胶的一个多酶复合物，通常包括原果胶酶、果胶甲酯酶、果胶酸酶。通过它们的联合作用使果胶质得以完全分解。天然的果胶质在原果胶酶作用下，转化成水可溶性的果胶；果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团，生成果胶酸；果胶酸经果胶酸水解酶降解生成半乳糖醛酸。

果胶酶最适温度为45-50℃，最适pH3.0-6.0。果胶不溶于酒精，这是鉴别果胶的一种简易方法。果胶酶使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。三、实验器材高速组织捣碎机或榨汁机、电子天平、电热恒温热水浴锅、试管、移液器或吸管、烧杯、滤纸、苹果、2%果胶酶、95%乙醇四.实验步骤1)将苹果洗净切丁，放入高速组织捣碎机或榨汁机中榨汁，至苹果成匀浆状态;用纱布过滤苹果浆液，过滤后的果汁倒入烧杯中。2)取4支试管，编号为1-4，分别加入4mL苹果汁，将试管1和3放入40℃水浴锅中、试管2和4放入沸水浴中,向1、2号试管中加入1mL蒸馏水，向试管3、4中加入1mL2%果胶酶溶液,搅拌10min,观察实验现象;3)然后同时过滤到另外4支试管中，注意观察滤液体积的不同。4)另取2支试管A、B，加苹果汁4mL，放入40℃水浴锅中,分别加1mL果胶酶和水，搅拌10min后,各加入95%乙醇5mL，混匀，2min后观察有无絮状沉淀产生;5)观察实验现象并记录实验结果。五、实验结果试管1(4mL苹果汁+1mL水)40℃出汁率低，

试管2

(4mL苹果汁+1mL水)100℃出汁率低，

试管3(4mL苹果汁+1mL果胶酶)40℃出汁率高试管4(4mL苹果汁+1mL果胶酶)100℃出汁率低试管A:(4mL苹果汁+1mL水）40℃+5mL95%乙醇产生絮状沉淀试管B:(4mL苹果汁+1mL果胶酶）40℃+5mL95%乙醇原来实验A液:(5mL苹果汁+