为什么不推荐使用淀粉酶探究pH对酶活性影响
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1、为什么不推荐使用淀粉酶探究pH对酶活性影响必修一第5章中“影响酶活性的条件”探究实验,相信不论是老师还是学生都烂熟于心,值得注意的地方是设计指导处有以下一句话:建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响。一开始我对这句话没有太在意,没有深究其原因,但结合2012广州地区的高考备考指南中的一道纠错题,才慢慢探讨起原因来。 这是一道更正实验步骤的题目:为研究pH对酶活性的影响,某同学设计了如下表所示的方法步骤。 标准答案为:错误1:实验操作步骤安排不合理,应将步骤1放到步骤5后面。理由是加入新配置的淀粉酶溶液后立即加入可溶性淀粉溶液,酶会立即与淀粉反应,从而影响实验结果
2、。错误2:用于检验结果的试剂选择不恰当,将碘液改为斐林试剂,并通过水浴加热观察现象。错误3:缺少pH近中性的对照组,应领取一试管,用蒸馏水代替NaOH溶液(或盐酸溶液),其他不变。 给出的正确方法步骤是: 我开始纳闷儿,疑惑有二:为什么要将酶反应温度从37改为60?为什么不能用碘液来作为检测试剂? 经过搜集资料,现总结原因如下: (1)不同的淀粉酶反应的最适温度不同。唾液淀粉酶、胰淀粉酶为37,但工业用细菌-淀粉酶最适温度为60。 (2)淀粉与碘的蓝色反应在pH=35的弱酸性环境下进行最灵敏,5pH9时不显色(或一开始显蓝色,后不显色)。这是由于碘会与调节pH所用的NaOH反应,产生次碘化钠(
3、NaIO)和碘化钠(NaI),使之丧失作为检测试剂的功用。 (3)网上有老师记录了自己利用碘液来检测pH对淀粉酶活性的影响实验的实验现象:淀粉加入5% HCl后加入淀粉酶,经60保温反应,加入碘液后,呈现棕红色。在重复实验后发现甚至会呈现出红色、褐色,且与滴加淀粉酶的时间有关(即淀粉于HCl中存留时间有关)。这是由于淀粉及其水解产物都能与碘液发生反应,原理是碘分子嵌入淀粉螺旋体中,形成络合物。淀粉与碘生成的络合物的颜色与淀粉的聚合度或分子质量有关:一般来说 60个葡萄糖单位时,显蓝色; 20个葡萄糖单位时,显红色; 6个葡萄糖单位时,不能形成螺旋体,不显色。且淀粉在酸性条件下加热,也会发生自然
4、水解,因此,上述实验中淀粉在HCl中存留的时间不同,显色也不一样。即使在强酸环境下,淀粉酶失活,淀粉也可能不与碘产生蓝色反应,而呈现出红色、褐色等,不能准确检测淀粉酶于该pH值下是否失活。 (4)那么我们是否就能用斐林试剂作为检测试剂呢?答案也是否定的。斐林试剂的Cu(OH)2可与HCl产生中和作用,使斐林试剂失去鉴定作用。即使在酸性条件下淀粉酶具活性,使淀粉水解成还原糖,也检测不出来。若利用磷酸盐-柠檬酸盐缓冲液调节pH值,以唾液淀粉酶作实验材料,实验误差可能会减少。 (5)综上所述,用淀粉酶来做pH对酶活性影响的检测实验需要考虑的因素太多,最好的方法还是改变反应底物与酶,用过氧化氢酶催化过氧化氢的分解来完成此实验,这样就能回避选择试剂中需要考虑的种种复杂问题。 以上资料都是来自于理论,而实际操作是否会产生这些问题还有待于验证。恰巧这个学期要开一门中学实验课程,我们可以选择自己想要做的实验自行操作,接下来便想设计实验解决以下问题: (1)淀粉在酸性加热条件下不同时间内会发生什么程度的水解?与碘液会产生怎样的显色反应? (2)淀粉与碘的显色反应在不同pH下有何变化?分别用HCl-NaOH、磷酸盐-柠檬酸盐调节pH对显色反应有无影响。 (3)用斐林试剂检测pH对淀粉酶的影响是否可行?
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