對“探究影響酶活性因素”實驗的幾點探索

切實開展“探究影響酶活性因素”的實驗活動，有利于學生對“pH和溫度對酶活性影響”知識體系的建構，有利于學生的處理實驗材料、確認實驗變量、設計實驗方案、進行實驗操作等技能的培養，有利于合作學習、創新精神等情感的養成。為了有效達成活動目標，筆者對實驗中困擾學生的幾個問題，進行了探索。

H₂O₂與過氧化氫酶、淀粉與淀粉酶是這類實驗的常用材料。然而，在探究“pH影響酶活性”的實驗中，教師往往指導學生選用H₂O₂與過氧化氫酶，而不選用淀粉與淀粉酶。其主要原因是后者實驗結果的檢測存在難以克服的困難。淀粉在淀粉酶的催化下，可水解成還原糖。淀粉的存在與否，可用碘液檢測；還原糖的有無，可用斐林試劑檢測。從理論上分析，本實驗使用的N_aOH溶液，會影響碘液與淀粉變藍色的現象，而使用的HCl溶液，會影響斐林試劑對還原糖的檢測。事實果真如此嗎？筆者對此用演示實驗進行了探索。取3支試管編號1、2、3，先向3支試管分別加入1mL唾液，再依次向3支試管加入1mL5%的HEl、1mL蒸餾水、1mL5%的N₂OH，混勻后分別加入2mL3%的淀粉溶液，在37%下保溫5min，最后向3支試管各滴l滴碘液，結果依次為變藍色、不變藍、不變藍。重復前述實驗，只是在保溫后，向3支試管各加2mL現配的斐林試劑，混勻后進行100℃水浴，結果溶液顏色依次為棕色沉淀、磚紅色沉淀、仍為藍色。這兩個演示實驗加深了學生對該實驗選材的理解。

在探究“溫度影響酶活性”的實驗中，學生已有“溫度影響H₂O₂自身分解速率”的知識，對不選用H₂O₂與過氧化氫酶作材料無疑惑。然而，在用碘液對淀粉與淀粉酶作材料的實驗結果檢測時，卻會出現100℃試管中也不變藍色的現象。如何突破這個難關，便成了筆者課前預實驗探索的重點。取7支試管并編號1～7，各加入1mL唾液，分別在37℃、47%、57℃、67℃、77℃、87℃、97℃的溫度下保溫5min，再分別加入2mL3%的淀粉溶液，在各自原溫度下繼續保溫5min，最后向各試管滴加1滴碘液，實驗的結果依次是溶液顏色依次是不變藍、不變藍、稍變藍、變深藍、不變藍、不變藍、不變藍。由此可知，該實驗可選用唾液淀粉酶，且在學生實驗時，指導學生將最高溫度設為70℃，從而有效避免不利于學生知識建構的現象出現。 建構不同pH、溫度與酶活性關系的變化曲線，依賴于定量實驗。筆者長期探索發現，可以創設多種定量測定裝置。這里介紹一種簡易方法：取若干醫用50 mL輸液瓶（空而未啟封塞）、2mL注射器、輸液管，用注射器將輸液管注滿水后密封其導氣皮管，并將三者組裝成若干如圖1所示裝置。

活動時，采取兩學生一小組、j或四個小組為一大組、全班共有若干大組的組織形式，每大組的各小組都完成同—pH及溫度的實驗，實現平行重復及求平均值以減少誤差，各大組分別完成不同pH及溫度的實驗，用全班的數據繪制曲線圖。

探究不同pH對酶活性影響的方法步驟為：①用注射器分別吸2滴（0.1mL）鮮肝研磨液和2mL某pH溶液，分別注入輸液瓶。②將輸液皮條的另一端插入25mL量筒內。③用注射器吸2mLH₂O₂溶液并注入輸液瓶，結束時連同針頭一起拔出。④在H_aO₂溶液開始注入輸液瓶的同時，收集水并計時，在2min時讀取并記錄量筒中水平面刻度。⑤各大組計算出2min時量筒收集水的平均值。

不同溫度下酶促反應產氧量的差異，既有由酶活性不同造成的，又有由溫度不同造成的。為實施該定量實驗，筆者思考如何校正實驗：取與酶促反應相同的裝置，其他條件都不變，只將鮮肝研磨液換成煮熟過的肝研磨液，并在酶促反應實驗的同時，平行進行校正實驗，兩者產氧量的差值便是由酶催化的產氧量。兩平行實驗的方法步驟為：①用注射器吸2滴（0.1mL）肝研磨液注入輸液瓶。②將輸液瓶放入燒杯內，調節溫度至需要控制的溫度并保溫5min。③將輸液管的另一端插入25mL量筒內。④用注射器吸2mL H₂O₂溶液并注入輸液瓶，結束時連同針頭一起拔出。⑤在H₂O₂溶液開始注入輸液瓶的同時，收集水并計時，在2min時讀取并記錄量筒中水平面刻度。⑥各大組計算出2min時量筒收集水的平均值。 科學探索是無止境的，對本實驗的探索有待進一步進行。