用淀粉探究pH對酶活性的影響

王興泉

摘要：影響酶活性的實驗由于受到鑒定試劑、底物和生成物等因素的影響，常難以得出理想鑒定結果。在探究pH對酶活性影響的實驗中，一般不采用淀粉作為實驗材料。通過中和滴定對淀粉酶進行預處理，嘗試用淀粉作為實驗材料探究pH對酶活性影響。

關鍵詞：pH 酶活性 探究實驗

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

新課標高中生物必修1《分子與細胞》（人教版）的第五章第一節中，安排了“影響酶活性的條件”實驗——探究pH對酶活性影響實驗。本實驗建議使用過氧化氫酶催化過氧化氫分解。實驗一般不選用淀粉酶催化淀粉的水解來進行，因為在檢測淀粉的水解程度時，如果使用碘液來檢測未水解的淀粉，堿性條件下的碘單質會與氫氧化鈉反應生成碘酸鈉和碘化鈉，而不能與淀粉結合形成藍色的絡合物。如果用斐林試劑來檢測淀粉的水解產物，一方面因斐林試劑為堿性的。加入斐林試劑會對原實驗設定控制的pH產生明顯的干擾；另一方面，可能因調節pH所加入的鹽酸與斐林試劑中的堿反應而影響磚紅色沉淀的生成，從而造成實驗結果產生嚴重的誤差。同時，淀粉在酸性條件下加熱水解可生成還原性糖，無法確定還原性糖的存在是否為“酶的作用”。因此，本實驗一般不選用淀粉為實驗材料來探究pH對酶活性的影響。

筆者通過中和滴定對淀粉酶進行預處理，嘗試用淀粉作為實驗材料探究pH對酶活性影響。

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，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，質量分數為1.0%的淀粉溶液，質量分數為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A、B、C、D，按照表1添加試劑。（2）預處理：用氫氧化鈉溶液和鹽酸分別與α-淀粉酶液混合，并進行中和滴定調節pH至中性；分別用蒸餾水和NaCl溶液作對照實驗。（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。實驗設計見表1。

2.結果

在滴加碘液振蕩后，可觀察到：編號為A和B的試管中溶液均呈現深藍色，而C、D號試管呈現淺黃色。結果說明，編號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生還原性的糖類，但本實驗無法證明編號C和D的2只試管中有無還原性糖的生成。

淀粉溶液屬膠體溶液，常有乳樣光澤，在正常情況下，遇到單質碘呈藍色反應。據此，可以對上述實驗中pH對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。但是，因受到多種因素的影響（如試劑保存狀態、底物的量、溫度以及操作時間等），編號C和D的試管也可能出現藍色。因此，本實驗控制無關變量是關鍵，底物濃度要小些、量不超過2mL，實驗預期效果可能比較理想。

同時，本實驗還可適當拓展和延伸。比如，使用斐林試劑對實驗水解產物進行鑒定，設計在不同酸或堿性條件下pH對酶活性的影響等。