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PH对酶活性的影响实验的讨论

江苏省沭阳高级中学南校区(223600)  陈卫东

     在高中生物教学中我们发现,不少资料在介绍PH对酶活性的影响时,往往通过设计以下实验来加以说明的:

在上述实验过程中一般使用斐林试剂来检测实验结果,以是否有砖红色沉淀产生,作为酶活性对反应结果影响的依据,就实验现象而言应该没有问题。

    但是,关于这个实验的过程及现象有两个问题值得讨论:

    讨论问题1:根据化学原理我们知道,试管3中,加入的是一定量的盐酸,而淀粉在酸性条件下也可以发生水解,只是与在淀粉酶作用条件下不同,其水解的产物是葡萄糖。但是3号试管中为什么不能出现砖红色沉淀呢?

我们就这个问题做了相应的实验,在按照试管3步骤进行试验时,试管中确实不会出现沉淀,甚至连Cu(OH)2应该体现出的蓝色絮状沉淀都没有,这是为什么呢?

    原来,在试管中加入的HCl比较多,当斐林试剂加入后,其中的Cu(OH)2就会与HCl发生反应,Cu(OH)2不再存在,由于没有了Cu(OH)2,所以即使溶液中有葡萄糖,但是在水浴条件下也不可能有砖红色沉淀产生。

如果我们试管3第6步与第7步之间加入一个步骤,加入1mL与HCl等浓度的NaOH溶液,摇匀。这样,再加入斐林试剂水浴加热,我们就可以在3号试管观察到砖红色沉淀。究其原因应该是:NaOH中和了3号试管中第2步加入的HCl,从而使得后加入的斐林试剂得以保留,而由于HCl的作用,淀粉被水解成葡萄糖,葡萄糖为还原糖,Cu(OH)2被还原成CuO2,因此出现了砖红色沉淀。

    讨论问题2:我们能否使用碘液作为检验试剂,以排除酸带来的影响(酸能水解淀粉是常见的化学知识)?

由于淀粉在酸的条件下能够水解,只是其水解的速率没有酶催化效率高,因此,在适宜的时间范围内,由酶催化的淀粉已经水解完毕,而酸水解的淀粉没有水解完毕(其中酶由于酸性环境失去活性),这个阶段使用碘液来检测反应结果是可行的,其中只有1号试管不能变蓝,2、3号试管均变蓝。如果反应时间比较长,就不再适合使用碘液检验了,因为3号试管中的淀粉也可能被xx水解掉,这个时候就不适合再使用碘液了。

    对于碘液的使用还可以用另外一种方式,就是在水浴保温之前就各加入两滴碘液,3支试管均变蓝,然后我们观察3支试管中蓝色退去消耗的时间,这样或许也能很好的说明问题。

    因此我认为,如果控制好或合理使用,碘液作为试剂来检测PH对酶活性的影响应该比斐林试剂更好,有助于避免学生知识上的误解。

       本文发表于《生物学教学》2010年5期

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