“探究酶的专一性”实验改进及反思

赵广英

摘要：在“探究酶的专一性”实验中，教材通过比较唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖的作用来探究酶的专一性。但教材未注明蔗糖酶的浓度，实验设计也不够严谨，故对原实验进行改进：以市售α-淀粉酶替代新鲜唾液;淀粉酶和蔗糖酶的浓度都为1%;增加两个对照组，用以排除淀粉酶和蔗糖酶中混有还原性糖的可能。按照新的实验设计进行实验具有以下优点：耗时短、效果明显，更加严谨。

关键词：酶的专一性;实验改进;科学反思

中图分类号：Q-331 文献标志码：B

1原实验设计的不足之处

（1）实验设计不严谨：淀粉酶和蔗糖酶都有可能不纯，教材上没有设计排除混有还原性糖的可能，设计不够严谨。

（2）教材未注明蔗糖酶的浓度。

（3）教材中蔗糖酶的酶促反应温度设置为37℃，该温度不是蔗糖酶的最适温度，延长了酶促反应时间。

2新的实验方案

2.1材料与仪器

质量分数为1%的淀粉酶溶液，质量分数为1%的蔗糖酶溶液，质量分数1%的淀粉溶液，质量分数为1%的蔗糖溶液，斐林試剂，试管，试管架，恒温水浴锅

2.2方法步骤

①取4个试管，分别编为1、2、3、4号。

②向1号试管中加入质量分数为1%的淀粉溶液3mL，2号试管中加入质量分数为1%的蔗糖溶液3mL，3号试管中加入1%的淀粉酶溶液3mL，4号试管中加入1%的蔗糖酶溶液3mL。然后向这四只试管中各加入斐林试剂3mL。

③将4个试管内的溶液充分混匀后，放在沸水浴中煮2～3min。观察并记录实验结果。

④再取4个试管，分别编为5、6、7、8号。

⑤5号、6号试管中各加入1%的淀粉酶溶液1mL，然后向5号试管中加入1%的淀粉溶液3mL，向6号试管中加入1%的蔗糖溶液3mL。充分混匀后，放在50℃恒温水浴锅中保温，5min后取出。两管各加入斐林试剂2mL，摇匀，放在沸水浴中煮2～3min。观察并记录实验结果。

⑥7号、8号试管各加入1%的蔗糖酶溶液1mL，然后向7号试管中加入1%的淀粉溶液3mL，向8号试管中加入1%蔗糖溶液3mL。充分混匀后，放在50℃恒温水浴锅中保温，5min后取出。两管各加入斐林试剂2mL，摇匀，放在沸水浴中煮2～3min。观察并记录实验结果（表1）。

3实验注意事项

（1）要保证淀粉酶和蔗糖酶有活性，实验前需检验这两种酶是否有活性。经反复试验，蔗糖酶和淀粉酶的质量分数为1%较合适。

（2）淀粉溶液和蔗糖溶液要新鲜，现配现用，否则被微生物分解产生还原性糖，会对实验结果产生干扰。

（3）实验完毕，试管要清洗干净，不要有残留物，防止对下组实验结果产生干扰。

（4）滴加淀粉溶液和蔗糖溶液时不能共用一支滴管，滴加淀粉酶和蔗糖酶溶液时也不能共用一支滴管，要有专用的滴管，否则会影响实验结果的准确性。

（5）市售的OL--淀粉酶的最适温度为50～60℃之间，蔗糖酶最适温度为45～50℃，故本实验酶促反应温度设置在50%。

（6）该实验是学生分组实验，在上实验课时，小组合作较好，4个学生1个小组，每个学生操作2个试管，可以保证实验有条不紊的进行。

4实验改进的优点

（1）以市售α-淀粉酶替代新鲜唾液，酶促反应时间缩短为5min，节省了时间。

（2）增加两组对照组（3号和4号试管），排除了两种酶中混有还原性物质的可能，实验过程更加严谨。

（3）市售α-淀粉酶酶促反应速度快，效果明显。

5实验结果及分析

实验结束后，发现只有5号和8号试管出现砖红色沉淀。由此，可知：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解;蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化淀粉水解。最后，学生得出“酶的催化作用具有专一性”的实验结论。

6反思

（1）纯净的淀粉和蔗糖是不呈阳性反应的，如果出现轻度阳性反应，教师应该引导学生开展实验探究来解释这种现象。

（2）如果是学生课后探究实验，教师可以采用唾液淀粉酶作为实验材料。教科书上的设计为唾液稀释200倍，为使实验现象更明显，稀释倍数可减少为50倍甚至更少。探究实验可以培养学生的科学思维和探究能力。当学生有疑问时，教师先不要直接告诉学生结论，应引导学生进行实验探究，观察思考，最后通过引导学生分析实验结果，由学生自己总结出实验结论。例如，教师提出问题：为什么淀粉要溶解在氯化钠溶液中呢？这时，要鼓励学生将问题转化为一个小课题去研究，制定实验方案，实施实验，观察实验现象并得出结论。探究实验不仅能让学生学会设置对照组，学会控制变量的科学方法，学会使用对比分析的方法，还能培养学生科学研究的能力及应用生物学科知识解决生物学科问题的能力。

（3）在实验课中，教师要引导学生发现问题，培养学生批判质疑的精神;针对实验设计不完美的地方，鼓励学生尝试改进实验，培养学生的科学思维和科学探究等核心素养。