“α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”实验优化

张伟健（温州市第八高级中学 浙江温州 325000）

“α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测”是浙科版高中生物学选修1 模块第2 部分“酶的应用”实验6。本实验为高中阶段学生了解固定化酶技术的重要实验，生物学核心素养强调应发展学生科学探究和科学思维能力，故应在教学中尽量开展本实验。但按照浙科版教材进行实验操作，总计耗时约128 min，教师很难让学生完全操作固定化及淀粉水解作用检测。为此，笔者对实验方案和装置进行优化，采用包埋法对α－淀粉酶进行固定化，可使实验总时长控制在40 min 左右，让学生在一节课内体验固定化操作及淀粉水解作用的检测。

1 实验材料

1.1 实验器具 5 mL 注射器、试管、试管架、100 mL 烧杯、50 mL 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、恒温水浴锅、培养皿、药匙。

1.2 实验试剂

1）1% α－淀粉酶溶液：称取1 g α－淀粉酶溶液于小烧杯内，用少量蒸馏水溶解后倒入容量瓶，用蒸馏水润洗小烧杯2～3 次，将洗液一并加入容量瓶内并定容至100 mL，混合均匀后静置，取上清液置于4℃冰箱中保存备用。

2）2 %海藻酸钠溶液：称取2 g 海藻酸钠，用蒸馏水定容至100 mL。

3）0.2 %羧甲基纤维素钠溶液：称取0.2 g 羧甲基纤维素钠，用蒸馏水定容至100 mL。

4）2 %氯化钙溶液：称取2 g 无水氯化钙于烧杯中，用蒸馏水溶解后加入容量瓶，定容至100 mL。

5）0.6 %淀粉溶液：称取0.6 g 可溶性淀粉于烧杯中，加入少量蒸馏水调成糊状，边搅拌边缓慢加入至60 mL 沸水中，用蒸馏水润洗小烧杯2～3次，将洗液一并加入到沸水中搅拌至完全透明，冷却后加入容量瓶中并定容至100 mL。

6）KI－I2溶液：称取碘化钾8 g，溶于80 mL 蒸馏水，再加入碘1 g 溶解后定容至100 mL，装于棕色瓶中备用。

2 实验方法

2.1 α－淀粉酶的固定化 取2 mL 1%α－淀粉酶溶液、5 mL 2%海藻酸钠溶液、1 mL 0.2%羧甲基纤维素钠溶液，混合加水至10 mL 后用玻璃棒搅拌混合均匀。用5 mL 注射器吸取混合溶液，用注射器以10 cm左右高度逐滴将混合溶液滴入2%氯化钙溶液中固定20 min。20 min 后取出凝胶小球，用蒸馏水洗涤2～3 次。将洗涤后的凝胶小球装至2 支5 mL 注射器中，每支注射器装入40 个（图1）。

图1 实验装置

2.2 淀粉水解作用的检测 用装有固定化酶的注射器吸取3 mL 置于60℃保温的淀粉溶液。将2 支注射器分别置于60℃恒温水浴锅中保温5 min 和10 min。充分反应后分别将注射器内溶液注射入试管中，滴加5 滴左右的KI－I2溶液，观察颜色。

2.3 固定化酶的保存 用装有凝胶小球的注射器吸取蒸馏水，对其中的凝胶小球进行冲洗2～3次后置于4℃冰箱中保存，待3 d 后可重复实验。

3 实验结果

从左至右分别为淀粉溶液、水浴水解5 min、水浴水解10 min、蒸馏水。颜色从左至右分别为蓝色、紫色、橙红色、黄色（图2，见封四）。

4 总结及展望

利用包埋法进行酶的固定化操作较为简单，较教材上原实验耗时短、成功率高、实验现象明显，可给学生直观的体验，充分发挥学生的能动性（表1）。在本实验的操作基础上，也可让学生进一步设计实验探究例如酶的专一性、影响酶活性因素等实验内容。

表1 教材实验与改进后实验对比