1、探索影响二溴化氢酶活性条件的实验设计四川省渠县学校初三年级罗琼李岚方声阳徐冉指导班主任吴宏昌吴美琴问题来历：2002年10月下旬，在做中学生物（选修）第一册实验六探求淀粉酶对淀粉和蔗糖酯化作用实验时，因没有淀粉酶，改用唾液淀粉酶，但取唾液极为繁杂。实验七探求影响淀粉酶活性的条件实验，如仍用唾液，唾液量比实验六多1倍，即便行不通，于是老师用新鲜猪肉中的巯基化氢酶取代，结果发觉实验中存在着不足，还有许多亟需改正之处。于是萌发了用新鲜猪肉中的巯基化氢酶重新设计实验七的看法。1用新鲜猪肉中的巯基化氢酶取代淀粉酶实验设计优点1）材料简单易推广据了解，淀粉酶无法订购（宣城市没有），价
2、格较贵，且要新鲜。而大量的唾液淀粉酶也难取，故近三年新教材中的实验七几乎未做（宣城市内）。而牛肉订购和使用便捷，价钱实惠。2）实验的时间短整个实验约15分钟，比用淀粉酶实验少5分钟。3）现象显著易操作二溴化氢在二溴化氢酶的作用下生成水和二氧化碳，二氧化碳易检验和观察。2实验计划2002年10月下旬，做了中学生物第一册实验六和实验七以后，萌发重新设计实验的看法。自学一些酶和实验设计的有关知识。2003年春节休假时，组成实验小组，共同研究，初步确定实验方案。假期开始，实验小组剖析实验方案，拟定实验施行条例，分步施行。2003年元旦前，撰写小论文。对论文中的不足之处，在开学前继续实验阐述。3实验
3、原理借助酶专情性：新鲜的猪肉中富含二溴化氢酶能使二溴化氢分解形成水和二氧化碳。4实验材料用品100ml烧瓶、天平、研钵、20ml量筒、胶头滴管、纱布、15×150mm试第1页管、温度计、水槽、酒精灯、三角架、石棉网、直尺、火柴、卫生香、玻璃棒、试管夹、恒温箱、电热水壶、电冰柜容积分数为30的二溴化氢氨水、质量分数为5的硫酸氨水、质量分数为0.1的氢氧化钠氨水、水、热水、蒸馏水、冰块、新鲜的猪肉5实验探究过程用新鲜莴笋中的巯基化氢酶取代淀粉酶进行实验设计，必须解决的问题：牛肉碾磨液适合的含量。二溴化氢适合的容积分数。二溴化氢酶活性最强时的适合水温和变性失活的最低气温。
4、过氧化氢酶适合保温时间。硫酸和氢氧化钠使二溴化氢酶失活适合时间。只有把上述问题一一用实验确定,能够对中学生物（选修）第一册实验七进行更改（主要考虑湿度的影响）。实验数据的处理：实验数据的处理主要是H2O2在二溴化氢酶的作用下形成二氧化碳量的确定问题，在实验过程中，用尺子检测二氧化碳气泡在试管中的液面上上升的高度，二氧化碳气泡上升高度与反应硬度呈正相关（说明：在做本实验时H2O2和二溴化氢酶反应时试管应轻轻震动拌匀，如震动过大，过快的反应使形成的二氧化碳产生的气泡有大有小难以判定；同时借助了酶的高效性，在极短的时间内反应就完成了）。5.1探求牛肉碾磨液适合含量的实验1)分别配制质量分数为5%、10%、15
5、%、20%、25%、30%的新鲜猪肉碾磨液。2)取3支洁净的试管，分别滴入3滴质量分数5%的新鲜猪肉碾磨液。3)用同样的方式，分别取3支洁净的试管，分别滴入3滴质量分数10%、15%、20%、25%、30%的新鲜猪肉碾磨液。将上述试管置于0冷水中保温5min，之后取出试管，再加入容积分数为3的H2O2碱液1mL，轻轻震动后观察现象。现象如表1。第2页表1将上述试管置于30水浴中保温5min，之后取出试管，再加入容积分数为3的H2O2碱液1mL，轻轻震动后观察现象。现象如表2。表2将上述试管置于36.5水浴中保温5min，之后取出试管，再加入容积分数为3的H2O2碱液1mL过氧化氢酶实验高中生物视频，轻轻振
6、动后观察现象。现象如表3。表3将上述试管置于67水浴中保温5min，之后取出试管，再加入容积分数为3的H2O2碱液1mL，轻轻震动后观察现象。现象如表4。表4第3页由以上四个实验比较可知，质量分数为15%的牛肉碾磨液现象已较显著。故选择质量分数15%的牛肉碾磨液进行实验。5.2探求胺基化氢最合适的容积分数1）用容积分数为30%的H2O2分别配制容积分数为0.3%、1%、2%、3%的H2O2碱液。取3支试管，分别滴入3滴15%的新鲜猪肉碾磨液倒入35冷水中保温5min后，分别加入容积分数为0.3%胺基化氢碱液轻轻震动后观察现象。用同样的方式，取3只试管，分别滴入3滴15%的新鲜猪肉碾磨
7、液倒入35冷水中保温5min后，分别加入容积分数为1%、2%、3%的，轻轻震动后观察现象（结果见表5）。表5用上述同样方式，倒入0冷水混和物中保温5min后分别加入0.3%、1%、2%、3%的，轻轻震动后观察现象（结果见表6）。表6由以上实验数据可得，1%的巯基化氢实验现象已较显著，所以选择容积分数为1%的巯基化氢。5.3探求胺基化氢酶适合的保温时间的实验取3支试管，分别滴入3滴15%的牛肉碾磨液，倒入35冷水中分别恒温4min。用同样方式各取3只试管，分别滴入3滴15%的牛肉碾磨液，倒入35冷水中分别恒温5min、6min、7min、8min，之后加入1%H2O
8、22mL，轻轻震动后观察现象（结果见表7）。表7第4页由以上实验数据可知，6min为适合保温时间。5.4探求胺基化氢酶活性最强时的适合水温的实验1）分别取5支试管，分别滴入3滴质量分数为15%的新鲜的猪肉碾磨液。将5支试管装入0水浴中保温6min，置于水浴中加入容积分数为1的H2O2碱液，观察现象。用同样的方式分别在5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55水浴中保温6min，再加入容积分数为1的H2O2碱液，轻轻震动后观察现象（结果见表8）。表82）由以上数据作图：第5页图一由图一可知，35为巯基化氢酶活性最强时
9、的体温，而适合水温为3035。5.5探求胺基化氢酶失活变性的最低气温1）取3支试管并滴入3滴质量分数为15%的牛肉碾磨液，之后置于50水底保温6min。用同样方式，各取3只试管并滴入3滴质量分数为15%的牛肉碾磨液在53、56、59、62、65水底保温6min。2）再向试管中加入容积分数为1%的，轻轻震动后观察现象（结果见表9）。表9由上述数据可知，62时胺基化氢酶早已失活，故降低实验（结果见表10）。表10第6页3）降低对比实验：各取2支试管，分别加入3滴质量分数为15%的新鲜猪肉碾磨液和3滴分馏水。装入61水浴中保温6min。分别加入2mL容积分数为1%的巯基化氢碱液，
10、轻轻震动后观察现象（结果见表11）。表11由此可知，有少量气泡是H2O2在61时自身分解形成的。胺基化氢酶失活变性的最低气温为61。5.6探求质量分数5%的硫酸使胺基化氢酶失活的最适时间1）取5支试管，分别滴入3滴质量分数为15%的牛肉碾磨液，在35水底保温6min；2）往5支试管中分别加入质量分数5%的硫酸1mL，之后分别维持0s、30s、60s、90s、120s、150s，再加入1%的，轻轻震动后观察现象（结果见表12）。表12推论：加入硫酸后立刻失活。5.7探求0.1g/mL的氢氧化钠碱液使胺基化氢酶失活的最适时间1）取5支试管，分别滴入3滴质量分数为15%的牛肉碾磨液
11、，在35水底保温6min；2）往5支试管中分别加入0.1g/mL的NaOH碱液1mL，之后分别维持0s、30s、60s、90s、120s、150s，再加入1%的，轻轻震动后观察现第7页象（结果见表13）。表13推论：加入氢氧化钠后立刻失活。6剖析与讨论6.1用胺基化氢酶替代淀粉酶实验，牛肉碾磨液质量分数为15%；胺基化氢酶活性最强的体温为35，适合水温为30-35；变性失活的最低气温为61；胺基化氢的质量分数为1%；高含量的硫酸和氢氧化钠使胺基化氢酶在极短的时间内变性失活。因而中学生物第一册实验七设计如下:实验题目：探求影响胺基化氢酶活性的条件目的要求：（1）初步学会探
12、索影响酶活性条件的方式。（2）探求胺基化氢酶在不同水温和PH下催化胺基化氢酯化的情况。实验原理：新鲜的胰脏中富含胺基化氢酶，按照酶的专情性，可知其可以催化胺基化氢分解成水和氧。材料用品：质量分数为15%的牛肉碾磨液，新配制的容积分数为1%的巯基化氢碱液，质量分数为5%的硫酸，0.1g/mL的氢氧化钠碱液，分馏水，冷水，冷水；100mL烧瓶，15×150mm试管，滴定管，滴管，酒精灯，石棉网，火柴，三脚架，体温计，卫生香。方式步骤：一、温度对酶活性的影响（1）取三支洁净的试管，编上号，但是分别滴入3滴新鲜的质量分数为15的猪肉碾磨液。（2）将三支试管分别装入35的冷水（50mL）、70的
13、热水（50mL）、0的冷水（50mL）中，维持各自的气温6min（3）在各自的条件下，分别注入2mL容积分数为1%的二溴化氢碱液，轻轻震动。第8页（4）取出试管，观察并记录哪支试管形成的气泡多过氧化氢酶实验高中生物视频，将燃起但无火焰的卫生香分别装入三支试管内液面的上方，观察并记录卫生香是否燃烧及燃烧猛烈情况。将结果填入下表：二、PH对酶活性的影响（1）取三支洁净的试管编上号，但是分别滴入3滴新鲜的质量分数为15的猪肉碾磨液，之后将三支试管放在35的冷水中保温6min。（2）在1号试管内注入2mL分馏水，在2号试管内注入2mL氢氧化钠碱液，在3号试管内注入2mL硫酸。（3）分别向三支试管中加入2mL二溴化氢碱液磨碎
14、，观察并记录哪支试管形成的气泡多。（4）将燃起但无火焰的卫生香分别装入三支试管内液面的上方，观察并记录卫生香是否燃烧及燃烧猛烈情况。将结果填入下表：推论讨论：1）在室温对酶活性影响的实验中,为何要在加入胺基化氢碱液之前控制好各自的气温?2）在PH值对酶活性影响的实验中，能不能按步骤(1)、（3）、（2）、（4）操作？为何？3）在上述实验中，为何二溴化氢酶失活了，还有少量的气泡形成？怎第9页样用实验解决？6.2几点阐述一、过氧化氢酶存在于羊肉中，物质不纯，在牛肉中也存在着使二溴化氢分解的其他物质，如Fe3+等，但对本实验设计无实质的影响。牛肉采样不同，对实验有点影响，对本实验无实质性的影响。二、氧气的气泡在试管的液面上的高度反映了反应的强弱，如试管磨碎不当，则可能影响实验结果，应轻轻震动。三、PH值对二溴化氢酶的影响，还可以进一步的实验，象气温的影响一样画出曲线图，质量分数为5%的硫酸，0.1g/mL的氢氧化钠碱液含量高了。6.3收获通过实验，使科学精神、创新意识得到发展，并逐渐产生科学的世界观。初步学会生物科学探究的通常技巧，养成发觉问题、分析和解决问题的思路及能力，而且意识到学习过程中不应当仅仅满足于接受现成的推论，而应当在前人研究的基础上，擅于发觉问题、研究问题、解决问题。第10页