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摘 要在新课程改革不断深化下,对于中学生物教学提出了新的要求。中学生物作为一门实践性较强的学科,学科知识较为复杂、抽象,在学习生物知识时需要具备较高的逻辑思维能力和想象能力。在中学生物教学中,温度对酶活性影响实验是一项重要教学内容,传统实验方法较为陈旧、单一,实验教学成效偏低,需要进一步创新和完善,进而更为深刻理解和记忆知识。作为一名高中生,本文就温度对酶活性影响实验进行分析,从多种角度来剖析实验要点,寻求合理的实验方法。
【关键词】温度;酶;活性;生物实验
温度对酶活性影响是中学生物实验教学中重要组成部分,主要是探究淀粉遇碘转变为蓝色的实验,有助于学生深层次理解和记忆学科知识。在特定条件下,逐渐将淀粉分解成葡萄糖和麦芽糖,在与碘溶液混合后不会产生明显的颜色。此种实验主要是为了帮助学生了解温度对酶活性影响,通过设置梯度温度值,探究不同温度条件下淀粉水解情况,提升实验结果精准度和有效性。一般情况下,低温可能导致酶的活性降低,而高温将导致酶活性失活,无法正确的表现出具体催化作用情况。由此看来,加强对其研究,可以进一步了解温度对酶活性影响,提升学习成效。
1 实验准备
在温度对酶活性影响实验之前,应该做好前期的准备工作。准备相应的实验工具和设备,结合教学内容配置实验溶液和试剂,组织实验。
除了准备实验工具和试剂以外,还要对淀粉溶液纯度进行鉴定,尽可能避免对实验结果精准度产生影响。取出两只试管,分别加入2毫升的3%淀粉溶液;A号试管中加入1滴碘溶液,溶液颜色转变为蓝色;B号试管中加入2毫升的斐林试剂,均匀摇晃后溶液颜色变为浅蓝色,通过沸水处理后,并无砖红色沉淀物出现。通过实验可以了解到,3%淀粉溶液中包含淀粉,但是并不含有还原性糖,可以用作后续的温度对酶活性影响实验,保证实验结果的有效性。
2 温度对酶活性影响的实验
2.1 温度变化下淀粉酶的处理
取出6支试管,保证试管洁净,将其编号为1、2、3、(1)、(2)、(3),在1号、2号和3号试管中加入10毫升的3%淀粉溶液,而在(1)号、(2)号和(3)号试管中则加入3毫升的2%淀粉酶溶液;1号、(1)号试管中加入冰块,2号和(2)号试管置于温水中,温度在60℃左右,3号和(3)试管置于沸水中5分钟。取出另外未编号的3支洁净试管,将其编号为①、②、③,加入2毫升对一个1、2、3试管中取出的淀粉溶液,加入一滴碘液后观察试管中溶液颜色变化情况。
通过观察可以了解到,①、②和③试管中加入一滴碘液后溶液颜色均立刻转变为蓝色,从中可以得出在0℃~100℃温度范围内,淀粉和碘发生反应,溶液转变为蓝色。
2.2 温度一致下淀粉酶的处理实验
通过上述分析可以了解到,不同温度下的淀粉溶液遇碘后变为蓝色,而温度一致情况下颜色会出现什么样的变化却不得而知。故此,重复上述步骤,将淀粉溶液导入相同温度处理后的3%淀粉溶液,均匀摇晃,在温度一致情况下混合5分钟。在0℃条件下,3%淀粉溶液中加入碘液,淀粉溶液不会变成蓝色,溶液中并不含有淀粉成分,加碘液不变色说明在0℃冰块下,温度酶具有一定催化活性;3%淀粉溶液中加入2毫升的斐林试剂,经过废水处理发现试管中溶液转变为浅蓝色,产生一定的砖红色沉淀物质,说明受到淀粉酶催化影响,淀粉水解成还原性糖,通过斐林试剂可以检测到砖红色沉淀物质。
如果是在60℃条件下,3%淀粉溶液中加入碘液,试管溶液不会变为蓝色,说明试管溶液中不含有淀粉成分,加入碘液并不会变色,在60℃条件下,淀粉受到淀粉酶作用已经完全水解;3%淀粉溶液中加入2毫升的斐林试剂,通过沸水处理后,发现试管溶液颜色从浅蓝色变为黄色,伴有一定的砖红色沉淀物质生成,由此说明在淀粉酶作用和影响,淀粉被完全水解,形成一种还原性糖的复合物质。
如果是在100℃条件下,3%淀粉溶液中加入碘液,试管溶液立刻转变为蓝色,说明其中含有淀粉物质,在高温条件下,淀粉酶的活性消失,无法令淀粉完全水解成还原糖;3%淀粉溶液中加入2毫升的斐林试剂,通過沸水处理后,发现试管溶液颜色仍然保持浅蓝色,并未发生明显变化,并伴有一定的砖红色沉淀物质,说明在使用斐林试剂进行检测试验中,并无砖红色沉淀物质出现,溶液中并不存在还原性糖复合物质,受到高温影响,淀粉酶变性失活,所以无法发挥淀粉酶的作用将淀粉完全水解,生成还原性糖物质。
从上述一系列实验中可以了解到,温度变化对于淀粉酶活性影响较大,高温条件下,淀粉酶变性失活,无法充分发挥淀粉酶的催化作用,完全水解淀粉生成还原性糖物质。如果实在低温条件下,则并不会对酶的活性产生较为显著的影响。基于此,建议在后续进行此类实验时,应该将低温组和60℃组实验取消,直接选择室温和沸水100℃,这样可以有效提升实验有效性,避免受到客观因素影响。
参考文献
[1]黄正新,王德双.运用化学思想改进“温度对酶活性的影响”实验[J].实验教学与仪器,2015,21(Z1):50-51.
[2]金叶丽.能否用斐林试剂鉴定“温度对酶活性的影响”实验[J].亚太教育,2016,21(31):69.
[3]张进.“探究温度对酶活性影响”实验的半开放式教学设计[J].生物学教学,2017,42(01):33-34.
作者单位
湖南省长沙市第一中学 湖南省长沙市 410000
【关键词】温度;酶;活性;生物实验
温度对酶活性影响是中学生物实验教学中重要组成部分,主要是探究淀粉遇碘转变为蓝色的实验,有助于学生深层次理解和记忆学科知识。在特定条件下,逐渐将淀粉分解成葡萄糖和麦芽糖,在与碘溶液混合后不会产生明显的颜色。此种实验主要是为了帮助学生了解温度对酶活性影响,通过设置梯度温度值,探究不同温度条件下淀粉水解情况,提升实验结果精准度和有效性。一般情况下,低温可能导致酶的活性降低,而高温将导致酶活性失活,无法正确的表现出具体催化作用情况。由此看来,加强对其研究,可以进一步了解温度对酶活性影响,提升学习成效。
1 实验准备
在温度对酶活性影响实验之前,应该做好前期的准备工作。准备相应的实验工具和设备,结合教学内容配置实验溶液和试剂,组织实验。
除了准备实验工具和试剂以外,还要对淀粉溶液纯度进行鉴定,尽可能避免对实验结果精准度产生影响。取出两只试管,分别加入2毫升的3%淀粉溶液;A号试管中加入1滴碘溶液,溶液颜色转变为蓝色;B号试管中加入2毫升的斐林试剂,均匀摇晃后溶液颜色变为浅蓝色,通过沸水处理后,并无砖红色沉淀物出现。通过实验可以了解到,3%淀粉溶液中包含淀粉,但是并不含有还原性糖,可以用作后续的温度对酶活性影响实验,保证实验结果的有效性。
2 温度对酶活性影响的实验
2.1 温度变化下淀粉酶的处理
取出6支试管,保证试管洁净,将其编号为1、2、3、(1)、(2)、(3),在1号、2号和3号试管中加入10毫升的3%淀粉溶液,而在(1)号、(2)号和(3)号试管中则加入3毫升的2%淀粉酶溶液;1号、(1)号试管中加入冰块,2号和(2)号试管置于温水中,温度在60℃左右,3号和(3)试管置于沸水中5分钟。取出另外未编号的3支洁净试管,将其编号为①、②、③,加入2毫升对一个1、2、3试管中取出的淀粉溶液,加入一滴碘液后观察试管中溶液颜色变化情况。
通过观察可以了解到,①、②和③试管中加入一滴碘液后溶液颜色均立刻转变为蓝色,从中可以得出在0℃~100℃温度范围内,淀粉和碘发生反应,溶液转变为蓝色。
2.2 温度一致下淀粉酶的处理实验
通过上述分析可以了解到,不同温度下的淀粉溶液遇碘后变为蓝色,而温度一致情况下颜色会出现什么样的变化却不得而知。故此,重复上述步骤,将淀粉溶液导入相同温度处理后的3%淀粉溶液,均匀摇晃,在温度一致情况下混合5分钟。在0℃条件下,3%淀粉溶液中加入碘液,淀粉溶液不会变成蓝色,溶液中并不含有淀粉成分,加碘液不变色说明在0℃冰块下,温度酶具有一定催化活性;3%淀粉溶液中加入2毫升的斐林试剂,经过废水处理发现试管中溶液转变为浅蓝色,产生一定的砖红色沉淀物质,说明受到淀粉酶催化影响,淀粉水解成还原性糖,通过斐林试剂可以检测到砖红色沉淀物质。
如果是在60℃条件下,3%淀粉溶液中加入碘液,试管溶液不会变为蓝色,说明试管溶液中不含有淀粉成分,加入碘液并不会变色,在60℃条件下,淀粉受到淀粉酶作用已经完全水解;3%淀粉溶液中加入2毫升的斐林试剂,通过沸水处理后,发现试管溶液颜色从浅蓝色变为黄色,伴有一定的砖红色沉淀物质生成,由此说明在淀粉酶作用和影响,淀粉被完全水解,形成一种还原性糖的复合物质。
如果是在100℃条件下,3%淀粉溶液中加入碘液,试管溶液立刻转变为蓝色,说明其中含有淀粉物质,在高温条件下,淀粉酶的活性消失,无法令淀粉完全水解成还原糖;3%淀粉溶液中加入2毫升的斐林试剂,通過沸水处理后,发现试管溶液颜色仍然保持浅蓝色,并未发生明显变化,并伴有一定的砖红色沉淀物质,说明在使用斐林试剂进行检测试验中,并无砖红色沉淀物质出现,溶液中并不存在还原性糖复合物质,受到高温影响,淀粉酶变性失活,所以无法发挥淀粉酶的作用将淀粉完全水解,生成还原性糖物质。
从上述一系列实验中可以了解到,温度变化对于淀粉酶活性影响较大,高温条件下,淀粉酶变性失活,无法充分发挥淀粉酶的催化作用,完全水解淀粉生成还原性糖物质。如果实在低温条件下,则并不会对酶的活性产生较为显著的影响。基于此,建议在后续进行此类实验时,应该将低温组和60℃组实验取消,直接选择室温和沸水100℃,这样可以有效提升实验有效性,避免受到客观因素影响。
参考文献
[1]黄正新,王德双.运用化学思想改进“温度对酶活性的影响”实验[J].实验教学与仪器,2015,21(Z1):50-51.
[2]金叶丽.能否用斐林试剂鉴定“温度对酶活性的影响”实验[J].亚太教育,2016,21(31):69.
[3]张进.“探究温度对酶活性影响”实验的半开放式教学设计[J].生物学教学,2017,42(01):33-34.
作者单位
湖南省长沙市第一中学 湖南省长沙市 410000