“探究溫度對淀粉酶活性的影響”實驗探究

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1、“探究溫度對淀粉酶活性的影響”實驗探究“探究溫度對淀粉酶活性的影響”實驗是人教版教材《生物?必修1?分了與細胞》第4章第1節(jié)“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”一節(jié)小的探究實驗。實驗原理：一、淀粉的結(jié)構(gòu)：淀粉是植物細胞中存在的一種均一多糖，其分子通式為（C6H10O5）n，C6H10O5表示一個葡萄糖單體，n為單體的數(shù)目，從數(shù)百至數(shù)千不等。淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，它們在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上均有一定的區(qū)別，在淀粉中占的比例隨植物品種而異。（1）直鏈淀粉葡萄糖單體通過a—1,4糖昔鍵結(jié)合而成的多糖鏈即為直鏈淀粉（圖1）,但直鏈淀

2、粉并非直線型分了，而是借助分了內(nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀（圖2）,每一螺旋圈內(nèi)有6個葡萄糖單體。（2）支鏈淀粉與直鏈淀粉相比，除有a—1,4糖昔鍵結(jié)合而成的主鏈外，支鏈淀粉述有以a—1,6糖苜鍵連接而成的支鏈（圖3）,從圖中可看出只有分支點處存在a—1,6糖昔鍵。支鏈淀粉主鏈約有100（）個葡萄糖單體，每-?分支約有20—30個葡萄糖單體，且都卷曲成螺旋狀。二、淀粉及其水解物遇碘的顯色原理：在酸或者酶的作用下，淀粉內(nèi)的a-1,4糖苜鍵和a-1,6糖苜鍵與水作用即淀粉發(fā)生水解，逐步形成葡萄糖片段、麥芽糖、葡萄糖。淀粉及其

3、水解產(chǎn)物與碘的顯色反應(yīng)，是由于碘分了嵌入葡萄糖螺旋圈內(nèi)，并且借助范德華力聯(lián)系在-?起，形成了淀粉一碘復(fù)合物的緣故。其顏色與組成淀粉及其水解產(chǎn)物葡萄糖鏈的長度有關(guān)。當(dāng)糖鏈的長度小于6個葡萄糖單位時，由于不能形成一個螺旋圈而不能顯色。當(dāng)糖鏈的平均長度為20個葡萄糖單位時顯紅色，大于60個葡萄糖單位時顯藍色。因此直鏈淀粉由于貝有較長的多糖鏈而與碘呈現(xiàn)藍色或藍紫色；支鏈淀粉雖然相對分子質(zhì)量較大，而它與碘的顯色反應(yīng)只取決于其分支鏈的長度（20—30個葡萄糖單位）,與碘反應(yīng)呈現(xiàn)紫紅色；不同水解物由于不同的糖鏈長度而與碘反應(yīng)呈

4、現(xiàn)不同的顏色或無色。由此可知，在一定條件下淀粉的水解程度（或水解速度）可用其水解物遇碘反應(yīng)的顏色來判斷。因此，淀粉酶的活性可用淀粉水解物遇碘反應(yīng)的顏色來確定。按照這個原理，淀粉與碘的顯色反應(yīng)受兩個因素的影響：一是淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)，二是單質(zhì)碘的變化。單一變量原則:在對照實驗中，除了要觀察的變量發(fā)生變化外，其他變量都保持不變。本探究活動是在學(xué)生具備一定的化學(xué)知識和生物學(xué)知識的基礎(chǔ)上進行的，教學(xué)難點是：（1）通過教師的精心設(shè)計，為學(xué)生創(chuàng)造自主探究空間；（2）通過討論分析，使學(xué)生教師可以與學(xué)生一起分析討論：在酸性溶液屮，上

5、反應(yīng)受到抑制，碘不褪色。在堿性溶液屮，上反應(yīng)生成的酸與堿反應(yīng)，向正反應(yīng)方向進行，碘褪色。探究酶最適溫度和最適PH時，教材上有建議。建議用淀粉和淀粉酶做探究溫度的實驗。用過氧化氫和過氧化氫酶做探究PH實驗。項甘1號試管1'號試管2號試管2」試管3乃試管3'號試管步2ml甲溶液2ml乙溶液2ml甲溶液2ml乙溶液2ml甲溶液2ml乙溶液在冰水中水浴5min在60在沸水中水浴5min1與1'試管混合均勻1與1'試管混合均勻1與試管混合均勻在冰水中水浴數(shù)分鐘在沸水中水浴數(shù)分鐘實驗現(xiàn)象呈藍色無藍色出現(xiàn)呈藍色結(jié)論卬溶液：質(zhì)量

6、分數(shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液乙溶液：質(zhì)量分數(shù)為3%的新配制的可溶性淀粉溶液溫丿旻:（1）對碘的影響單質(zhì)碘在水溶液屮會發(fā)生微弱的歧化反應(yīng)，即l2+H2O=H++r+HIO（kc=2X103）HIO是一種弱酸，在水溶液中極不穩(wěn)定，分解基本按如下方式進行：3HIO=3H++2r+IO3_分解的速度與溫度冇關(guān)。我們認為，隨著溫度升高，HIO分解加快，導(dǎo)致平衡①向右移動，混合液小的碘單質(zhì)濃度急劇下降，當(dāng)其降低到一定程度后（注：常溫下，顯色12濃度不低于10-7g/ml）,淀粉與碘混合液就不能顯色。（2）對碘和淀粉反應(yīng)的影

7、響混合液溫度的影響對顯藍色的碘一淀粉混合液進行加熱，藍色會褪去。而在冷卻后，顏色會隨即恢復(fù)。一般混合液濃度高者，藍色混合液褪色的溫度就高些（約80°C）,而混合液濃度低者，褪色的溫度就低些（約50°C）⑹。這是因為給淀粉溶液加熱，分子運動加劇，會破壞淀粉螺旋結(jié)構(gòu)，碘就離開管道，使包合物遭到解體，這樣就不顯藍色了。待淀粉冷卻后，乂可重新形成這種淀粉一碘的螺旋狀包合物，顏色也就恢復(fù)了。至于加熱至沸碘是否會升華，這不必擔(dān)心，因為碘升華溫度需達184.4°Co當(dāng)然加熱時間若過久，淀粉甚至?xí)獬珊?，顏色自然也不會恢?fù)了