生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中關(guān)于酶特性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
高職高專(zhuān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是大學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，以下是小編搜集的一篇探究生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中關(guān)于酶特性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的論文范文，供大家閱讀查看。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，獨(dú)立開(kāi)發(fā)能力[2],設(shè)計(jì)思維、及提高創(chuàng)新意識(shí)起著奠定基礎(chǔ)的作用。生物化學(xué)[3]是醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課，是學(xué)好其它相關(guān)課程的基礎(chǔ);生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是生物化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不僅可以加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和獨(dú)立動(dòng)手能力，而且更為重要的是能培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。因此，準(zhǔn)確地利用實(shí)驗(yàn)與理論的結(jié)合對(duì)開(kāi)好生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)課顯得尤其重要。
酶，蛋白質(zhì)和糖是生物化學(xué)[4]主要的章節(jié)，通過(guò)本設(shè)計(jì)還可以將這幾章內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái)，淀粉酶作為一種蛋白質(zhì)可催化淀粉分解至葡萄糖。此外，酶主要有高效性，專(zhuān)一性，易失活及酶活性可被調(diào)節(jié)控制幾個(gè)特性[5];基于以上幾個(gè)性質(zhì)，我們?cè)O(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
1酶的高效性和專(zhuān)一性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
取5支試管，試管1加入淀粉酶溶液3滴，0.5%淀粉溶液3ml;試管2加入淀粉酶溶液3滴，2%蔗糖溶液3ml;試管3加入蔗糖酶溶液3ml,2%蔗糖溶液3ml,試管4加入蔗糖酶溶液3ml,0.5%淀粉溶液3ml;試管5加入0.5%淀粉溶液3ml,蒸餾水3ml.然后于37℃下震蕩反應(yīng)15min后，分別加入Benedict試劑2ml,放入沸水浴，觀察現(xiàn)象。
我們發(fā)現(xiàn)，試管1與試管3均可使Benedict試劑出現(xiàn)磚紅色沉淀，而試管2與試管4則無(wú)明顯變化;結(jié)果表明蔗糖酶可催化蔗糖裂解至單糖，淀粉酶也可催化淀粉裂解為單糖，但是蔗糖酶不可催化淀粉，同樣淀粉酶也不能催化蔗糖，這樣就驗(yàn)證了酶的專(zhuān)一性。試管5由于沒(méi)有添加酶，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程無(wú)明顯變化，與試管1和試管3相比即可證明酶的高效性。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，對(duì)唾液淀粉酶制備出現(xiàn)對(duì)濃度把握的不一致性，造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不一致性，有的磚紅色較明顯，而有的因?yàn)樯裳趸~的量少磚紅色不明顯，這種反而更驗(yàn)證了科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。
這部分實(shí)驗(yàn)不僅驗(yàn)證了酶的高效性與專(zhuān)一性，而且還體現(xiàn)出了淀粉與酶的關(guān)系，酶作為一種蛋白質(zhì)可促使淀粉這一多糖逐步分解為單糖，單糖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的磚紅色沉淀緊密聯(lián)系了化學(xué)知識(shí)，提高了本實(shí)驗(yàn)的科技性。
2易失活及酶活性可被調(diào)節(jié)控制實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
2.1溫度對(duì)酶的活性影響
取3支試管，各加入0.5%淀粉溶液3ml,淀粉酶溶液3滴;分別放入37℃，70℃，0℃中(淀粉與淀粉酶溶液在加入前，在各自的溫度預(yù)處理5min)，保持各自溫度繼續(xù)反應(yīng)10min.然后取出各試管(將試管3,試管2混合液分為兩半，取一半放入37℃恒溫水浴中繼續(xù)保溫10min后，再加碘液實(shí)驗(yàn))，于白瓷板上滴加碘液，每凹兩滴;在加入唾液后，每隔1min,各從試管中取出樣品一滴，做碘顯色反應(yīng)，至其中一管不變色，則為達(dá)到無(wú)色。流水冷卻各試管后(冰浴處理的試管不需冷卻)，立即于每試管中加入碘液6滴，觀察顏色，比較反應(yīng)速度并解釋之。
不同程度的淀粉水解產(chǎn)物與碘呈現(xiàn)出不同的顏色，如下所示：淀粉水解產(chǎn)物：淀粉→紫糊精→紅糊精→無(wú)色糊精→麥芽糖;與碘的呈色：藍(lán)色，紫色，紅色，無(wú)色(碘色)，無(wú)色。
此反應(yīng)試管1首先與碘反應(yīng)呈現(xiàn)出無(wú)色(碘色)，可以證明酶具有“最適溫度”,在此溫度下，酶的活性最高，反應(yīng)速度最快。試管3的一半與電反應(yīng)為紫紅色，說(shuō)明淀粉只分解至紫糊精，說(shuō)明酶的活性有所降低。而試管3(0℃)取出的另一半放入37℃后，反應(yīng)速度加快，很快呈現(xiàn)出碘色，試管2則無(wú)明顯變化。此現(xiàn)象證明低溫使酶的活性降低，但未失活，而高溫使酶失活。
2.2pH對(duì)酶活性影響
取3支試管，各加入0.5%淀粉溶液3ml,淀粉酶溶液3滴，各加入pH=5,pH=7,pH=9的緩沖溶液于37℃恒溫水浴中繼續(xù)保溫10min后，再加碘液實(shí)驗(yàn)，于白瓷板上滴加碘液，每凹兩滴;在加入唾液后，每隔1min,各從試管中取出樣品一滴，做碘顯色反應(yīng)，至其中一管不變色，則為達(dá)到無(wú)色，立即于每試管中加入碘液6滴，觀察顏色，比較反應(yīng)速度并解釋之。
在本實(shí)驗(yàn)中試管2很快與碘反應(yīng)呈現(xiàn)碘色，而試管1與試管3在相同的時(shí)間內(nèi)與碘反應(yīng)呈現(xiàn)紫紅色，說(shuō)明淀粉只水解至紫糊精或紅糊精詮釋了酶的“最適pH”,即過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)使酶的活性降低，反應(yīng)速度減慢。
2.3抑制劑和激活劑對(duì)酶促反應(yīng)的影響
取5支試管，分別加入1%淀粉溶液3ml,淀粉酶溶液3滴，試管1加入蒸餾水3ml,試管2加入1%NaCl3ml,試管3加入1%NaSO43ml,試管4加入1%CuSO43ml所示加入各個(gè)溶液，于37℃下反應(yīng)。按2.2操作完成剩余步驟。注意此反應(yīng)，要盡快操作，謹(jǐn)防抑制劑與激活劑加入前，酶已完成催化反應(yīng)。
在試管2與碘反應(yīng)呈碘色時(shí)，試管1,4呈現(xiàn)紫色、紅棕色等多種顏色，試管3呈藍(lán)色，清楚地驗(yàn)證了氯離子(Cl-)在低濃度時(shí)增加了唾液淀粉酶的活性，為唾液淀粉酶的激活劑;銅離子(Cu2+)鈍化了唾液淀粉酶的活性，是唾液淀粉酶的抑制劑。
此實(shí)驗(yàn)包括三個(gè)部分，需要較熟練的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與動(dòng)手能力，溫度這一實(shí)驗(yàn)中，不同的反應(yīng)溫度酶都要進(jìn)行預(yù)熱，抑制性與激活性實(shí)驗(yàn)時(shí)，確保試管干凈，潤(rùn)洗一定要使用蒸餾水(自來(lái)水中含氯離子)，在白瓷板用碘檢測(cè)時(shí)一定要確保相同的時(shí)間，這樣不僅保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。這部分實(shí)驗(yàn)還可以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)多糖性質(zhì)的理論知識(shí)理解，促使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)結(jié)果去研究為什么不同的糖會(huì)與碘反應(yīng)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。
本設(shè)計(jì)不僅詮釋了酶的特性，讓學(xué)生鍛煉了動(dòng)手能力，養(yǎng)成了認(rèn)真觀察、分析和研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的原因的思維，還讓學(xué)生進(jìn)一步理解淀粉酶作為一種蛋白質(zhì)，可以催化淀粉水解至單糖，而這一過(guò)程可通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行檢測(cè)。加深了學(xué)生對(duì)各個(gè)學(xué)科相互之間聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，為學(xué)好醫(yī)學(xué)類(lèi)知識(shí)打下了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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