“小麥萌發前后淀粉酶活力比較”實驗的改進與探討

摘 要：對生物化學實驗“小麥萌發前后淀粉酶活力的比較”進行了合理的改進，簡化實驗操作，減少實驗誤差，提高了實驗結果的準確性。同時指出實驗過程中應注意的若干問題，保證實驗順利完成。

關鍵詞：小麥萌發；淀粉酶；活力；實驗改進

中圖分類號 S5121 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）03-29-02

新陳代謝是生命的基本特征之一，一切生物的生命都靠新陳代謝的正常運轉來維持[1]。酶是維持生物新陳代謝的物質基礎，是生物化學反應的催化劑，在生物體內起重要作用。新陳代謝是生物化學課程的重點和難點內容，“小麥萌發前后淀粉酶活力的比較”實驗是普通高校生物學及相關專業生物化學課程新陳代謝部分的實驗[2]。該實驗對萌發前后小麥淀粉酶進行提取，然后用分光光度法測定提取液淀粉酶的活力，并對萌發前后小麥淀粉酶的活力進行比較，以了解生物在新陳代謝過程中酶活力的變化。該實驗既有定性提取又有定量活力測定，而且實驗材料和實驗現象與人們生活密切相關，能引起學生的興趣。雖然實驗操作不難，但實驗材料有萌發前后兩種小麥種子，實驗操作既有酶的提取，又有酶活力的測定，活力測定時除了實驗材料管外，還有標準管和空白管，很多學生不能在規定的時間內完成實驗，影響學生的積極性和實驗教學效果。為此，筆者對實驗操作做了一些合適、必要的改進，簡化了實驗操作和實驗結果計算，減少實驗誤差，提高實驗準確性，并總結出實驗操作中應該注意的問題，提高了實驗教學效果。

1 實驗原理

小麥種子中貯藏的糖類主要以淀粉的形式存在，小麥種子萌發過程中產生的淀粉酶能使淀粉分解為麥芽糖。麥芽糖具有還原性，能與3， 5-二硝基水楊酸進行氧化還原反應，生成棕色的3-氨基-5-硝基水楊酸，用分光光度計測量吸光度，吸光度的數值與麥芽糖的濃度成正比，用吸光度和標準麥芽糖濃度計算出提取液的麥芽糖濃度，最終計算出樣品的淀粉酶活力。

2 實驗材料與儀器

小麥種子購于安徽省黃山市種子站。麥芽糖、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、可溶性淀粉、氯化鈉、3，5-二硝基水楊酸等均為國產分析純，實驗室用水為蒸餾水。

UV754N紫外可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司），榮華800-1離心機（江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司），HH-1杰瑞爾數顯水浴鍋（金壇市杰瑞爾電器有限公司）。

3 原實驗操作和酶活力計算

31 原實驗操作 小麥種子浸泡25h后，放入25℃恒溫培養箱內發芽。分別取15顆干燥和發芽第4天的小麥種子，加200mg海砂和10mL 1%氯化鈉溶液，在乳缽內用力磨碎。室溫靜置提取20min，中間攪拌幾次。將提取液離心（1500r/min）6～7min，將上清液倒入量筒，測定酶提取液的總體積。進行酶活力測定時，用磷酸緩沖液將酶提取液稀釋10倍。然后按照實驗教材用分光光度法測定麥芽糖濃度，并計算出酶的活力。

32 原酶活力計算 原酶活力計算公式為：總活力單位=c酶×n酶×V酶，其中c酶為酶液中麥芽糖的濃度，n酶為酶液稀釋倍數，V酶為提取酶液的體積。

4 改進后的實驗操作和酶活力計算

41 改進后的實驗操作 小麥種子浸泡25h后，放入25℃恒溫培養箱內發芽。分別取15顆干燥和發芽第4天的小麥種子，加200mg海砂和15mL 1%氯化鈉溶液，在乳缽內用力磨碎。室溫靜置提取20min，中間攪拌幾次。將提取液離心（1 500r/min）6～7 min，將上清液倒入100mL容量瓶，用磷酸緩沖液稀釋和定容。進行酶活力測定時，直接取一定體積的定容液用分光光度法測定麥芽糖濃度，并計算出酶的活力。

42 改進的酶活力計算 實驗操作修改后酶活力計算公式也要進行相應的修改，這樣才能保證實驗數據的準確。實驗改進后的酶活力計算公式簡化為：總活力單位=c酶×100，其中c酶為提取液中麥芽糖的濃度，100為酶提取液的總體積。

5 效果評價

小麥種子粉碎及酶提取液轉移、離心等實驗操作均會造成提取液損失，帶來一定的實驗誤差。將1%氯化鈉的體積由10mL增加到15mL，可以減少實驗誤差、增強提取效果。實驗改進前，提取液最終總體積的確定經過了量筒測量和稀釋兩步驟；該操作中用量筒測量提取液體積誤差較大，而且將提取液稀釋10倍又進一步將誤差放大，這些都會影響到最后實驗數據和實驗結果。改進后的實驗操作，將量筒測量體積和稀釋兩步驟簡化為用容量瓶定容一個步驟，簡化了實驗步驟。而且用容量瓶定容體積比用量筒測量體積精確，最后測得的酶活力實驗數據必然更準確。因此，改進后的實驗既簡化實驗操作、縮短實驗時間又減少實驗誤差、提高實驗準確性。與原酶活力計算公式相比，改進后的酶活力計算公式更簡捷，計算更方便，更易于被學生理解和接受。

6 實驗中應注意的問題

（1）萌發小麥種子只需要種子部位，要棄去萌發的小葉子和嫩莖。否則將葉綠素帶入提取液，會影響后面吸光度的測量。（2）將乳缽內的提取液轉入離心管后，要用少量1%氯化鈉溶液潤洗乳缽2次，并將潤洗液一起并入離心管。（3）為了防止酶活性降低或失活，如果室溫較高，提取時最好將乳缽放在冰水中降溫；酶提取液離心后應立即用磷酸緩沖液稀釋定容和進行酶活力測定。（4）教材規定的酶活力單位反應溫度為25℃，酶活力測定時所加的各種試劑均要在25℃預熱10min。（5）將酶提取液與1%淀粉反應3min后立即將試管放入沸水浴中使酶失活。因此，實驗時應將水浴鍋提前加熱到100℃。

參考文獻

[1]鄭集，陳鈞輝 基礎生物化學實驗（第三版）[M]北京：高等教育出版社，2008

[2]王秀奇，秦淑媛，高天慧，等基礎生物化學實驗（第二版）[M]北京：高等教育出版社，2002

（責編：陶學軍）