“α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”實驗優化

張偉健（溫州市第八高級中學 浙江溫州 325000）

“α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測”是浙科版高中生物學選修1 模塊第2 部分“酶的應用”實驗6。本實驗為高中階段學生了解固定化酶技術的重要實驗，生物學核心素養強調應發展學生科學探究和科學思維能力，故應在教學中盡量開展本實驗。但按照浙科版教材進行實驗操作，總計耗時約128 min，教師很難讓學生完全操作固定化及淀粉水解作用檢測。為此，筆者對實驗方案和裝置進行優化，采用包埋法對α－淀粉酶進行固定化，可使實驗總時長控制在40 min 左右，讓學生在一節課內體驗固定化操作及淀粉水解作用的檢測。

1 實驗材料

1.1 實驗器具 5 mL 注射器、試管、試管架、100 mL 燒杯、50 mL 燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、恒溫水浴鍋、培養皿、藥匙。

1.2 實驗試劑

1）1% α－淀粉酶溶液：稱取1 g α－淀粉酶溶液于小燒杯內，用少量蒸餾水溶解后倒入容量瓶，用蒸餾水潤洗小燒杯2～3 次，將洗液一并加入容量瓶內并定容至100 mL，混合均勻后靜置，取上清液置于4℃冰箱中保存備用。

2）2 %海藻酸鈉溶液：稱取2 g 海藻酸鈉，用蒸餾水定容至100 mL。

3）0.2 %羧甲基纖維素鈉溶液：稱取0.2 g 羧甲基纖維素鈉，用蒸餾水定容至100 mL。

4）2 %氯化鈣溶液：稱取2 g 無水氯化鈣于燒杯中，用蒸餾水溶解后加入容量瓶，定容至100 mL。

5）0.6 %淀粉溶液：稱取0.6 g 可溶性淀粉于燒杯中，加入少量蒸餾水調成糊狀，邊攪拌邊緩慢加入至60 mL 沸水中，用蒸餾水潤洗小燒杯2～3次，將洗液一并加入到沸水中攪拌至完全透明，冷卻后加入容量瓶中并定容至100 mL。

6）KI－I2溶液：稱取碘化鉀8 g，溶于80 mL 蒸餾水，再加入碘1 g 溶解后定容至100 mL，裝于棕色瓶中備用。

2 實驗方法

2.1 α－淀粉酶的固定化 取2 mL 1%α－淀粉酶溶液、5 mL 2%海藻酸鈉溶液、1 mL 0.2%羧甲基纖維素鈉溶液，混合加水至10 mL 后用玻璃棒攪拌混合均勻。用5 mL 注射器吸取混合溶液，用注射器以10 cm左右高度逐滴將混合溶液滴入2%氯化鈣溶液中固定20 min。20 min 后取出凝膠小球，用蒸餾水洗滌2～3 次。將洗滌后的凝膠小球裝至2 支5 mL 注射器中，每支注射器裝入40 個（圖1）。

圖1 實驗裝置

2.2 淀粉水解作用的檢測 用裝有固定化酶的注射器吸取3 mL 置于60℃保溫的淀粉溶液。將2 支注射器分別置于60℃恒溫水浴鍋中保溫5 min 和10 min。充分反應后分別將注射器內溶液注射入試管中，滴加5 滴左右的KI－I2溶液，觀察顏色。

2.3 固定化酶的保存 用裝有凝膠小球的注射器吸取蒸餾水，對其中的凝膠小球進行沖洗2～3次后置于4℃冰箱中保存，待3 d 后可重復實驗。

3 實驗結果

從左至右分別為淀粉溶液、水浴水解5 min、水浴水解10 min、蒸餾水。顏色從左至右分別為藍色、紫色、橙紅色、黃色（圖2，見封四）。

4 總結及展望

利用包埋法進行酶的固定化操作較為簡單，較教材上原實驗耗時短、成功率高、實驗現象明顯，可給學生直觀的體驗，充分發揮學生的能動性（表1）。在本實驗的操作基礎上，也可讓學生進一步設計實驗探究例如酶的專一性、影響酶活性因素等實驗內容。

表1 教材實驗與改進后實驗對比