酶的特异性及影响酶促反应速度的因素

【目的】

通过实验,证明酶的特异性,即酶对底物及反应类型的选择性;以及温度、pH、激活剂和抑制剂对酶促反应速度的影响。

【原理】

本实验以唾液淀粉酶对淀粉的作用为例,说明酶的特异性。唾液淀粉酶只能催化淀粉水解生成糊精、麦芽糖和葡萄糖,后两者均为还原糖,能将班氏试剂中Cu2+还原成Cu+,生成砖红色的氧化亚铜(Cu2O)沉淀;但是淀粉酶不能催化蔗糖水解,且蔗糖本身不是还原糖,故不能与班氏试剂作用呈色,以此证明酶催化底物的特异性。

唾液淀粉酶对淀粉的水解过程是“淀粉→糊精→麦芽糖→葡萄糖”。淀粉和糊精遇碘溶液会呈现出不同颜色,淀粉遇碘变蓝,糊精遇碘则根据量的不同而依次呈现紫色、褐色和红色。而麦芽糖和葡萄糖遇碘不变色。通过颜色的变化可以了解淀粉酶在不同条件下水解淀粉的程度,以观察温度、pH、激活剂和抑制剂对酶催化作用的影响。

【器材】

试管、试管架、温度计、滴管、记号笔、恒温水浴箱、沸水浴箱、冰箱等。

【试剂】

1.1%淀粉溶液　称取淀粉1g,加5ml蒸馏水,调成糊状,徐徐倒入80ml煮沸的蒸馏水中不断搅拌,待其溶解后加蒸馏水至100ml。该液应新鲜配制,防止细菌污染。

2.1%蔗糖溶液　称1g蔗糖,加蒸馏水至100ml溶解。

3.稀释的新鲜唾液　将痰吐尽,漱口,去除食物残渣后,口含蒸馏水30ml咀嚼,2min后吐入烧杯备用。

4.缓冲液

(1)pH6.8缓冲液:取0.2mol/L磷酸氢二钠溶液772ml,0.1mol/L柠檬酸溶液228ml混合而成。

(2)pH3.0缓冲液:取0.2mol/磷酸氢二钠溶液205ml,0.1mol/L柠檬酸溶液795ml混合而成。

(3)pH8.0缓冲液:取0.2mol/磷酸氢二钠溶液972ml,0.1mol/L柠檬酸溶液28ml混合而成。

5.班氏试剂　溶解结晶硫酸铜(CuSO4·5H2O)17.3g于100ml热的蒸馏水中,冷却后加水至150ml,此为第一液。将柠檬酸钠173g和无水碳酸钠100g加蒸馏水600ml,加热溶解,冷却后稀释至850ml,此为第二液。最后把第一液慢慢倒入第二液中,混匀即可。

6.1%NaCl溶液　称取1gNaCl,加蒸馏水至100ml即成。

7.1%CuSO4溶液　称取1gCuSO4,加蒸馏水至100ml即成。

8.1%Na2SO4溶液 称取1gNa2SO4,加蒸馏水至100ml即成。

9.稀碘溶液 称取2g碘,4g碘化钾,加蒸馏水至1000ml,置棕色试剂瓶中备用。

【操作】

1.酶的特异性　取2支试管,编号,按下表顺序操作。

2.温度对酶催化作用的影响　取3支试管,编号,按下表顺序操作。

3.pH对对酶催化作用的影响　取3支试管,编号,按下表顺序操作。

4.激活剂和抑制剂对酶催化作用的影响　取3支试管,编号,按下表顺序操作。

【实验结果】

【分析】

【注意事项】

1.唾液淀粉酶的活性存在个体差异,同时受唾液稀释倍数的影响,收集唾液时应事先确定稀释倍数,或收集2～4人的混合唾液。

2.酶促反应的保温时间直接影响实验结果。

【思考题】

1.何谓酶的特异性?酶的特异性有哪些类型?

2.试述影响酶促反应的因素有哪些?它们对酶催化作用的影响是什么?

3.唾液淀粉酶的最适温度和pH分别是多少?其抑制剂和激活剂又是什么?

(周　玲)