探究温度对淀粉酶活性的影响

实验能力训练期末实验（实验设计方案）课题：温度对酶活性腐乳影响探究温度对酶活性影响（一）．背景资料高中生物实验分两种类型,验证性实验和探究性实验（包括研究性课题）,由于后者更能体现探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析和解决实际问题能力;更能体现科学态度、科学精神和创新意识，是高考中为高校选拔人才的较好材料，近年来一直被沿用。

由于缺乏实验设计的有关理论知识，平时的练习也偏少，因此,遇到这类题型，就会感到茫然。

为解决这一问题,现将有关实验设计的基本理论、实验设计的思路方法和常见的类型作一介绍，以期增加理论知识,提高分析问题和解决问题的能力之目的。

“温度对酶活性的影响”是高中生物新教材人教版《分子与细胞》的第五章《细胞的能量供应与利用》第一节降低化学反应活化能的酶第三课时酶的特性中的探究实验《影响酶活性的条件》其中的一个。

本实验是一个探索性实验,通过淀粉酶在不同的温度条件下催化淀粉的水解情况.加深对控制实验变量的了解.探究性实验一般包括：课题、假设、设计实验、预期、完成实验、观察并记录结果（有时需收集数据）、分析结果(数据)并推导结论七个基本内容.一．探究性实验的基本内容（一）提出课题人们对事物作缜密观察以后,常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题，虽然任何人都能提出问题，但只有意义的问题才值得探讨，课题即为实验的题目，是实验要达到的具体目标，例如“蚯蚓如何借肌肉的收缩和舒张而移动身体？”（二）假设科学方法的第三步是假设。

假设，也称假说或猜测,指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出的问题所做出的参考答案。

假设一般分为两个步骤:第一步，提出假设，即依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过创造性思维,提出初步假定；第二步,做出预期(推断）,即依据提出的假设，进行推理,得出假定性的结论；例如，新编高中生物的“动物激素饲喂小动物的实验”，其假设是：“甲状腺激素对动物的生长发育有影响”;其预期结果是：“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪，将促使蝌蚪的生长发育加速”。

一、实验目的1. 验证淀粉在唾液淀粉酶的作用下能够分解为麦芽糖。

2. 探究不同温度对淀粉分解反应的影响。

3. 了解酶促反应的特点。

二、实验原理淀粉是一种多糖，由大量葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成。

唾液淀粉酶是一种消化酶，能够将淀粉分解为较小的糖类，如麦芽糖。

淀粉与碘反应会产生蓝色复合物，而麦芽糖与碘不反应，因此可以通过颜色变化来判断淀粉是否被分解。

三、实验材料1. 实验试剂：淀粉糊、清水、唾液、碘液、37℃温水。

2. 实验仪器：烧杯、试管、温度计、滴管。

四、实验步骤1. 准备实验材料：取两支试管，分别编号为甲和乙。

在甲试管中加入2ml淀粉糊，乙试管中加入等量的清水。

将两支试管放入37℃温水中预热。

2. 加入唾液：在甲试管中加入2ml唾液，乙试管中加入等量的清水。

3. 观察颜色变化：将两支试管静置10分钟后取出，冷却。

分别向甲乙试管中滴加碘液，观察颜色变化。

4. 温度梯度实验：将上述实验重复进行，分别将甲乙试管放入0℃、25℃、50℃、75℃的水浴中，静置10分钟后取出，冷却。

分别向各试管中滴加碘液，观察颜色变化。

5. 记录实验结果：记录各试管中淀粉分解情况，并进行分析。

五、实验结果与分析1. 常温下，甲试管中的淀粉糊与唾液混合后，滴加碘液，颜色未变蓝，说明淀粉已被分解为麦芽糖；乙试管中的淀粉糊与清水混合后，滴加碘液，颜色变蓝，说明淀粉未被分解。

2. 温度梯度实验中，随着温度的升高，淀粉分解速度逐渐加快。

在25℃时，甲试管中的淀粉糊与唾液混合后，滴加碘液，颜色未变蓝，说明淀粉已被分解为麦芽糖；乙试管中的淀粉糊与清水混合后，滴加碘液，颜色变蓝，说明淀粉未被分解。

在75℃时，甲试管中的淀粉糊与唾液混合后，滴加碘液，颜色未变蓝，说明淀粉已被分解为麦芽糖；乙试管中的淀粉糊与清水混合后，滴加碘液，颜色变蓝，说明淀粉未被分解。

3. 通过实验结果可以看出，唾液淀粉酶在37℃时对淀粉的分解作用最强，温度过高或过低都会影响酶的活性。

实验能力训练期末实验〔实验设计方案〕课题：温度对酶活性腐乳影响探究温度对酶活性影响〔一〕．背景资料高中生物实验分两种类型，验证性实验和探究性实验〔包括研究性课题〕，由于后者更能表达探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析和解决实际问题能力；更能体现科学态度、科学精神和创新意识，是高考中为高校选拔人才的较好材料，近年来一直被沿用。

由于缺乏实验设计的有关理论知识，平时的练习也偏少，因此，遇到这类题型，就会感到茫然。

为解决这一问题，现将有关实验设计的根本理论、实验设计的思路方法和常见的类型作一介绍，以期增加理论知识，提高分析问题和解决问题的能力之目的。

“温度对酶活性的影响〞是高中生物新教材人教版?分子与细胞? 的第五章?细胞的能量供应与利用? 第一节降低化学反响活化能的酶第三课时酶的特性中的探究实验?影响酶活性的条件? 其中的一个。

本实验是一个探索性实验，通过淀粉酶在不同的温度条件下催化淀粉的水解情况。

加深对控制实验变量的了解。

探究性实验一般包括：课题、假设、设计实验、预期、完成实验、观察并记录结果〔有时需收集数据〕、分析结果〔数据〕并推导结论七个根本内容。

一．探究性实验的根本内容〔一〕提出课题人们对事物作缜密观察以后，常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题，虽然任何人都能提出问题，但只有意义的问题才值得探讨，课题即为实验的题目，是实验要到达的具体目标，例如“蚯蚓如何借肌肉的收缩和舒张而移动身体？〞〔二〕假设科学方法的第三步是假设。

假设，也称假说或猜想，指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出的问题所做出的参考答案。

假设一般分为两个步骤：第一步，提出假设，即依据发现的事实材料或的科学原理，通过创造性思维，提出初步假定；第二步，做出预期 ( 推断 ) ，即依据提出的假设，进行推理，得出假定性的结论；例如，新编高中生物的“动物激素饲喂小动物的实验〞，其假设是：“甲状腺激素对动物的生长发育有影响〞；其预期结果是：“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪，将促使蝌蚪的生长发育加速〞。

一、实验目的1. 探究温度对酶活性的影响；2. 探究pH值对酶活性的影响；3. 探究底物浓度对酶活性的影响；4. 探究酶浓度对酶活性的影响；5. 探究抑制剂和激活剂对酶活性的影响。

二、实验原理酶是一种具有催化功能的蛋白质，其活性受多种因素的影响。

温度、pH值、底物浓度、酶浓度、抑制剂和激活剂等都是影响酶活性的重要因素。

本实验通过探究这些因素对酶活性的影响，了解酶的催化特性。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：淀粉酶、蔗糖酶、淀粉、蔗糖、pH缓冲液、温度计、酸碱滴定管、试管、烧杯、计时器等；2. 实验仪器：恒温水浴锅、酸度计、酶标仪等。

四、实验方法1. 温度对酶活性的影响（1）将淀粉酶溶液分别置于不同温度（如0℃、20℃、40℃、60℃、80℃）的水浴锅中，保温5分钟；（2）取一定量的淀粉溶液，加入不同温度的淀粉酶溶液，记录反应时间；（3）重复实验3次，计算酶活性。

2. pH值对酶活性的影响（1）将淀粉酶溶液分别置于不同pH值的缓冲液中，如pH 2、pH 4、pH 6、pH 8、pH 10；（2）取一定量的淀粉溶液，加入不同pH值的淀粉酶溶液，记录反应时间；（3）重复实验3次，计算酶活性。

（1）将淀粉酶溶液置于一定温度的水浴锅中；（2）取不同浓度的淀粉溶液，加入淀粉酶溶液，记录反应时间；（3）重复实验3次，计算酶活性。

4. 酶浓度对酶活性的影响（1）将淀粉酶溶液置于一定温度的水浴锅中；（2）取一定量的淀粉溶液，分别加入不同浓度的淀粉酶溶液，记录反应时间；（3）重复实验3次，计算酶活性。

5. 抑制剂和激活剂对酶活性的影响（1）将淀粉酶溶液置于一定温度的水浴锅中；（2）取一定量的淀粉溶液，加入不同浓度的抑制剂（如重金属离子、有机磷化合物等）或激活剂（如ATP、Mg2+等），记录反应时间；（3）重复实验3次，计算酶活性。

五、实验结果与分析1. 温度对酶活性的影响实验结果显示，随着温度的升高，酶活性先逐渐增强，达到一定温度后活性达到最大值，随后活性逐渐降低。

“温度对酶活性影响实验”中不用斐林试剂原因的探究◆董红宇甘肃省天水市第一中学741000新人教版《生物》必修1教材中，有一个探究影响酶活性的条件的实验，其中之一是探究温度对酶活性的影响，最后用的鉴定试剂是碘液而不是斐林试剂。

众所周知，斐林试剂是鉴定还原性糖的常用试剂,在此实验中为何不用？是无法鉴定还是有什么别的原因？这个问题在K12论坛上也是众说纷纭、各持己见。

笔者为此进行了相关探究，实验如下：实验结果与预期不符，0℃下的试管中也出现了砖红色沉淀。

分析原因：在水浴温度65℃时用斐林试剂检测，0℃和60℃的试管中都有砖红色沉淀。

出现这种结果的原因，应该是用65℃水浴加热时，使原本处于受抑制状态的酶逐渐恢复了活性，导致预期不应该发生的反应出现了，对实验结果干扰很大。

这就是我们常给学生讲的：因为斐林试剂在使用过程中要加热，0℃试管中的酶会逐渐恢复活性，所以此实验不能用斐林试剂鉴定。

事实果真如此吗？笔者继续以下实验：其它条件不变，只将上述实验中加斐林试剂时65℃水浴变成沸水浴即可，结果只有60℃试管中有砖红色沉淀，结果和预想一致。

分析原因：应该是沸水使淀粉酶立即失去活性所致，而前面实验中所用的65℃水浴恰好是α-淀粉酶活性最强的适宜温度，所以不同的水浴温度对实验结果影响很大。

斐林试剂是新制的Cu(OH)2溶液，PH值呈较强的碱性，对酶活性是否也有影响呢？笔者继续做以下探究：将各试管中的物质按下表顺序依次加好结果分析：第一组是α-淀粉酶活性最强的条件，作为对照，砖红色最深。

第二组中斐林试剂已让α-淀粉酶失活。

第三组结果表明：将酶、斐林试剂、淀粉同时加入，酶没有立即失活，还可以水解部分淀粉（分别是附图中的试管1、2、3）。

本实验证明：斐林试剂对酶活性的影响与斐林试剂和酶接触的先后顺序有很大关系。

不放底物，直接与酶混合，酶会立即失活；若与底物和酶一起混合，酶还可水解部分淀粉；如果最后放斐林试剂，则不影响实验结果。

专练17探究影响酶活性的条件1．下列关于“探究温度影响淀粉酶活性”实验的叙述，错误的是()A．合理设定实验温度属于控制实验的自变量B．淀粉与淀粉酶应分别达到设定温度后再混合C．可选用碘液或斐林试剂对实验结果进行检测D．淀粉的用量和保温时间均可能影响实验结果2．下表是有关淀粉酶的探究实验，“＋”表示加，“－”表示不加。

下列叙述正确的是()A.本实验的目的之一是探究温度对淀粉酶活性的影响B．本实验可以用碘液代替斐林试剂对实验结果进行检测C．根据实验结果可以得出淀粉酶的最适温度是60℃D．根据试管②③的实验结果说明淀粉酶具有专一性3．研究小组为验证酶的特性进行了相关实验，部分实验操作如表所示，下列叙述错误的是()A. 步骤3是向5支试管中加等量的缓冲液B．试管2和4无法验证唾液淀粉酶具有专一性C．试管3和4可以证明蔗糖酶具有专一性D．该实验无法验证唾液淀粉酶具有高效性4．下图是温度对a、b、c三种酶活性影响的曲线图。

下列叙述正确的是()A.c酶的最适温度为37 ℃左右B．b酶的最适温度高于a酶的最适温度C．该图反映了实验的两个自变量，一个因变量D．该实验过程不需要考虑pH值5．为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表：下面相关分析合理的是()A．实验目的是探究温度对酶活性的影响B．1号试管设置正确合理，为空白对照组C．3号试管的实验条件是37 ℃水浴；pH 8～9D．蛋清液和酶液应在混合均匀后再进行水浴6．下列有关分析正确的是()A．酶活力受pH影响的曲线都为钟罩形B．在pH 4～8条件下，木瓜蛋白酶的活力基本不受pH的影响C．所有酶都能与双缩脲试剂发生紫色反应D．过低的pH及低温会导致蛋白酶变性失活7．为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。

下列叙述错误的是()A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中B．加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致C．将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液D．比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围8．[2022·全国乙卷]某种酶P由RNA和蛋白质组成，可催化底物转化为相应的产物。

对“探究温度对淀粉酶活性的影响”实验现象的质疑及分析摘要：“新陈代谢与酶”是高中生物学的一个重要内容，学生须通过实验探究酶的特征。

在指导学生探究不同温度下淀粉酶催化淀粉水解的实验中，笔者发现用碘液检验是否存在淀粉时温度不仅影响酶的活性还会影响碘与淀粉的显色反应，因此，出现了与预期不符的实验现象。

经查阅资料弄清了缘由，并对与预期不符的结果产生的原因进行了实验验证。

关键词：实验方案预期实验现象分析验证实验淀粉遇碘变蓝色，因其反应灵敏被广泛用于检验淀粉或者碘的存在。

在高中生物必修一“探究温度对淀粉酶活性的影响”中可以用碘液来检验淀粉的水解情况。

但是，在不同温度下淀粉与碘的显色反应只与酶的活性有关吗？在一节实验教学中出现了与预期不相符的实验结果，实验方案如下：一、实验题目探究温度对淀粉酶活性的影响。

二、实验原理1.α-淀粉酶水解淀粉的最适温度是60℃。

在低于60℃时，随着温度升高酶的催化效率升高；高于60℃时，随着温度升高，催化效率降低，直到失活。

2.淀粉酶催化淀粉水解成麦芽糖，淀粉与碘变蓝色，麦芽糖与碘不变蓝色。

三、材料用具质量分数为0.25%α-淀粉酶溶液,3%可溶性淀粉溶液，碘液,试管,试管刷，试管架,刻度吸管,恒温水浴箱（水温分别保持在60℃、100℃),冰块,铅笔。

四、实验准备1.实验前教师应配制好0.25%α-淀粉酶溶液和3%可溶性淀粉溶液，碘液。

2.课前打开2个恒温水浴箱，并调好温度。

五、方法步骤1.取6支洁净的试管，编上1、1′、2、2′、3、3′号，向1、2、3号试管分别注入1mL0.25%α-淀粉酶，向1′、2′、3′号试管加入1mL可溶性淀粉溶液。

2.将1和1′号试管放置在冰块中,2和2′号试管放置于的60℃水浴锅中,3和3′号试管放置于100℃的水浴锅中，每支试管各保温5分钟。

3.分别将同温度下的淀粉溶液注入淀粉酶溶液中（即1`号试管注入到1号试管中）摇匀后，各自保温5分钟。

4.在3支试管中各滴入1滴碘液，摇匀。

探究影响酶活性的因素一、探究温度对酶活性的影响（一）实验原理（注：市售a-淀粉酶的最适温度约600C）：1．淀粉遇碘后，形成紫蓝色的复合物。

2．淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麦芽糖和葡萄糖，麦芽糖和葡萄糖遇碘后不显色。

（二）方法步骤：1、取3支试管，编上号（A、B、C），然后分别注入2mL可溶性淀粉溶液；2、另取3支试管，编上号（a、b、c），然后分别注入1mL新鲜淀粉酶溶液；3、将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成3组，A和a试管放入热水（约600C）、B和b放入沸水，C和c放入冰块中，维持各自的温度5min；思考题1、不能只用不同温度处理淀粉溶液或酶溶液，这是为什么4、分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，维持各自的温度5min；5、在3支试管中各滴入1-2滴碘液，摇匀后观察这3支试管中溶液颜色变化并记录；思考题2、在试管A、B、C中分别能观察到什么现象思考题3、通过上述实验，你能得出什么结论思考题4、在上述实验中，自变量是什么无关变量是什么思考题5、探究温度对酶活性的影响实验中是否可以用斐林试剂来检验实验结果为什么二、探究PH值对酶活性的影响（一）实验原理：思考题6、请依据下面所列实验操作步骤，写出该实验的实验原理。

步骤：用表格显示实验步骤：（注意操作顺序不能错）思考题7、请在上表中填入你所观察到的实验现象。

思考题8、通过上述实验，你能得出什么结论思考题9、在上述实验中，自变量是什么无关变量是什么思考题10、在设计“影响酶活性的条件”实验中最关键的一步是什么附加实验：思考题11、能否用淀粉酶探究PH对酶活性的影响1.（多选）在证明酶的催化作用受温度影响的实验时，有学生取两支试管分别将淀粉溶液与唾液混合后，分别将试管放在冰水、沸水中5min后，待试管冷却后分别加入3滴碘液，结果两支试管都变蓝，证明酶的催化作用需要适宜的温度。

此实验的不足之处是A．酶与淀粉不能在设置各自温度之前接触B．缺少温度为37℃的对照实验C．这两支试管都不应变蓝D．不能用碘液检验是否存在淀粉2.（多选）下图表示的是在最适温度下，反应物浓度对唾液淀粉酶所催化的化学反应速率的影响。

实验课题：探究温度对淀粉酶活性的影响
实验原理：
淀粉遇碘变蓝色，淀粉酶在适宜的条件下可以使淀粉水解成麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。

目的要求：
探究不同温度对淀粉酶活性的影响
实验材料用具：
质量分数为2％的新配制的淀粉酶溶液、质量分数为3％的可溶性淀粉溶液(适宜温度60 0C左右)、热水、蒸馏水、碘液、试管、量筒、滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、火柴。

实验步骤
1.取6支试管分别编号为：A、A’、B、B’、C、C’。

2.在A、B、C中分别加入2ML淀粉溶液。

在A’、B’、C’中分别加入1ML淀粉酶溶液。

然后将A、A’放在60℃水浴中，B、B’放在0 ℃冰水中，C、C’放在100 ℃水浴中。

保持温度5分钟。

3.然后同时将三个酶溶液倒入相应水浴中的淀粉溶液中摇匀，保持相应的水浴温度。

4.一段时间后，在A、B、C中分别加入1滴碘液，观察试管中的颜色变化。

实验结果
A试管和B试管变蓝，C试管不变蓝
实验结论
温度会影响酶的活性。