張偉?。刂菔械诎烁呒?jí)中學(xué) 浙江溫州 325000）

“α－淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的檢測(cè)”是浙科版高中生物學(xué)選修1 模塊第2 部分“酶的應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)6。本實(shí)驗(yàn)為高中階段學(xué)生了解固定化酶技術(shù)的重要實(shí)驗(yàn)，生物學(xué)核心素養(yǎng)強(qiáng)調(diào)應(yīng)發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)思維能力，故應(yīng)在教學(xué)中盡量開(kāi)展本實(shí)驗(yàn)。但按照浙科版教材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，總計(jì)耗時(shí)約128 min，教師很難讓學(xué)生完全操作固定化及淀粉水解作用檢測(cè)。為此，筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)方案和裝置進(jìn)行優(yōu)化，采用包埋法對(duì)α－淀粉酶進(jìn)行固定化，可使實(shí)驗(yàn)總時(shí)長(zhǎng)控制在40 min 左右，讓學(xué)生在一節(jié)課內(nèi)體驗(yàn)固定化操作及淀粉水解作用的檢測(cè)。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 實(shí)驗(yàn)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(yǎng)皿、藥匙。

1.2 實(shí)驗(yàn)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(nèi)，用少量蒸餾水溶解后倒入容量瓶，用蒸餾水潤(rùn)洗小燒杯2～3 次，將洗液一并加入容量瓶?jī)?nèi)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?zhèn)溆谩?/p>

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(wú)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(diào)成糊狀，邊攪拌邊緩慢加入至60 mL 沸水中，用蒸餾水潤(rùn)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(shí)驗(yàn)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(gè)（圖1）。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

2.2 淀粉水解作用的檢測(cè) 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(yīng)后分別將注射器內(nèi)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(duì)其中的凝膠小球進(jìn)行沖洗2～3次后置于4℃冰箱中保存，待3 d 后可重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)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(lán)色、紫色、橙紅色、黃色（圖2，見(jiàn)封四）。

4 總結(jié)及展望

利用包埋法進(jìn)行酶的固定化操作較為簡(jiǎn)單，較教材上原實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短、成功率高、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可給學(xué)生直觀的體驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性（表1）。在本實(shí)驗(yàn)的操作基礎(chǔ)上，也可讓學(xué)生進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究例如酶的專一性、影響酶活性因素等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

表1 教材實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)對(duì)比