能否用斐林试剂鉴定“温度对酶活性的影响”实验

作者简介：金叶丽（1988-），女，汉族，安徽亳州人，中教二级，本科，研究方向：生物科学。

摘要：“温度对酶活性的影响”实验是人教版高中生物必修一中的重要实验。教材中选用淀粉酶来做这个实验，在实验设计中，对实验结果的检测选用了碘液检测反应物淀粉的方法作为判断酶活性的依据。而我们知道，淀粉酶催化淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖，两者都是还原糖，那么为什么不选用可以鉴定还原糖的斐林试剂去检测产物来判断酶活性呢？带着这个问题，我们结合实验来探讨几种不同的观点。

关键词：高中生物；教学实验；探讨研究

中图分类号：G633文献标志码：A文章编号：2095-9214（2016）11-0069-01

观点一：不能用斐林试剂作指示剂，因水浴加热会使低温处理的酶活性恢复。

持有这种观点的老师认为：在“温度对酶活性的影响”实验中，教材设置了温度为0℃（冰水中）、60℃和100℃（沸水中）的三个条件。因为实验目的是观察不同温度对酶活性的影响，如果用斐林试剂作为指示剂，需要在试剂加入之后进行水浴加热，而这样做就已经改变了原来三只试管的温度条件，所显示的结果也就难于保证就能代表原来的三种温度条件下真实的实验结果。因为加热本来处于0℃（冰水中）的那支试管中的淀粉酶，在温度逐渐升高的过程中，活性有可能恢复，催化淀粉水解为麦芽糖和葡萄糖，这支试管中也会出现砖红色沉淀！这样，实验结果就不真实了。因此，在“温度对酶活性的影响”实验中，不能选用斐林试剂作指示剂，只能选用碘液作指示剂。

观点二：可用斐林试剂作指示剂，但不能观察反应的动态变化过程。

持有这种观点的老师认为：随着温度升高，酶活性恢复的问题应该不会出现，因为所加斐林试剂碱性较强，会导致淀粉酶变性失活，鉴定过程中反应不会进行，因此也可以选用斐林试剂作为指示剂，但这样做却不能观察反应的动态变化过程。因为“温度对酶活性的影响”实验是要观察不同的温度对酶活性的影响，不是要证明有没有反应产物——还原糖生成。选用碘液作为指示剂，最大的好处是可通过淀粉溶液褪色过程，直观地显示出不同温度下，反应的动态变化过程。

在教材选择的温度0℃（冰水中）、60℃和100℃（沸水中）的条件下，选择斐林试剂时可得出只有60℃的温度条件下处理的淀粉溶液才有砖红色沉淀生成，即反应在60℃时能够进行，其它两温度条件下无砖红色沉淀生成，反应不能进行。而随温度升高，酶活性恢复的问题应该不会出现，因为所加斐林试剂碱性较强，会导致淀粉酶变性失活，鉴定过程中反应不会进行因此也可以选用斐林试剂作为指示剂，但却不能观察反应的动态变化过程。两者比较，还是选择碘液更好。

观点三：可用斐林试剂作指示剂，能得出“温度影响酶活性”的结论。

持有这种观点的老师认为：因为斐林试剂碱性较强，确实不会因水浴加热而使酶活性恢复，因此选用碘液和斐林试剂两种试剂均可。就课本中设置的三个温度而言，选择斐林试剂进行鉴定，应该能看到条件为0℃的试管中生成砖红色沉淀极少，条件为100℃的试管中无砖红色沉淀生成，条件为60℃的试管中砖红色沉淀生成较多，得出结论。同时，在0℃处理的那只试管即便是在加热过程中即使有少量的还原糖生成，也并不影响实验结论的得出，甚至还能更好地说明温度对酶活性的影响——低温降低酶活性，随温度升高酶活性增强，高温导致酶失活，酶的作用需要适宜的温度。

针对上面三种观点，笔者查阅资料并结合实验室中的实验阐述自己的观点

1.观点一中的“因水浴加热会使低温处理的酶活性恢复”到底会不会发生呢？做实验就可以验证它的正确性。通过对反应试管中加斐林试剂，再水浴加热，确实发现0℃下试管中几乎没有砖红色沉淀，看来斐林试剂是可以让淀粉酶变性，但是这样的设计是不是没有考虑本实验的自变量是温度，在检测时却改变了自变量，不符合实验设计的原则呢？

2.观点三中的“在0℃处理的那只试管即便是在加热过程中有少量的还原糖生成，也并不影响实验结论的得出，甚至还能更好地说明温度对酶活性的影响”的观点有问题。

笔者认为，斐林试剂在该实验中是用于鉴定三种不同温度条件下淀粉是否水解成了还原糖。也就是说，斐林试剂只能是用于确定先前的反应中是否生成了还原糖，如果在鉴定过程中生成了还原糖，斐林试剂就已经失去了作为指示剂的意义。因此，如果原本温度条件为0℃的试管中“有少许还原糖生成”，那就真会影响实验结论的得出了。因为实验现象都是出现了砖红色沉淀，只能说明溶液中有还原糖的存在，至于这些还原糖是先前的反应中生成的，还是在鉴定过程中生成的，无法说清。所以笔者认为，如果在鉴定过程中由于改变了先前的反应条件而能生成还原糖的话，实验结果就不真实了，就不能反映0℃条件下酶促反应的真实情况，必然会导致我们得出错误的结论。观点三显然是颠倒了因果关系，是在用已有理论知识去解释实验现象，而不是从实验现象来推出实验结论！

3.观点二中的“温度对酶活性的影响”是要观察不同温度对酶活性的影响，用碘液作指示剂，可通过淀粉溶液褪色过程，显示出在不同温度条件下，反应的动态变化过程。选择碘液不仅仅在于证明反应能不能进行，还能证明反应进行的程度。不选斐林试剂是因为它不能体现反应的动态变化。事实是这样吗？

我们知道教材上设计的实验步骤是在实验的最后一步才加碘液的，也就是说，是在淀粉酶与淀粉混合后，在三种不同温度条件下保持5分钟之后才加入碘液，这时加碘液只能检验三种温度条件下淀粉是否已经被全部水解了，看不到淀粉溶液褪色过程，因而也无法“显示出不同温度条件下，反应的动态变化过程”？要想通过淀粉溶液褪色过程，直观地显示出不同温度条件下，反应的动态变化过程，就必须必须改变实验步骤。

为此，我要求学生对实验进行了改进，让部分学生将碘液提前到第二步加入后进行处理，通过预期实验结果，通过讨论大家认为结果为选用碘液除可确定反应是否进行外，确实还可以动态观察现象变化（其间可能呈现红褐色或红棕色），而选择的斐林试剂的化学性质的特殊性（碱性）和使用条件的特定性（水浴加热，属鉴定反应是否进行）而达不到这个目的。

综上所述，该实验应该选用碘液做为指示剂，如果选用斐林试剂则不能观察实验的动态变化，且因为在检测过程改变了温度条件，而本实验的自变量恰恰就是温度，不符合实验设计的基本原则。

（作者单位：亳州三中）

推荐访问： 试剂 活性 鉴定 温度 实验

---