在進行酶的特性教學(xué)時，教師可提問：
酶作為生物催化劑，與無機催化劑相比，有何特點?
為解決這個問題，教師可演示有關(guān)實驗，也可安排相應(yīng)的學(xué)生實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的觀察，分析得出結(jié)論，即酶的高效性、專一性與多樣性特性。
�。�1）酶的高效特性實驗，實驗前有必要簡單介紹兩項內(nèi)容：
一是過氧化氫這種物質(zhì)，它是動植物在代謝中產(chǎn)生的，對機體有毒害作用。生物體可通過過氧化氫酶，催化過氧化氫迅速分解成水和氧氣而解毒。無機催化劑三價鐵離子也可催化這一反應(yīng)；二是本實驗的實驗步驟。
實驗后，讓學(xué)生討論得出過氧化氫酶的催化效率高于鐵離子的結(jié)論，在此基礎(chǔ)上，教師可列舉其他實例，概括酶的高效性。教師還應(yīng)強調(diào)正是由于酶的存在及其高效性，所以許多代謝反應(yīng)在體外很難發(fā)生，在體內(nèi)卻可迅速進行。
�。�2）酶的專一性特性
實驗前可提問：“食物中的淀粉和蔗糖同屬糖類，唾液淀粉酶能否消化水解這兩種物質(zhì)?”
本實驗所涉及的顏色反應(yīng)要在實驗前跟學(xué)生說明清楚。淀粉水解成的麥芽糖和蔗糖水解成的葡萄糖、果糖在煮沸的條件下，與斐林試劑反應(yīng)會有磚紅色沉淀物質(zhì)產(chǎn)生，淀粉和蔗糖與斐林試劑無此反應(yīng)。因此，斐林試劑可以用來鑒定淀粉和蔗糖溶液中是否有麥芽糖和葡萄糖及果糖，進而推測淀粉和蔗糖是否被水解。
在此基礎(chǔ)上，教師通過進一步實例說明酶的專一性是酶普遍具有的特性；
�。�3）酶的多樣性原理，可在學(xué)生理解酶的專一性原理基礎(chǔ)上，結(jié)合蛋白質(zhì)的多樣性讓學(xué)生分析得出。
5、影響酶活性的因素
有條件的學(xué)校，應(yīng)盡量讓學(xué)生做《實驗七、探索影響淀粉酶活性的條件》，這對于訓(xùn)練學(xué)生分析實驗?zāi)芰�，理解對照實驗的設(shè)計方法等都是很幫助的。
在學(xué)生通過實驗分析得出影響酶活性的因素后，可適當(dāng)結(jié)合學(xué)生的生活實際，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論一些與之相關(guān)的生活常識。如可提問：“持續(xù)高燒不退或嚴(yán)重腹瀉有時甚至?xí)＜叭说纳�，學(xué)生知道其中的原因嗎？”
人的正常體溫是37℃，體溫升高到38℃，雖然體溫只是升高了1℃，但人已感覺非常沒有精神，如果升高到39℃甚至40℃以上，而且持續(xù)高燒，就會出現(xiàn)一系列嚴(yán)重的反應(yīng)，如昏睡、昏迷、驚厥、甚至危及生命，這是為什么呢？原來，酶作為生物催化劑，其催化活性受到很多因素的影響，如溫度、pH值、有機溶劑、重金屬離子、酶濃度、酶的激活劑、抑制劑等等，而酶的活性受上述因素的影響是非常敏感的，影響因素發(fā)生很小的變化的，酶活性就會發(fā)生很大的改變。人體中酶的最適溫度一般為37℃，當(dāng)人體體溫高于或低于這個溫度時，機體中酶活性就會大大降低，細(xì)胞內(nèi)的各種生物化學(xué)反應(yīng)不能正常進行了。
霍亂是一種烈性傳染病，為霍亂弧菌所致，曾在世界上引起多次大流行，死亡率甚高�；魜y弧菌通過人的腸粘膜并大量繁殖，同時產(chǎn)生腸毒素引起劇烈腹瀉造成迅速而嚴(yán)重的脫水，血容量明顯減少，因而出現(xiàn)微循環(huán)衰竭，使細(xì)胞得不到鉀、鈉、鈣、氯離子，導(dǎo)致肌肉痙攣；細(xì)胞得不到碳酸氫根離子而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH值發(fā)生較大的改變，酶活性即相應(yīng)大大降低，嚴(yán)重的會出現(xiàn)代謝性酸中毒，最終病人腎功能衰竭，休克、死亡。人體大量出汗、腹瀉都要相應(yīng)地補充水就是這個道理；嬰幼兒自身調(diào)節(jié)能力差，嬰幼兒腹瀉常常引起嚴(yán)重后果，就是這個道理。
或者問：“當(dāng)人誤食了含有重金屬的食物或農(nóng)藥后，有一種應(yīng)急措施，就是趕緊給病人大量喝牛奶或豆?jié){，學(xué)生知道這是為什么嗎？”
酶活性除了與溫度、pH有關(guān)外，還受有機溶劑、重金屬離子等的影響。有機溶劑與重金屬離子影響酶活性的主要原因是有機溶劑和重金屬離子與酶蛋白上的某些化學(xué)基團結(jié)合，使酶的活性完全喪失，這也是人誤食了有機磷農(nóng)藥、有機氯農(nóng)藥或含重金屬離子的食物中毒甚至死亡的原因。
牛奶和豆?jié){中含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以和重金屬或有機物結(jié)合，而使這些金屬離子和有機物發(fā)生沉淀。當(dāng)人誤食了含重金屬的食品或農(nóng)藥后，大量飲用牛奶或豆?jié){可使這些有毒物質(zhì)沉淀下來不被消化道吸收，從而也就避免了這些有毒物質(zhì)與人體中正常的酶接觸的機會，而保護了這些酶的活性。當(dāng)然，這只是應(yīng)急措施，還要去醫(yī)院洗胃并進行進一步的治療。
探究活動
探究pH值對酶活性影響
【探究目的】
了解pH對酶活性的影響、學(xué)習(xí)測定酶的最適pH的方法
【探究原理】
酶的活性受環(huán)境pH的影響極為顯著。通常各種酶只有在一定的pH范圍內(nèi)才表現(xiàn)它的活性。一種酶表現(xiàn)其催化活性最高時的pH值稱為該酶的最適pH。低于或高于最適pH時，酶的活性逐漸降低。不同酶的最適pH值不同，例如，胃蛋白酶的最適pH為1.5一2.5，胰蛋白酶的最適pH為8等。
應(yīng)當(dāng)指出酶的最適pH受反應(yīng)物性質(zhì)和緩沖液性質(zhì)的影響。例如，唾液淀粉酶的最適PH約為6.8，但在磷酸緩沖液中，其最適pH為6.4一6.6，在醋酸緩沖液中則為5.6。
【材料和用具】
1、0.3%氯化鈉的0.5%淀粉溶液（新鮮配制）
2、稀釋200倍的新鮮唾液。
3、0.1M檸檬酸溶液。
4、0.2M磷酸氫二鈉溶液
5、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍。
【探究步驟】
取8個50毫升錐形瓶，編號。按下表中的比例，用吸量管添加0.2M磷酸氫二鈉溶液和0.lM檸檬酸溶液，制備pH5.0一8.0的8種緩沖溶液。
|
錐形瓶號 |
0.2M磷酸氫二鈉溶液（ml） |
0.lM檸檬酸溶液(ml) |
緩沖溶液pH值 |
|
1 |
5.15 |
4.85 |
5.0 |
|
2 |
5.80 |
4.20 |
5.6 |
|
3 |
6.31 |
3.69 |
6.0 |
|
4 |
6.92 |
3.08 |
6.4 |
|
5 |
7.72 |
2.28 |
6.8 |
|
6 |
8.69 |
1.33 |
7.2 |
|
7 |
9.36 |
0.64 |
7.6 |
|
8 |
9.72 |
0.28 |
8.0 |
取9支干燥的試管，編號。將8個錐形瓶中不同pH的緩沖液各取3毫升，分別加入相應(yīng)(l一8號)的試管中。然后，再向每個試管中添加0.5%淀扮溶液2毫升。第9號試管與第5試管的內(nèi)容物相同。
向第9號試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升，搖勻后放入37℃恒溫水浴中保溫。每隔1分鐘由第9號試管中取出一滴混合液，置于白瓷板上，加一滴碘化鉀-碘溶液，檢驗淀粉的水解度，待結(jié)果呈橙黃色時，取出試管，記錄保溫時間。注意，掌握第9號試管的水解程度是本實驗成敗的關(guān)鍵之一。
以l分鐘的間隔，依次向第l至第8號試管中加入稀釋200倍的唾液2毫升，搖勻，并以1分鐘的間隔依次將8支試管放入37℃恒溫水浴中保溫。然后，按照第9號試管的保溫時間，依次將各管迅速取出，并立即加入碘化鉀-碘溶液2滴，充分搖勻。觀察各管呈現(xiàn)的顏色，判斷在不同pH值下淀粉被水解的程度，可以看出pH對唾液淀粉酶活性的影響，并確定其最適pH。
探究酶的激活劑及抑制劑
【探究目的】
學(xué)習(xí)檢定激活劑和抑制劑影晌酶反應(yīng)的方法和原理
【探究原理】
酶的活性常受某些物質(zhì)的影響，有些物質(zhì)能使酶的活性增加，稱為酶的激活劑；有些物質(zhì)能使酶的活性降低，稱為酶的抑制劑。例如，氯化鈉為唾液淀粉酶的激活劑，硫酸銅為其抑制劑。
很少量的激活劑或抑制劑就會影響酶的活性，而且常有特異性。值得注意的是激活劑和抑制劑不是絕對的，有些物質(zhì)在低濃度度時為某種酶的激活劑，而在高濃度時則為該酶的抑制劑。例如，氯化鈉達到1/3飽和度時就可抑制唾液淀粉酶的活性。
【材料及用具】
1、l%淀粉溶液。
2、1%氯化鈉溶液。
3、碘化鉀-碘溶液：將碘化鉀20克和碘10克溶解在100ml水中，使用前稀釋10倍。
4、稀釋100一200倍的新鮮唾液。
5、0.1%硫酸銅溶液。
【探究步驟】
取3支試管，編號。向第l支試管中加入l%氯化鈉溶液l毫升，向第2支試管中加入0.1%的硫酸銅溶液l毫升，向第3支試管中加入蒸餾水l毫升作對照。再向每支試管各加入0.l%淀粉溶液3毫升和稀釋的唾液l毫升。搖勻各管內(nèi)容物，一齊放入37℃恒溫水浴中保溫，10一15分鐘后取出。冷后，各滴入2一3滴碘化鉀-碘溶液，混勻。觀察比較3支試管顏色的深淺。
如果激活劑或抑制劑的作用不明顯，主要原因可能是唾液淀粉酶活性不夠高，可以適當(dāng)延長反應(yīng)時間或者降低唾液稀釋倍數(shù)，然后再繼續(xù)實驗。
探究酶的專一性
【探究目的】
本實驗以唾液淀粉酶和蔗糖酶對淀粉和蔗糖的作用為例，說明酶的特異性。
【材料用具】
1、2%蔗糖溶液：蔗糖是典型的非還原糖，若商品蔗糖中還原糖含量超過一定標(biāo)準(zhǔn)，則呈現(xiàn)還原性，這種蔗糖不能使用。所以，實驗前必須進行檢查。本實驗用的蔗糖至少應(yīng)是分析純的試劑。
2、0.3%氯化鈉的l%淀粉溶液（新鮮配制）
3、稀釋200倍的新鮮唾液。
4、蔗糖酶溶液：取干酵母100克，置于乳缽內(nèi)，添加適量蒸餾水及少量石英砂。用力研磨提取約l小時，再加蒸餾水，使總體積約為500毫升，過濾。將濾液保存于冰箱內(nèi)備用。
5、本尼迪克特(Benedict)試劑： 將硫酸銅17.3克溶解于100毫升熱蒸餾水中。冷卻后，稀釋至150毫升。取檸檬酸鈉173克及碳酸鈉(Na2CO3.H2O)100克，加水600毫升，加熱使之溶解，冷后，稀釋至850毫升。最后，把硫酸銅溶液緩緩傾入檸檬酸鈉-碳酸鈉溶液中�；靹蚝螅眉�(xì)口瓶貯存。此試劑可長時間保存。
【探究步驟】
1、淀粉酶的特異性實驗
取2支試管，各加入本尼迪克特(Benedict)試劑2毫升，再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各4滴�；旌暇鶆蚝�，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生，純凈的淀粉和蔗糖不呈陽性反應(yīng)。
再取3支試管，每管各加入稀釋200倍的新鮮唾液l毫升。再分別加入l%淀粉溶液或2%蔗糖溶液各3毫升�；靹�，放入37℃恒溫水浴中保溫，15分鐘后取出。各加本尼迪克特試劑2毫升，搖勻，放在沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生。
新鮮唾液的稀釋倍數(shù)，一般為200倍。但是，由于不同人或同一人不同時間采收的唾液內(nèi)淀粉酶的活性并不相同，有時差別很大，稀釋倍數(shù)可以是50一300倍，甚至超出此范圍。因此，應(yīng)事先確定稀釋倍數(shù)。另外，要注意除去唾液里的氣泡，避免稀釋倍數(shù)不準(zhǔn)確面影響實驗結(jié)果。稀釋好的新鮮唾液用濾紙過濾后待用。
2、蔗糖酶的特異性實驗
取2支試管，各加入蔗糖酶溶液l毫升，再分別加入l%淀粉溶液3毫升或2%蔗糖溶液3毫升。搖勻，放入37℃恒溫水浴中保溫，10分鐘后取出，各加入本尼迪克特試劑2毫升，混勻后放入沸水浴中煮2一3分鐘。觀察有無紅黃色沉淀產(chǎn)生。
再取l支試管，加入蔗糖酶l毫升和蒸餾水3毫升，混勻，加入本尼迪克特試劑2毫升，搖勻，在沸水浴中煮2一3分鐘。可以觀察到試管內(nèi)溶液呈現(xiàn)輕度陽性反應(yīng)，這是由于蔗糖酶溶液本身含有少量還原性雜質(zhì)的緣故。因此，用此管作為對照，即可解釋上述用淀粉作底物的試管內(nèi)呈現(xiàn)輕度陽性反應(yīng)的原因。