课程名称： 生物化学实验 指导老师： 史影 成绩： 实验名称： 酶的基本性质实验——底物专一性、激活剂和抑制剂、最适温度
同组学生姓名： 陈莞尔，潘盛警
Ⅰ.酶的基本性质——底物专一性
一、实验目的
1.了解酶的专一性。
2.掌握验证酶的专一性的基本原理及方法。
3.学会排除干扰因素，设计酶学实验。
二、基本原理
酶是具有高度专一性的有催化功能的蛋白质。酶蛋白结构决定了酶的功能——酶的高效性，酶促反应要比无机催化反应快数十倍。
酶催化的一个重要特点是具有高度的底物专一性，即一种酶只能对一种或一类底物其催化作用，对其他底物无催化反应。根据各种酶对底物的选择程度不同，可分成下列几种：
1.相对专一性。一种酶能催化一类具有相同化学键或基团的物质进行某种类型的反应。
2.绝对专一性：有些酶对底物的要求非常严格只作用于一种底物，而不作用于任何其他物质。如脲酶只能催化尿素进行水解而生成二氧化碳和氨。如麦芽糖酶只作用于麦芽糖而不作用其它双糖，淀粉酶只作用于淀粉，而不作用于纤维素。 3.立体异构专一性：有些酶只有作用于底物的立体异构物中的一种，而对另一种则全无作用。如酵母中的糖酶类只作用于D-型糖而不能作用于L-型的糖。
本实验以唾液淀粉酶和蔗糖酶对淀粉和蔗糖水解反应的催化作用来观察酶的专一性。用Benedict试剂检测反应产物。 Benedict试剂是碱性硫酸铜溶液，具有一定的氧化能力，能与还原性的半缩醛羟基发生氧化还原反应，生成砖红氧化铜沉淀。
Na2CO3+ 2H2O 2NaOH + H2CO3
CuSO4+ 2NaOH Cu(OH)2+ Na2SO4
还原糖(—CHO or —C=O)+ 2Cu(OH)2 Cu2O + 2H2O + 糖的氧化产物
（黄或砖红）
淀粉和蔗糖无半缩醛基，无还原性，与Benedict试剂无显反应。淀粉被淀粉酶水解后产生葡萄糖，蔗糖被蔗糖酶水解后产生果糖和葡萄糖，产物都是还原糖，因此能被Benedict试剂氧化生成砖红的Cu2O沉淀。
电镀阳极板三、实验材料与试剂
1、实验材料
⑴ 蔗糖酶(样品Ⅳ）； ⑵ 新鲜唾液（含唾液淀粉酶）；
2、实验试剂
⑴ 蔗糖酶液
蔗糖酶液(样品Ⅳ）加蒸馏水适当稀释，备用；
⑵ 唾液淀粉酶液（学生自制）
取0.5mL唾液至25ml量筒中，用蒸馏水（稀释）到25ml，用棉花过滤备用。唾液稀倍数因人而异，可稀释50～400倍，甚至更高；
负压脉动式清肺仪⑶ 5%蔗糖（A.R.）溶液；
⑷ 0.5%淀粉溶液（含0.3%NaCl）；
⑸ Benedict试剂 ；
四、实验器材与仪器
1.漏斗， 2.脱脂棉花； 3.恒温水浴（37℃，100℃）； 4.量筒；5.试管；6.烧杯；7.吸量 管。
五、实验内容
酶的专一性实验，按下表操作。
| 检查试剂 | 淀粉酶的专一性 | 蔗糖酶的专一性 |
编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ |
0.5%淀粉（0.3%NaCl） 溶液 (ml) | 3 | | | 3 | | | 3 | | |
5%蔗糖溶液 (ml) | | 3 | | | 3 | | | 3 | |
蒸馏水 (ml) | | | 3 | | | 3 | | | 3 |
唾液淀粉酶液 (ml) | | | | 1 | 1 | 1 | | | |
蔗糖酶溶液 (ml) | | | | | | | 1 | 1 | 1 |
| | 摇匀，置37℃水浴保温10min |
Benedict试剂 (ml) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
摇匀，置沸水浴煮2～3min |
记录观察结果 | 蓝 | 蓝 | 蓝 | 砖红 | 蓝 | 蓝 | 蓝 颜料专用助剂 | 黄绿 | 蓝 |
| | | | | | | | | |
六、结果分析和讨论
结果：⑴ ①、②、③号试管均呈硫酸铜的蓝，说明这3支试管内无还原糖，淀粉和蔗糖均未水解；
⑵ ④号试管呈砖红说明试管内淀粉被水解，⑤号试管呈蓝说明试管内蔗糖未水解，⑥号试管呈蓝说明无还原糖，从这三支试管看出唾液淀粉酶只对淀粉有催化活性，不能催化蔗糖水解，具有对淀粉的底物专一性；
⑶ ⑧号试管呈黄绿，说明试管中部分蔗糖被水解，但未水解完全，⑦号试管呈蓝说明淀粉未水解，⑨号试管呈蓝说明无还原糖，从这三支试管看出蔗糖酶只对蔗糖的水解有催化作用，对淀粉无催化作用，具有对蔗糖的底物专一性。
七、思考题
1．观察酶专一性实验为什么要设计这3组实验？每组各有何意义？蒸馏水有何用？
答：第一组作为整个实验的空白对照组，检测Benedict试剂对实验结果的颜有何影响。
第二组作为检测淀粉酶的专一性实验组，第三组作为检测蔗糖酶的专一性的实验组。蒸馏水作为每一个组中的空白对照，与组内其余两组进行对照。
2．将酶液煮沸10min后，重做二、三的操作，观察有何结果？
答：二、三组的实验结果将和一组相同，即每组中3支试管都呈蓝，因为酶在煮沸过程中已经变性，失去催化活性，故不能催化各自对应底物的水解反应。
3．在此实验中，为什么要用0.5%淀粉(0.3%NaCl)溶液？0.3%NaCl的作用是什么？
答：0.3%NaCl中的Cl-是作为激活剂激活唾液淀粉酶的活性，使实验结果不至于因为唾液淀粉酶的活性不足而导致不同。
Ⅱ. 影响酶活性的因素——激活剂和抑制剂
一、实验目的和要求
1. 了解激活剂和抑制剂对酶促反应速度的影响。
2. 学习检定激活剂和抑制剂影响酶促反应速度的原理和方法。
二、实验基本原理
在酶促反应过程中，酶的活性常收到某些物质的影响，有些物质能使酶的活性增加，称为激活剂；某些物质它们并不引起酶蛋白变性，但能使酶分子上的某些必需基团（主要是指酶活性中心上的一些基团）发生变化，因而引起酶活力下降，甚至丧失，致使酶反应速度降低，称为酶的抑制剂。
酶的激活剂种类：
1、一些简单的无机离子，如Mg2+、Cl-等；
2、一些中等大小的有机分子，如抗坏血酸等也是激活剂，它们对某些含巯基的酶具有激活作用；
3、有些酶的催化作用易受某些抑制剂的影响，因而能除去抑制剂的物质也可称为激活剂，如EDTA能除去重金属，因而能解除重金属对酶的抑制作用。
4、具有蛋白质性质的大分子物质，这些激活剂是指可对某些无活性的酶原起作用的酶。
酶的抑制剂有许多种：如重金属离子（Ag+、Hg2+、Pb2＋、Cu2＋等）、CO、氯化物、H2S、砷化物、氟化物、生物碱、有机磷农药等都是抑制剂。
少量的激活剂或抑制剂就能影响酶的活性，而且常具有特异性。值得注意的是激活剂和抑制剂不是绝对的，各种激活剂对酶的作用是不同的。
本实验利用淀粉被水解的不同阶段产物与碘有不同颜反应，定性观察唾液淀粉酶在酶促反应中激活或抑制现象。淀粉经酶促水解为葡萄糖的不同阶段的产物与碘作用的颜反应如下：
淀粉 紫糊精 红糊精 无糊精 麦芽糖 葡萄糖
显蓝 显紫渣油加氢 显红 不显 不显 不显
（ 碘） （碘） （碘）
本实验中，Cl- 为唾液淀粉酶的激活剂；Cu2+为唾液淀粉酶的抑制剂。利用淀粉酶别水解不同阶段产物与碘有不同的呈反应，观察唾液淀粉酶的酶促反应中的激活和抑制现象。水解程度通过水解混合物遇碘溶液所呈现的颜变化判断。
三、实验材料与试剂
1、实验材料
新鲜唾液
2、实验试剂
⑴ 唾液淀粉酶（学生自制）
取唾液1ml至25ml量筒中，用蒸馏水稀释至25ml，用棉花过滤备用。唾液稀释倍数因人而异，可稀释50～400倍，甚至更高。
⑵ 0.1% 淀粉溶液
⑶ 1.0% 氯化钠溶液
⑷ 1.0% 硫酸铜溶液
⑸ 1.0% 硫酸钠溶液
⑹ 碘化钾-碘液
四、实验器材和仪器
1.试管及试管架 2.量筒 3.漏斗 4.脱脂棉花 5.点滴板 6.吸量管 7.恒温水浴（37℃）
五、实验步骤
试管编号 试剂处理 | 1 | 2 | 3 | 4 |
0.1%淀粉溶液 (ml) | 3 | 3 | 3 | 3 |
1% 硫酸铜溶液 (ml) | 1 | | | |
1% 氯化钠溶液 (ml) | | 1 | | |
1% 硫酸钠溶液 (ml) | | | 1 | |
蒸馏水 (ml) | | | | 1 |
唾液淀粉酶 (ml) | 1 | 1 | 1 | 1 |
混匀，37℃恒温水浴，保温10min |
碘化钾-碘液（滴） | 1 | 1 | 1太阳能手机充电器 灌浆剂 | 1 |
记录观察结果 | 深蓝偏黑 | 红棕 | 深蓝 | 深蓝 |
| | | | |
注意： ⑴出准确的保温时间，是本实验是实验能否成功的关键步骤之一，唾液淀粉酶液
浓度可根据个人情况而定，通过37℃水浴溶保温计时，反应时间最好在8～15min以内，只有确定准确的保温时间才能进行实验。 （2） 加入酶液后，务必充分摇匀，保证酶与全部淀粉液接触的反应才能得到理想的颜梯度变化结果。（3）碘化钾–碘液不要过早地加到点滴板上，以免碘液挥发，影响显效果。
六、结果讨论与分析
结果：①反应时间在17min中时能明显区分各管颜不同。
②试管1中颜最深，说明CuSO4可以抑制淀粉酶的活性；试管2中颜最浅，基本呈碘，故淀粉酶活性最高，说明NaCl可以激活淀粉酶的活性；试管3、4中颜基本一致，且深浅居于试管1、2之间，淀粉酶活性一般，说明Na+、SO42-对淀粉酶活性都没有影响。故总体上看，可以得出Cl-是唾液淀粉酶的激活剂，Cu2+是唾液淀粉酶的抑制剂。
③同时，因为各管的结果颜都偏深，所以使用的唾液淀粉酶样品活性不高，这与区分各管颜差别需要反应时间较长（17min）相符合。
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