不同温度下蛋白酶.docx
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不同温度下蛋白酶
圣公会圣匠中学
香港中学文凭生物科技校本评核
探究实验I
实验活动：
在35度、50度和65度的温度下鲜凤梨/或奇异果中的蛋白酶
1.封面
2.目的A部份
3.引言B部份
4.每组可使用的物料和仪器
5.步骤C部份
6.结果D部份
7.图表分析E部份
8.讨论与反思F部份
9.结论G部份
情境：
玛莉於上星期为妈妈的生日制备了一些啫喱。
除了普通的啫喱外，她更在部分啫喱中加入鲜水果粒。
她发现普通啫喱如常地凝固，但含有鲜凤梨和鲜奇异果的啫喱却不能凝固。
她对此感到十分疑惑，於是向生物科陈老师请教。
陈老师并没有直接回答玛莉的提问，反而告诉玛莉一些资料—啫喱中含有一种叫明胶的蛋白质，能令啫喱溶液於冷却後凝固起来。
生物科校本评核探究实验I
A目的：
探究鲜凤梨、奇异果加热到35℃、50℃和65℃的温度下加入啫喱溶液中令啫喱凝固的情况，以此证明鲜凤梨和奇异果中含有的蛋白酶在适当的温度下会令啫喱溶液不能凝固。
以实验结果和资料收集分析来解释玛莉所观察到的啫喱不能凝固的原因。
B引言:
1.问题：
啫喱含有一种叫明胶的蛋白质，而这种物质能够令啫喱溶液於冷却後凝固起来，明胶是否会因为受到鲜凤梨和鲜奇异果中的蛋白酶影响而不能令啫喱凝固
2.原理：
新鲜凤梨和新鲜奇异果这两种水果中含有蛋白酶，蛋白酶在不同的温度下会有不同的活性。
因为当温度上升而令明胶分子和蛋白酶分子活动活跃，增加明胶分子接触蛋白酶分子中的活性部位的机会可使啫喱溶液凝固起来的成份明胶分解。
但蛋白酶超过最适温度时，蛋白酶分子的活性部位随着结构改变而改变，导致失去了分解明胶分子的功能。
3.预测：
加入了35℃和50℃菠萝汁的啫喱溶液不能正常凝固。
加入65℃菠萝汁的啫喱溶液能够完全凝固。
加入35℃、50℃和65℃奇异果汁的啫喱不能完全凝固。
4.自变项：
啫喱的温度和新鲜水果的加入啫喱时的状态（榨汁）。
5.应变项：
加入水果汁后的啫喱溶液凝固程度，将凝固程度分为三等级：
一级为完全不凝固
二级为半凝固
三级为完全凝固
6.控制变项：
让啫喱冷却及凝固的时间相同、啫喱溶液的浓度及成份相同、加入啫喱溶液的果汁的分量相同。
7.假设：
加入了35度和50度凤梨汁的啫喱不能正常凝固。
加入65度凤梨汁的啫喱能够凝固。
加入35度、50度和65度奇异果汁的啫喱不能完全凝固。
实验仪器
项目
1.白瓷砖.......................................1
2.刀...........................................1
3.研钵和研杵...................................1套
4.漏斗.........................................1
5.滤布.........................................10cmx10cm
6.500mL烧杯..................................2
7.250mL烧杯/100nL烧杯.........................4
8.大试管.......................................4
9.试管.........................................4
10.10mL量筒....................................2
11.100mL量筒...................................2
12.1mL移液管...................................2
13.玻璃棒.......................................1
14.鲜凤梨.......................................3片
15.鲜奇异果.....................................1个
16.啫喱粉.......................................1包
17.自来水
18.沸水
C步骤
以下方法制备啫哩溶液：
（a）把一包啫喱粉加入一个500mL烧杯中
（b）加入200mL沸水以溶解啫喱粉，
（c）用玻璃棒把混合物搅匀，直至所有啫喱粉完全溶解
（d）再加入250mL自来水并把啫喱溶液拌匀
（e）用50mL量筒盛装50mL的啫喱溶液再将其倒入塑胶容器中重复制造直至有9个塑胶容器每个装有50mL的啫喱溶液为止
以下方法制备水果汁：
（a）使用白瓷砖和刀分别将奇异果削皮切块别放到研钵中使用研杵捣碎榨汁。
（b）使用漏斗和漏布过滤出滤液倒入试管中。
（c）利用量筒量出三份14mL份量的滤液分别放入标签纸为35℃,50℃和65℃的试管中。
（d）将这三份装着滤液的试管分开放入三个大烧杯中。
（e）倒入已经将热水和自来水调节好的35℃、50℃和65℃的水进对应标签试管的烧杯中。
（f）将新鲜凤梨和新鲜菠萝重复以上步骤及持续五分钟后取出九个盛着果汁的试管放在试管架中。
九个试管标签列表如下：
35℃西柚汁啫喱
50℃西柚汁啫喱
65℃西柚汁啫喱
35℃奇异果汁啫喱
50℃奇异果汁啫喱
65℃奇异果汁啫喱
35℃凤梨汁啫喱
50℃凤梨汁啫喱
65℃凤梨汁啫喱
（g）取出全部九个试管後将试管中的果汁放入九份不同的啫喱溶并用玻璃棒将加入水果汁的啫喱混合溶液搅拌均匀.
（h）在啫哩溶液的盖上贴着写上放入的水果名称和温度的标签以作辨别之用。
（i）最後放入冰箱雪藏一段时间（为一天）就可以取出观察这三种水果汁在35度、50度和65度的温度下混合啫喱液後所凝固的情况。
如图显示从水果中提取水果汁
D结果:
1为完全凝固2为半凝固3为不凝固状态
35℃西柚汁的啫喱
2
35℃奇异果汁的啫喱
1
35℃凤梨汁的啫喱
3
50℃西柚汁的啫喱
2
50℃奇异果汁的啫喱
1
50℃凤梨汁的啫喱
3
65℃西柚汁的啫喱
2
65℃奇异果汁的啫喱
1
65℃凤梨汁的啫喱
3
E凝固状态比较（柱形图）
温度（℃）
F讨论和反思
这次试验中在加入了35℃、50℃和65℃的凤梨汁後的啫喱不能凝固、而加入三种温度奇异果汁的啫喱全部凝固、加入三种温度的橙汁则为部份凝固。
这次试验结果与预测结果并不能完全吻合。
造成误差的设计本身需要改良的地方：
调好温度的热水在盛有果汁的试管放入之前已经因为散热而降低温度，令放入啫喱后的凝固程度不能真正反应出试验温度的结果。
水果汁在加入溶液时会受啫喱溶液温度的影响而改变其本身的温度，这样也会令啫喱凝固程度发生改变。
量度好的水果汁因为装在试管中倒入啫喱溶液是会将部份果汁附着在试管壁上，从而令水果中含有的成份变少，改变了啫喱溶液的凝固程度。
爲了减少实验误差，建议可以重复以上的实验并在记录凝固程度的结果后计算平均数以减少误差。
G结论
鲜凤梨和鲜奇异果含有蛋白酶，并且这两种水果的蛋白酶在最适温度下会分解明胶分子令含有明胶的啫喱不能凝固，但这两种水果的蛋白酶在温度远高於最适温度或远低於最适温度将失去作用令啫喱可以冷却後如常凝固。
因此玛莉为妈妈制备的啫喱中，除了普通的啫喱能正常凝固外，
含有的鲜凤梨和鲜奇异果的啫喱因为这两种水果含有的蛋白酶在适合温度下而分解了啫喱中的明胶分子，令啫喱不能凝固。
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