Question

【題目】耐高溫淀粉酶在食品加工領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用。為探究某耐高溫淀粉酶的性質(zhì)，某研究小組做了下表實(shí)驗(yàn)，測得的酶活性如圖1所示：

組別 處理	1	2	3	4	5	6	7	8
可溶性淀粉溶液（3%）	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL
淀粉酶（2%）	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL
溫度	30℃	40℃	50℃	60℃	70℃	80℃	90℃	100℃
各組在相應(yīng)溫度下保溫5min
測定酶的活性

回答下列問題：

（l）酶活性屬于該實(shí)驗(yàn)中_______變量。該實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)置上有些不合理，請修改______________

（2）根據(jù)圖1，能否確定該酶的最適溫度為80℃，并說明理由_______。3號和8號試管中酶活性均較低的原因不同，其差異是__________

（3）圖2為6號試管中產(chǎn)物濃度隨時間的變化圖，請?jiān)趫D中畫出4號試管中產(chǎn)物濃度隨時間的變化曲線圖。______

（4）某興趣小組欲探究該耐高溫淀粉酶的專一性，請你用以上實(shí)驗(yàn)的材料及蔗糖溶液、斐林試劑、碘液等為其設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)_____（寫出實(shí)驗(yàn)步驟及其結(jié)論）：

Answer 1

【答案】因 應(yīng)先將酶和淀粉溶液分別置于相應(yīng)溫度下保溫5min，然后將相應(yīng)溫度下的淀粉和酶溶液混合，保溫5min 不能：溫度梯度較大 3號試管中酶的活性受到抑制，但其結(jié)構(gòu)未被破壞；8號試管中高溫破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)步驟：①取兩支潔凈的試管，編號甲、乙，甲試管中注入10mL，可溶性淀粉溶液，乙試管中注人等量的蔗糖溶液；②向兩支試管中分別加入2mL該耐高溫淀粉酶，振蕩試管，使其混合均勻；③將兩支試管的下半部浸入80℃左右的熱水中，保溫5min；④取出試管，向兩試管中分別加入1mL，斐林試劑振蕩搖勻，50~65℃水浴加熱約2min，觀察兩支試管中溶液的顏色變化。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：若甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明該耐高溫淀粉酶具有專一性

【解析】

酶能夠催化化學(xué)反應(yīng)的原因是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能，影響酶活性的因素是溫度、pH等。
生物實(shí)驗(yàn)遵循的一般原則是對照原則、等量原則、單一變量原則和控制無關(guān)變量原則等。

分析表格：不同高溫屬于實(shí)驗(yàn)的自變量，酶活性屬于實(shí)驗(yàn)的因變量，除此之外的變量屬于無關(guān)變量，無關(guān)變量保持相同且適宜。

（l）通過分析可知，探究某耐高溫淀粉酶的性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，不同高溫屬于實(shí)驗(yàn)的自變量，酶活性屬于實(shí)驗(yàn)的因變量。由于酶具有高效性，可溶性淀粉溶液（3%）和淀粉酶（2%）混合再保溫到相應(yīng)溫度，酶早已經(jīng)催化反應(yīng)了，這樣實(shí)驗(yàn)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故應(yīng)先將酶和淀粉溶液分別置于相應(yīng)溫度下保溫5min，然后將相應(yīng)溫度下的淀粉和酶溶液混合，保溫5min。

（2）根據(jù)圖1，不能確定該酶的最適溫度為80℃，因?yàn)樵O(shè)置的溫度梯度太大。3號試管中酶的活性受到低溫抑制，但其結(jié)構(gòu)未被破壞；8號試管中高溫破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)，故3號和8號試管中酶活性均較低的原因不同。

（3）根據(jù)圖1可知，淀粉酶在溫度為80℃時，酶活性最高，而4號淀粉酶的反應(yīng)溫度為60℃，酶活性低于6號試管，故4號試管中產(chǎn)物濃度隨時間的變化曲線圖為：。

（4）酶具有專一性，淀粉酶催化淀粉水解為麥芽糖，不能催化蔗糖的水解，可利用該原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明耐高溫淀粉酶的專一性。實(shí)驗(yàn)步驟：①取兩支潔凈的試管，編號甲、乙，甲試管中注入10mL，可溶性淀粉溶液，乙試管中注人等量的蔗糖溶液；②向兩支試管中分別加入2mL該耐高溫淀粉酶，振蕩試管，使其混合均勻；③將兩支試管的下半部浸入80℃左右的熱水中，保溫5min；④取出試管，向兩試管中分別加入1mL，斐林試劑振蕩搖勻，50~65℃水浴加熱約2min，觀察兩支試管中溶液的顏色變化。

實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)論：若甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明該耐高溫淀粉酶具有專一性。