Question

1．萌發(fā)的禾谷類種子中淀粉酶活性較強(qiáng)，主要有α-淀粉酶和β-淀粉酶．α-淀粉酶不耐酸、較耐熱，在pH為3.6以下迅速失活，而β-淀粉酶不耐熱，在70℃條件下15min后失活．實(shí)驗(yàn)材料：萌發(fā)3天的小麥種子（芽長(zhǎng)約1cm）．
主要試劑及儀器：麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液、5%淀粉溶液、斐林試劑、蒸餾水、恒溫水浴鍋等．
實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟一：制作麥芽糖梯度液．取7支干凈的具塞刻度試管，編號(hào)，按表加入試劑，再將試管置于60℃水浴中加熱2min，取出后按試管號(hào)順序排列．

試劑	試管號(hào)
	1	2	3	4	5	6	7
麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液（mL）	0	0.2	0.6	1.0	1.4	1.6	2.0
蒸餾水（mL）	2.0	1.8	1.4	1.0	X	Y	Z
斐林試劑（mL）	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0

步驟二：萌發(fā)3天的小麥種子制備淀粉酶溶液．
步驟三：將裝有淀粉酶溶液的試管置于70℃水浴中15min，取出后迅速冷卻．
步驟四：另取四支試管，編號(hào)A、B、C、D，向A、B試管中各加5mL5%淀粉溶液，向C、D試管中分別加入2mL已經(jīng)處理的酶溶液（忽略其中含有的少量麥芽糖）和蒸餾水，將四支試管置于40℃恒溫水浴中保溫10min，然后將C、D試管中的溶液分別加入到A、B試管中，搖勻后繼續(xù)在40℃恒溫水浴中保溫10min．
步驟五：取A、B試管中反應(yīng)溶液各2mL分別加入E、F試管，然后向E、F試管分別加入2mL斐林試劑，60℃水浴加熱2min后，觀察顏色變化．
結(jié)果分析：將E試管中顏色與步驟一中獲得的麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行比較，獲得該試管中麥芽糖濃度，并計(jì)算出α-淀粉酶催化效率．
請(qǐng)分析回答：
（1）本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定小麥種子中α-淀粉酶催化效率．
（2）步驟一的5～7試管中加入蒸餾水的量（X、Y、Z）分別是0.6、0.4、0 （單位mL）；該步驟的作用是對(duì)照．
（3）實(shí)驗(yàn)中B試管所起的具體作用是檢測(cè)實(shí)驗(yàn)使用的淀粉溶液中是否存在還原糖．
（4）請(qǐng)補(bǔ)全步驟五的做法2mL斐林試劑，60℃水浴加熱2min后．
（5）若要測(cè)定另一種淀粉酶的活性，則需在步驟三進(jìn)行改變．

Answer 1

分析 分析表格：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循單一變量原則，1～4號(hào)中溶液總量為4ml，為了保證各試管中試劑量相等，表中X應(yīng)為0.6ml、Y應(yīng)為0.4ml、Z應(yīng)為0ml．實(shí)驗(yàn)的步驟三中，將裝有淀粉酶溶液的試管置于70℃水浴中15min，這樣β-淀粉酶已經(jīng)失活，但α-淀粉酶較耐熱，仍具有生物活性，所以本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定小麥種子中α-淀粉酶催化效率．

解答 解：（1）已知萌發(fā)的禾谷類種子含有α-淀粉酶和β-淀粉酶．α-淀粉酶不耐酸、較耐熱，在pH為3.6以下迅速失活，而β-淀粉酶不耐熱，在70℃條件下15 min后失活．將裝有用萌發(fā)3天的小麥種子制備的淀粉酶溶液的試管置于70℃水浴中15 min，β-淀粉酶已經(jīng)失活，據(jù)此可推知：本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定小麥種子中α-淀粉酶催化效率．
（2）實(shí)驗(yàn)試管中加入的溶液的量，屬于無(wú)關(guān)變量，無(wú)關(guān)變量應(yīng)控制相同．分析表中數(shù)據(jù)可知，各試管中加入的溶液的總量應(yīng)為4 mL，據(jù)此可推知，步驟一的5～7試管中加入蒸餾水的量（X、Y、Z）分別是0.6、0.4、0．分析步驟一可知，1～7試管中的麥芽糖標(biāo)準(zhǔn)液的磚紅色，呈現(xiàn)出由淺至深的變化，其作用是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)的顏色進(jìn)行對(duì)照．
（3）淀粉溶液中可能含有少量的還原糖，因此實(shí)驗(yàn)中B試管所起的具體作用是檢測(cè)實(shí)驗(yàn)使用的淀粉溶液中是否存在還原糖．
（4）淀粉酶催化淀粉水解為還原糖，還原糖可用斐林試劑檢測(cè)，因此步驟五的實(shí)驗(yàn)操作是：取A、B試管中反應(yīng)溶液各2 mL分別加入E、F試管，然后向E、F試管分別加入2 mL斐林試劑，再將試管置于60℃水浴加熱2 min后，觀察顏色變化．
（5）若要測(cè)定另一種淀粉酶的活性，即測(cè)定β-淀粉酶的活性，需要根據(jù)α-淀粉酶不耐酸、較耐熱，的特性排除α-淀粉酶的干擾，所以需在步驟三進(jìn)行改變．
故答案為：
（1）小麥種子中α-淀粉酶催化效率
（2）0.6、0.4、0    對(duì)照 
（3）檢測(cè)實(shí)驗(yàn)使用的淀粉溶液中是否存在還原糖
（4）2mL斐林試劑      60℃水浴加熱2min后      
（5）三

點(diǎn)評(píng) 本題考查影響酶活性的因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生能理解所學(xué)知識(shí)的要點(diǎn)，把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力．