Question

8．下面是有關酶的探究實驗，A組同學的課題是探究pH對過氧化氫酶活性的影響，B組同學的課題是探究酶的專一性．
Ⅰ．A組同學設計了如下實驗，請根據(jù)提供的材料用具，完成下面的實驗，并回答有關問題：
材料用具：試管，量筒，滴管，試管架，pH試紙；新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的雞肝研磨液；新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液，質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸溶液，質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液，蒸餾水等．
（1）實驗步驟：
①如圖所示，先在1號、2號、3號試管中各加入2mL新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液，再向1號試管內(nèi)加入1mL蒸餾水，向2號試管內(nèi)加入1mL（等量）氫氧化鈉溶液，向3號試管內(nèi)加入1mL（等量）鹽酸溶液，并振蕩試管．
②向1號、2號、3號試管內(nèi)各滴入2滴新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的雞肝研磨液．
③仔細觀察各試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少，并記錄實驗現(xiàn)象．
（2）實驗結(jié)果：1號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較多，2號和3號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較少．
（3）實驗結(jié)論：pH為7左右時過氧化氫酶的活性較高，而pH偏高、偏低時過氧化氫酶的活性降低．
Ⅱ．B組同學為了探究酶的專一性，現(xiàn)用可溶性淀粉溶液、蔗糖溶液（兩者都是非還原糖）以及唾液淀粉酶溶液、斐林試劑等材料進行實驗．
（1）實驗步驟：（完成空格中的內(nèi)容）

操作順序	操作項目	甲試管	乙試管
A	注入可溶性淀粉溶液	2mL	-
B	注入蔗糖溶液	-	2mL
C	注入唾液淀粉酶溶液	1mL	1mL

①取兩支潔凈的試管，編上號，然后按照上表中的要求進行操作．
②輕輕振蕩這兩支試管，使試管內(nèi)的液體混合均勻，然后將試管的下半部浸到37℃左右的熱水中，保持5min．
③取出試管，各加入1mL斐林試劑并振蕩搖勻．
④將兩支試管的下半部放進50～65℃的熱水中，保持2min．
⑤觀察并記錄兩支試管內(nèi)溶液發(fā)生的變化．
（2）實驗結(jié)果：甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀．
（3）實驗結(jié)論：酶具有專一性．
（4）實驗分析：該實驗的自變量是加入試管的淀粉與蔗糖（或“反應物的不同”或“反應物的種類”）．

Answer 1

分析 Ⅰ、該實驗的目的是探究過氧化氫酶的活性是否受pH影響．實驗設計應該遵循對照原則和單一變量原則，該實驗的自變量是pH，因變量是過氧化氫酶的活性，其他都是無關變量．影響酶活性的因素主要有溫度和pH，低溫能使酶的活性降低，但不會使酶失活，而高溫、過酸和過堿都會使酶失活．
Ⅱ、酶是活細胞產(chǎn)生的具有生物催化能力的有機物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率遠遠高于無機催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學反應的進行）、需要適宜的溫度和pH值（在最適條件下，酶的催化活性是最高的，低溫可以抑制酶的活性，隨著溫度升高，酶的活性可以逐漸恢復，高溫、過酸、過堿可以使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶永久性的失活），據(jù)此分析解答．

解答 解：Ⅰ、（1）①實驗目的是探究pH對過氧化氫酶活性的影響，故先在1號、2號、3號試管中各加入2mL新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液，再向l號試管內(nèi)加入l mL蒸餾水，向2號試管內(nèi)加入1mL（等量）氫氧化鈉溶液，向3號試管內(nèi)加入1mL（等量）鹽酸溶液，并振蕩試管．
②據(jù)題分析可知，向1號、2號、3號試管內(nèi)各滴入2滴雞肝研磨液．
③氣泡的多少反應了過氧化氫酶活性的高低．仔細觀察各試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡的多少，并記錄．
（2）在最適pH時，酶的活性最高；當高于或低于最適pH時，酶的活性都會降低．故實驗結(jié)果為：1號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較多；2號和3號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較少．
Ⅱ、（1）探究酶的專一性，需要設計對照實驗，B組注入蔗糖溶液，C組注入淀粉酶溶液．
（2）加入斐林試劑以后水浴加熱，甲號試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙號試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀．
（4）因為淀粉酶能將可溶性淀粉分解成葡萄糖（麥芽糖），葡萄糖屬于還原糖，與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀．淀粉酶不能將蔗糖分解成葡萄糖，蔗糖不與斐林試劑發(fā)生作用，生成磚紅色沉淀．可推知該實驗的自變量是加入試管的淀粉與蔗糖（或“反應物的不同”或“反應物的種類”）．
故答案為：
Ⅰ．（1）①1mL（等量）氫氧化鈉溶液　　1mL（等量）鹽酸溶液
③產(chǎn)生氣泡的多少
（2）1號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較多，2號和3號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較少
Ⅱ．（1）①B蔗糖溶液　　C唾液淀粉酶溶液
（2）甲試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，乙試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀
（4）加入試管的淀粉與蔗糖（或“反應物的不同”或“反應物的種類”）

點評 本題考查影響酶活性的因素及探究實驗，重點是考查影響酶活性的探究實驗，要求學生掌握實驗設計的原則，準確判斷實驗的自變量、因變量和無關變量，同時要掌握影響酶促反應速率的因素．酶作為生物催化劑，不僅具有一般無機催化劑的特點，還具有專一性、高效性和溫和性等特點，所有這些內(nèi)容都是生物實驗的好素材．以酶的特性為知識背景，可以較好的測試學生的實驗知識及操作能力．