Question

11．为了探究某种淀粉酶的最适温度，某同学进行了如图所示的实验操作．实验步骤为：

步骤①：取10支试管，分为五组．每组两支试管中分别加入1mL某种淀粉酶溶液和2mL5%淀粉溶液．
步骤②：将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀．
步骤③：将装有混合溶液的五支试管（编号1、2、3、4、5）分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中．反应过程中每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色．
回答下列问题：
（1）实验原理：淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖；淀粉酶的活性受温度影响；用碘液可检测淀粉，因为淀粉遇碘液变蓝，根据蓝色深浅来推断淀粉酶的活性．
（2）该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应先将五组试管分别在15°C、25°C、35°C、45°C、55°C的水浴中保温一段时间．
（3）在本实验中，各组溶液的pH要保证相同且适宜，该实验能否选用斐林试剂检测实验结果？不能，理由是利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变温度，最终影响实验结果．
（4）纠正实验步骤后，进行操作．一段时间后，当地3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如表所示（“+”表示蓝色程度）：

组别	1	2	3	4	5
处理温度/℃	15	25	35	45	55
结果	++	+	棕黄色	+	++

分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在25°C〜45°C之间．某同学在进行本实验的过程中，发现反应时间过长．为缩短反应时间，请你提出合理的改进措施增加淀粉酶的量或浓度（或降低底物的量或浓度）．

Answer 1

分析 1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA．
2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性．
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低．另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活．
4、变量：实验过程中可以变化的因素称为变量，包括自变量、因变量和无关变量；自变量是想研究且可人为改变的变量称为自变量；因变量是随着自变量的变化而变化的变量称为因变量； 无关变量是在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量．

解答 解：（2）根据实验目的和步骤③，步骤②前先要用不同温度处理酶液，然后才能混合．
（3）本实验的自变量是不同的温度，pH等为无关变量，要求无关变量相同且适宜，才会尽可能减少无关变量对实验结果的影响．使用斐林试剂时需要水浴加热，因而会改变实验的自变量一一温度，所以不能选用斐林试剂检测实验结果．
（4）根据表中数据可知，淀粉酶的最适温度介于25°C和45°C之间．为了加快反应，在不改变自变量的情况下，可适当增加酶量或适当降低底物的浓度，都会使反应时间缩短．
故答案为：
（2）先将五组试管分别在15°C、25°C、35°C、45°C、55°C的水浴中保温一段时间
（3）相同且适宜  不能   利用斐林试剂检测时需要水浴加热，会改变温度，最终影响实验结果
（4）25°C〜45°C    增加淀粉酶的量或浓度（或降低底物的量或浓度）

点评 本题结合探究某种淀粉酶的最适温度的实验，考查酶的特性和外界条件对酶活性的影响的知识，考生识记酶的概念和特性，明确外界条件对酶活性的影响，掌握生物实验设计的原则和方法是解题的关键．