Question

1．研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶．对此，研究人员设计并做了一些相关实验．
（1）要鉴定此物质化学本质是蛋白质还是RNA，可分别选用双缩脲试剂和吡罗红染液．
（2）要确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如图

所示的实验过程，请分析可能的实验结果．在水浴加热后，若两支试管均出现砖红色沉淀，说明该物质是能催化蔗糖分解的酶，若两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶．
（3）若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，化学本质是蛋白质，需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定系列等温度梯度，再参照上图中甲试管的处理方法进行实验．实验结束后，再选择其中砖红色沉淀砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度，设置更小温度梯度，重复进行实验．
（4）若通过研究确认该提取物还含有淀粉酶，某同学欲探究温度对淀粉酶活性的影响进行了如下实验：
①取6支试管并编号为A、A₁、B、B₁、C、C₁．在试管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液，在试管A₁、B₁、C₁中都加入等量淀粉酶溶液．
②将试管A、A₁放入60℃水中，将试管B、B₁放入100℃水中，将试管C、C₁放入冰水中，维持5min．
③分别将等量的淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，摇匀后，在相应温度下维持5min．
④取出试管，用斐林试剂检测实验结果．
请指出该同学实验中存在的问题，并提出修正方案．存在问题是检测结果的试剂不合适．  修正方案：应该是取出试管，各加入等量的碘液．

Answer 1

分析 （1）检测蛋白质的试剂是双缩脲试剂，吡罗红使RNA呈红色．
（2）还原性糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀．
（3）生物实验中变量梯度是指自变量相邻两次取值之间的差值大小，即自变量每次变化的幅度．生物实验中常见的变量梯度有pH梯度、温度梯度、浓度梯度等．本题涉及的是温度梯度的设计方法，梯度大小要根据实验目的确定，梯度过小，看不出变化，实验组数增多，增加了操作难度，梯度过大，实验结果不准确．若一次实验不能测出最适值，可以不断缩小范围设置更小的温度梯度再进行实验，直至测出具体的最适值．

解答 解：（1）蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，吡罗红使RNA呈现红色．
（2）还原性糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀．葡萄糖是还原糖而蔗糖是非还原糖，但蔗糖的分解产物为还原糖．两个都出现砖红色，表明该酶不能能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，该物质是能催化蔗糖分解的酶；两个都不出现砖红色，说明蔗糖没有分解而葡萄糖被分解，故该物质是能催化葡萄糖分解的酶．
（3）设计实验的基本思路是：先确定系列等温度梯度，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度之间设置更小温度梯度．
（4）使用斐林试剂检测时要用水浴加热处理，放入冰水中的一组在加热过程中，可能仍会有酶促反应进行，因此可改用碘液检测，再根据颜色深浅，判定酶促反应进行的程度
故答案为：
（1）双缩脲    吡罗红
（2）该物质是能催化蔗糖分解的酶      该物质是能催化葡萄糖分解的酶
（3）系列等温度梯度       砖红色沉淀最少       更小温度梯度
（4）检测结果的试剂不合适      应该是取出试管，各加入等量的碘液

点评 本题考查了蛋白质、RNA、还原性糖的鉴定方法和生物实验设计的内容．实验设计中要准确设置变量梯度、控制好无关变量．