Question

【題目】學校生物實驗室有一批存量淀粉酶制劑，因保留時間較長，可能失去活性。下面是這種淀粉酶制劑的使用說明書的部分內容：

產品特性：

(1)熱穩定性：最適作用溫度為60～75 ℃，隨著溫度的升高，其反應速度加快，但失活也快，溫度低可以適當延長反應時間。

(2)pH穩定性：在pH 6.0～7.0時較穩定，最適pH為6.0，pH 5.0以下失活嚴重。其生物興趣小組想通過比較該存量淀粉酶制劑和唾液淀粉酶的催化效率，鑒定這批存量淀粉酶制劑的活性。

實驗材料與試劑：存量淀粉酶制劑、大小燒杯若干、試管若干、淀粉糊、新配制的斐林試劑、碘液、量筒、酒精燈等。

實驗步驟：

(1)取唾液：將口漱凈，含一塊脫脂棉，片刻后取出，將唾液擠入小燒杯中，重復幾次。

(2)取兩個燒杯，分別編號為A、B，各加入適量的淀粉糊。再往A燒杯中加入適量唾液，B燒杯中加入__________________，在相同條件下，催化適當的時間。

(3)取兩支試管分別編號為A1、A2，各加入A燒杯中的溶液2 mL。另取兩支試管分別編號為B1、B2，各加入B燒杯中的溶液2 mL。

(4)向試管A1、B1中加入等量碘液，觀察試管中的顏色變化。

(5)__________________________________________________________________。

預測結果，得出結論：

若試管A1中溶液為褐色，試管A2中出現磚紅色沉淀；

①試管B1中溶液呈藍色，試管B2中無磚紅色沉淀，說明___________________；

②試管B1中溶液呈藍色，試管B2中有磚紅色沉淀，說明該存量淀粉酶制劑有部分活性；

③________________________________，說明該存量淀粉酶制劑活性正常。

討論與反思：

該興趣小組在班上匯報他們的實驗設計和結論后，其他同學認為實驗設計存在部分缺陷，你認為缺陷可能是_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】等量的淀粉酶制劑 向試管A2、B2中加入等量的新配制的斐林試劑，并進行水浴加熱，觀察試管中的顏色變化 該存量淀粉酶制劑完全失活 試管B1中溶液呈褐色，試管B2中有磚紅色沉淀 沒有考慮存量淀粉酶制劑與唾液淀粉酶的最適溫度和最適pH；沒有考慮到存量淀粉酶制劑與唾液淀粉酶的濃度可能存在差異；沒有考慮到存量淀粉酶制劑與唾液淀粉酶在催化效率之間可能存在差異

【解析】

分析題干可知，該實驗的目的是探究存量淀粉酶的活性，實驗原理是淀粉是非還原糖，在淀粉酶作用下能水解成還原糖。還原糖能與斐林試劑發生氧化還原反應，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀；通過比較該存量淀粉酶和唾液淀粉酶的催化效率，可以鑒定出這批存量淀粉酶的活性；實驗的自變量應該是否想新鮮的淀粉酶，因變量是出現的顏色反應，按照實驗設計的對照原則與單一變量的原則評價和完善實驗步驟，預期實驗結果并獲取結論。

按照實驗設計的對照原則和單一變量原則完善實驗步驟如下：
（2）根據實驗目的可知，反應底物應該是淀粉，因此應該向A、B燒杯中加入適量的淀粉糊；由于A燒杯加入適量唾液，因此B燒杯中加入等量的存量淀粉酶制劑。
（5）該實驗的原理是淀粉是非還原糖，在淀粉酶作用下能水解成還原糖．還原糖能與斐林試劑發生氧化還原反應，生成磚紅色的氧化亞銅沉淀，淀粉能與碘液反應呈現藍色，因此實驗應該檢測淀粉和還原糖的含量，所以向試管A1、B1中加入等量碘液檢測淀粉；向試管A2、B2中加入等量新制的斐林試劑檢測還原糖。
淀粉檢測不需要水浴加熱，可以直接觀察，斐林試劑檢測還原糖需要水浴加熱，因此將試管A2、B2水浴加熱，觀察各試管中顏色變化。
預期結果獲取結論：

討論與反思：
該實驗所用的自變量一個是唾液淀粉酶溶液，一個是存量淀粉酶，沒有考慮到存量酶制劑與唾液淀粉酶的濃度可能存在差異；沒有考慮到存量酶制劑與唾液淀粉酶在催化效率之間可能存在差異，因此不能保證實驗設計的單一變量原則，因此該實驗不夠科學。