Question

实验室现有半透膜、最适温度为45℃的蔗糖酶、最适温度为37℃的唾液淀粉酶及质量分数均为5%的麦芽糖溶液、蔗糖溶液及淀粉溶液等若干。某课题小组成员欲利用上述实验材料及下图实验装置进行“验证酶具有专一性”的实验。

实验步骤如下：

请回答以下问题：

（1）步骤①中为了使U形管的A、B两端初始液面平齐，B端应该加入_______；此时半透膜处_______（填“存在”或“不存在”）渗透现象，原因是_______。

（2）步骤②应该控制的温度为_______℃，步骤③中的某种酶为____。

（3）请对步骤④中的实验结果做出合理的解释：____。

（4）步骤②中，适当时间后若分别取U形管A、B端的溶液，加入斐林试剂并且水浴加热，则实验现象是______；该结果_______（填“能”或“不能”）验证酶具有专一性。

Answer

（l）20mL质量分数为5%蔗糖溶液 不存在 膜两侧的溶液没有浓度差（膜两侧溶液的渗透压相同）

（2）45 蔗糖酶

（3）蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，导致B侧溶液浓度增大（渗透压增大），而A侧溶液浓度不变（渗透压不变），因此一段时间后B侧液面会升高，A侧液面下降

（4）A、B两端的溶液均出现砖红色沉淀 不能

【解析】

试题分析：（1）步骤①为了使U形管的A、B两端初始液面平齐，B端应该加入等浓度的溶液，结合题意，应加入20mL质量分数为5%蔗糖溶液。由于两侧浓度相同，故此时半透膜不存在渗透现象的原因是膜两侧溶液没有浓度差。

（2）由于蔗糖酶的最适温度为45℃，故步骤②应该控制的温度为45℃，步骤③中的某种酶为蔗糖酶。

（3）蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，导致B侧溶液浓度增大，而A侧溶液浓度不变，因此一段时间后B侧液面会升高，A侧液面下降。

（4）实验步骤②中，一段时间后分别取U形管A、B侧溶液，加入斐林试剂加热，麦芽糖和葡萄糖都是还原糖，A侧和B侧溶液都呈砖红色。该结果不能验证酶具有专一性。

考点：通过模拟实验探究膜的透性；检测生物组织中还原糖；探究影响酶活性的因素

【名师点睛】常见渗透装置图分析

①若S1溶液浓度大于S2，则单位时间内由S2→S1的水分子数多于S1→S2，外观上表现为S1液面上升；若S1溶液浓度小于S2，则情况相反，外观上表现为S1液面下降。

②在达到渗透平衡后，若存在如图所示的液面差Δh，则S1溶液浓度仍大于S2。因为液面高的一侧形成的压强，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。