Question

学校生物实验室有一批存量淀粉酶制剂，因保留时间较长，可能失去活性。下面是这种淀粉酶制剂的使用说明书的部分内容：

产品特性：

(1)热稳定性：最适作用温度为60～75 ℃，随着温度的升高，其反应速度加快，但失活也快，温度低可以适当延长反应时间。

(2)pH稳定性：在pH 6.0～7.0时较稳定，最适pH为6.0，pH 5.0以下失活严重。其生物兴趣小组想通过比较该存量淀粉酶制剂和唾液淀粉酶的催化效率，鉴定这批存量淀粉酶制剂的活性。

实验材料与试剂：存量淀粉酶制剂、大小烧杯若干、试管若干、淀粉糊、新配制的斐林试剂、碘液、量筒、酒精灯等。

实验步骤：

(1)取唾液：将口漱净，含一块脱脂棉，片刻后取出，将唾液挤入小烧杯中，重复几次。

(2)取两个烧杯，分别编号为A、B，各加入适量的淀粉糊。再往A烧杯中加入适量唾液，B烧杯中加入__________________，在相同条件下，催化适当的时间。

(3)取两支试管分别编号为A₁、A₂，各加入A烧杯中的溶液2 mL。另取两支试管分别编号为B₁、B₂，各加入B烧杯中的溶液2 mL。

(4)向试管A₁、B₁中加入等量碘液，观察试管中的颜色变化。

(5)__________________________________________________________________。

预测结果，得出结论：

若试管A₁中溶液为褐色，试管A₂中出现砖红色沉淀；

①试管B₁中溶液呈蓝色，试管B₂中无砖红色沉淀，说明___________________；

②试管B₁中溶液呈蓝色，试管B₂中有砖红色沉淀，说明该存量淀粉酶制剂有部分活性；

③________________________________，说明该存量淀粉酶制剂活性正常。

讨论与反思：

该兴趣小组在班上汇报他们的实验设计和结论后，其他同学认为实验设计存在部分缺陷，你认为缺陷可能是_______________________________________________________。

Answer

等量的淀粉酶制剂 向试管A2、B2中加入等量的新配制的斐林试剂，并进行水浴加热，观察试管中的颜色变化 该存量淀粉酶制剂完全失活 试管B1中溶液呈褐色，试管B2中有砖红色沉淀 没有考虑存量淀粉酶制剂与唾液淀粉酶的最适温度和最适pH；没有考虑到存量淀粉酶制剂与唾液淀粉酶的浓度可能存在差异；没有考虑到存量淀粉酶制剂与唾液淀粉酶在催化效率之间可能存在差异

【解析】

分析题干可知，该实验的目的是探究存量淀粉酶的活性，实验原理是淀粉是非还原糖，在淀粉酶作用下能水解成还原糖。还原糖能与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀；通过比较该存量淀粉酶和唾液淀粉酶的催化效率，可以鉴定出这批存量淀粉酶的活性；实验的自变量应该是否想新鲜的淀粉酶，因变量是出现的颜色反应，按照实验设计的对照原则与单一变量的原则评价和完善实验步骤，预期实验结果并获取结论。

按照实验设计的对照原则和单一变量原则完善实验步骤如下：
（2）根据实验目的可知，反应底物应该是淀粉，因此应该向A、B烧杯中加入适量的淀粉糊；由于A烧杯加入适量唾液，因此B烧杯中加入等量的存量淀粉酶制剂。
（5）该实验的原理是淀粉是非还原糖，在淀粉酶作用下能水解成还原糖．还原糖能与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀，淀粉能与碘液反应呈现蓝色，因此实验应该检测淀粉和还原糖的含量，所以向试管A1、B1中加入等量碘液检测淀粉；向试管A2、B2中加入等量新制的斐林试剂检测还原糖。
淀粉检测不需要水浴加热，可以直接观察，斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，因此将试管A2、B2水浴加热，观察各试管中颜色变化。
预期结果获取结论：

讨论与反思：
该实验所用的自变量一个是唾液淀粉酶溶液，一个是存量淀粉酶，没有考虑到存量酶制剂与唾液淀粉酶的浓度可能存在差异；没有考虑到存量酶制剂与唾液淀粉酶在催化效率之间可能存在差异，因此不能保证实验设计的单一变量原则，因此该实验不够科学。