Question

耐高温淀粉酶在食品加工领域有很广泛的应用。为探究某耐高温淀粉酶的性质，某研究小组做了下表实验，测得的酶活性如图1所示：

组别 处理	1	2	3	4	5	6	7	8
可溶性淀粉溶液（3%）	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL	10 mL
淀粉酶（2%）	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL	1mL
温度	30℃	40℃	50℃	60℃	70℃	80℃	90℃	100℃
各组在相应温度下保温5min
测定酶的活性

回答下列问题：

（l）酶活性属于该实验中_______变量。该实验在实验步骤的设置上有些不合理，请修改______________

（2）根据图1，能否确定该酶的最适温度为80℃，并说明理由_______。3号和8号试管中酶活性均较低的原因不同，其差异是__________

（3）图2为6号试管中产物浓度随时间的变化图，请在图中画出4号试管中产物浓度随时间的变化曲线图。______

（4）某兴趣小组欲探究该耐高温淀粉酶的专一性，请你用以上实验的材料及蔗糖溶液、斐林试剂、碘液等为其设计一实验_____（写出实验步骤及其结论）：

Answer

因 应先将酶和淀粉溶液分别置于相应温度下保温5min，然后将相应温度下的淀粉和酶溶液混合，保温5min 不能：温度梯度较大 3号试管中酶的活性受到抑制，但其结构未被破坏；8号试管中高温破坏了酶的空间结构 实验步骤：①取两支洁净的试管，编号甲、乙，甲试管中注入10mL，可溶性淀粉溶液，乙试管中注人等量的蔗糖溶液；②向两支试管中分别加入2mL该耐高温淀粉酶，振荡试管，使其混合均匀；③将两支试管的下半部浸入80℃左右的热水中，保温5min；④取出试管，向两试管中分别加入1mL，斐林试剂振荡摇匀，50~65℃水浴加热约2min，观察两支试管中溶液的颜色变化。

实验结论：若甲试管出现砖红色沉淀，乙试管不出现砖红色沉淀，则说明该耐高温淀粉酶具有专一性

【解析】

酶能够催化化学反应的原因是降低了化学反应的活化能，影响酶活性的因素是温度、pH等。
生物实验遵循的一般原则是对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则等。

分析表格：不同高温属于实验的自变量，酶活性属于实验的因变量，除此之外的变量属于无关变量，无关变量保持相同且适宜。

（l）通过分析可知，探究某耐高温淀粉酶的性质的实验中，不同高温属于实验的自变量，酶活性属于实验的因变量。由于酶具有高效性，可溶性淀粉溶液（3%）和淀粉酶（2%）混合再保温到相应温度，酶早已经催化反应了，这样实验影响实验结果，故应先将酶和淀粉溶液分别置于相应温度下保温5min，然后将相应温度下的淀粉和酶溶液混合，保温5min。

（2）根据图1，不能确定该酶的最适温度为80℃，因为设置的温度梯度太大。3号试管中酶的活性受到低温抑制，但其结构未被破坏；8号试管中高温破坏了酶的空间结构，故3号和8号试管中酶活性均较低的原因不同。

（3）根据图1可知，淀粉酶在温度为80℃时，酶活性最高，而4号淀粉酶的反应温度为60℃，酶活性低于6号试管，故4号试管中产物浓度随时间的变化曲线图为：。

（4）酶具有专一性，淀粉酶催化淀粉水解为麦芽糖，不能催化蔗糖的水解，可利用该原理设计实验，证明耐高温淀粉酶的专一性。实验步骤：①取两支洁净的试管，编号甲、乙，甲试管中注入10mL，可溶性淀粉溶液，乙试管中注人等量的蔗糖溶液；②向两支试管中分别加入2mL该耐高温淀粉酶，振荡试管，使其混合均匀；③将两支试管的下半部浸入80℃左右的热水中，保温5min；④取出试管，向两试管中分别加入1mL，斐林试剂振荡摇匀，50~65℃水浴加热约2min，观察两支试管中溶液的颜色变化。

实验预期结论：若甲试管出现砖红色沉淀，乙试管不出现砖红色沉淀，则说明该耐高温淀粉酶具有专一性。