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    4．萌发的禾谷类种子中淀粉酶活性较强，主要有α-淀粉酶和β-淀粉酶．α-淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，而β-淀粉酶不耐热，在70℃15min后失活．根据它们的这种特性，可分别测定一种酶的催化效率．请协助完成“测定小麦种子中α-淀粉酶催化效率”的实验．
    实验材料：萌发3天的小麦种子（芽长约1cm）．
    主要试剂及仪器：1mg/mL的标准麦芽糖溶液、5%淀粉溶液、斐林试剂、蒸馏水、石英砂恒温水浴锅等．
    实验步骤：
    步骤一：制作麦芽糖标准液．取7支干净的具塞刻度试管，编号，按表加入试剂，再将试管置于60℃水浴中加热2min，取出后按试管号顺序排列．
    试剂试管号
    1234567
    麦芽糖标准液（mL）00.20.61.01.41.62.0
    蒸馏水（mL）2.0
    麦芽糖含量（mg）00.20.61.01.41.62.0
    斐林试剂（mL）2.02.02.02.02.02.02.0
    步骤二：制备酶液．

    步骤三：将装有淀粉酶溶液的试管置于70℃水浴中15min，取出后迅速冷却．
    步骤四：另取四支试管，编号A、B、C、D，向A、B试管中各加5mL 5%淀粉溶液，向C、D试管中分别加入2mL已经处理的酶溶液和蒸馏水，将四支试管置于40℃的恒温水浴中保温10min，然后将C、D试管中的溶液分别加入到A、B试管中，摇匀后继续在40℃恒温水浴中保温10min．
    步骤五：分别取A、B试管中反应溶液各2mL，一段时间后，再向其中加入2mL斐林试剂，60℃水浴加热2min后，观察颜色变化．
    结果分析：将A试管中颜色与步骤一中获得的麦芽糖标准液进行比较，获得该试管中麦芽糖浓度，并计算出α-淀粉酶催化效率．
    结果分析：（略）
    分析上述步骤回答：
    （1）步骤一的2～7试管中加入蒸馏水的量分别是：1.8、1.4、1.0、0.6、0.4、0（单位mL）．要控制等量的液体，是为了控制无关（自、因、无关）变量，“测定小麦种子中α-淀粉酶催化效率”的实验中，自变量是
    （2）步骤三的实验操作目的是使淀粉酶溶液中的β-淀粉酶失活．
    （3）步骤四中A、B试管5mL 5%淀粉溶液和C、D试管中2mL已经处理的酶溶液和蒸馏水分别装在不同试管中40℃恒温水浴处理的目的
    （4）步骤五的实验操作是分别取A、B试管中反应溶液各2mL，一段时间后，再向其中加入2mL斐林试剂，60℃水浴加热2min后，观察颜色变化．

    分析 萌发的禾谷类种子含有α-淀粉酶和β-淀粉酶．α-淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活；而β-淀粉酶不耐热，在70℃15min后失活．本实验的目的是测定小麦种子中α-淀粉酶催化效率，因此要根据β-淀粉酶不耐热，在70℃15min后失活的特性排除β-淀粉酶的干扰．淀粉酶能将淀粉水解成还原糖，而还原糖可以用斐林试剂进行鉴定．淀粉溶液中可能含有少量的还原糖，因此实验中B试管得作用是检测实验使用的淀粉溶液中是否存在还原糖．
    分析表格：实验设计要遵循单一变量原则，1～4号中溶液总量为4ml，为了保证各试管中试剂量相等，表中X应为0.6ml、Y应为0.4ml、Z应为0ml．实验的步骤三中，将装有淀粉酶溶液的试管置于70℃水浴中15min，这样β-淀粉酶已经失活，但α-淀粉酶较耐热，仍具有生物活性，所以本实验的目的是测定小麦种子中α-淀粉酶催化效率．

    解答 解：
    （1）实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，为了控制无关变量，所以各个试管中液体的总量要相等，则步骤一的5～7试管中加入蒸馏水的量（X、Y、Z）分别是0.6mL、0.4mL、0mL．
    此实验的自变量为：α-淀粉酶
    （2）β-淀粉酶不耐热，在70℃条件下15min后失活，而本实验的步骤三中，将装有淀粉酶溶液的试管置于70℃水浴中15min，这样β-淀粉酶已经失活，但α-淀粉酶较耐热，仍具有生物活性．
    （3）步骤四中A、B试管5mL 5%淀粉溶液和C、D试管中2mL已经处理的酶溶液和蒸馏水分别装在不同试管中40℃恒温水浴处理的目的是保证底物5mL 5%淀粉与酶或水在混合时的温度是相同的，排除无关变量的影响．
    （4）淀粉酶能将淀粉水解成还原糖，而还原糖可以用斐林试剂进行鉴定，因此步骤五的实验操作是分别取A、B试管中反应溶液各2ml，向其中分别加入2ml斐林试剂，再将试管置于60℃水浴中加热 2min后，观察颜色变化
    故答案为：
    （1）无关   α-淀粉酶
    （2）使淀粉酶溶液中的β-淀粉酶失活
    （3）保证底物5mL 5%淀粉与酶或水在混合时的温度是相同的
    （4）分别取A、B试管中反应溶液各2mL，一段时间后，再向其中加入2mL斐林试剂，60℃水浴加热2min后，观察颜色变化

    点评 本题结合图表，考查影响酶活性的探究实验，要求考生掌握实验设计需要遵循的原则，即对照原则和单一变量原则，能结合题干信息“α-淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6以下迅速失活，而β-淀粉酶不耐热，在70℃条件下15min后失活”和实验步骤三的具体操作，判断该实验的目的．

    练习册系列答案
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