Question

【題目】下列列出的材料供任意選用，實驗用具充足.且試劑濃度適宜，回答有關問題。

各溶液均新配制：淀粉酶溶液、肝臟研磨液、FeCl3溶液、淀粉溶液、蔗糖溶液、過氧化氫溶液、HCl、NaOH、熱水、蒸餾水、冰塊、碘液、斐林試劑

（1）生物體內酶的化學本質是__________，酶催化作用的機理是________________。

（2）利用所供材料，_____________（選填“能”或“不能”）通過實驗驗證“酶具有高效性”。

（3）研究淀粉酶的專一性，選用的反應物最好是____________________，應選用_____________（試劑）檢測是否出現相應的顏色變化從而來獲取實驗結果。為了較長時間保存唾液淀粉酶，應選用溫度為 _________（選填：“4℃”、“37℃”、“60℃”），pH為 ________（選填：“1.5”、“6.5”、“10.5”）的條件。

Answer 1

【答案】蛋白質或RNA 降低化學反應的活化能 能 淀粉和蔗糖 斐林試劑 4℃ 6.5

【解析】

本題以實驗器材為背景，綜合考查了酶的本質、作用機理、酶制劑保存時所注意的事項等，此外還考查了學生設計、分析實驗的能力。

（1）酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數酶是蛋白質，少數的是RNA。酶是生物催化劑，和無機催化劑一樣，酶催化化學反應的機理是降低化學反應的活化能，只不過同無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著。（2）酶的高效性是指酶在適宜條件下催化效率是無機催化劑的107~1011倍。要證明這個問題，就需要用酶和無機催化劑作比較得出結論，在題目給定的材料中可用肝臟研磨液（含過氧化氫酶）、FeCl3溶液、過氧化氫溶液來證明。實驗證明在單位時間內肝臟研磨液（含過氧化氫酶）催化過氧化氫的速率比FeCl3溶液催化的速率高得多。（3）酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類化學反應。要研究淀粉酶的專一性，可用兩種思路，一種思路是：用同一種酶催化不同的化學反應來證明，另一種思路是：用不同的酶催化同一物質完成某一化學反應。就題目給定的材料來看，我們可以采用第一種思路；用同一種酶催化不同的反應物以觀察其化學變化。因此選用的反應物應是淀粉溶液和蔗糖溶液，這樣淀粉酶可催化淀粉水解，而不能催化蔗糖水解，從而證明了酶的專一性。選用的試劑應選用斐林試劑而不能選用碘液，這是因為淀粉可以被淀粉酶催化水解產生還原糖，而蔗糖不能被淀粉酶催化水解。還原糖與斐林試劑作用會產生磚紅色沉淀，而蔗糖不是還原糖，不會產生磚紅色沉淀，從而將兩者區(qū)分開來。不能用碘液是因為蔗糖不能與碘液發(fā)生顏色反應，蔗糖的水解產物也不能與碘液發(fā)生顏色反應。唾液淀粉酶的本質是蛋白質，在0℃左右時，唾液淀粉酶的活性很低，但唾液淀粉酶的空間結構穩(wěn)定，在適宜的溫度下唾液淀粉酶的活性可以升高。因此，唾液淀粉酶適于在低溫（0~4℃）下保存。pH為6.5。因為過酸、過堿都會使酶的空間結構遭到破壞，使酶永久失活。