Question

萌發(fā)的小麥種子中α-淀粉酶和β-淀粉酶的含量顯著增高．α-淀粉酶不耐酸、較耐熱，在pH為3.6、0℃下可迅速失活，而β-淀粉酶耐酸、不耐熱，在70℃條件下15min后失活．某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“提取小麥種子中α-淀粉酶并測定α-淀粉酶催化淀粉水解的最適溫度”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)材料：萌發(fā)3天的小麥種子（芽長約1cm）．
主要試劑及儀器：1mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)麥芽糖溶液、5%的可溶性淀粉溶液、碘液、蒸餾水、石英砂、恒溫水浴鍋等．
實(shí)驗(yàn)步驟：
步驟一：制備酶溶液．

步驟二：

 

，取出后冷卻．
步驟三：取6支干凈的、體積相同并具刻度的試管依次編號(hào)，按下表要求加入試劑，再觀察各試管內(nèi)的顏色變化．（注：+表示碘液變藍(lán)色，-表示碘液不變色）

試管編號(hào)	1	2	3	4	5	6
5%的可溶性淀粉溶液（mL）	8	8	8	8	8	8
恒溫水浴5 min（℃）	0	20	40	60	80	100
α-淀粉酶保持活性而β-淀粉酶失去活性的溶液（mL）	1	1	1	1	1	1
恒溫水浴5 min（℃）	0	20	40	60	80	100
溶液混合，振蕩后恒溫水浴5 min（℃）	0	20	40	60	80	100
加入碘液，振蕩后觀察顏色變化	+++	++	+	-	++	+++

請回答下列問題：
（1）選用萌發(fā)的小麥種子提取酶液的主要理由是

 

．
（2）步驟二的具體操作是

 

．
（3）加入碘液，振蕩后觀察顏色變化，發(fā)現(xiàn)試管4中碘液不變色，能否據(jù)此推斷α-淀粉酶的最適合溫度一定是60℃？

 

．理由是

 

．該實(shí)驗(yàn)中能否選用斐林試劑檢測實(shí)驗(yàn)結(jié)果？

 

．理由是

 

．
（4）若要進(jìn)一步研究小麥種子中β-淀粉酶的最適溫度，則需獲得β-淀粉酶保持活性而α-淀粉酶失活的酶溶液．請簡要寫出制備該種酶溶液的方法

 

．
（5）資料表明：小麥種子發(fā)芽時(shí)，胚產(chǎn)生的赤霉素誘導(dǎo)淀粉酶的合成．其主要機(jī)理是

 

．
（6）下列是有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是

 

A．斯帕蘭札尼將肉塊放入金屬籠內(nèi)，然后讓鷹吞下去，一段時(shí)間后，籠內(nèi)肉塊消失了，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了胃具有物理性消化的作用
B．在“比較過氧化氫酶和F_e³⁺催化效率”實(shí)驗(yàn)中，可先用滴管滴加氯化鐵溶液后，再用此滴管滴加肝臟研磨液，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
C．在“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”實(shí)驗(yàn)中，可通過檢測是否有還原性糖產(chǎn)生來說明酶的作用具有專一性
D．在“溫度對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵步驟是先將淀粉液在不同溫度條件下保溫5分鐘，然后分別向其中加入等量的淀粉酶液
（7）如圖表示在不同條件下，酶催化反應(yīng)的速率（或生成物）變化，有關(guān)敘述不正確的是

 

A．圖①虛線表示酶量增加一倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系
B．圖②虛線表示增加酶濃度，其他條件不變時(shí)，生成物量變化的示意圖曲線
C．若圖②中的實(shí)線表示Fe³⁺的催化效率，則虛線可表示過氧化氫酶的催化效率
D．圖③不能表示在反應(yīng)開始后的一段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系．

Answer 1

考點(diǎn)：探究影響酶活性的因素

專題：

分析：小麥種子中含淀粉豐富，萌發(fā)時(shí)形成大量淀粉酶；該實(shí)驗(yàn)測定α-淀粉酶催化淀粉水解的最適溫度，因此要使取得的酶液中的β-淀粉酶失去活性，而根據(jù)α-淀粉酶較耐熱，β-淀粉酶不耐熱的特性，在70℃條件下將獲得的酶液處理15 min，可使酶液中的β-淀粉酶失活；根據(jù)α-淀粉酶不耐酸，在pH為3.6、0℃下可迅速失活，而β-淀粉酶耐酸的特性，只需將步驟一中制取的酶液置于pH為3.6，溫度為0℃的環(huán)境中短暫時(shí)間，使α-淀粉酶失去活性，即可得到β-淀粉酶保持活性而α-淀粉酶失活的酶溶液．

解答： 解：（1）小麥種子中含淀粉豐富，萌發(fā)時(shí)形成大量淀粉酶（α-淀粉酶和β-淀粉酶），故選用萌發(fā)的小麥種子提取酶液．
（2）該實(shí)驗(yàn)測定α-淀粉酶催化淀粉水解的最適溫度，因此要使取得的酶液中的β-淀粉酶失去活性，而根據(jù)α-淀粉酶較耐熱，β-淀粉酶不耐熱的特性，在70℃條件下將獲得的酶液處理15min，可使酶液中的β-淀粉酶失活．
（3）試管4中碘液不變色，說明該溫度下的淀粉酶已經(jīng)將試管中的淀粉水解，該實(shí)驗(yàn)只能說明60℃時(shí)該酶的活性比其他實(shí)驗(yàn)溫度下高，而不能說明α-淀粉酶的最適溫度是60℃；如果要想知道該淀粉酶的最適溫度，還需進(jìn)一步在40℃～80℃范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，比較其他溫度與60℃時(shí)該酶的活性；利用斐林試劑檢測時(shí)需要水浴加熱，會(huì)改變該實(shí)驗(yàn)的自變量（溫度），影響實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果．
（4）要進(jìn)一步研究小麥種子中β-淀粉酶的最適溫度，則需獲得β-淀粉酶保持活性而α-淀粉酶失活的酶溶液，并將步驟一中制取的酶液置于pH為3.6、溫度為0℃下的環(huán)境中短暫時(shí)間，使α-淀粉酶失去活性．
（5）淀粉酶屬于蛋白質(zhì)，由基因控制合成．所以赤霉素誘導(dǎo)淀粉酶合成的主要機(jī)理是赤霉素誘導(dǎo)淀粉酶基因的表達(dá)（或轉(zhuǎn)錄和翻譯）．
（6）A．斯帕蘭札尼將肉塊放入金屬籠內(nèi)，然后讓鷹吞下去，一段時(shí)間后，籠內(nèi)肉塊消失了，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了胃具有化學(xué)性消化的作用，A錯(cuò)誤；B．在“比較過氧化氫酶和F_e³⁺催化效率”實(shí)驗(yàn)中，可先用滴管滴加氯化鐵溶液后，再用此滴管滴加肝臟研磨液，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，B錯(cuò)誤；C．在“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”實(shí)驗(yàn)中，可通過檢測是否有還原性糖產(chǎn)生來說明酶的作用具有專一性，C正確；D．在“溫度對酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵步驟是先將淀粉液和酶溶液在不同溫度條件下保溫5分鐘，然后將對應(yīng)的溫度保溫下的酶溶液和淀粉溶液混合，D錯(cuò)誤．故選：C．
（7）A、酶能加快化學(xué)反應(yīng)速率，所以酶量增加一倍時(shí)，酶促反應(yīng)速率也加快，所以圖①虛線可表示酶量增加一倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系，A正確；B、增加酶濃度就會(huì)加快反應(yīng)速率，在其他條件不變時(shí)，生成物量能盡快達(dá)到最大值，B正確；C、過氧化氫酶的催化效率比Fe³⁺的催化效率高，因此生成物量能盡快達(dá)到最大值，C正確；D、胃蛋白酶的適宜PH是2.0左右，在pH=10情況下，胃蛋白酶已經(jīng)失活，不能催化化學(xué)反應(yīng)，D錯(cuò)誤．故選：D．
故答案為：
（1）小麥種子萌發(fā)時(shí)形成大量的淀粉酶（α-淀粉酶和β-淀粉酶）
（2）將酶液置于70℃水浴中保溫15 min以上
（3）不一定 　 該實(shí)驗(yàn)只能說明60℃時(shí)該酶的活性比其他實(shí)驗(yàn)溫度下高，而不能說明比40℃至80℃間的其他溫度下活性高（或需進(jìn)一步在40℃～80℃范圍內(nèi)設(shè)置溫度梯度，比較其他溫度與60℃時(shí)該酶的活性）
不能     利用斐林試劑檢測時(shí)需要水浴加熱，會(huì)改變該實(shí)驗(yàn)中的溫度，影響實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果
（4）將步驟一中制取的酶液置于pH為3.6、溫度為0℃下的環(huán)境中一段時(shí)間，使α-淀粉酶失去活性
（5）赤霉素誘導(dǎo)淀粉酶基因的表達(dá)（或轉(zhuǎn)錄和翻譯）
（6）C
（7）D

點(diǎn)評：本題考查測定α-淀粉酶催化淀粉水解的最適溫度的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的分析圖表的能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題和解決問題的能力，并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析的能力．