Question

【題目】實驗室現(xiàn)有半透膜、最適溫度為45℃ 的蔗糖酶、最適溫度為37℃的唾液淀粉酶及質量分數(shù)均為5%的麥芽糖溶液、蔗糖溶液及淀粉溶液等若干。某課題小組成員欲利用上述實驗材料及下圖實驗裝置進行“驗證酶具有專一性”的實驗。

實驗步驟如下:

實驗步驟	A端	B端
①	A端加入20 mL質量分數(shù)為5%的麥芽糖溶液	?
②	預設好水浴缸中的溫度
③	A、B兩端加入等量適量的某種酶溶液
④	預測實驗結果：A側液面下降，B側液面上升

請回答以下問題:

（1）步驟①中為了使U形管的A、B兩端初始液面平齊，B端應該加入_________________，此時半透膜處________(填“存在”或“不存在”)滲透現(xiàn)象，原因是____________________。

（2）步驟②應該控制的溫度為____℃，步驟③中的某種酶為_______。

（3）請對步驟④中的實驗結果做出合理的解釋:______________________。

（4）步驟③中，適當時間后若分別取U形管A、B側的溶液，加入斐林試劑并且水浴加熱，則實驗現(xiàn)象是_______________，該結果_________ (填“能”或“不能”)驗證酶具有專一性。

Answer 1

【答案】20mL質量分數(shù)為5%的蔗糖溶液 不存在 膜兩側的溶液沒有濃度差(膜兩側溶液的滲透壓相同) 45 蔗糖酶 蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖,而蔗糖酶不能催化麥芽糖水解,導致B側溶液溶質分子數(shù)量增大(滲透壓增大),而A側溶液溶質分子數(shù)量不變(滲透壓不變),因此一段時間后B側液面會升高，A側液面下降 A、B兩端的溶液均出現(xiàn)磚紅色沉淀 不能

【解析】

本題以“驗證酶具有專一性”的實驗為主線，綜合考查學生對滲透作用發(fā)生的條件、酶的專一性、檢測生物組織中還原糖等相關知識的識記和理解能力，以及能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂能力并能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析和處理能力。

(1) 麥芽糖與蔗糖均為二糖，二者的分子式都是C12H22O11，因此5%的麥芽糖溶液與5%的蔗糖溶液的滲透壓相同。只有半透膜兩側的溶液沒有濃度差(或膜兩側溶液的滲透壓相同)、滲透作用不能進行時，U形管的A、B兩端的初始液面才能平齊。綜上分析，并依題意和表中信息可知：步驟①中為了使U形管的A、B兩端初始液面平齊，B端應加入加20mL質量分數(shù)為5%蔗糖溶液，此時因膜兩側的溶液沒有濃度差(膜兩側溶液的滲透壓相同)，所以半透膜處不存在滲透現(xiàn)象。

(2)結合對(1)的分析和題意“最適溫度為45℃ 的蔗糖酶”可知：步驟②應該控制的溫度為45℃，步驟③中的某種酶為蔗糖酶。

(3) 依據(jù)酶的專一性可知，蔗糖在蔗糖酶的作用下分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麥芽糖水解，使得B側溶液因溶質分子數(shù)量增大而導致其滲透壓增大，而A側溶液的溶質分子數(shù)量不變，其滲透壓也不變，所以一段時間后，B側液面會升高，A側液面會下降。

(4) 麥芽糖的水解產(chǎn)物為葡萄糖，蔗糖的水解的產(chǎn)物為葡萄糖和果糖。麥芽糖、葡萄糖和果糖都屬于還原糖，還原糖與斐林試劑發(fā)生作用，在水浴加熱(50～65℃)的條件下會生成磚紅色沉淀。因此步驟③中，適當時間后，若分別取U形管A、B側的溶液，加入斐林試劑并且水浴加熱，則實驗現(xiàn)象是：A、B兩端的溶液均出現(xiàn)磚紅色沉淀，該結果不能驗證酶具有專一性。