Question

为了从甲、乙、丙三种微生物获取高性能碱性淀粉酶，兴趣小组的同学在科研人员的帮助下，从上述三种微生物提取了淀粉酶提取液（提取液中酶浓度相同），进行了如下实验。实验步骤如下：

（1）取四支试管，分别编号。

（2）按下表要求完成操作。并在表中各列的字母位置，填写相应试剂的体积量（mL）。

	试管1	试管2	试管3	试管4
蒸馏水	2	2	2	A
pH=8缓冲液	0．5	0．5	0．5	0．5
淀粉溶液	1	1	1	1
甲生物提取液	0．3
乙生物提取液		0．3
丙生物提取液			0．3
总体积	3．8	3．8	3．8	B

（3）将上述四支试管放入37℃的水浴，保温1小时。

（4）取出上述四支试管，冷却后滴入碘液。

（5）观察比较各支试管溶液颜色及其深浅。

[实验结果]（“+”表示颜色变化的深浅，“—”表示不变色）：

	试管1	试管2	试管3	试管4
颜色深浅程度	++	—	+	C

请回答下列问题：

（1）填写表中的数值：A为      ，C的颜色深浅程度为        （用“+”或“-”表示）。该实验作为实验组的试管是      ，设置对照实验的目的是                  。

（2）该实验的自变量是              ，无关变量有              （至少写出2种）。

（3）除了用碘液检验淀粉的剩余量来判断实验结果外，还可以用       试剂来检测生成物。若用该试剂检验，还需要对试管                处理，才能据颜色变化深浅判断出实验结果。

（4）根据上述结果得出的实验结论是：不同来源的淀粉酶，虽然酶浓度相同，但活性不同。你认为造成实验中三种酶活性差异的根本原因是                        。

Answer

（1）2.3；+++；试管1、2、3；排除提取物的量（温度或PH）等无关变量对实验结果的干扰

（2）不同来源的淀粉酶（或淀粉酶的种类不同等合理答案给分）；各组间pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等。

（3）斐林；（水浴）加热

（4）决定这3种酶的DNA（或基因）不同

【解析】

（1）实验设计应遵循单一变量原则，四支试管中溶液的总体积为无关变量，应控制相同，即均为3.8，所以A的数值为3.8－0.5－1＝2.3；四组实验中，试管4为对照组，试管1、2、3为实验组，设置对照实验的目的是：排除提取物的量（温度或PH）等无关变量对实验结果的干扰，从结果可推测三种酶的活性大小的关系为乙＞丙＞甲，即试管2中淀粉酶的活性最高，其次是试管3，再次是试管1，试管4的颜色应最深，为+++（或多于+++）。

（2）该实验的目的是比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性，因而实验的自变量是不同来源的淀粉酶，其他如各组间pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等都为无关变量，应相同且适宜。

（3）淀粉酶催化淀粉水解的产物是还原糖，因此欲检测产物的生成量，可以用斐林试剂。还原糖与斐林试剂发生作用，在水浴加热（50～650C）的条件下会生成砖红色沉淀，所以若用斐林试剂检验，还需要对试管进行水浴加热处理，才能据颜色变化深浅判断出实验结果。

（4）淀粉酶的化学本质是蛋白质，蛋白质的结构是由基因决定的，所以三种酶活性差异的根本原因是决定这三种酶的DNA（基因）不同。

考点：比较淀粉酶活性的实验设计

【名师点睛】

解答实验设计题的思路：

（1）首先依据实验设计遵循的单一变量原则，结合题意，通过实验目的或步骤（具有单一因素不同）找出实验变量（自变量、因变量、无关变量），在此基础上来判断实验组和对照组；

（2） 依据实验设计遵循的对照原则进行对照组和实验组的设置，在设置时要充分体现单一变量原则，即要保证除自变量外，其他条件完全相同，

（3）实验结果的预测：即从观察现象或测量的数值中捕获因变量，据此预测实验结果。

把握了如上的解题思路，据此分析各问题情境，就能做到游刃有余。