Question

19．科研人員從一種野生植物的地下莖中提取出一種化學物質，有人認為這是一種能催化葡萄糖分解的酶，有人認為是一種能催化蔗糖分解的酶．請回答以下問題：
（1）寫出鑒定此物質的化學本質是否是蛋白質的兩種方法：
第一種鑒定方法：用雙縮脲試劑．
第二種鑒定方法：用蛋白酶處理．
（2）為了探究此物質是催化葡萄糖分解的酶還是催化蔗糖分解的酶，研究人員設計了如圖所示的實驗過程，請預測可能的實驗結果．

水浴加熱后，如果兩支試管均出現磚紅色沉淀，說明該物質是能催化蔗糖分解的酶；如果兩支試管均不出現磚紅色沉淀，則說明該物質是能催化葡萄糖分解的酶．
（3）若以上實驗完成后，已經確定其為催化葡萄糖分解的酶，化學本質是蛋白質，現需要確定其催化作用的最適溫度，設計實驗的基本思路是先確定系列溫度梯度，再參照上圖中甲試管的處理方法進行預實驗．實驗結束后，再在其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對應的溫度區間內，設置差值較小的系列溫度梯度，重復進行實驗．

Answer 1

分析 （1）蛋白質可與雙縮脲試劑產生紫色反應．
（2）還原性糖可與斐林試劑發生作用生成磚紅色沉淀．
（3）生物實驗中變量梯度是指自變量相鄰兩次取值之間的差值大小，即自變量每次變化的幅度．生物實驗中常見的變量梯度有pH梯度、溫度梯度、濃度梯度等．本題涉及的是溫度梯度的設計方法，梯度大小要根據實驗目的確定，梯度過小，看不出變化，實驗組數增多，增加了操作難度，梯度過大，實驗結果不準確．若一次實驗不能測出最適值，可以不斷縮小范圍設置更小的溫度梯度再進行實驗，直至測出具體的最適值．

解答 解：（1）酶的本質大多數是蛋白質，少數是RNA．若要鑒定此物質的化學本質是否是蛋白質，可以用雙縮脲試劑來鑒定，也可以用蛋白酶來鑒定．
（2）還原性糖可與斐林試劑發生作用生成磚紅色沉淀．葡萄糖是還原糖而蔗糖是非還原糖，但蔗糖的分解產物為還原糖．兩個都出現磚紅色，表明該酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，該物質是能催化蔗糖分解的酶；兩個都不出現磚紅色沉淀，說明蔗糖沒有分解而葡萄糖被分解，故該物質是能催化葡萄糖分解的酶．
（3）設計實驗的基本思路是：先確定系列等溫度梯度，再選擇其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對應的溫度之間設置更小溫度梯度．
故答案為：
（1）用雙縮脲試劑     用蛋白酶處理
（2）兩支試管均出現磚紅色沉淀     兩支試管均不出現磚紅色沉淀
（3）系列溫度梯度    差值較小的系列溫度梯度

點評 本題考查了蛋白質、RNA、還原性糖的鑒定方法和生物實驗設計的內容．實驗設計中要準確設置變量梯度、控制好無關變量．