Question

1．蛋白質的空間結構遭到破壞，其生物活性就會喪失，這稱為蛋白質的變性．高溫、強堿、強酸、重金屬等都會使蛋白質變性．現利用提供的材料用具，請你設計實驗探究乙醇能否使蛋白質變性．材料用具：質量分數為3%的可溶性淀粉溶液、質量分數為2%的新鮮淀粉酶溶液、蒸餾水、質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液、質量濃度為0.05g/mL的CuSO₄溶液、無水乙醇、燒杯、試管、量筒、滴管、溫度計、酒精燈．
提示：淀粉酶本質是蛋白質，在淀粉酶的催化作用下，淀粉（沒有還原性）能被還原成麥芽糖（有還原性）
（1）實驗步驟
①取兩支試管，編號A、B，向A、B兩試管中各加入1mL新鮮的淀粉酶溶液，然后向A試管加5滴蒸餾水，向B試管加5滴無水乙醇，混勻后向A、B兩試管再加2mL可溶性淀粉溶液；
②將兩支試管搖勻后，同時放入適宜溫度的溫水中維持5min；
③配制斐林試劑：取少量質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液和少量等量質量濃度為0.05g/mL的CuSO₄溶液，配制成斐林試劑；
④從溫水中取出A、B試管，各加入1mL斐林試劑搖勻，放入盛有50～65℃溫水的大燒杯中加熱約2min，觀察試管中出現的顏色變化．
（2）實驗結果預測及結論
①A試管中出現磚紅色沉淀，B試管不出現，說明乙醇能使淀粉酶（蛋白質）變性；
②A試管中出現磚紅色沉淀，B試管也出現，說明乙醇不能使淀粉酶（蛋白質）變性．
（3）該實驗的自變量是有無乙醇，對照組是A試管．

Answer 1

分析 本題是通過實驗探究蛋白質變性的原因，先分析題干明確本實驗的目的是探究乙醇能否使蛋白質變性，因此自變量是乙醇的有無，實驗的原理是淀粉酶能催化淀粉水解成可溶性糖，可溶性糖可以與雙縮脲試劑反應生成磚紅色沉淀，因此實驗的因變量是否出現磚紅色沉淀．實驗設計應遵循對照原則與單一變量的原則，因為本實驗是探究實驗，可能乙醇能使蛋白質變性，也可能乙醇不能使蛋白質變性，因此預期實驗結果應有2種情況．據此答題．

解答 解：（1）分析題干可知本實驗的目的是探究乙醇能否使蛋白質變性，由實驗目的和實驗材料推出實驗原理是：淀粉酶能催化淀粉水解成可溶性糖，可溶性糖可以與斐林試劑反應生成磚紅色沉淀，若乙醇能使蛋白質變性，則唾液淀粉酶活性喪失，不出現磚紅色沉淀，若乙醇不能使蛋白質變性，則唾液淀粉酶具有活性，出現磚紅色沉淀；因此實驗的自變量是乙醇的有無，因變量是否出現磚紅色沉淀，其他變量屬于無關變量，此外實驗設計應遵循對照原則與單一變量的原則．
故實驗步驟是：
①實驗的試劑的量是無關變量，應保持一致，因此，取兩支試管，編號A、B，向A、B兩試管中各加入1mL新鮮的淀粉酶溶液，然后向A試管加5滴蒸餾水，向B試管加5滴無水乙醇，混勻后向A、B兩試管再加2mL可溶性淀粉溶液；
②溫度和水浴加熱 的時間是無關變量，應保持一致且適宜，將兩支試管搖勻后，同時放入適宜溫度的溫水中維持5min；
③配制菲林試劑溶液，取質量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液和質量濃度為0.05g/mL的CuSO₄溶液等量混合，配制成斐林試劑；
④從溫水中取出A、B試管，各加入1mL斐林試劑搖勻，放入盛有50～65℃溫水的大燒杯中加熱約2min，觀察試管中出現的顏色變化．
（2）本實驗是探究實驗，可能乙醇能使蛋白質變性，也可能乙醇不能使蛋白質變性，因此預期實驗結果應有2種情況．
①A試管中出現磚紅色沉淀，B試管不出現說明乙醇能使淀粉酶（蛋白質）變性；
②A試管中出現磚紅色沉淀，B試管也出現磚紅色沉淀，說明乙醇不能使淀粉酶（蛋白質）變性．
（3）該實驗的自變量是乙醇的有無；A試管是對照組，B試管是實驗組．
故答案為：
（1）①5滴蒸餾水　③取少量質量濃度為0.1 g/mL的NaOH溶液和少量等量質量濃度為0.05 g/mL的CuSO₄溶液，配制成斐林試劑
（2）①A試管中出現磚紅色沉淀，B試管不出現    ②A試管中出現磚紅色沉淀，B試管也出現
（3）有無乙醇　A試管

點評 本題是探究乙醇是否使蛋白質變性，對實驗目的、原理和實驗變量的分析是解題的突破口，對實驗設計應遵循的對照原則與單一變量原則的運用是解題的關鍵．