李婷杰
一、 試題原題及答案解析
酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物,下列有關酶特性及影響酶活性因素的探究實驗的敘述,正確的是()
A.探究酶的專一性時,自變量可以是酶的種類或反應物的種類
B.探究酶的高效性時,可設置加酶組和加等量蒸餾水組作為相互對照
C.探究酶的最適pH時,至少要設置過堿、中性和過酸三組實驗作為對照
D.探究酶的最適溫度時,將淀粉與淀粉酶混勻后分別置于不同溫度水浴保溫
答案解析:探究酶的專一性時,可以用同一種底物、不同種酶進行相互對照實驗,也可以用同種酶、不同的底物進行相互對照實驗,A正確;探究酶的高效性時,可設置加酶組和加等量無機催化劑組作為相互對照,探究酶具有催化作用時,可設置加酶組和加等量蒸餾水組作為相互對照,B錯誤。探究酶的最適pH時,應該設置多組接近最適pH的組別而且梯度差越小越準確,即至少應設置低于最適pH、等于最適pH、高于最適pH的3組實驗,C錯誤。探究酶的最適溫度時,應將淀粉、淀粉酶分別置于不同水浴溫度下保溫一段時間后,再將相同溫度下的淀粉與淀粉酶混勻進行反應,D錯誤。
二、兩點質疑
質疑一:題中A選項:“探究酶的專一性時,自變量可以是酶的種類或反應物的種類”是否正確?
個人觀點:自變量只能是反應物的種類,而不應該是酶的種類。理由一 :酶的專一性的概念是每一種酶只能催化一種或一類化學反應。關于“一種”的理解:如淀粉酶只能催化淀粉的水解,對其它物質不起作用。關于“一類”的理解:肽酶可以把二肽、三肽、……、多肽等一類物質分解成 2、3、……、n 個氨基酸。由此可知:實驗的自變量是化學反應的底物,而不應該是酶,因變量是反應物是否被分解,某一種酶是無關變量(應相同),即正確的說法應該是:同酶,不同底物。
理由二 :假如是“不同酶,同一底物”,即酶的種類是自變量,底物是無關變量,那么實驗中用某一種催化劑(設為X)及蛋白質酶、脂肪酶、麥芽糖酶,底物用淀粉,實驗現(xiàn)象是只有催化劑X能使淀粉水解,則得出的結論是酶具有專一性。這樣的結論是不可靠的,一是因為不能排除催化劑X是否能催化其它化學反應(底物),二是因為教材中催化劑X如果是“酸”的話(原理與酶催化相同),既能催化蛋白質水解,也能催化脂肪水解,還能催化淀粉水解,即酸是不具有專一性的。由此可指得出的結論與事實是不符的。
質疑二:題中的C選項,探究酶的最適pH時,至少要設置過堿、中性和過酸三組實驗作為對照,是否錯誤?關于C選項的答案解釋:“探究酶的最適pH時,應該設置多組接近最適pH的組別,而且梯度差越小越準確,即至少應設置低于最適pH、等于最適pH、高于最適pH的3組實驗,C錯誤”;大家注意,這里有個關鍵詞語“探究”和“至少”。
既然是“探究”實驗,酶的最適PH值,應該是未知的,答案中又從何談起“應設置低于最適PH、等于最適pH、高于最適pH的3組實驗”?
選項C中有至少要設置過堿、中性和過酸三組實驗作為對照(已知的),又沒有說只進行這三組,應該隱含著還有其它組別的pH值,應該比較合理的。
筆者探究本實驗思路:設置一系列濃度梯度的pH值,如pH=1,3,5,7,9,11,13,的7只試管,(8號試管為蒸餾水做對照)做以上預實驗(此時是至少設置過酸、中性、過堿,做為對照),如果pH=6時酶活性最大,則酶的最適pH在5-7之間,再進行正式實驗,設置一系列濃度梯度的pH值,如pH=5.0,5.2,5.4......6.8,7.0。如果pH=6.2時酶活性最大,則酶的最適pH值為6.2.(梯度越小則越準確);此時才是至少應設置低于最適pH、等于最適pH、高于最適pH的3組實驗。由此看出,在預實驗中是存在至少設置過酸、中性、過堿,作為對照的合理性的。綜上所述,C選項探究酶的最適pH時,至少要設置過堿、中性和過酸三組實驗作為對照說法正確,本題的正確答案應該是C而不是A。