实验07 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用（讲义）生物人教版必修1

实验07 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2025年新课标 课标解读 生命观念：通过淀粉酶水解淀粉、蔗糖的对照实验，认识酶的专一性；理解酶的功能由分子结构决定，建立结构与功能相适应的生命观念，体会酶在细胞代谢中的重要作用。 科学思维：分析两组实验现象差异，推理酶的专一性；区分自变量、因变量、无关变量；分析实验失败的各类原因，训练对比、归纳、逻辑推理的科学思维。 科学探究：掌握本实验对照实验设计；学会控制无关变量；掌握斐林试剂检测还原糖的操作；能够根据实验现象得出实验结论，规范完成探究实验。 社会责任：了解酶专一性在食品加工、工业酶制剂中的应用；养成严谨的实验操作习惯，体会对照实验在科学探究中的价值。 知识目标 重点：酶的专一性的含义；本实验自变量、因变量、无关变量；斐林试剂的使用条件；实验现象与实验结论。 难点：理解本实验如何证明酶的专一性；为什么不能用碘液检测蔗糖组；严格控制温度等无关变量。 基础概念：酶的专一性、还原糖、斐林试剂、自变量、因变量、无关变量。 能力目标 操作技能：规范配置底物溶液、酶溶液；严格控制水浴温度；会使用斐林试剂进行还原糖鉴定；规范完成水浴加热操作。 分析能力：能够分析实验异常现象；区分可以与不可以选用的检测试剂；能够根据对照现象推导酶的专一性。 素养目标：落实单一变量原则、对照对比原则、规范操作原则；强化对照实验的变量控制思想。 重点先知： 1.实验核心：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，证明酶具有专一性；淀粉酶可以催化淀粉水解生成还原糖，不能催化蔗糖水解。本实验属于相互对照。 2.操作关键：①底物：淀粉溶液、蔗糖溶液；酶：淀粉酶；②检测试剂只能用斐林试剂（50‑65℃水浴加热），不能使用碘液；③温度等所有无关变量必须保持相同且适宜。 3.核心易错点：①碘液无法检测蔗糖是否水解（蔗糖及水解产物均不和碘液显色），因此本实验不能用碘液；②蔗糖必须纯净，如果蔗糖不纯混有还原糖，会出现砖红色沉淀，造成实验错误；③斐林试剂需要甲乙液等量混合、现配现用、水浴加热；④酶促反应温度要控制在淀粉酶适宜温度。 4.变量区分：自变量：底物种类（淀粉、蔗糖）；因变量：是否生成还原糖（斐林试剂水浴后是否出现砖红色沉淀）；无关变量：底物浓度、用量、淀粉酶溶液用量、反应温度、反应时间、pH等。 教材内容 一、核心概念与原理链接 1.酶的专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。淀粉酶可以催化淀粉水解产生还原糖（麦芽糖、葡萄糖）；淀粉酶不能催化蔗糖水解。 2.还原糖遇斐林试剂，50‑65℃水浴加热条件下生成砖红色Cu₂O沉淀；淀粉水解产物是还原糖；蔗糖属于非还原糖，蔗糖水解产物葡萄糖+果糖是还原糖。 3.本实验逻辑：若淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，则淀粉组加斐林试剂水浴出现砖红色，蔗糖组无砖红色沉淀，对比证明酶具有专一性。 4.为什么不能用碘液检测：碘液只能检测淀粉是否存在；蔗糖无论水解与否，均不与碘液发生颜色反应；蔗糖组不管有没有水解，加碘液都无现象，无法判断蔗糖是否被水解。 二、实验材料的选择与优势 实验试剂材料：质量分数2%的淀粉溶液；质量分数2%的蔗糖溶液；新鲜稀释的淀粉酶溶液；斐林试剂。 选材注意：①蔗糖溶液必须纯净，不能混有还原糖杂质，否则蔗糖组也出现砖红色沉淀，实验得出错误结论；②淀粉、蔗糖溶液浓度保持一致；淀粉酶使用适宜温度（约60℃，α‑淀粉酶最适温度）；③淀粉、蔗糖溶液不能放置太久，防止自身分解。 三、关键试剂与器具的作用 淀粉溶液：实验底物，可被淀粉酶水解产生还原糖。 蔗糖溶液：实验底物，不能被淀粉酶水解。 淀粉酶溶液：催化剂，只能催化淀粉水解。 斐林试剂：检测是否生成还原糖；甲液0.1g/mL NaOH，乙液0.05g/mL CuSO₄；甲乙等量混合，现配现用，50‑65℃水浴加热。 水浴装置：两套水浴，一套用于酶促反应（淀粉酶适宜温度）；一套用于斐林试剂鉴定的50‑65℃水浴加热。 试管、量筒、滴管：精准控制试剂体积，保证无关变量一致。 四、实验设计基本原则 1.单一变量原则：只有底物种类是自变量；底物浓度、体积、淀粉酶用量、反应温度、反应时间、pH全部保持相同且适宜。 2.对照对比原则：两组试管形成相互对照；淀粉实验组与蔗糖实验组相互对比，不需要额外空白对照组。 3.规范操作原则：保证蔗糖试剂纯净；严格控制反应温度、反应时间；斐林试剂操作规范，减少杂质、操作带来的实验误差，保证实验现象真实。 【实验目的】 1.通过淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的对照实验，理解酶的专一性。 2.学会识别本实验自变量、因变量、无关变量，掌握对照实验设计思路。 3.掌握斐林试剂鉴定还原糖的操作；理解为什么不能使用碘液作为本实验检测试剂。 4.能够分析实验异常现象，训练逻辑推理与探究实验能力。 【材料用具】 试剂：质量分数2%淀粉溶液、质量分数2%蔗糖溶液、稀释淀粉酶溶液、斐林试剂； 器具：试管、量筒、滴管、试管架、水浴锅、记号笔。 【方法步骤】 1.取两支洁净试管编号A、B。A试管加入2mL淀粉溶液；B试管加入2mL蔗糖溶液。 2.向A、B两支试管分别加入1mL稀释淀粉酶溶液，轻轻摇匀。 3.将A、B试管放入60℃水浴保温5min，让酶充分发挥催化作用。 4.取出试管，各加入1mL现配好的斐林试剂（甲乙液预先等量混匀）。 5.将两支试管放入50‑65℃的温水浴中加热2min，观察试管颜色变化。 6.记录现象，对比分析，得出实验结论，整理器材。 补充：不能用碘液代替斐林试剂进行本实验检测 【实验结果】 正常现象：A试管（淀粉）出现砖红色沉淀；B试管（蔗糖）仍然为蓝色（斐林试剂本身颜色），无砖红色沉淀。 异常现象： ①A、B均出现砖红色沉淀：蔗糖溶液不纯，混有还原糖杂质；或者蔗糖久置发生水解。 ②A试管没有砖红色沉淀：淀粉酶失活；水浴温度不适宜；反应时间不足，淀粉没有水解产生还原糖。 【实验结论】 1.淀粉酶可以催化淀粉水解生成还原糖，不能催化蔗糖水解。 2.酶具有专一性：一种酶只能催化一种或者一类化学反应。 【注意事项】 1.蔗糖溶液必须纯净，不能含有还原糖杂质，否则B组也出现砖红色沉淀，实验失败。 2.淀粉酶的酶促反应水浴控制在60℃左右，是α‑淀粉酶适宜温度。 3.本实验不能使用碘液检测；只能使用斐林试剂检测还原糖。 4.斐林试剂必须甲乙液等量混合、现配现用，严格50‑65℃水浴加热，不能直接酒精灯加热。 5.淀粉溶液、蔗糖溶液不宜久置，防止底物自身发生水解干扰实验结果。 【实验讨论】 1.本实验自变量、因变量、无关变量分别是什么？ 参考答案：自变量：底物种类（淀粉、蔗糖）；因变量：是否生成还原糖（斐林试剂水浴后是否出现砖红色沉淀）；无关变量：底物浓度、用量、淀粉酶用量、反应温度、反应时间、pH等。 2.为什么本实验不能用碘液来检测实验结果？ 参考答案：碘液只能检测淀粉是否存在；蔗糖以及蔗糖水解产物都不和碘液显色；B试管无论蔗糖有没有被水解，加碘液均无颜色变化，无法判断蔗糖是否水解。 3.如果A、B两支试管都出现砖红色沉淀，分析原因？ 参考答案：蔗糖溶液不纯，混有还原糖杂质；或者蔗糖溶液放置时间太久，蔗糖自身水解产生还原糖。 4.本实验是什么对照类型？还需要额外设置空白对照组吗？ 参考答案：属于相互对照；淀粉组与蔗糖组两组相互对比，可不额外设置空白对照。 一、核心速记口诀 核心速记： ①实验目的：证明酶的专一性；淀粉酶水解淀粉，不能水解蔗糖； ②自变量：底物种类（淀粉/蔗糖）；因变量：有无还原糖（斐林试剂砖红色沉淀）； ③检测试剂：只能斐林试剂水浴，严禁碘液； ④关键条件：60℃酶促水浴，斐林试剂50‑65℃水浴； ⑤易错：蔗糖必须纯净，混还原糖会两组均出现砖红色； ⑥对照类型：相互对照。 【典例01】 (不定项)表中为验证酶的专一性的实验设计， 下列叙述正确的是(　　) 步骤 试管1 试管2 1 注入可溶性淀粉溶液2 mL 注入蔗糖溶液2 mL 2 注入新鲜的淀粉酶溶液2 mL 3 注入斐林试剂甲液和乙液混合液2 mL 4 水浴加热2 min 5 观察颜色变化 A.步骤2也可替换为注入新鲜的蔗糖酶溶液2 mL B.若将步骤2调至第1步，该实验无法验证酶的专一性 C.该实验中，底物的量、酶的量属于需控制的自变量 D.该实验不可用碘液替换斐林试剂 答案　AD 解析　题述实验的自变量是底物的种类，步骤2可以为注入新鲜的淀粉酶或蔗糖酶溶液2 mL，底物的量、酶的量、温度、pH等都是该实验的无关变量，A正确，C错误；酶与底物结合才能起催化作用，酶和底物的添加顺序对题述实验结果无影响，都可以验证酶的专一性，B错误；碘液无法检测蔗糖是否被水解，无法确定淀粉酶能否水解蔗糖，因此题述实验不可用碘液替换斐林试剂，D正确。 【典例02】蔗糖酶能将一分子蔗糖水解为一分子果糖和一分子葡萄糖。如图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型，下列有关叙述错误的是(　　) A.该模型能解释酶具有专一性 B.模型中乙表示蔗糖酶，为甲的水解提供反应的活化能 C.模型中甲表示蔗糖，丙表示果糖和葡萄糖 D.若温度适当升高或降低5 ℃，酶的催化速率都将下降 答案　B 解析　甲能和乙的活性部位结合，如钥匙和锁的关系，题图能够解释酶具有专一性，A正确；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，B错误；蔗糖在蔗糖酶的作用下，被水解为果糖和葡萄糖，模型中甲表示蔗糖，丙表示果糖和葡萄糖，C正确；题图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型，如果温度升高或降低5 ℃，酶的活性均减弱，催化效率都将下降，D正确。 【典例03】为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 答案　C 解析　由实验目的和实验设计的单一变量原则可知，甲和丙组底物不同，则加入的酶应相同，即丙组步骤②应加入2 mL淀粉酶溶液，A错误；第二次水浴加热的目的是促进还原糖与加入的斐林试剂的氧化还原反应高效进行，并且均匀受热保证实验安全和现象清晰，B错误；乙组加入2 mL淀粉溶液和2 mL蒸馏水，可通过观察乙组是否出现砖红色沉淀判断淀粉中是否含还原糖，C 正确；丙组加入的淀粉酶无法催化蔗糖水解，蔗糖为非还原糖，丙组不会出现砖红色沉淀，D错误。 · 模拟题感知练 1．下列关于酶的专一性的叙述，错误的是(　　) A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应 B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行 C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶 D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解 答案　B 解析　酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误。 2．某同学取两支洁净的试管，编号为1和2，然后按照表中序号①到③的要求操作。下列叙述错误的是(　　) 序号 项目 试管1 试管2 ① 加入可溶性淀粉溶液 2 mL － ② 加入蔗糖溶液 － ？ ③ 加入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL A．该实验可用于验证淀粉酶具有专一性 B．“？”处加入蔗糖溶液的量应为2 mL C．两支试管内的液体混匀后，应置于淀粉酶的最适温度下反应相同时间 D．该实验既可用斐林试剂，又可用碘液对结果进行检测 答案　D 解析　该实验不能用碘液检测结果，因为碘液无法检测蔗糖是否被水解，D错误。 3.(不定项)在用淀粉酶、淀粉、蔗糖等材料用具证明酶的专一性的实验设计中，下列说法正确的是(　　) A.鉴定试剂可用斐林试剂，不能用碘液 B.装有淀粉的试管最终会出现砖红色沉淀，而另一支呈现蓝色 C.本实验只需要进行一次温度处理即可出现明显的实验效果 D.若两支试管都出现砖红色沉淀，可能是试管没洗干净，也可能是蔗糖不纯，混有还原糖等造成的 答案　ABD 解析　本实验不能使用碘液作为鉴定试剂，因为碘液不能检测蔗糖是否被水解，鉴定试剂可用斐林试剂，A正确；酶具有专一性，淀粉酶能将淀粉水解为还原糖，但不能水解蔗糖，所以装有淀粉的试管最终会出现砖红色沉淀，而另一支呈现斐林试剂本身的颜色，即蓝色，B正确；本实验需要进行2次水浴加热，第一次是60 ℃下酶与底物充分反应，第二次是煮沸2 min，C错误；若两支试管都出现砖红色沉淀，则说明两支试管中都有还原糖，可能是试管没洗干净，也可能是蔗糖不纯，混有还原糖等造成的，D正确。 4.(不定项)下列关于酶的专一性的叙述，错误的是(　　) A.过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应 B.每一种酶只能催化一种化学反应的进行 C.催化唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶 D.二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解 答案　BC 解析　酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应，B错误;催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶,C错误。 5.实验中淀粉组出现砖红色沉淀，蔗糖组没有砖红色沉淀，说明（） A．淀粉酶既可以水解淀粉，也可以水解蔗糖 B．淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 C．淀粉和蔗糖都属于还原糖 D．蔗糖被淀粉酶水解生成还原糖 【答案】B 【解析】淀粉酶催化淀粉水解产生还原糖；不能催化蔗糖水解，因此蔗糖组无砖红色沉淀。 6.实验中A（淀粉）B（蔗糖）两支试管全部出现砖红色沉淀，最可能的原因是（） A．淀粉酶浓度太低 B．蔗糖溶液不纯，混有还原糖杂质或者蔗糖久置水解 C．水浴温度太低 D．反应时间太短 【答案】B 【解析】蔗糖溶液混入还原糖杂质，或者蔗糖自行水解，B试管也有还原糖，水浴后出现砖红色沉淀。 7.下列属于本实验的因变量的是（） A．底物种类 B．是否生成还原糖，斐林试剂水浴是否出现砖红色沉淀 C．淀粉酶溶液体积 D．反应时间 【答案】B 【解析】因变量是随着自变量变化而变化的量，本实验看是否生成还原糖（砖红色沉淀）；其余为自变量或者无关变量。 8下面关于无关变量的叙述，错误的是（） A．淀粉、蔗糖溶液的浓度、体积要保持一致 B．加入两支试管的淀粉酶溶液体积要保持相同 C．两支试管酶促反应水浴时间、温度保持一致 D．两支试管可以设置不同pH，不需要统一 【答案】D 【解析】pH属于无关变量，实验组对照组必须保持相同且适宜。 9.本实验的对照类型属于（） A．空白对照 B．自身前后对照 C．相互对照 D．条件对照 【答案】C 【解析】淀粉组和蔗糖组两组实验组互相作为对照，属于相互对照。 10.下列操作会造成本实验实验失败的是（） A．使用纯净的淀粉溶液、纯净蔗糖溶液 B．酶促反应在适宜温度下水浴保温 C．使用碘液代替斐林试剂检测实验结果 D．斐林试剂现配现用，50‑65℃水浴加热 【答案】C 【解析】不能用碘液，无法判断蔗糖是否水解，会造成实验无法得出正确结论。 11.关于淀粉、蔗糖的糖类类别叙述正确的是（） A．淀粉、蔗糖都属于还原糖 B．淀粉是非还原糖，蔗糖是非还原糖；淀粉水解产物是还原糖，蔗糖水解产物是还原糖 C．淀粉是还原糖，蔗糖是非还原糖 D．淀粉是非还原糖，蔗糖是还原糖 【答案】B 【解析】淀粉、蔗糖本身都不属于还原糖；二者水解产物均可以产生还原糖，可以和斐林试剂水浴产生砖红色沉淀。 12.下列对本实验的理解，错误的是（） A．本实验自变量只有底物种类 B．本实验不能证明酶的高效性 C．若淀粉酶高温变性失活，则淀粉组不会出现砖红色沉淀 D．本实验可以证明酶的化学本质是蛋白质 【答案】D 【解析】该实验只能证明酶具有专一性；无法证明酶的化学本质是蛋白质。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 实验07 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 实验目标透析：课标解读+重点先知，精识目标 教材知识链接：教材解析+知识渗透，融会贯通 实验过程精讲：实验全析全解，全面掌握 实验要点速记：要点解析+典例精讲，重点提升 实验提升专练：真题感知+模拟提升，双向突破 2025年新课标 课标解读 生命观念：通过淀粉酶水解淀粉、蔗糖的对照实验，认识酶的专一性；理解酶的功能由分子结构决定，建立结构与功能相适应的生命观念，体会酶在细胞代谢中的重要作用。 科学思维：分析两组实验现象差异，推理酶的专一性；区分自变量、因变量、无关变量；分析实验失败的各类原因，训练对比、归纳、逻辑推理的科学思维。 科学探究：掌握本实验对照实验设计；学会控制无关变量；掌握斐林试剂检测还原糖的操作；能够根据实验现象得出实验结论，规范完成探究实验。 社会责任：了解酶专一性在食品加工、工业酶制剂中的应用；养成严谨的实验操作习惯，体会对照实验在科学探究中的价值。 知识目标 重点：酶的专一性的含义；本实验自变量、因变量、无关变量；斐林试剂的使用条件；实验现象与实验结论。 难点：理解本实验如何证明酶的专一性；为什么不能用碘液检测蔗糖组；严格控制温度等无关变量。 基础概念：酶的专一性、还原糖、斐林试剂、自变量、因变量、无关变量。 能力目标 操作技能：规范配置底物溶液、酶溶液；严格控制水浴温度；会使用斐林试剂进行还原糖鉴定；规范完成水浴加热操作。 分析能力：能够分析实验异常现象；区分可以与不可以选用的检测试剂；能够根据对照现象推导酶的专一性。 素养目标：落实单一变量原则、对照对比原则、规范操作原则；强化对照实验的变量控制思想。 重点先知： 1.实验核心：探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用，证明酶具有专一性；淀粉酶可以催化淀粉水解生成还原糖，不能催化蔗糖水解。本实验属于相互对照。 2.操作关键：①底物：淀粉溶液、蔗糖溶液；酶：淀粉酶；②检测试剂只能用斐林试剂（50‑65℃水浴加热），不能使用碘液；③温度等所有无关变量必须保持相同且适宜。 3.核心易错点：①碘液无法检测蔗糖是否水解（蔗糖及水解产物均不和碘液显色），因此本实验不能用碘液；②蔗糖必须纯净，如果蔗糖不纯混有还原糖，会出现砖红色沉淀，造成实验错误；③斐林试剂需要甲乙液等量混合、现配现用、水浴加热；④酶促反应温度要控制在淀粉酶适宜温度。 4.变量区分：自变量：底物种类（淀粉、蔗糖）；因变量：是否生成还原糖（斐林试剂水浴后是否出现砖红色沉淀）；无关变量：底物浓度、用量、淀粉酶溶液用量、反应温度、反应时间、pH等。 教材内容 一、核心概念与原理链接 1.酶的专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。淀粉酶可以催化淀粉水解产生还原糖（麦芽糖、葡萄糖）；淀粉酶不能催化蔗糖水解。 2.还原糖遇斐林试剂，50‑65℃水浴加热条件下生成砖红色Cu₂O沉淀；淀粉水解产物是还原糖；蔗糖属于非还原糖，蔗糖水解产物葡萄糖+果糖是还原糖。 3.本实验逻辑：若淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，则淀粉组加斐林试剂水浴出现砖红色，蔗糖组无砖红色沉淀，对比证明酶具有专一性。 4.为什么不能用碘液检测：碘液只能检测淀粉是否存在；蔗糖无论水解与否，均不与碘液发生颜色反应；蔗糖组不管有没有水解，加碘液都无现象，无法判断蔗糖是否被水解。 二、实验材料的选择与优势 实验试剂材料：质量分数2%的淀粉溶液；质量分数2%的蔗糖溶液；新鲜稀释的淀粉酶溶液；斐林试剂。 选材注意：①蔗糖溶液必须纯净，不能混有还原糖杂质，否则蔗糖组也出现砖红色沉淀，实验得出错误结论；②淀粉、蔗糖溶液浓度保持一致；淀粉酶使用适宜温度（约60℃，α‑淀粉酶最适温度）；③淀粉、蔗糖溶液不能放置太久，防止自身分解。 三、关键试剂与器具的作用 淀粉溶液：实验底物，可被淀粉酶水解产生还原糖。 蔗糖溶液：实验底物，不能被淀粉酶水解。 淀粉酶溶液：催化剂，只能催化淀粉水解。 斐林试剂：检测是否生成还原糖；甲液0.1g/mL NaOH，乙液0.05g/mL CuSO₄；甲乙等量混合，现配现用，50‑65℃水浴加热。 水浴装置：两套水浴，一套用于酶促反应（淀粉酶适宜温度）；一套用于斐林试剂鉴定的50‑65℃水浴加热。 试管、量筒、滴管：精准控制试剂体积，保证无关变量一致。 四、实验设计基本原则 1.单一变量原则：只有底物种类是自变量；底物浓度、体积、淀粉酶用量、反应温度、反应时间、pH全部保持相同且适宜。 2.对照对比原则：两组试管形成相互对照；淀粉实验组与蔗糖实验组相互对比，不需要额外空白对照组。 3.规范操作原则：保证蔗糖试剂纯净；严格控制反应温度、反应时间；斐林试剂操作规范，减少杂质、操作带来的实验误差，保证实验现象真实。 【实验目的】 1.通过淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的对照实验，理解酶的专一性。 2.学会识别本实验自变量、因变量、无关变量，掌握对照实验设计思路。 3.掌握斐林试剂鉴定还原糖的操作；理解为什么不能使用碘液作为本实验检测试剂。 4.能够分析实验异常现象，训练逻辑推理与探究实验能力。 【材料用具】 试剂：质量分数2%淀粉溶液、质量分数2%蔗糖溶液、稀释淀粉酶溶液、斐林试剂； 器具：试管、量筒、滴管、试管架、水浴锅、记号笔。 【方法步骤】 1.取两支洁净试管编号A、B。A试管加入2mL淀粉溶液；B试管加入2mL蔗糖溶液。 2.向A、B两支试管分别加入1mL稀释淀粉酶溶液，轻轻摇匀。 3.将A、B试管放入60℃水浴保温5min，让酶充分发挥催化作用。 4.取出试管，各加入1mL现配好的斐林试剂（甲乙液预先等量混匀）。 5.将两支试管放入50‑65℃的温水浴中加热2min，观察试管颜色变化。 6.记录现象，对比分析，得出实验结论，整理器材。 补充：不能用碘液代替斐林试剂进行本实验检测 【实验结果】 正常现象：A试管（淀粉）出现砖红色沉淀；B试管（蔗糖）仍然为蓝色（斐林试剂本身颜色），无砖红色沉淀。 异常现象： ①A、B均出现砖红色沉淀：蔗糖溶液不纯，混有还原糖杂质；或者蔗糖久置发生水解。 ②A试管没有砖红色沉淀：淀粉酶失活；水浴温度不适宜；反应时间不足，淀粉没有水解产生还原糖。 【实验结论】 1.淀粉酶可以催化淀粉水解生成还原糖，不能催化蔗糖水解。 2.酶具有专一性：一种酶只能催化一种或者一类化学反应。 【注意事项】 1.蔗糖溶液必须纯净，不能含有还原糖杂质，否则B组也出现砖红色沉淀，实验失败。 2.淀粉酶的酶促反应水浴控制在60℃左右，是α‑淀粉酶适宜温度。 3.本实验不能使用碘液检测；只能使用斐林试剂检测还原糖。 4.斐林试剂必须甲乙液等量混合、现配现用，严格50‑65℃水浴加热，不能直接酒精灯加热。 5.淀粉溶液、蔗糖溶液不宜久置，防止底物自身发生水解干扰实验结果。 【实验讨论】 1.本实验自变量、因变量、无关变量分别是什么？ 参考答案：自变量：底物种类（淀粉、蔗糖）；因变量：是否生成还原糖（斐林试剂水浴后是否出现砖红色沉淀）；无关变量：底物浓度、用量、淀粉酶用量、反应温度、反应时间、pH等。 2.为什么本实验不能用碘液来检测实验结果？ 参考答案：碘液只能检测淀粉是否存在；蔗糖以及蔗糖水解产物都不和碘液显色；B试管无论蔗糖有没有被水解，加碘液均无颜色变化，无法判断蔗糖是否水解。 3.如果A、B两支试管都出现砖红色沉淀，分析原因？ 参考答案：蔗糖溶液不纯，混有还原糖杂质；或者蔗糖溶液放置时间太久，蔗糖自身水解产生还原糖。 4.本实验是什么对照类型？还需要额外设置空白对照组吗？ 参考答案：属于相互对照；淀粉组与蔗糖组两组相互对比，可不额外设置空白对照。 一、核心速记口诀 核心速记： ①实验目的：证明酶的专一性；淀粉酶水解淀粉，不能水解蔗糖； ②自变量：底物种类（淀粉/蔗糖）；因变量：有无还原糖（斐林试剂砖红色沉淀）； ③检测试剂：只能斐林试剂水浴，严禁碘液； ④关键条件：60℃酶促水浴，斐林试剂50‑65℃水浴； ⑤易错：蔗糖必须纯净，混还原糖会两组均出现砖红色； ⑥对照类型：相互对照。 【典例01】 (不定项)表中为验证酶的专一性的实验设计， 下列叙述正确的是(　　) 步骤 试管1 试管2 1 注入可溶性淀粉溶液2 mL 注入蔗糖溶液2 mL 2 注入新鲜的淀粉酶溶液2 mL 3 注入斐林试剂甲液和乙液混合液2 mL 4 水浴加热2 min 5 观察颜色变化 A.步骤2也可替换为注入新鲜的蔗糖酶溶液2 mL B.若将步骤2调至第1步，该实验无法验证酶的专一性 C.该实验中，底物的量、酶的量属于需控制的自变量 D.该实验不可用碘液替换斐林试剂 【典例02】蔗糖酶能将一分子蔗糖水解为一分子果糖和一分子葡萄糖。如图表示蔗糖酶在最适温度下催化底物水解的模型，下列有关叙述错误的是(　　) A.该模型能解释酶具有专一性 B.模型中乙表示蔗糖酶，为甲的水解提供反应的活化能 C.模型中甲表示蔗糖，丙表示果糖和葡萄糖 D.若温度适当升高或降低5 ℃，酶的催化速率都将下降 【典例03】为探究淀粉酶是否具有专一性，有同学设计了实验方案，主要步骤如表。下列相关叙述合理的是(　　) 步骤 甲组 乙组 丙组 ① 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL淀粉溶液 加入2 mL蔗糖溶液 ② 加入2 mL淀粉酶溶液 加入2 mL蒸馏水 ？ ③ 60 ℃水浴加热，然后各加入2 mL斐林试剂，再60 ℃水浴加热 A.丙组步骤②应加入2 mL蔗糖酶溶液 B.两次水浴加热的主要目的都是提高酶活性 C.根据乙组的实验结果可判断淀粉溶液中是否含有还原糖 D.甲、丙组的预期实验结果都出现砖红色沉淀 · 模拟题感知练 1．下列关于酶的专一性的叙述，错误的是(　　) A．过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应 B．每一种酶只能催化一种化学反应的进行 C．催化唾液淀粉酶水解的酶是蛋白酶 D．二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解 2．某同学取两支洁净的试管，编号为1和2，然后按照表中序号①到③的要求操作。下列叙述错误的是(　　) 序号 项目 试管1 试管2 ① 加入可溶性淀粉溶液 2 mL － ② 加入蔗糖溶液 － ？ ③ 加入新鲜的淀粉酶溶液 2 mL 2 mL A．该实验可用于验证淀粉酶具有专一性 B．“？”处加入蔗糖溶液的量应为2 mL C．两支试管内的液体混匀后，应置于淀粉酶的最适温度下反应相同时间 D．该实验既可用斐林试剂，又可用碘液对结果进行检测 3.(不定项)在用淀粉酶、淀粉、蔗糖等材料用具证明酶的专一性的实验设计中，下列说法正确的是(　　) A.鉴定试剂可用斐林试剂，不能用碘液 B.装有淀粉的试管最终会出现砖红色沉淀，而另一支呈现蓝色 C.本实验只需要进行一次温度处理即可出现明显的实验效果 D.若两支试管都出现砖红色沉淀，可能是试管没洗干净，也可能是蔗糖不纯，混有还原糖等造成的 4.(不定项)下列关于酶的专一性的叙述，错误的是(　　) A.过氧化氢酶只能催化过氧化氢的分解，不能催化其他化学反应 B.每一种酶只能催化一种化学反应的进行 C.催化唾液淀粉酶水解的酶是淀粉酶 D.二肽酶能催化由不同氨基酸脱水缩合成的二肽的水解 5.实验中淀粉组出现砖红色沉淀，蔗糖组没有砖红色沉淀，说明（） A．淀粉酶既可以水解淀粉，也可以水解蔗糖 B．淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 C．淀粉和蔗糖都属于还原糖 D．蔗糖被淀粉酶水解生成还原糖 6.实验中A（淀粉）B（蔗糖）两支试管全部出现砖红色沉淀，最可能的原因是（） A．淀粉酶浓度太低 B．蔗糖溶液不纯，混有还原糖杂质或者蔗糖久置水解 C．水浴温度太低 D．反应时间太短 7.下列属于本实验的因变量的是（） A．底物种类 B．是否生成还原糖，斐林试剂水浴是否出现砖红色沉淀 C．淀粉酶溶液体积 D．反应时间 8下面关于无关变量的叙述，错误的是（） A．淀粉、蔗糖溶液的浓度、体积要保持一致 B．加入两支试管的淀粉酶溶液体积要保持相同 C．两支试管酶促反应水浴时间、温度保持一致 D．两支试管可以设置不同pH，不需要统一 9.本实验的对照类型属于（） A．空白对照 B．自身前后对照 C．相互对照 D．条件对照 10.下列操作会造成本实验实验失败的是（） A．使用纯净的淀粉溶液、纯净蔗糖溶液 B．酶促反应在适宜温度下水浴保温 C．使用碘液代替斐林试剂检测实验结果 D．斐林试剂现配现用，50‑65℃水浴加热 11.关于淀粉、蔗糖的糖类类别叙述正确的是（） A．淀粉、蔗糖都属于还原糖 B．淀粉是非还原糖，蔗糖是非还原糖；淀粉水解产物是还原糖，蔗糖水解产物是还原糖 C．淀粉是还原糖，蔗糖是非还原糖 D．淀粉是非还原糖，蔗糖是还原糖 12.下列对本实验的理解，错误的是（） A．本实验自变量只有底物种类 B．本实验不能证明酶的高效性 C．若淀粉酶高温变性失活，则淀粉组不会出现砖红色沉淀 D．本实验可以证明酶的化学本质是蛋白质 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $