Question

1．某研究小組為探究影響過(guò)氧化氫分解的因素，做了三個(gè)實(shí)驗(yàn)．相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)1、2、3中的自變量分別為催化劑種類、過(guò)氧化氫溶液的濃度、pH．實(shí)驗(yàn)1的目的是探究酶的高效性．
（2）實(shí)驗(yàn)2探究了過(guò)氧化氫溶液的濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響，該實(shí)驗(yàn)的be段O₂產(chǎn)生速率不再增大的原因最可能是過(guò)氧化氫酶的量有限．
（3）實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果顯示，過(guò)氧化氫酶的最適pH為e．實(shí)驗(yàn)還證實(shí)，當(dāng)pH小于d或大于f時(shí)，過(guò)氧化氫酶的活性將永久喪失，其原因是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞．
（4）植物細(xì)胞膜上的H⁺-ATP酶能催化ATP水解釋放能量，該能量用于H⁺的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)．科技人員進(jìn)行了不同濃度
K⁺、Mg²⁺ （mmol/L）條件下綠豆植物細(xì)胞膜上H⁺-ATP酶的活性研究．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表：

K+ H+-ATP酶的活性 Mg2+	A	1.5	3	4.5
0	0.444	0.694	0.778	0.776
25	0.550	0.733	0.789	0.783
50	0.483	0.756	0.850	0.853

H⁺-ATP酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)；表中A的數(shù)值是0；從表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論為：①在一定濃度范圍內(nèi)K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶活性，②在相同濃度條件下，K⁺、Mg²⁺共同作用比K⁺或Mg²⁺單獨(dú)作用時(shí)，H⁺-ATP酶活性更高．

Answer 1

分析 1、實(shí)驗(yàn)組：經(jīng)過(guò)處理的組是實(shí)驗(yàn)組．對(duì)照組：未經(jīng)過(guò)處理的組是對(duì)照組．變量：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素稱為變量．自變量：想研究且可人為改變的變量稱為自變量． 因變量：隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量． 無(wú)關(guān)變量：在實(shí)驗(yàn)中，除了自變量外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在一些可變因素，能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無(wú)關(guān)變量．自變量是可以人為直接改變或施加的變量，因變量是隨自變量變化而變化的量，只能觀察或測(cè)量獲得．要注意無(wú)關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要注意單一變量原則和對(duì)照原則．
2、分析實(shí)驗(yàn)1，自變量是催化劑的種類，加過(guò)氧化氫酶的催化效益大于加鐵離子，說(shuō)明酶具有高效性．
分析試驗(yàn)2，隨著過(guò)氧化氫溶液的濃度增加，氧氣的產(chǎn)生速率先增加后基本不變．
分析實(shí)驗(yàn)3，自變量是PH值，因變量是溶液中過(guò)氧化氫的量，e點(diǎn)溶液中H₂O₂剩余量最少，所以過(guò)氧化氫酶的最適pH為e．
分析表格：由題意可知，本實(shí)驗(yàn)是探究不同濃度的K⁺、Mg²⁺對(duì)綠豆植物細(xì)胞膜上H⁺-ATP酶活性的影響．該試驗(yàn)的自變量是不同濃度的K⁺、Mg²⁺．
從表中數(shù)據(jù)可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為在一定的濃度范圍內(nèi)K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶的活性，相同濃度條件下，K⁺、Mg²⁺兩者共同作用比K⁺或Mg²⁺單獨(dú)作用時(shí)，H⁺-ATP酶的活性更高．

解答 解：（1）由曲線圖分析可知，實(shí)驗(yàn)1，2，3中的自變量分別為催化劑的種類、H₂O₂濃度、pH．實(shí)驗(yàn)1用了無(wú)機(jī)催化劑和酶同時(shí)催化過(guò)氧化氫分解，此實(shí)驗(yàn)的目的是探究酶的高效性．
（2）實(shí)驗(yàn)2探究了過(guò)氧化氫溶液的濃度對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示在過(guò)氧化氫酶量一定時(shí)，在一定濃度范圍內(nèi)，過(guò)氧化氫溶液濃度越高，O₂產(chǎn)生速率越快，而當(dāng)過(guò)氧化氫溶液濃度達(dá)到一定值后，0₂產(chǎn)生速率不再隨過(guò)氧化氫濃度的增大而增大．bc段顯示反應(yīng)物的不斷增加，不能影響O₂產(chǎn)生速率，其氧氣不再增大的原因最可能是催化劑過(guò)氧化氫酶的數(shù)量有限．
（3）實(shí)驗(yàn)3的結(jié)果顯示，過(guò)氧化氫酶的最適pH為e，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)pH小于d或大于f時(shí)，酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致過(guò)氧化氫的活性將永久喪失．
（4）H⁺-ATP酶位于細(xì)胞膜上，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)．根據(jù)表中Mg²⁺的濃度梯度大小可以確定A的數(shù)值是0．從表中數(shù)據(jù)可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為在一定的濃度范圍內(nèi)K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶的活性，相同濃度條件下，K⁺、Mg²⁺兩者共同作用比K⁺或Mg²⁺單獨(dú)作用時(shí)，H⁺-ATP酶的活性更高．
故答案為：
（1）催化劑種類、過(guò)氧化氫溶液的濃度、pH    酶的高效性
（2）過(guò)氧化氫酶的量有限
（3）強(qiáng)酸、強(qiáng)堿會(huì)導(dǎo)致酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞
（4）蛋白質(zhì)    0     ①K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶活性    ②K⁺、Mg²⁺共同作用比K⁺或Mg²⁺單獨(dú)作用時(shí)，H⁺-ATP酶活性更高

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合曲線圖，考查影響酶活性的因素，意在考查考生分析曲線圖提取有效信息的能力；能理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和觀點(diǎn)，對(duì)生物學(xué)問(wèn)題作出準(zhǔn)確判斷和得出正確結(jié)論的能力．