Question

13．長(zhǎng)沙市一中生物課外小組設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置（含反應(yīng)室和注射器兩部分），用于測(cè)量H₂O₂酶催化H₂O₂反應(yīng)放出的O₂含量．他們提前制作了大小相同、干燥程度一致的圓形小濾紙片若干，然后開展了如下實(shí)驗(yàn)：

①制備新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的動(dòng)物肝臟研磨液；
②將8片圓形小濾紙片在肝臟研磨液中浸泡后取出，并貼在反應(yīng)室上側(cè)的內(nèi)壁上（如圖所示）；
③向反應(yīng)室內(nèi)加入新配制的10mL3%H₂O₂溶液（如圖所示）；將裝有2mL清水的注射器內(nèi)殘留的空氣排出后，用注射器針頭扎透反應(yīng)小室的橡皮塞，使反應(yīng)小室與注射器相通，記下此時(shí)注射器上液面的刻度．
④將反應(yīng)小室旋轉(zhuǎn)180°，使圓形濾紙片與H₂O₂溶液混合；
⑤每隔30秒讀取并記錄注射器針筒液面的刻度一次，共進(jìn)行2分鐘．
⑥將圓形濾紙片的數(shù)量改成6片，重復(fù)②→⑤，進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn)．
⑦將圓形濾紙片的數(shù)量改成4片，重復(fù)②→⑤，進(jìn)行第三組實(shí)驗(yàn)．
請(qǐng)回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)探究的問題是：酶促反應(yīng)速率與酶的數(shù)量（濃度）的關(guān)系．
（2）對(duì)步驟⑤得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，繪制出了如圖2所示曲線圖a．那么預(yù)期第三組實(shí)驗(yàn)的大致曲線（在原圖中添畫該曲線并命名為b）．
（3）上述實(shí)驗(yàn)如果要獲得更多的氣體，在不改變?nèi)芤后w積的條件下，可采取的方法是適當(dāng)增加H₂0₂溶液的濃度，請(qǐng)?jiān)谠瓐D中添畫該曲線并命名為c．
（4）若在短時(shí)間內(nèi)，上述三組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)氧量無差異，最可能與酶的髙效性有關(guān)？在不改變反應(yīng)室內(nèi)過氧化氫溶液的前提下，要使得三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果有明顯差異．需如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)？減少圓形濾紙片的數(shù)量或稀釋肝臟研磨液．
（5）該組同學(xué)還做了如下圖所示的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，由圖中可推知酶的活性除溫度外還受到pH值的影響，當(dāng)pH從5上升到7，此酶活性的變化為先上升后下降；從如圖3所示曲線的因素中，還可以得出的結(jié)論是隨pH的變化酶的最適溫度不變．

Answer 1

分析 1、酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，極少數(shù)酶是RNA．
2、酶的特性：高效性、專一性和作用條件溫和的特性．
3、影響酶活性的因素主要是溫度和pH，在最適溫度（pH）前，隨著溫度（pH）的升高，酶活性增強(qiáng)；到達(dá)最適溫度（pH）時(shí)，酶活性最強(qiáng)；超過最適溫度（pH）后，隨著溫度（pH）的升高，酶活性降低．另外低溫酶不會(huì)變性失活，但高溫、pH過高或過低都會(huì)使酶變性失活．
4、酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，提高化學(xué)反應(yīng)速率，在底物充足，其它條件不變的情況下，酶濃度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，但酶不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)．
 5、影響酶促反應(yīng)的因素有pH、溫度、底物濃度、酶濃度等．
6、分析題干信息；本題是通過實(shí)驗(yàn)考查酶量（酶濃度）、底物量的變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，實(shí)驗(yàn)一、二、三的差別在于浸泡過動(dòng)物肝臟的研磨液的圓形小濾紙片的多少，從本質(zhì)上反映的是酶量的多少對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，解題時(shí)應(yīng)先明確實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量，然后結(jié)合題干信息進(jìn)行解答．

解答 解：（1）小濾紙片在肝臟研磨液浸泡，因此圓形小濾紙片的數(shù)量的變化代表過氧化氫酶數(shù)量的變化，如果其他條件不變，改變圓形小濾紙片的數(shù)量，酶的濃度將發(fā)生變化，即酶濃度變成自變量，因此該實(shí)驗(yàn)探究的問題是酶促反應(yīng)速率與酶的數(shù)量（濃度）的關(guān)系．
（2）如果將圓形小濾紙片的數(shù)量減少，與第一組實(shí)驗(yàn)相比，酶濃度低，酶促反應(yīng)速率降低，其達(dá)到化學(xué)反應(yīng)平衡時(shí)所用的時(shí)間延長(zhǎng)但O₂的釋放量不變，O₂的釋放量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如如圖中的b曲線所示．
（3）要獲得更多的氣體，在不改變?nèi)芤后w積的條件下，可采取的方法是適當(dāng)增加H₂O₂溶液的濃度（底物的量），這樣釋放氣體的速率加大、O₂的釋放量增多，O₂的釋放量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如圖中的c曲線所示．
（4）如果上述三組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均無明顯差異，這可能與酶的高效性有關(guān)；在不改變反應(yīng)室內(nèi)過氧化氫溶液的前提下，要使得三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果有明顯差異，需要對(duì)該實(shí)驗(yàn)做出的改進(jìn)是減少圓形濾紙片的數(shù)量或稀釋肝臟研磨液．
（5）分析圖3可知，該酶的最適的pH值為6左右，當(dāng)pH從5上升到7的過程中，此酶活性先上升后下降；從圖3所示曲線可知，在pH分別為5、6、7時(shí)，反應(yīng)物的剩余量均在某一溫度時(shí)最少，說明改酶隨pH的變化酶的最適溫度不變．
故答案為：
（1）酶的數(shù)量（濃度）
（2）見圖b
（3）適當(dāng)增加H₂0₂溶液的濃度     見圖c
（4）髙效性        減少圓形濾紙片的數(shù)量或稀釋肝臟研磨液
（5）先上升后下降       隨pH的變化酶的最適溫度不變

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合題圖考查酶的知識(shí)，考生識(shí)記酶的概念和特性，明確外界條件對(duì)酶活性的影響是解題的關(guān)鍵．