Question

13．長沙市一中生物課外小組設計了如圖1所示的實驗裝置（含反應室和注射器兩部分），用于測量H₂O₂酶催化H₂O₂反應放出的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，然后開展了如下實驗：

①制備新鮮的質量分數為20%的動物肝臟研磨液；
②將8片圓形小濾紙片在肝臟研磨液中浸泡后取出，并貼在反應室上側的內壁上（如圖所示）；
③向反應室內加入新配制的10mL3%H₂O₂溶液（如圖所示）；將裝有2mL清水的注射器內殘留的空氣排出后，用注射器針頭扎透反應小室的橡皮塞，使反應小室與注射器相通，記下此時注射器上液面的刻度．
④將反應小室旋轉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，共進行2分鐘．
⑥將圓形濾紙片的數量改成6片，重復②→⑤，進行第二組實驗．
⑦將圓形濾紙片的數量改成4片，重復②→⑤，進行第三組實驗．
請回答下列問題：
（1）該實驗探究的問題是：酶促反應速率與酶的數量（濃度）的關系．
（2）對步驟⑤得到的實驗數據進行處理后，繪制出了如圖2所示曲線圖a．那么預期第三組實驗的大致曲線（在原圖中添畫該曲線并命名為b）．
（3）上述實驗如果要獲得更多的氣體，在不改變溶液體積的條件下，可采取的方法是適當增加H₂0₂溶液的濃度，請在原圖中添畫該曲線并命名為c．
（4）若在短時間內，上述三組實驗產氧量無差異，最可能與酶的髙效性有關？在不改變反應室內過氧化氫溶液的前提下，要使得三組實驗結果有明顯差異．需如何改進實驗？減少圓形濾紙片的數量或稀釋肝臟研磨液．
（5）該組同學還做了如下圖所示的相關實驗，由圖中可推知酶的活性除溫度外還受到pH值的影響，當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、酶是由活細胞產生的具有催化作用的有機物，絕大多數酶是蛋白質，極少數酶是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；到達最適溫度（pH）時，酶活性最強；超過最適溫度（pH）后，隨著溫度（pH）的升高，酶活性降低．另外低溫酶不會變性失活，但高溫、pH過高或過低都會使酶變性失活．
4、酶能降低化學反應的活化能，提高化學反應速率，在底物充足，其它條件不變的情況下，酶濃度越高，化學反應速率越快，但酶不能改變化學反應的平衡點．
 5、影響酶促反應的因素有pH、溫度、底物濃度、酶濃度等．
6、分析題干信息；本題是通過實驗考查酶量（酶濃度）、底物量的變化對實驗結果的影響，實驗一、二、三的差別在于浸泡過動物肝臟的研磨液的圓形小濾紙片的多少，從本質上反映的是酶量的多少對實驗結果的影響，解題時應先明確實驗的自變量和因變量，然后結合題干信息進行解答．

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量的變化代表過氧化氫酶數量的變化，如果其他條件不變，改變圓形小濾紙片的數量，酶的濃度將發(fā)生變化，即酶濃度變成自變量，因此該實驗探究的問題是酶促反應速率與酶的數量（濃度）的關系．
（2）如果將圓形小濾紙片的數量減少，與第一組實驗相比，酶濃度低，酶促反應速率降低，其達到化學反應平衡時所用的時間延長但O₂的釋放量不變，O₂的釋放量隨反應時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，在不改變溶液體積的條件下，可采取的方法是適當增加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的釋放量隨反應時間變化的曲線如圖中的c曲線所示．
（4）如果上述三組實驗的結果均無明顯差異，這可能與酶的高效性有關；在不改變反應室內過氧化氫溶液的前提下，要使得三組實驗結果有明顯差異，需要對該實驗做出的改進是減少圓形濾紙片的數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，反應物的剩余量均在某一溫度時最少，說明改酶隨pH的變化酶的最適溫度不變．
故答案為：
（1）酶的數量（濃度）
（2）見圖b
（3）適當增加H₂0₂溶液的濃度     見圖c
（4）髙效性        減少圓形濾紙片的數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

點評 本題結合題圖考查酶的知識，考生識記酶的概念和特性，明確外界條件對酶活性的影響是解題的關鍵．