Question

4．某校生物兴趣小组设计了如图1所示的实验装置（含反应室和注射器两部分），用于测量H₂O₂酶催化H₂O₂反应放出的O₂含量．他们提前制作了大小相同、干燥程度一致的圆形小滤纸片若干，然后开展了如下实验：

①制备新鲜的质量分数为20%的动物肝脏研磨液；
②将8片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出，并贴在反应室上侧的内壁上（如图1A所示）；
③向反应室内加入新配制的10mL3%H₂O₂溶液（如图1B所示）；将装有2mL清水的注射器内残留的空气排出后，用注射器针头扎透反应小室的橡皮塞，使反应小室与注射器相通，记下此时注射器上液面的刻度．
④将反应小室旋转180°，使圆形滤纸片与H₂O₂溶液混合；
⑤每隔30秒读取并记录注射器针筒液面的刻度一次，共进行2分钟．
⑥将圆形滤纸片的数量改成6片，重复②→⑤，进行第二组实验．
⑦将圆形滤纸片的数量改成4片，重复②→⑤，进行第三组实验．
请回答下列问题：
（1）该实验探究的问题是：酶促反应速率与酶的浓度的关系．
（2）对步骤⑤得到的实验数据进行处理后，绘制出了如图2曲线图a．那么预期第三组实验的曲线大致应该是怎样的？请在答题纸的原图中添画该曲线并命名为b．
（3）上述实验如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是适当增加H₂O₂溶液的浓度，请在答题纸的原图中添画该曲线并命名为c．
（4）如果上述三组实验的结果均无明显差异，这可能与酶的高效性（填酶的特性）有关．需要对该实验做出的改进是减少圆形滤纸片的数量/或稀释肝脏研磨液/或增加反应室内H₂O₂溶液的量．
（5）不宜利用上述实验材料和装置研究温度对酶促反应速率的影响，原因是温度的改变会影响H₂O₂的分解速率．
（6）该组同学若要探究温度对某种酶活性的影响，根据图3所示的结果，反应溶液的pH最好应控制为6，从图示曲线可知，随pH的变化，酶的最适温度不变（或相同）．

Answer 1

分析 本题从知识层面上看，通过实验考查同学们分析酶量的变化对实验结果的影响、底物量的变化对实验结果的影响以及无机催化剂与酶催化效率高低的比较；从能力层面上讲，考查同学们分析问题、解决问题的能力，具体表现在组织语言答题和构建表格能力上．实验一、二、三的差别在于浸泡过动物肝脏的研磨液的圆形小滤纸片的多少，从本质上反映的是酶量的多少对实验结果的影响，解题时应先明确实验的自变量和应变量，然后结合题干信息进行解答．
分析图3：，该酶的最适的PH值为6，从图示曲线可知，随pH的变化，酶的最适温度不变．

解答 解：（1）小滤纸片在肝脏研磨液浸泡，因此圆形小滤纸片的数量的变化代表过氧化氢酶数量的变化，如果其他条件不变，改变圆形小滤纸片的数量，酶的浓度将发生变化，即酶浓度变成自变量，因此该实验探究的问题是酶浓度与与酶促反应速率的关系．
（2）如果将圆形小滤纸片的数量减少，与第一组实验相比，酶浓度低，酶促反应速率降低，达到平衡时所用的时间延长，如图中的b曲线．
（3）要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是适当增加H₂O₂溶液的浓度，这样释放气体的速率加大，如图中的c曲线．

（4）如果上述三组实验的结果均无明显差异，这可能与酶的高效性有关．需要对该实验做出的改进是减少圆形滤纸片的数量（或稀释肝脏研磨液；或增加反应室内H₂O₂溶液的量）．
（6）因为温度的改变会影响H₂O₂的分解速率，故该实验材料和装置研究温度对酶促反应速率的影响．
（7）分析图3可知，该酶的最适的PH值为6，若要探究温度对某种酶活性的影响，反应溶液的pH最好应控制为6，从图示曲线可知，随pH的变化，酶的最适温度不变．
故答案为：
（1）酶的浓度
（2）见右图b 
（3）见右图c
（4）酶的高效性
减少圆形滤纸片的数量/或稀释肝脏研磨液/或增加反应室内H₂O₂溶液的量
（5）温度的改变会影响H₂O₂的分解速率
（6）6        不变（或相同）

点评 此题结合实验考查酶促反应的相关考点，意在考查学生对基础知识的理解、实验设计及综合运用的能力．