Question

13．长沙市一中生物课外小组设计了如图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（如图所示）；
③向反应室内加入新配制的10mL3%H₂O₂溶液（如图所示）；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数量（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所示曲线图a．那么预期第三组实验的大致曲线（在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H₂0₂溶液的浓度，请在原图中添画该曲线并命名为c．
（4）若在短时间内，上述三组实验产氧量无差异，最可能与酶的髙效性有关？在不改变反应室内过氧化氢溶液的前提下，要使得三组实验结果有明显差异．需如何改进实验？减少圆形滤纸片的数量或稀释肝脏研磨液．
（5）该组同学还做了如下图所示的相关实验，由图中可推知酶的活性除温度外还受到pH值的影响，当pH从5上升到7，此酶活性的变化为先上升后下降；从如图3所示曲线的因素中，还可以得出的结论是随pH的变化酶的最适温度不变．

Answer 1

分析 1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA．
2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性．
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低．另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活．
4、酶能降低化学反应的活化能，提高化学反应速率，在底物充足，其它条件不变的情况下，酶浓度越高，化学反应速率越快，但酶不能改变化学反应的平衡点．
 5、影响酶促反应的因素有pH、温度、底物浓度、酶浓度等．
6、分析题干信息；本题是通过实验考查酶量（酶浓度）、底物量的变化对实验结果的影响，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因变量，然后结合题干信息进行解答．

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促反应速率与酶的数量（浓度）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，其达到化学反应平衡时所用的时间延长但O₂的释放量不变，O₂的释放量随反应时间变化的曲线如如图中的b曲线所示．
（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（底物的量），这样释放气体的速率加大、O₂的释放量增多，O₂的释放量随反应时间变化的曲线如图中的c曲线所示．
（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；在不改变反应室内过氧化氢溶液的前提下，要使得三组实验结果有明显差异，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．
（5）分析图3可知，该酶的最适的pH值为6左右，当pH从5上升到7的过程中，此酶活性先上升后下降；从图3所示曲线可知，在pH分别为5、6、7时，反应物的剩余量均在某一温度时最少，说明改酶随pH的变化酶的最适温度不变．
故答案为：
（1）酶的数量（浓度）
（2）见图b
（3）适当增加H₂0₂溶液的浓度     见图c
（4）髙效性        减少圆形滤纸片的数量或稀释肝脏研磨液
（5）先上升后下降       随pH的变化酶的最适温度不变

点评 本题结合题图考查酶的知识，考生识记酶的概念和特性，明确外界条件对酶活性的影响是解题的关键．