Question

4．某校生物興趣小組設計了如圖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(shù)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1A所示）；
③向反應室內加入新配制的10mL3%H₂O₂溶液（如圖1B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(shù)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(shù)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濃度的關系．
（2）對步驟⑤得到的實驗數(shù)據進行處理后，繪制出了如圖2曲線圖a．那么預期第三組實驗的曲線大致應該是怎樣的？請在答題紙的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H₂O₂溶液的濃度，請在答題紙的原圖中添畫該曲線并命名為c．
（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（填酶的特性）有關．需要對該實驗做出的改進是減少圓形濾紙片的數(shù)量/或稀釋肝臟研磨液/或增加反應室內H₂O₂溶液的量．
（5）不宜利用上述實驗材料和裝置研究溫度對酶促反應速率的影響，原因是溫度的改變會影響H₂O₂的分解速率．
（6）該組同學若要探究溫度對某種酶活性的影響，根據圖3所示的結果，反應溶液的pH最好應控制為6，從圖示曲線可知，隨pH的變化，酶的最適溫度不變（或相同）．

Answer 1

分析 本題從知識層面上看，通過實驗考查同學們分析酶量的變化對實驗結果的影響、底物量的變化對實驗結果的影響以及無機催化劑與酶催化效率高低的比較；從能力層面上講，考查同學們分析問題、解決問題的能力，具體表現(xiàn)在組織語言答題和構建表格能力上．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應變量，然后結合題干信息進行解答．
分析圖3：，該酶的最適的PH值為6，從圖示曲線可知，隨pH的變化，酶的最適溫度不變．

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，因此該實驗探究的問題是酶濃度與與酶促反應速率的關系．
（2）如果將圓形小濾紙片的數(shù)量減少，與第一組實驗相比，酶濃度低，酶促反應速率降低，達到平衡時所用的時間延長，如圖中的b曲線．
（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，這樣釋放氣體的速率加大，如圖中的c曲線．

（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．需要對該實驗做出的改進是減少圓形濾紙片的數(shù)量（或稀釋肝臟研磨液；或增加反應室內H₂O₂溶液的量）．
（6）因為溫度的改變會影響H₂O₂的分解速率，故該實驗材料和裝置研究溫度對酶促反應速率的影響．
（7）分析圖3可知，該酶的最適的PH值為6，若要探究溫度對某種酶活性的影響，反應溶液的pH最好應控制為6，從圖示曲線可知，隨pH的變化，酶的最適溫度不變．
故答案為：
（1）酶的濃度
（2）見右圖b 
（3）見右圖c
（4）酶的高效性
減少圓形濾紙片的數(shù)量/或稀釋肝臟研磨液/或增加反應室內H₂O₂溶液的量
（5）溫度的改變會影響H₂O₂的分解速率
（6）6        不變（或相同）

點評 此題結合實驗考查酶促反應的相關考點，意在考查學生對基礎知識的理解、實驗設計及綜合運用的能力．