Question

14．將一個(gè)土豆（含有過(guò)氧化氫酶）切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定體積和濃度的過(guò)氧化氫溶液的針筒中（如圖1所示），以探究酶促反應(yīng)的相關(guān)問(wèn)題．根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)據(jù)分析答題．

（1）若土豆片為4片時(shí)，每隔5分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出如曲線(xiàn)圖2.20分鐘后，氣體量不再增加的原因是過(guò)氧化氫的量有限．
（2）若土豆片為8片時(shí)，和上述實(shí)驗(yàn)所得的曲線(xiàn)（圖2實(shí)線(xiàn)）相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線(xiàn)最可能是下列C圖中的虛線(xiàn)．若土豆片為2片時(shí)，和上述實(shí)驗(yàn)所得的曲線(xiàn)（圖2實(shí)線(xiàn)）相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線(xiàn)最可能是下列D圖中的虛線(xiàn)．如果要獲得更多的氣體，在不改變?nèi)芤后w積的條件下，可采取的方法是增加過(guò)氧化氫的濃度，其結(jié)果可用A圖中的虛線(xiàn)表示．

（3）為保證上述實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性，需要控制的其他外界因素有溫度（或光照或氣壓等）．這樣才能符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則．

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(zhuān)一性和作用條件溫和的特性．
3、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)．
4、生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循單一變量原則和對(duì)照原則．
5、分析題圖：
圖1中的土豆片中含有過(guò)氧化氫酶，可催化針筒中過(guò)氧化氫的分解釋放氧氣；
圖2是在反應(yīng)物（過(guò)氧化氫）量一定時(shí)，隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中反應(yīng)物逐漸減少，生成物（氧氣）增加量逐漸減少，最終不再有生成物產(chǎn)生（生成物的量達(dá)到最大）的變化曲線(xiàn)圖．

解答 解：（1）圖2是在土豆片為4片時(shí)，每隔5分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出的氧氣產(chǎn)生量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖，由圖知當(dāng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到一定時(shí)候，氣體量不再增加，原因是針筒中過(guò)氧化氫的量有限，過(guò)氧化氫已經(jīng)被分解完．
（2）圖2是在土豆片為4片時(shí)，每隔5分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出的氧氣產(chǎn)生量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖，若將土豆片由5片改為8片，實(shí)質(zhì)是增加酶濃度，在一定范圍內(nèi)，酶濃度增加，化學(xué)反應(yīng)速率增加，但酶作為催化劑，只能加速化學(xué)反應(yīng)速率，不改變最終生成物的量，即土豆片為8片時(shí)，和上述實(shí)驗(yàn)所得的曲線(xiàn)（圖2實(shí)線(xiàn)）相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線(xiàn)最可能是C圖中的虛線(xiàn)；相反，若將土豆片改為2片時(shí)，實(shí)質(zhì)是減小酶濃度，在一定范圍內(nèi)，酶濃度減小，化學(xué)反應(yīng)速率減弱，但酶作為催化劑，只能加速化學(xué)反應(yīng)速率，不改變最終生成物的量，即土豆片為2片時(shí)，和上述實(shí)驗(yàn)所得的曲線(xiàn)（圖2實(shí)線(xiàn)）相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線(xiàn)最可能是D圖中的虛線(xiàn)；如果要獲得更多的氣體，需要增加反應(yīng)底物（過(guò)氧化氫）的量，在不改變?nèi)芤后w積的條件下，可通過(guò)增加過(guò)氧化氫的濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出的氧氣產(chǎn)生量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖較上述實(shí)驗(yàn)所得的曲線(xiàn)（圖2實(shí)線(xiàn)）高，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線(xiàn)最可能是A圖中的虛線(xiàn)．
（3）在研究影響酶催化活性的實(shí)驗(yàn)中，有許多因素可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)溶液體積、反應(yīng)時(shí)間、環(huán)境氣壓等，因此實(shí)驗(yàn)應(yīng)該注意控制除自變量以外的變量，使各組實(shí)驗(yàn)在相同條件下進(jìn)行，這樣才能符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則．
故答案為：
（1）過(guò)氧化氫的量有限
（2）C　D    增加過(guò)氧化氫的濃度      A
（3）溫度（或光照或氣壓等）        單一變量

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合探究酶促反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)圖和根據(jù)該實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)繪制出的氧氣產(chǎn)生量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖，考查酶的特性和影響酶促反應(yīng)的外界因素的知識(shí)，考生識(shí)記酶的概念、本質(zhì)和特性，明確外界條件對(duì)酶活性的影響是解題的關(guān)鍵．