Question

19．I實(shí)驗(yàn)研究pH對(duì)酶活性的影響，準(zhǔn)備5支含有等量酶溶液但pH各不相同的試管，每支試管加1塊1cm³的正方體凝固蛋白塊，試管均置于25℃室溫條件下，將各試管蛋白塊消失的時(shí)間記錄如表所示：

酶溶液的pH	1       2       3        4        5
蛋白塊消失的時(shí)間（min）	13      9       11      45＞60

（1）酶活性最強(qiáng)時(shí)的pH是2．
（2）蛋白塊消失的時(shí)間與酶活性強(qiáng)弱的關(guān)系是酶活性越大，蛋白質(zhì)質(zhì)分解越快，蛋白塊消失的時(shí)間越短．
（3）請(qǐng)以2種方法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)在更短的時(shí)間內(nèi)完成．將溫度由25℃提高至大約37℃左右、把原有的1cm³正方體蛋白塊切成碎小塊
（4）在人體消化道中，能分泌本實(shí)驗(yàn)中酶的部位是胃．
（5）為確認(rèn)蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應(yīng)增加另增加一個(gè)試管，放入等量的蛋白塊并將pH調(diào)至適宜，但不加酶溶液
II．如圖縱坐標(biāo)表示物質(zhì)通過(guò)膜運(yùn)輸?shù)乃俾剩��?qǐng)根據(jù)圖回答．

（1）心肌細(xì)胞吸收 O₂、K⁺的運(yùn)輸方式依次是圖a、b（填序號(hào)）． 圖 b 出現(xiàn) BC 段的主要原因是載體的數(shù)量是有限的，參與呼吸作用的酶也是有限的．
（2）與表皮細(xì)胞相比較，人心肌細(xì)胞中顯著增多的細(xì)胞器是線粒體，其依據(jù)是心肌細(xì)胞在不停的收縮，需要消耗的能量遠(yuǎn)比表皮細(xì)胞多．

Answer 1

分析 酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有生物催化能力的有機(jī)物，大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)催化劑）、專(zhuān)一性（一種酶只能催化一種或一類(lèi)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行）、需要適宜的溫度和pH值（在最適條件下，酶的催化活性是最高的，低溫可以抑制酶的活性，隨著溫度升高，酶的活性可以逐漸恢復(fù)，高溫、過(guò)酸、過(guò)堿可以使酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使酶永久性的失活），據(jù)此分析解答．
依據(jù)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸模型，a曲線圖中物質(zhì)通過(guò)膜運(yùn)輸?shù)乃俾逝c濃度差成正比，屬于自由擴(kuò)散模型，如O₂進(jìn)入心肌細(xì)胞；b曲線圖表示在一定氧氣濃度范圍內(nèi)，隨著氧氣濃度增加，物質(zhì)通過(guò)膜運(yùn)輸?shù)乃俾试黾�，但氧氣濃度到達(dá)一定濃度后，運(yùn)輸速率不再增加，屬于主動(dòng)運(yùn)輸方式，如K⁺進(jìn)入心肌細(xì)胞．該模型除了要考慮有氧呼吸釋放能量時(shí)氧氣的消耗量，還要考慮細(xì)胞膜上載體的種類(lèi)和數(shù)量對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹苯佑绊�，同時(shí)參與呼吸作用的酶也是有限的．

解答 解：Ⅰ、（1）分析表格數(shù)據(jù)可以看出，在pH為2時(shí)，蛋白塊消失的時(shí)間是最短的，所以此時(shí)酶的活性最強(qiáng)．
（2）酶活性越大，酶促反應(yīng)速率越快，蛋白塊分解的就越快，消失的時(shí)間也就越短．
（3）方法1：酶的催化需要適宜的溫度，在一定范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)纳�高溫度，可以加速反�?yīng)的進(jìn)行，所以可以將溫度由25℃提高至大約37℃左右，提高酶的活性．
方法2：將原有的1cm³正方體蛋白塊切成碎小塊可以增加蛋白質(zhì)與酶的接觸面積，加速反應(yīng)的進(jìn)行．
（4）由以上分析可以看出，此蛋白酶的最適pH是2，在人體消化道內(nèi)，可以分泌該酶的部位是胃．
（5）為確認(rèn)蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應(yīng)該設(shè)置一組對(duì)照，自變量是酶的有無(wú)，其他條件都相同，所以另增加一個(gè)試管，放入等量的蛋白塊并將pH調(diào)至適宜，但不加酶溶液．
Ⅱ、（1）依據(jù)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸模型，可知a為自由擴(kuò)散模型，故為O₂進(jìn)入心肌細(xì)胞的方式，b為主動(dòng)運(yùn)輸中的“耗氧量”模型，是K⁺的運(yùn)輸方式．該模型除了要考慮有氧呼吸釋放能量時(shí)氧氣的消耗量外，還要考慮細(xì)胞膜上的載體種類(lèi)和數(shù)量對(duì)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹苯佑绊�，同時(shí)參與呼吸作用的酶也是有限的．
（2）人心肌細(xì)胞與表皮細(xì)胞相比較，顯著增多的結(jié)構(gòu)是線粒體，心肌細(xì)胞在不停地收縮需要消耗能量遠(yuǎn)比表皮細(xì)胞多．
故答案為：
Ⅰ、（1）2
（2）酶活性越大，蛋白質(zhì)質(zhì)分解越快，蛋白塊消失的時(shí)間越短
（3）將溫度由25℃提高至大約37℃左右     把原有的1cm³正方體蛋白塊切成碎小塊
（4）胃
（5）另增加一個(gè)試管，放入等量的蛋白塊并將pH調(diào)至適宜，但不加酶溶液
Ⅱ、（1）a、b 載體的數(shù)量是有限的，參與呼吸作用的酶也是有限的 
（2）線粒體   心肌細(xì)胞在不停的收縮，需要消耗的能量遠(yuǎn)比表皮細(xì)胞多

點(diǎn)評(píng) 無(wú)論是綠色植物的根吸收礦質(zhì)元素，還是動(dòng)物的心肌細(xì)胞吸收無(wú)機(jī)鹽離子都涉及物質(zhì)的主動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程，所以要從能量和載體兩個(gè)角度（直接影響因素）去尋找突破口，只要間接影響到能量變化（如細(xì)胞呼吸）或載體蛋白的因素就要考慮．