Question

【題目】在研究不同pH對酶活性的影響的實驗中，準備5支含有等量蛋白酶溶液但pH不同的試管，每支試管中加一塊1 cm3正方體凝固蛋白塊，試管均置于25 ℃室溫條件下。各試管蛋白塊消失的時間記錄如下表，請據下表回答：

試管編號	酶溶液的pH	蛋白塊消失的時間/min
1	1	13
2	2	9
3	3	11
4	4	45
5	5	>60

（1）請用曲線定性表示pH與酶活性及蛋白塊消失時間之間的關系__________。

（2）如圖中的曲線表示不同pH對酶催化作用的影響。其中縱坐標（V）表示蛋白塊體積（cm3），橫坐標（t）表示蛋白塊消失所需的時間（min），則能表示2號試管實驗情況的曲線是__________。

（3）若5號試管的實驗情況為曲線Ⅳ，你如何解釋？______________________________。

（4）請提供兩種改進實驗的方法，使實驗能在更短時間內完成，并解釋每種方法為什么能縮短實驗時間。

方法一：___________________________。

解釋：_____________________________。

方法二：________________________。

解釋：___________________。

（5）為了確定蛋白塊的消失是由于酶的作用，則還應對實驗進行什么設計？請說明控制的變量。___________________________。

Answer 1

【答案】 Ⅰ pH為5的溶液使蛋白酶失活，蛋白塊幾乎不分解 將1 cm3正方體蛋白塊分為更小的方塊 增大了蛋白質與酶的接觸面積 將25 ℃改為37 ℃ 在一定溫度范圍內，溫度越高，酶的活性越大；最適溫度時，酶的活性最強 另增加一個試管作為對照組，放入等量的蛋白塊，將溶液的pH調至2，但不加酶溶液，只加與酶溶液等量的蒸餾水

【解析】

酶是活細胞產生的具有生物催化能力的有機物，大多數是蛋白質，少數是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率遠遠高于無機催化劑）、專一性（一種酶只能催化一種或一類化學反應的進行）、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，高溫、過酸、過堿可以使酶的空間結構發生改變，使酶永久性的失活）。

（1）根據表中數據，橫軸為pH，縱軸為酶的活性和蛋白塊消失的時間，畫圖如下：

（2）據圖2曲線可知，曲線I表示蛋白塊消失時間最短，對比表格數據，與2號試管相符。

（3）若5號試管的實驗情況為曲線Ⅳ，其原因是pH為5的溶液使蛋白酶失活，導致蛋白塊幾乎不分解。

（4）方法一：將1cm3正方體蛋白塊分為更小的方塊。

解釋：增大了蛋白質與酶的接觸面積。

方法二：將25℃改為37℃。

解釋：在一定溫度范圍內，溫度越高，酶的活性越大；最適溫度時，酶的活性最強。

（5）為確認蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應該設置一組對照，自變量是酶的有無，其他條件都相同，所以另增加一個試管，放入等量的蛋白塊并將pH調至2，但不加酶溶液，而只加與酶溶液等量的蒸餾水。