Question

【題目】某研究性學習小組設計了如下圖所示的實驗裝置（含反應室和注射器兩部分），用于測量過氧化氫酶催化過氧化氫反應放出的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（如圖所示）。

③向反應室內加入新配制的10 mL 3%的H2O2溶液（如圖所示）：將裝有2 mL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室的橡皮塞，使反應室與注射器相通，記下此時注射器上液面的刻度。

④將反應室旋轉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將圓形小濾紙片的數量改成6片，重復②一⑤，進行第二組實驗。

⑦將圓形小濾紙片的數量改成4片，重復②一⑤，進行第三組實驗。

請回答下列問題：

(1)上述實驗探究的問題是：酶促反應速率與____。

(2)請你設計一個用于記錄觀察結果的表格____________。

(3)對步驟⑤得到的實驗數據進行處理后，繪制出了下列曲線圖。那么預期第二組實驗的曲線大致應該是怎樣的？請在圖中添畫該曲線______________。

(4)如果上述三組實驗的結果均無明顯差異，這可能與酶的什么特性有關？_____，需如何改進實驗（答出任意兩點即可__________。

(5)如果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，應如何控制變量？

① ____________________________。

② _____________________________。

Answer 1

【答案】酶濃度

時間（s）讀數（mL）濾紙數（片）	30	60	90	120
8
6
4

酶的高效性 減少圓形濾紙片的數量，或稀釋肝臟研磨液，或增加反應室內H2O2溶液的量 ①設置溫度梯度（創設自變量） ②圓形濾紙片的數量或其他條件保持一致（控制無關變量）

【解析】

由題意可知，該實驗的自變量是酶的數量不同，因變量是氧氣釋放量，因此該生涯按的目的是研究酶濃度對酶促反應的影響，實驗原理是在一定的范圍內酶濃度升高，酶促反應的速度升高，相同時間內氧氣的釋放量多；若研究溫度對酶活性的影響，實驗的自變量是溫度，酶的濃度等屬于無關變量，按照實驗設計的單一變量原則和對照原則對實驗變量進行控制。

（1）由題意可知，該實驗的自變量是圓形濾紙片的數量，由于圓形濾紙片在肝臟研磨液中浸泡過，因此圓形濾紙片的數量可以表示酶的濃度，故該實驗的目的是研究酶促反應速率與酶濃度的關系。

（2）表格中用濾紙片的數量為自變量，每個濾紙片數量條件下記錄不同時間段內的注射器的刻度因此表頭設計須包括濾紙數或組別、時間、讀數三項，橫向坐標表示氧氣釋放量，縱向表示時間，具體結果見答案。

（3）由于第二組濾紙片是6片，第一組的濾紙片是8片，因此第一組酶數量多于第二組，酶促反應的速率高于第二組，因此第一組實驗曲線應在第二組實驗曲線的上方，且平衡時的平衡點不變，具體結果見答案。

（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；可以對肝臟研磨液進行稀釋，降低肝臟研磨液的濃度，或者是減少濾紙片的數量，或者是增加過氧化氫溶液的濃度從而對實驗進行改進。

（5）分析該實驗的目的可知，該實驗是研究溫度對酶促反應速率的影響，實驗的自變量是溫度，因變量是氧氣的產生量，濾紙片的數量等其他屬于無關變量，因此對實驗變量的控制包括創設自變量、設置溫度梯度；濾紙片的數量屬于無關變量，應保持一致且適宜。