Question

同无机催化剂相比酶的催化作用具有高效性。过氧化氢酶和Fe³⁺都可以催化过氧化氢分解成水和氧气。一滴质量分数为3．5%的氯化铁溶液中的Fe³⁺数是一滴质量分数为20%的肝脏研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。请根据所给的材料用具，完成证明酶的催化作用具有高效性的实验。

材料用具：新鲜的质量分数为20%的肝脏研磨液，质量分数为3．5%的氯化铁溶液，体积分数为3%的过氧化氢溶液。量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴。

（1）方法步骤：

①取两支洁净的试管，编号1（实验组）、2（对照组），各注入2mL过氧化氢溶液。

②_______________________________________________。

③堵住试管门口，轻轻地振荡这两试管，使试管内的物质混合均匀。

④观察并记录哪支试管产生的_____________多。

⑤将点燃无火焰的卫生香分别放入1、2号试管内液面上方。观察并记录哪支试管中____________。

（2）预期结果：________________________。

（3）实验结论：________________________。

Answer

向1号试管内滴入2滴肝脏研磨液，向2号试管内滴入2滴氯化铁溶液 气泡 卫生香燃烧猛烈 1号试管气泡多，卫生香燃烧猛烈 酶的催化作用具有高效性

【解析】

根据题意可知，该实验的目的是：证明酶的催化作用具有高效性。酶的高效性是与无机催化剂相比，能够显著降低反应所需的活化能。那么该实验的自变量是催化剂的种类不同，因变量是单位时间内气泡的产生数量，或者用卫生香燃烧的剧烈程度表示。其他的均为无关变量，无关变量要保持相同且适宜，如底物的量、酶的用量和反应的温度等。实验设计要遵循等量原则和单一变量原则。

（1）根据以上分析可知，该实验的自变量是催化剂的种类不同，因变量是单位时间内气泡的产生数量，或者用卫生香燃烧的剧烈程度表示，无关变量保持相同且适宜。则实验步骤补充如下：

①取两支洁净的试管，编号1（实验组）、2（对照组），各注入2mL过氧化氢溶液。

②向1号试管内滴入2 滴肝脏研磨液，向 2 号试管内滴入2 滴氯化铁溶液。

③堵住试管门口，轻轻地振荡这两试管，使试管内的物质混合均匀。

④观察并记录哪支试管产生的气泡数量多。

⑤将点燃无火焰的卫生香分别放入1、2号试管内液面上方。观察并记录哪支试管中卫生香燃烧猛烈。

（2）1号试管中产生的气泡数量多于2号试管，且1号试管的卫生香比2号试管中的卫生香燃烧猛烈。

（3）说明过氧化氢酶比 Fe 3+ 催化效率高，过氧化氢酶具有高效性。