Question

在研究不同pH对酶活性的影响的实验中，准备5支含有等量蛋白酶溶液但pH不同的试管，每支试管中加一块1 cm³正方体凝固蛋白块，试管均置于25 ℃室温条件下。各试管蛋白块消失的时间记录如下表，请据下表回答：

试管编号	酶溶液的pH	蛋白块消失的时间/min
1	1	13
2	2	9
3	3	11
4	4	45
5	5	>60

（1）请用曲线定性表示pH与酶活性及蛋白块消失时间之间的关系__________。

（2）如图中的曲线表示不同pH对酶催化作用的影响。其中纵坐标（V）表示蛋白块体积（cm³），横坐标（t）表示蛋白块消失所需的时间（min），则能表示2号试管实验情况的曲线是__________。

（3）若5号试管的实验情况为曲线Ⅳ，你如何解释？______________________________。

（4）请提供两种改进实验的方法，使实验能在更短时间内完成，并解释每种方法为什么能缩短实验时间。

方法一：___________________________。

解释：_____________________________。

方法二：________________________。

解释：___________________。

（5）为了确定蛋白块的消失是由于酶的作用，则还应对实验进行什么设计？请说明控制的变量。___________________________。

Answer

Ⅰ pH为5的溶液使蛋白酶失活，蛋白块几乎不分解 将1 cm3正方体蛋白块分为更小的方块 增大了蛋白质与酶的接触面积 将25 ℃改为37 ℃ 在一定温度范围内，温度越高，酶的活性越大；最适温度时，酶的活性最强 另增加一个试管作为对照组，放入等量的蛋白块，将溶液的pH调至2，但不加酶溶液，只加与酶溶液等量的蒸馏水

【解析】

酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。

（1）根据表中数据，横轴为pH，纵轴为酶的活性和蛋白块消失的时间，画图如下：

（2）据图2曲线可知，曲线I表示蛋白块消失时间最短，对比表格数据，与2号试管相符。

（3）若5号试管的实验情况为曲线Ⅳ，其原因是pH为5的溶液使蛋白酶失活，导致蛋白块几乎不分解。

（4）方法一：将1cm3正方体蛋白块分为更小的方块。

解释：增大了蛋白质与酶的接触面积。

方法二：将25℃改为37℃。

解释：在一定温度范围内，温度越高，酶的活性越大；最适温度时，酶的活性最强。

（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应该设置一组对照，自变量是酶的有无，其他条件都相同，所以另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将pH调至2，但不加酶溶液，而只加与酶溶液等量的蒸馏水。