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8.某兴趣小组为了研究影响酶活性的因素,进行了以下两组探究实验.
探究一:图1是探究温度对两种微生物分泌的纤维素酶A和纤维素酶B活性影响的实验结果,图2为50℃时酶B催化纤维素分解随时间变化的曲线.请回答下列问题:

(1)酶催化化学反应的实质是降低反应的活化能.据图1分析酶A和酶B中酶A受高温条件的影响更大.高温条件下,酶容易失活,其原因是高温使酶结构被破坏而失活.
(2)若改用等量的酶A进行图2对应的实验,请在图2中画出底物浓度随时间变化的大致曲线(请在答题卡上相应位置作图).

探究二:固定化酶技术可应用于高浓度有机废水的处理,兴趣小组对固定化蛋白酶进行了以探究pH对三种载体固定化酶活性的影响的实验.将高浓度污水的pH值分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0,各取500mL.分别使其与等量不同载体的固定化酶混合,然后在37℃的水浴中反应6小时.测定每个反应器中氨基酸的生成速率,测定结果如图3所示.
回答下列问题:
(3)与水溶性酶相比,固定化酶处理高浓度污水的优点是可反复利用,易与产物分离.
(4)实验的自变量是pH和三种载体固定化酶,无关变量是温度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反应时间.(至少写两点)
(5)从图3中可得出的结论:在pH值4.5至7之间,硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高 );蛋白酶在三种载体上的最适pH值均为5.5左右.

分析 1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物,绝大多数酶是蛋白质,极少数酶是RNA.
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性.
3、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能.
4、影响酶活性的因素主要是温度和pH,在最适温度(pH)前,随着温度(pH)的升高,酶活性增强;到达最适温度(pH)时,酶活性最强;超过最适温度(pH)后,随着温度(pH)的升高,酶活性降低.另外低温酶不会变性失活,但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活.
5、分析题图:
图1是探究温度对两种微生物分泌的纤维素酶A和纤维素酶B活性影响的实验结果曲线,其中该曲线的横坐标是温度,纵坐标是酶活性;
图2为50℃时酶B催化纤维素分解随时间变化的曲线,根据图1相同温度下酶A的活性大于酶B,故图二中如果画出酶A(浓度与酶B相同)催化下的底物(反应物)浓度随时间变化的大致曲线,酶A参与催化反应物的浓度下降速率大于酶B;
图3是将高浓度污水的pH值分别调至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0,各取500mL,分别使其与等量不同载体的固定化酶混合,然后在37℃的水浴中反应6小时,测定每个反应器中氨基酸的生成速率所得结果的曲线,由图知硅胶、活性炭和大孔树脂为载体制备固定化蛋白酶时,活性炭的酶固定化率最高,其次是大孔树脂,最低的是硅胶,在pH值4.5至7之间,硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高 ),蛋白酶在三种载体上的最适pH值均为5.5左右.

解答 解:(1)酶催化化学反应的实质是降低反应的活化能,图一结果显示,在40℃至60℃范围内,热稳定性较好的酶是A酶,高温条件下,酶容易失活,其原因是高温使酶的空间结构破坏.
(2)50℃时酶A的活性大于酶B,若改用等量的酶A进行图2对应的实验,酶A参与催化反应物的浓度下降速率大于酶B,所得曲线为

(3)与水溶性酶相比,固定化酶处理高浓度污水的优点是可反复利用,易与反应物分离.
(4)实验二的自变量是pH和三种载体固定化酶,因变量是氨基酸的生产速率,无关变量是温度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反应时间等.
(5)从图3中可得出的结论:在pH值4.5至7之间,硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高 );蛋白酶在三种载体上的最适pH值均为5.5左右.
故答案为:
(1)活化能   酶A   结构被破坏而失活
(2)
(3)可反复利用,易与产物分离
(4)pH和三种载体固定化酶     温度、污水的量、固定化蛋白酶的量和反应时间
(5)在pH值4.5至7之间,硅胶固定的蛋白酶活性最低(或活性炭固定的蛋白酶活性最高 )         蛋白酶在三种载体上的最适pH值均为5.5左右

点评 本题结合曲线图,考查与酶相关的探究实验、固定化酶的相关知识,考生识记酶的特性、明确生物实验设计的原则和固定化酶的优缺点、通过分析曲线图获取信息是解题的关键.

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