Question

12．有人做了下面的实验以研究pH对酶活性的影响：准备5支盛有等量人胃蛋白酶溶液，但pH各不相同的试管，每支试管加1块1cm³的正方体凝固蛋白质，试管均置于25℃室温条件下，各试管蛋白块消失的时间记录于下表：

酶溶液的pH	1	2	3	4	5
蛋白块消失的时间（min）	13	9	11	45	60

（1）请根据表中数据，在下面的坐标图中画出pH与酶活性的关系曲线．
（2）提供3种使实验能在更短时间内完成的方法：a适当提高温度以增加酶的催化活性b提高酶的浓度c将蛋白块切小些，以增加蛋白酶和蛋白质的接触面积等
（3）如果要确认上述实验中蛋白块的消失是由于酶的作用而不是其他因素的作用，还应补充怎样的对照实验？将胃蛋白酶溶液加热，使酶失去活性后再加入试管（或将胃蛋白酶溶液改为清水或蒸馏水等）．
（4）生物体内酶催化化学反应的实质是降低反应的活化能，酶的基本结构单位是氨基酸或者核糖核苷酸．

Answer 1

分析 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），据此分析解答．

解答 解：（1）分析表格数据可以看出，在pH为2时，蛋白块消失的时间是最短的，所以此时酶的活性最强．pH高于或低于2时，酶的活性都减弱．根据表中数据，横轴为pH，纵轴为酶的活性，坐标图见下图：

（2）蛋白块消失的时间越短对应酶的活性越大．酶的活性除了受pH影响之外，还受温度的影响，也与酶和反应物的接触面积大小有关．方法a：酶的催化需要适宜的温度，在一定范围内适当的升高温度，可以加速反应的进行，所以可以将温度由25℃提高至大约37℃左右，提高酶的活性．方法b：提高酶的浓度，可以提高酶促反应速度，方法c：将原有的1cm³正方体蛋白块切成碎小块可以增加蛋白质与酶的接触面积，加速反应的进行．
（3）实验组与对照组要排除酶之外的其他因素的作用，则对照组除不加入酶或先使酶失活之外，其余条件都应相同．所以补充的对照实验为将胃蛋白酶溶液加热，使酶失去活性后再加入各试管（或“将胃蛋白酶溶液改为清水”或“蒸馏水”等）．
（4）生物体内酶催化化学反应的实质是降低反应的活化能，酶绝大多数是蛋白质，少数是RNA，故酶的基本结构单位是氨基酸或者核糖核苷酸．
故答案为：
（1）

（2）a适当提高温度以增加酶的催化活性   b提高酶的浓度     c将蛋白块切小些，以增加蛋白酶和蛋白质的接触面积等
（3）将胃蛋白酶溶液加热，使酶失去活性后再加入试管（或将胃蛋白酶溶液改为清水或蒸馏水等）     降低反应的活化能  氨基酸或者核糖核苷酸

点评 本题考查了探究影响酶活性因素的相关实验，意在考查考生分析实验表格的能力和实验探究的能力，难度适中．考生在做此类题型是注意运用单一变量和对照性原则进行分析．