Question

1．某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验．相应的实验结果如图所示，请分析回答下列问题：

（1）实验1、2、3中的自变量分别为催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH．实验1的目的是探究酶的高效性．
（2）实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，该实验的be段O₂产生速率不再增大的原因最可能是过氧化氢酶的量有限．
（3）实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为e．实验还证实，当pH小于d或大于f时，过氧化氢酶的活性将永久丧失，其原因是强酸、强碱会导致酶的空间结构被破坏．
（4）植物细胞膜上的H⁺-ATP酶能催化ATP水解释放能量，该能量用于H⁺的跨膜转运．科技人员进行了不同浓度
K⁺、Mg²⁺ （mmol/L）条件下绿豆植物细胞膜上H⁺-ATP酶的活性研究．实验结果如表：

K+ H+-ATP酶的活性 Mg2+	A	1.5	3	4.5
0	0.444	0.694	0.778	0.776
25	0.550	0.733	0.789	0.783
50	0.483	0.756	0.850	0.853

H⁺-ATP酶的化学本质是蛋白质；表中A的数值是0；从表中数据可以得出的结论为：①在一定浓度范围内K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶活性，②在相同浓度条件下，K⁺、Mg²⁺共同作用比K⁺或Mg²⁺单独作用时，H⁺-ATP酶活性更高．

Answer 1

分析 1、实验组：经过处理的组是实验组．对照组：未经过处理的组是对照组．变量：实验过程中可以变化的因素称为变量．自变量：想研究且可人为改变的变量称为自变量． 因变量：随着自变量的变化而变化的变量称为因变量． 无关变量：在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量．自变量是可以人为直接改变或施加的变量，因变量是随自变量变化而变化的量，只能观察或测量获得．要注意无关变量应该相同且适宜．实验设计时要注意单一变量原则和对照原则．
2、分析实验1，自变量是催化剂的种类，加过氧化氢酶的催化效益大于加铁离子，说明酶具有高效性．
分析试验2，随着过氧化氢溶液的浓度增加，氧气的产生速率先增加后基本不变．
分析实验3，自变量是PH值，因变量是溶液中过氧化氢的量，e点溶液中H₂O₂剩余量最少，所以过氧化氢酶的最适pH为e．
分析表格：由题意可知，本实验是探究不同浓度的K⁺、Mg²⁺对绿豆植物细胞膜上H⁺-ATP酶活性的影响．该试验的自变量是不同浓度的K⁺、Mg²⁺．
从表中数据可以得出的实验结论为在一定的浓度范围内K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶的活性，相同浓度条件下，K⁺、Mg²⁺两者共同作用比K⁺或Mg²⁺单独作用时，H⁺-ATP酶的活性更高．

解答 解：（1）由曲线图分析可知，实验1，2，3中的自变量分别为催化剂的种类、H₂O₂浓度、pH．实验1用了无机催化剂和酶同时催化过氧化氢分解，此实验的目的是探究酶的高效性．
（2）实验2探究了过氧化氢溶液的浓度对过氧化氢酶的影响，该实验的结果显示在过氧化氢酶量一定时，在一定浓度范围内，过氧化氢溶液浓度越高，O₂产生速率越快，而当过氧化氢溶液浓度达到一定值后，0₂产生速率不再随过氧化氢浓度的增大而增大．bc段显示反应物的不断增加，不能影响O₂产生速率，其氧气不再增大的原因最可能是催化剂过氧化氢酶的数量有限．
（3）实验3的结果显示，过氧化氢酶的最适pH为e，实验结果表明，当pH小于d或大于f时，酶的空间结构被破坏，导致过氧化氢的活性将永久丧失．
（4）H⁺-ATP酶位于细胞膜上，其化学本质是蛋白质．根据表中Mg²⁺的浓度梯度大小可以确定A的数值是0．从表中数据可以得出的实验结论为在一定的浓度范围内K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶的活性，相同浓度条件下，K⁺、Mg²⁺两者共同作用比K⁺或Mg²⁺单独作用时，H⁺-ATP酶的活性更高．
故答案为：
（1）催化剂种类、过氧化氢溶液的浓度、pH    酶的高效性
（2）过氧化氢酶的量有限
（3）强酸、强碱会导致酶的空间结构被破坏
（4）蛋白质    0     ①K⁺、Mg²⁺都能提高H⁺-ATP酶活性    ②K⁺、Mg²⁺共同作用比K⁺或Mg²⁺单独作用时，H⁺-ATP酶活性更高

点评 本题结合曲线图，考查影响酶活性的因素，意在考查考生分析曲线图提取有效信息的能力；能理解所学知识要点，把握知识间内在联系的能力；能运用所学知识和观点，对生物学问题作出准确判断和得出正确结论的能力．