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　与酶有关的变量分析
1．实验中三类变量的分析
2．通过对照设置把握三种实验变量
(1)自变量的控制原则——单一变量原则。
(2)无关变量控制原则——等量适宜原则。
(3)因变量的控制原则——可观测性原则。
1．实验过程中可以变化的因素称为变量。下列关于实验变量的说法，不正确的是(　　)
A．一个实验只能有一个自变量，而因变量可为多个
B．对实验结果不造成影响的变量称为无关变量
C．实验不一定有空白对照组，但一定有对照
D．一个实验的自变量可能是另一个实验的无关变量
B　[探究光照强度对光合作用的影响，自变量是光照强度，因变量是O2的释放量或CO2的吸收量，可见，一个实验只能有一个自变量，而因变量可为多个，A正确；除自变量外，实验过程中可能还会存在一些对实验结果造成影响的可变因素，这些变量称为无关变量，B错误；对照的目的是平衡和消除无关变量对实验结果的影响，因此实验不一定有空白对照组，但一定有对照，C正确；探究温度对酶活性的影响，自变量是温度的不同，而探究pH对酶活性的影响，自变量是pH不同，温度是无关变量之一，因此一个实验的自变量可能是另一个实验的无关变量，D正确。]
2．在下图所示的实验中属于实验变量(自变量)的是(　　)
A．催化剂不同　　 B．环境温度不同
C．试管的大小 D．试管中的过氧化氢溶液的量
A　[由图可知，本题探究无机催化剂(氯化铁)和有机催化剂(过氧化氢酶)对过氧化氢的分解，实验的自变量是催化剂的种类。故本题选A。]
3．下列有关酶特性的实验中，叙述错误的是(　　)
A．验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类
B．验证酶的专一性时，自变量是酶的种类或底物的种类
C．探究pH对酶活性的影响时，pH是自变量，温度是无关变量
D．探究酶作用的最适温度时，应设置高温、室温、低温三组实验
D　[酶的高效性是与无机催化剂相比而言的，验证酶的高效性自变量是催化剂的种类，A正确；验证酶的专一性，可以是底物相同，酶的种类不同，也可以是酶种类相同，底物不同，B正确；探究pH对酶活性的影响时，自变量是pH梯度，温度为无关变量，因变量是底物的消耗速率，C正确；探究温度对酶活性的影响，温度是自变量，设置温度梯度应该在最适温度处展开设计温度，D错误。]
4．现有两种淀粉酶A与B，某小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，做了如下探究实验。
实验过程：
组别 步骤　　 1 2 3 4 5 6 7 8
Ⅰ．设置水浴缸温度(℃) 20 30 40 50 20 30 40 50
Ⅱ．取8支试管各加入淀粉溶液(mL)，分别保温5分钟 10 10 10 10 10 10 10 10
Ⅲ．另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5分钟 酶 A 酶 A 酶 A 酶 A 酶 B 酶 B 酶 B 酶 B
Ⅳ．将同组两支试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5分钟
实验结果：对各组淀粉含量进行检测，结果如图所示。
(1)该实验的自变量是__________，无关变量有________________(至少写出2种)。
(2)根据实验结果分析，酶A在______________℃条件时活性较高。
(3)此实验通过检测淀粉的剩余量来表示酶的活性，不能用本尼迪特试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示，说明理由：___________________________________。
(4)若要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是：在________℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
解析：(1)自变量是在实验过程中可以人为改变的变量，根据表格可以看出本实验有两个自变量，即酶的种类和温度；在实验中存在的一些除自变量以外的对实验结果造成影响的可变因素称为无关变量。本实验的无关变量有溶液的量、反应时间、pH等。(2)根据实验结果分析可知，酶A在50 ℃条件时淀粉含量最少，酶活性相对其他温度时较高。(3)用本尼迪特试剂检测时需水浴加热，会导致温度发生改变，影响实验结果，所以不能用本尼迪特试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示酶的活性。(4)根据实验结果可知，在30～40 ℃范围内随温度的升高酶B活性升高，40～50 ℃范围内随温度的升高酶B活性降低，因此在预实验的基础上要进一步探究酶B的最适温度，可在30～50 ℃之间设置较小温度梯度进行研究。
答案：(1)温度、酶的种类　溶液的量、反应时间、pH等　(2)50　(3)本尼迪特试剂检测时需水浴加热，会导致温度发生改变，影响实验结果　(4)30～50
　探究酶的本质、特性及影响因素的思路与方法
1．“试剂检测法”鉴定酶的本质是蛋白质
2．“对比实验法”验证酶的催化作用、高效性、专一性
(1)酶具有催化作用的实验设计思路
(2)酶的专一性实验设计思路
或者
(3)酶的高效性实验设计思路
3．“梯度法”探究酶的最适温度或最适pH
(1)实验设计思路
(2)实验设计程序
　酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用本尼迪特试剂，“不宜”选用碘-碘化钾溶液，因为碘-碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘-碘化钾溶液，“不宜”选用本尼迪特试剂，因为用本尼迪特试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
(4)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
1．下列实验能证明蛋白酶具有水解蛋白质作用的最佳方案是(　　)
A．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色
B．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，一段时间后直接观察蛋白块的大小
C．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加本尼迪特试剂加热后观察是否变成红黄色
D．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色
B　[蛋清中含有蛋白质，蛋白酶的化学本质是蛋白质，煮熟的蛋白块空间结构被破坏，所以装有蛋清(或煮熟蛋白块)的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察两试管都会变成紫色，A、D项错误；如果蛋白质被分解则蛋白块变小，反之则不变，B项正确；本尼迪特试剂用于检测还原糖的有无，无法用于检测蛋白质，C项错误。]
2．关于酶及其特性的实验设计，下列叙述正确的是(　　)
A．验证酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘-碘化钾溶液等设计对照实验进行验证
B．验证酶的高效性，可通过设置自身对照，比较盛有 H2O2 的试管中加入过氧化氢酶前后过氧化氢分解速率的变化来进行验证
C．探究 pH 对酶活性影响的实验中，简要流程可以是：将底物加入各组试管→调节各试管酶液的 pH→向各试管加入酶→混匀并进行保温→观察结果
D．探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和本尼迪特试剂等设计实验进行探究
C　[在探究酶的专一性实验时，不能利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘-碘化钾溶液设计实验，因为如果淀粉完全分解，用碘-碘化钾溶液检测不出实验现象，无法与蔗糖区分，A错误；酶的高效性是和无机催化剂相对而言的，因此在验证酶的高效性的实验中，应该使用无机催化剂作为对照，B错误；探究pH对酶活性影响的实验步骤为：加底物→调pH→加酶→混匀→观察，C正确；利用本尼迪特试剂检测产物量时，需要水浴加热，反应温度会发生改变，影响实验结果，所以不能选用本尼迪特试剂验证温度对酶活性的影响，D错误。]
3．下列关于“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验的叙述，错误的是(　　)
A．不同组别滤纸片的大小和数量应相同
B．需将含有酶的滤纸片贴在反应小室的内壁上
C．反应时间不宜过长，主要原因是时间过长会导致酶消耗过多
D．完成某pH组实验后，反应小室经充分冲洗可用于其他pH组
C　[探究pH对过氧化氢酶的影响，不同组别滤纸片的大小和数量是无关变量，应相同，A正确；需将含有酶的滤纸片贴在反应小室的内壁上，B正确；酶是生物催化剂，反应前后不变，C错误；完成某pH组实验后，反应小室经充分冲洗可用于其他pH组，D正确。]
4．为研究Cu2+和Cl－对唾液淀粉酶活性的影响，某小组设计了如下操作顺序的实验方案：
甲组：CuSO4溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
乙组：NaCl溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
丙组：蒸馏水—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
各组试剂量均适宜，下列对该实验方案的评价，不合理的是(　　)
A．缓冲液的pH应控制为最适pH
B．保温的温度应控制在37 ℃左右
C．宜选用碘－碘化钾溶液来检测淀粉的剩余量
D．设置的丙组对照实验能达成实验目的
D　[缓冲液的作用是调节pH，维持pH稳定的，本实验pH以及温度都是无关变量，为了避免温度和pH对实验的干扰，因此温度和pH都应该设置到最适，A、B正确；本实验的因变量可以是淀粉的剩余量，根据淀粉遇碘-碘化钾变蓝可以检测实验中淀粉是否有剩余，与对照组相比较说明Cu2+和Cl－对唾液淀粉酶活性的影响，C正确；甲、乙两组实验中除了有Cu2+和Cl－，还有硫酸根离子和钠离子，需要排除二者对实验的干扰，因此对照组还需要再设置组排除硫酸根离子和钠离子干扰的对照实验，因此丙设置不能达成实验目的，D错误。]
5．某兴趣小组为探究不同温度对酶活性的影响(反应物充足)，甲、丁加入了1单位的淀粉酶，乙、丙加入了0.75单位的淀粉酶，分别反应一段时间后测定淀粉的剩余量，实验结果如图所示。回答下列问题。
(1)该实验的自变量是________________。酶的活性可以用________________来表示，该种淀粉酶的最适温度是________________。
(2)该实验的设计思路是________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析：(1)自变量是在实验过程中可以变化的量，根据题意和曲线可以看出本实验有两个自变量，即温度和酶的数量。酶的活性可以用单位时间单位酶量催化下反应物的消耗量或产物生成量或单位时间单位酶量催化下反应速率来表示，用公式表示为，根据公式计算可知，该种淀粉酶的最适温度是乙所对应的温度左右。
(2)探究不同温度对酶活性的影响时，设计实验的思路是不同温度，测定单位时间、单位淀粉酶量下淀粉的消耗量，通过计算结果反映出酶的活性。
答案：(1)温度和酶的数量　　60 ℃左右　(2)不同温度，测定单位时间、单位淀粉酶量下淀粉的消耗量，通过计算结果反映出酶的活性
6．将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。在温度为30 ℃的条件下，取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的100 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中，结果每一个烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如图1所示曲线，请回答下列问题。
图1
(1)该实验的目的是___________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)该实验中的自变量是______________________________________________。
(3)曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是___________________________________________________________________。
(4)曲线A是第_________________________次实验的结果，原因最可能是___________________________________________________________________。
(5)如图2表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度对酶所催化反应的速率的影响。请在图上画出：
图2
①如果在A点时，将温度提高5 ℃时的曲线变化；
②如果在B点时，向反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；
③如果在C点时加入大量pH为1.8的盐酸的曲线变化。
解析：(1)(2)实验过程中的自变量是pH的大小和萝卜提取液的量，因变量是随自变量的变化而改变的变量，pH改变，随之改变的是过氧化氢的分解速率，所以因变量是过氧化氢的分解速率，因变量的检测指标是过氧化氢的剩余量。所以此实验的目的是探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的萝卜提取液条件下分解的快慢。(3)同一种酶的最适pH是不变的，所以在曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置。(4)曲线A与曲线B相比，在单位时间内分解的过氧化氢的量较少，可能是由于提取液的含量减少导致酶的含量减少所致，所以曲线A有可能表示第二次实验的结果。(5)①图2表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度对酶所催化反应的速率的影响。若A点时，将温度提高5 ℃，温度高于最适温度，酶促反应速率降低；②酶的含量增加，酶促反应速率也相应加快；③过低的pH，有可能导致酶失去活性。据此作图即可。
答案：(1)探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的提取液条件下分解的快慢(或探究等量的提取液在不同pH条件下对过氧化氢分解的影响及同种不同量提取液在相同pH条件下对过氧化氢分解的影响)　(2)pH的大小和提取液的量　(3)同一种酶的最适pH不变　(4)二　A中含酶量较少，相同时间分解的过氧化氢量较少
(5)见图：
重点突破练(二)　酶的特性与实验探究加强练
一、选择题
1．生物的新陈代谢离不开酶，下列有关酶的叙述正确的是(　　)
A．酶的专一性与酶的空间结构有直接关系
B．在H2O2的分解实验中，加热、加入Fe3+与过氧化氢酶均能降低反应活化能
C．在pH分别为6、7、8、9的条件下可探究pH对胃蛋白酶活性的影响
D．可利用唾液淀粉酶处理植物细胞，用于获得无细胞壁的植物细胞
A　[酶的专一性与酶的空间结构有关，空间结构遭到破坏，会失去专一性，A正确；H2O2分解实验中，加热不能降低活化能，而是提供化学反应的活化能，B错误；胃蛋白酶的最适pH为2.0左右，用8、9的缓冲液处理时胃蛋白酶均失活，C错误；酶具有专一性，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，唾液淀粉酶不起作用，D错误。]
2．某实验室新近研制出一种X酶，为测出X酶的最适温度，有人设置了a、25 ℃、b(已知：a<25 ℃A．一定在25 ℃左右
B．一定在a～25 ℃之间
C．一定在25 ℃～b之间
D．低于a或高于b或在a～b之间都有可能
D　[随着温度的升高，酶的活性先升高后降低，甚至失活。根据题意分析，该实验设置了a、25 ℃、b(已知a<25 ℃3．为了探究酶M的最适温度，某兴趣小组先进行了预实验，实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．若增加70 ℃的一组实验，则所得结果将低于60 ℃的一组
B．反应时间属于该实验的无关变量，应保持相同且适宜
C．若各组酶的空间结构相同，则该酶的最适温度不低于60 ℃
D．该小组进行正式实验时，温度梯度应低于10 ℃
A　[图示信息无法确定该酶的最适温度，增加70 ℃的一组实验，所得结果可能高于或低于60 ℃的一组，A错误；反应时间属于该实验的无关变量，而无关变量需保持相同且适宜，B正确；若各组酶的空间结构相同，则说明各组温度均不高于最适温度，即该酶的最适温度不低于60 ℃，C正确；由于预实验的温度梯度是10 ℃，所以进行正式实验时，应缩小温度梯度，D正确。]
4．如图为用同一种酶进行的不同实验结果，下列有关叙述正确的是(　　)
图1　　　　图2　　　　　图3
A．图1曲线可以证明酶具有高效性
B．实验结果表明，该酶活性在30 ℃左右、pH为7时比较高
C．pH＝2与温度为20 ℃条件下酶活性减弱的原因相同
D．本实验研究的酶是淀粉酶
B　[图1曲线研究温度对酶活性的影响，而酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，A错误；图1中30 ℃、图2中pH为7时反应速率最快，表明该酶活性的最适温度是30 ℃左右、最适pH是7，B正确；过酸会导致酶的空间结构破坏而失活，低温时能抑制酶的活性，但不失活，C错误；图3中麦芽糖在酶的作用下水解，判断本实验研究的酶是麦芽糖酶，D错误。]
5．过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　)
管号 1%焦性 没食子 酸/mL 2%H2O2 /mL 缓冲液 /mL 过氧化 物酶溶 液/mL 白菜梗 提取液 /mL 煮沸冷却后的白菜梗提取液 /mL
1 2 2 2 － － －
2 2 2 － 2 － －
3 2 2 － － 2 －
4 2 2 － － － 2
A．1号管为对照组，其余不都是实验组
B．2号管为对照组，其余都为实验组
C．若3号管显橙红色，无须对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶
A　[该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，自变量是白菜梗的有无，则1号管和2号管是对照组，3号管和4号管是实验组，A项正确，B项错误；实验设置必须遵循对照原则，3号管与1、2号管对照，3号管、2号管显橙红色，1号管不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶，C项错误；3号管和4号管的自变量是温度，若4号管不显橙红色，与3号管对照，说明高温使过氧化物酶变性失活，D项错误。]
6．如图所示为影响酶促反应的温度、pH和底物浓度与反应速率关系的曲线图，下列相关叙述错误的是(　　)
A．影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH
B．甲曲线中，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同
C．乙曲线中，D点与F点酶空间结构都被破坏且不能恢复
D．丙曲线中，G点时对应因素升高，酶的活性不能到达H点
C　[低温酶的活性很低，但是酶并不失活，高温使酶的空间结构发生改变，酶失活，过酸和过碱都会使酶的空间结构发生改变，酶失活，从图中来看，影响乙曲线的因素是温度，影响丙曲线的因素是pH值，A正确；甲曲线表示底物浓度与反应速率关系，A点与B点限制酶促反应速率的因素不同，A点的限制因素是底物浓度，B点曲线到达饱和，限制酶促反应速率的因素不再是底物浓度，B正确；根据试题分析，乙曲线是温度对酶活性的影响，D点是低温条件，酶的活性很低，但是酶的空间结构并不被破坏，温度恢复，酶的活性即恢复，F点是高温条件，高温使酶的空间结构发生改变，即使温度恢复酶的空间结构也不能恢复，C错误；根据试题分析，丙曲线是pH值对酶活性的影响；G点对应的因素是pH过低，酶的空间结构被破坏，pH值升高，酶的活性不能到达H点，D正确。]
7．不同的变量设置可用于验证酶的不同特性，相关实验记录如下表所示：
试管 1 2 3 4 5 6
本尼迪特试剂 ＋ ＋ ＋ － － －
1%淀粉溶液 ＋ ＋ ＋ － － －
2%H2O2溶液 － － － ＋ ＋ ＋
少许MnO2 － － － － － ＋
新鲜唾液 － ＋ － － － －
少许鸡肝匀浆 － － ＋ － ＋ －
实验结果
(注：“＋”为添加，“－”为不添加。)
下列相关特性验证实验对应的组合选择或变量设置中，错误的是(　　)
A．酶的催化性：1、2号对照
B．酶的专一性：1、2、3号对照
C．酶的高效性：4、5、6号对照
D．温度影响酶活性：5号逐渐变温前后对照
D　[1不加酶，2加淀粉酶，1、2号对照可得出酶具有催化性，A不符合题意；1不加酶，2加淀粉酶，3加鸡肝匀浆(含H2O2酶)，1、2、3号对照可得出酶具有专一性，B不符合题意；4不加催化剂，5加鸡肝匀浆(含H2O2酶)，6加无机催化剂，4、5、6号对照可得出酶具有高效性，C不符合题意；温度影响酶活性的实验应设置不同温度作为变量形成对照，D符合题意。]
8．乳糖酶催化乳糖水解。有两项与此相关的实验，其他实验条件均设置为最适条件，实验结果如下表，以下分析正确的是(　　)
实验一 (乳糖浓度为10%) 酶浓度 0% 1% 2% 4% 5%
相对反应速率 0 25 50 100 200
实验二 (酶浓度为2%) 乳糖浓度 0% 5% 10% 20% 30%
相对反应速率 0 25 50 65 65
A．实验一增加乳糖浓度，相对反应速率将降低
B．实验二若继续增大乳糖浓度，相对反应速率不再加大
C．实验一如果继续增加酶浓度，相对反应速率不再加大
D．实验二若温度升高10 ℃，相对反应速率将增大
B　[实验一增加乳糖浓度，相对反应速率将升高，A错误；由表格数据可知，实验二中，因为酶的数量不足，故增加底物浓度，其化学反应速率不变，B正确；实验一中，底物的量是一定的，如果继续增加酶浓度，相对反应速率应先增加后基本不变，C错误；根据题干信息“实验条件均设置为最适条件”可知：实验温度为最适温度，此时酶的活性最强，若再提高10 ℃，相对反应速率均会降低，D错误。]
9．脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。某兴趣小组以橄榄油为底物设置系列实验，研究脂肪酶的活性。
实验1：每组试管中加入等量的脂肪酶和底物，分别置于30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃、60 ℃水浴环境中20分钟后，测量酶的活性。
实验2：探究不同pH条件下，一定浓度的Mg2+(10-4 mol/L)对脂肪酶活性的影响。测得结果如下：
下列关于实验的分析，错误的是(　　)
A．可用单位时间内脂肪酸的生成量来表示脂肪酶的活性
B．实验1中应让酶与底物分别达到各组设定温度再混合
C．实验2的结果说明：Mg2+浓度越大，脂肪酶活性越高
D．若要探究该脂肪酶的最适pH，应扩大实验的pH范围
C　[脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸，因此可用单位时间内脂肪酸的生成量来表示脂肪酶的活性，A正确；实验1是探究温度对脂肪酶活性的影响，应让酶与底物分别达到各组设定温度再混合，B正确；实验2探究的是不同pH条件下，一定浓度的Mg2+(10-4 mol/L)对脂肪酶活性的影响，只能说明一定浓度的Mg2+对酶活性的增强有促进作用，C错误；实验2中酶活性随pH的增大而增强，未出现减弱的趋势，因此要探究该脂肪酶的最适pH，应扩大实验的pH范围，D正确。]
10．某生物兴趣小组研究甲、乙、丙三种微生物体内同一种酶的活性与温度的关系时，根据实验结果绘制如下曲线图。下列相关叙述正确的是(　　)
A．在30 ℃条件下竞争能力最强的一定是微生物丙
B．对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶
C．降低化学反应活化能效率最高的是微生物甲中的酶
D．若将温度改为pH，则所得实验结果曲线与图示结果相同
B　[在30 ℃条件下，乙的底物剩余量最少，酶活性最大，所以在30 ℃条件下竞争能力最强的应该是微生物乙，A错误；由图可知，对温度适应范围最广的最可能是微生物乙中的酶，B正确；三种微生物的酶在最适温度条件下，降低化学反应活化能效率均高，C错误；低温影响酶活性的作用机理和强酸、强碱以及高温不同，因此若将温度改为pH，则所得实验结果曲线与图示结果不完全相同，D错误。]
二、非选择题
11．下图是探究pH影响过氧化氢酶活性的实验装置图。请回答下列问题。
(1)肝脏研磨液可以用________________来代替。除了自变量和因变量外，本实验哪些是无关变量(答出主要两点)？____________、____________。
(2)若要验证酶的高效性，在此实验装置的基础上，应如何改进(请写出具体的措施)_________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)能否用本实验装置来验证温度影响酶的活性？
________________，原因是___________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)酶的化学本质是__________________________________________________。
解析：(1)该实验的目的是探究pH影响过氧化氢酶活性，自变量是pH，因变量是过氧化氢酶的活性，其具体检测指标可用气泡的多少来体现。因肝脏研磨液中含有H2O2酶，所以肝脏研磨液也可以用H2O2酶来代替。该实验中的H2O2溶液的量、滤纸片的大小和数量、反应时间等均可能对实验结果造成影响，因此都属于无关变量。(2)酶的高效性是指同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。若要验证酶的高效性，自变量是催化剂的种类，应在此实验装置的基础上，增设一组将肝脏研磨液换成FeCl3溶液的对照组。(3)若验证温度对酶活性的影响，自变量是温度的不同。因H2O2在常温下即可分解，而加热情况下分解更快，所以不能用本实验装置来验证温度对酶活性的影响。(4)绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA，即酶的化学本质是蛋白质或RNA。
答案：(1)H2O2酶　H2O2溶液的量　滤纸片的大小和数量　(2)增加对照组，将肝脏研磨液换成FeCl3溶液　(3)不能　过氧化氢在常温下即可分解，而加热情况下分解更快　(4)蛋白质或RNA
12．酶活性除了受温度和pH的影响外，一些抑制剂也会降低酶的催化效果。请回答下列有关问题。
图1
图2
(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位时间内________________的消耗量获得。图1表示抑制酶活性的两个模型，模型A中的抑制剂与底物竞争酶的活性位点，从而降低酶对底物的催化效应；模型B中的抑制剂能改变酶的构型，使酶失去催化活性。研究发现精氨酸能降低酶G的活性，但不知道属于哪种方式。
进行如下实验：在酶G量一定，底物浓度合适，温度和pH适宜且添加了足量的精氨酸的反应体系中，不断提高底物浓度，观察酶促反应速率的变化，若发现酶促反应速率增大，说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于________________(填“模型A”或“模型B”)。精氨酸与________________(填“酶G”或“底物”)存在结构上的相似性。
(2)图2为相同的酶溶液分别在无抑制剂、添加抑制剂A、添加抑制剂B的条件下，酶促反应速率随底物浓度变化的曲线。根据两种模型和曲线图分析，表示没有添加抑制剂的是曲线________________(填“甲”“乙”“丙”)，表示添加了抑制剂A的是曲线____________(填“甲”“乙”或“丙”)，在底物浓度相对值大于15时，限制曲线甲所示酶促反应速率的主要因素是____________。
解析：(1)酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其大小可以通过检测单位时间内底物(或反应物)的消耗量获得，升高底物浓度后酶和底物的结合机会升高，说明精氨酸降低酶活性的作用方式属模型A，说明精氨酸与底物存在结构的相似性，导致部分酶G与精氨酸结合。
(2)底物浓度较低时，曲线甲的反应速率最高，表示未加入抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，加入竞争性抑制剂后酶对底物的结合机会降低，但升高底物浓度后酶和底物的结合机会又会升高，其催化反应速率又升高，可知曲线丙是表示加入竞争性抑制剂时酶促反应速率随底物浓度变化的曲线，底物浓度相对值大于15时，随着底物浓度的增加，酶促反应速率不变，说明此时的限制因素是酶浓度(酶量)。
答案：(1)底物(或反应物)　模型A　底物　(2)甲　丙　酶浓度(酶量)
17/17　与酶有关的变量分析
1．实验中三类变量的分析
2．通过对照设置把握三种实验变量
(1)自变量的控制原则——单一变量原则。
(2)无关变量控制原则——等量适宜原则。
(3)因变量的控制原则——可观测性原则。
1．实验过程中可以变化的因素称为变量。下列关于实验变量的说法，不正确的是(　　)
A．一个实验只能有一个自变量，而因变量可为多个
B．对实验结果不造成影响的变量称为无关变量
C．实验不一定有空白对照组，但一定有对照
D．一个实验的自变量可能是另一个实验的无关变量
2．在下图所示的实验中属于实验变量(自变量)的是(　　)
A．催化剂不同
B．环境温度不同
C．试管的大小
D．试管中的过氧化氢溶液的量
3．下列有关酶特性的实验中，叙述错误的是(　　)
A．验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类
B．验证酶的专一性时，自变量是酶的种类或底物的种类
C．探究pH对酶活性的影响时，pH是自变量，温度是无关变量
D．探究酶作用的最适温度时，应设置高温、室温、低温三组实验
4．现有两种淀粉酶A与B，某小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，做了如下探究实验。
实验过程：
组别 步骤　　 1 2 3 4 5 6 7 8
Ⅰ．设置水浴缸温度(℃) 20 30 40 50 20 30 40 50
Ⅱ．取8支试管各加入淀粉溶液(mL)，分别保温5分钟 10 10 10 10 10 10 10 10
Ⅲ．另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5分钟 酶 A 酶 A 酶 A 酶 A 酶 B 酶 B 酶 B 酶 B
Ⅳ．将同组两支试管中的淀粉溶液与淀粉酶溶液混合摇匀，保温5分钟
实验结果：对各组淀粉含量进行检测，结果如图所示。
(1)该实验的自变量是__________，无关变量有________________(至少写出2种)。
(2)根据实验结果分析，酶A在______________℃条件时活性较高。
(3)此实验通过检测淀粉的剩余量来表示酶的活性，不能用本尼迪特试剂检测生成物麦芽糖的含量来表示，说明理由：________________________________。
(4)若要进一步探究酶B的最适温度，实验设计的主要思路应是：在________℃之间设立较小等温度梯度的分组实验，按上述步骤进行实验，分析结果得出结论。
　探究酶的本质、特性及影响因素的思路与方法
1．“试剂检测法”鉴定酶的本质是蛋白质
2．“对比实验法”验证酶的催化作用、高效性、专一性
(1)酶具有催化作用的实验设计思路
(2)酶的专一性实验设计思路
或者
(3)酶的高效性实验设计思路
3．“梯度法”探究酶的最适温度或最适pH
(1)实验设计思路
(2)实验设计程序
　酶活性实验探究中的“三宜”“四不宜”
(1)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂“宜”选用本尼迪特试剂，“不宜”选用碘-碘化钾溶液，因为碘-碘化钾溶液无法检测蔗糖是否被分解。
(2)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘-碘化钾溶液，“不宜”选用本尼迪特试剂，因为用本尼迪特试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
(3)在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
(4)在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢(H2O2)和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢(H2O2)在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
1．下列实验能证明蛋白酶具有水解蛋白质作用的最佳方案是(　　)
A．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色
B．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，一段时间后直接观察蛋白块的大小
C．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加本尼迪特试剂加热后观察是否变成红黄色
D．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色
2．关于酶及其特性的实验设计，下列叙述正确的是(　　)
A．验证酶的专一性，可利用淀粉酶、淀粉、蔗糖和碘-碘化钾溶液等设计对照实验进行验证
B．验证酶的高效性，可通过设置自身对照，比较盛有 H2O2 的试管中加入过氧化氢酶前后，H2O2 分解速率的变化来进行验证
C．探究 pH 对酶活性影响的实验中，简要流程可以是：将底物加入各组试管→调节各试管酶液的 pH→向各试管加入酶→混匀并进行保温→观察结果
D．探究温度对酶活性的影响，可利用淀粉酶、淀粉和本尼迪特试剂等设计实验进行探究
3．下列关于“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验的叙述，错误的是(　　)
A．不同组别滤纸片的大小和数量应相同
B．需将含有酶的滤纸片贴在反应小室的内壁上
C．反应时间不宜过长，主要原因是时间过长会导致酶消耗过多
D．完成某pH组实验后，反应小室经充分冲洗可用于其他pH组
4．为研究Cu2+和Cl－对唾液淀粉酶活性的影响，某小组设计了如下操作顺序的实验方案：
甲组：CuSO4溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
乙组：NaCl溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
丙组：蒸馏水—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测
各组试剂量均适宜，下列对该实验方案的评价，不合理的是(　　)
A．缓冲液的pH应控制为最适pH
B．保温的温度应控制在37 ℃左右
C．宜选用碘-碘化钾溶液来检测淀粉的剩余量
D．设置的丙组对照实验能达成实验目的
5．某兴趣小组为探究不同温度对酶活性的影响(反应物充足)，甲、丁加入了1单位的淀粉酶，乙、丙加入了0.75单位的淀粉酶，分别反应一段时间后测定淀粉的剩余量，实验结果如图所示。回答下列问题。
(1)该实验的自变量是________________。酶的活性可以用________________来表示，该种淀粉酶的最适温度是____________________。
(2)该实验的设计思路是________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
6．将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。在温度为30 ℃的条件下，取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的100 mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中，结果每一个烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如图1所示曲线，请回答下列问题。
图1
(1)该实验的目的是____________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)该实验中的自变量是___________________________________________________________________。
(3)曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是___________________________________________________________________。
(4)曲线A是第________________次实验的结果，原因最可能是______________
___________________________________________________________________。
(5)如图2表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度对酶所催化反应的速率的影响。请在图上画出：
图2
①如果在A点时，将温度提高5 ℃时的曲线变化；
②如果在B点时，向反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；
③如果在C点时加入大量pH为1.8的盐酸的曲线变化。
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