选考3

昵称60163113 2018-09-28

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龙清泉

教法建议：由于学生是第一次遇到设计类实验，可以利用直观的手段将实验的装置，特别是实验组和对照组的装置分别展给学生示，以帮助学生进行实验操作，提高讨论的效率。

在课前，利用课余时间以小组为单位制订实验方案。

实验前，各小组汇报实验设计方案，并预测实验结果。

实验中，根据实验现象和收集到的数据，体验数据处理、结果分析和得出结论的过程，提高科学探究能力。

一、教学内容

1．学习要求

在进行“活动：探究pH对过氧化氢酶的影响”时，运用依据实验目的、操纵和控制自变量、限制和控制无关变量、观察和测量因变量的科学方法，体验控制变量、设置对照组和重复实验。尝试与同学合作设计比较可行的实验方案。

2．pH对酶活性的影响（实验结论）

在一定范围内，随着pH升高，酶的活性增强；超过最适pH，随着pH升高，酶的活性降低。低温和高温都能降低酶的活性，但低温不使酶失活，只起到抑制作用，高温能使酶（蛋白质类）变性而失去活性。过酸或过碱都会使酶失去活性。

3．实验原理

① 反应式：。

② pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用倒置量筒中的气体量来测量。

3．实验过程

二、典例分析

1．下图是某研究小组利用过氧化氢酶探究H₂O₂分解条件而获得的实验结果。相关叙述错误的是（）

A．图一可以得出酶具有高效性

B．图一bc段产生的原因可能是底物数量(浓度)有限

C．图二bc段产生的原因可能是过氧化氢酶数量(浓度)有限

D．图三可以得出pH越小或越大酶活性越高

答案　D

解析　图一表示过氧化氢酶比Fe^3＋催化H₂O₂分解的效率高；图一bc段产生的原因是H₂O₂全部分解，随时间延长，O₂产生量不再增加；图二bc段O₂产生速率不再增加，是因为反应液中酶的数量有限；图三中纵坐标表示的是溶液中的H₂O₂量，H₂O₂量越多，表示酶的活性越低。

2．下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是（）

A.实验① B．实验② C．实验③ D．实验④

答案　B

解析　过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响；溶液的pH会影响淀粉的水解，并且碘—碘化钾溶液可与碱反应，本尼迪特试剂可与酸反应，不宜用淀粉酶探究pH对酶活性的影响；因此一般用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。

3．图1是过氧化氢酶活性受pH影响的曲线，图2表示在最适温度下，pH＝b时H₂O₂分解产生的O₂量（m）随时间的变化曲线。若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下改变正确的是(　　)

A．pH＝a时，e点下移，d点左移

B．pH＝c时，e点为0

C．温度降低时，e点不移动，d点右移

D．H₂O₂量增加时，e点不移动，d点左移

答案　C

解析　O₂的最大释放量只与H₂O₂的量有关，与酶的活性无关。与pH＝b时相比，pH＝a时酶的活性下降，e点不变，d点右移，A错误；H₂O₂不稳定，在过氧化氢酶失活时，H₂O₂仍能分解，B错误；温度降低时酶的活性降低，e点不变，但H₂O₂完全分解所用的时间延长，d点右移，C正确；增加H₂O₂量，e点上移，d点右移，D错误。

4．下表是与酶有关的实验设计，请据表回答问题：

注：“＋”的数量代表单位时间内产生气泡的多少。

（1）比较1号和3号试管，说明_________________________。

（2）2号和3号试管出现不同结果的原因是____________，

该组实验的自变量是______________。

（3）如果将3号试管的温度降低到5 ℃，产生的气泡数量将________，原因是______________________________。

（4）过氧化氢酶的最适pH在6～9之间，为测定其最适pH，请简要写出实验设计思路。____________________________。

答案　（1）过氧化氢酶能降低过氧化氢分解反应的活化能，酶具有催化性　（2）同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高　催化剂的种类　（3）减少　低温抑制过氧化氢酶的活性　（4）在pH为6～9范围内设置pH梯度的多组实验，分别检测单位时间内产生的气泡数。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的pH即为过氧化氢酶的最适pH；否则，进一步缩小pH范围和梯度，继续实验，直到出现峰值

解析　（1）1号试管是对照组，3号试管加入的是过氧化氢酶，3号试管单位时间内产生的气泡数量明显多于1号试管，说明过氧化氢酶能降低过氧化氢分解反应的活化能。（2）2号试管与3号试管的自变量为催化剂的种类，酶与无机催化剂FeCl3相比具有高效性，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高。（3）温度影响酶的活性，将3号试管温度降低到5 ℃，会导致过氧化氢酶的活性降低，从而导致单位时间内产生的气泡数量减少。（4）欲探究过氧化氢酶的最适pH，可在pH为6～9之间设置一系列的pH梯度进行实验，通过比较单位时间内气泡产生的数量来探究过氧化氢酶的最适pH。