为了研究温度对某种酶活性的影响,科学家通过一种指示剂来追踪反应物分解反应过程。下表是对各试管的实验处理和一段时间后的结果。回答下列问题:
(注:指示剂最初为红色,当反应物完全被分解后,指示剂就会变为黄色)
(1)本实验的自变量是温度,无关变量有PH、_____等(要求写出2种)
(2)在表中_____(填温度)条件下,该酶的活性最高,理由是__。
(3)1号和5号试管中的指示剂颜色都没有改变,前者是因为;而后者是因为______。
(4)为了进一步确定该酶的最适温度,需要在表中___(填温度范围)设置更小的温度梯度进行探究。
【答案】反应时间、反应物的浓度、用量、酶的种类或用量等40℃该温度下反应物彻底分解,指示剂呈黄色在O℃条件下,该酶活性受抑制,导致反应物没有分解在100℃条件下,该酶的空间结构遭到破坏,酶活性丧失10~60℃
【解析】实验中变量分自变量、因变量和无关变量,其中自变量是人为控制唯一引起实验结果发生改变的因素;因变量是有自变量引起改变的实验结果变量;无关变量是对实验结果可能会造成影响的一些可变因素。本题实验中自变量是温度、因变量是酶的活性(颜色变化来体现),无关变量如PH、反应时间、反应物浓度、酶的种类和用量等。要探究温度对酶活性的影响,需要设置一些列温度梯度的实验组进行对比实验,通过颜色的改变来判断酶在不同温度下的活性高低,据此分析解答。
(1)除自变量外,实验过程还会出现一些可变因素,会对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。本实验中的PH、反应时间、反应物浓度、酶的种类和用量等均为无关变量。
(2)有实验结果指示剂的颜色变化可以推测,40℃条件下反应物被完全分解,其他四个温度条件下反应物都没有被分解或没有被完全分解,故在表中5个温度条件下,40℃是该酶的最适温度,其活性最高。
(3)在低温条件下,酶的活性会受到抑制,酶促反应基本不进行,所以1号试管中指示剂颜色没有改变。在高温条件下,酶的空间结构会遭到破坏,导致酶活性丧失,酶促反应不进行,所以5号试管的指示剂颜色没有改变。
(4)在表中5个温度条件下,40℃时酶活性最高,但该酶的最适温度不一定是40℃,有可能高于40℃,也有可能低于40℃,所以需要在10℃-60℃范围内设置更小的温度梯度进一步探究该酶的最适温度。