图1和图2是某兴趣小组通过实验探究H2O2分解的条件而绘制的曲线图。请回答下列问题:
(1)图1和图2所代表的实验中,实验的自变量依次为____________、____________。
(2)由图1可以得出的实验结论是过氧化氢酶具有________。
(3)图2中限制ab段和bc段O2产生速率的主要因素是____________、____________。
(4)该兴趣小组还根据图3做了关于温度影响酶活性的实验,探究经过t4温度处理的酶,当温度降低到t3时,其活性是否可以恢复到较高水平。关于变量的设置:取3支试管,编号为A、B、C,各加入适宜浓度的该酶溶液1 mL;A和B作为对照组应分别在温度为________和________水浴装置中保温适宜时间,C作为实验组的处理为___________________________________。
【答案】催化剂种类 H2O2浓度 高效性 H2O2浓度 过氧化氢酶数量(浓度) t3 t4 先在温度为t4水浴装置中保温适宜时间,后在温度为t3水浴装置中保温适宜时间
【解析】相对于最适温度而言,高温、低温都会影响酶的活性,但并不相同,过高温度会破坏酶的空间结构导致酶变性失活,低温则不会,酶的活性减弱在温度恢复适宜时可恢复。
(1)由图1可知,开始一段时间内,随着反应时间的延长,加入不同催化剂的组反应速率不同,但由于反应的底物的量是相同的,故最终生成氧气的总量是相同的,根据分析可知,造成实验结果不同的原因是两组中的催化剂的种类不同,即图1中实验的自变量为催化剂的种类,图2中在一定过氧化氢浓度范围内,随着过氧化氢浓度的增加,反应速率发生变化,说明实验的自变量是H2O2浓度。
(2)图1中在未达到反应平衡时,加入过氧化氢酶的反应速率大于加入FeCl3的反应速率,说明过氧化氢酶具有高效性。
(3)图2中ab段随着过氧化氢浓度的增加,氧气产生速率加快,说明ab段的限制因素是过氧化氢浓度,bc段随着过氧化氢浓度的增加,氧气产生速率不再增加,说明bc段过氧化氢酶已经饱和,故过氧化氢酶的浓度是该段的限制因素。
(3)该实验为探究经过t4温度处理的酶,当温度降低到t3时,其活性是否可以恢复到较高水平。故需要设置t3和t4温度下的组作为对照组,同时还应该设置一组经过t4温度处理的酶,在将温度降低到t3的组作为实验组,并将该组的实验结果与t3和t4温度下的组进行比较,可得出相应结论。故A和B作为对照组应分别在温度为t3和t4水浴装置中保温适宜时间,C作为实验组的处理为先在温度为t4水浴装置中保温适宜时间,后在温度为t3水浴装置中保温适宜时间。