Question

請回答下列有關(guān)溫度與酶活性的問題：
（1）溫度對唾液淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)：
將盛有2mL唾液淀粉酶溶液的試管和盛有2mL可溶性淀粉溶液的試管編為一組，共四組．在0℃、20℃、37℃和100℃水浴中各放入一組，維持各自的溫度5min．然后，將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，搖勻后繼續(xù)放回原來的溫度下保溫．把

 

的時(shí)間作為本實(shí)驗(yàn)的起始時(shí)間記錄下來．再每隔一分鐘，取一滴混合液滴在盛有碘液的點(diǎn)滴板上進(jìn)行觀察，記錄每種混合液藍(lán)色消失的時(shí)間．通過比較混合液中

 

消失所需時(shí)間的長短來推知酶的活性．預(yù)計(jì)

 

溫度下混合液因其中的酶失去活性藍(lán)色不會消失．
（2）溫度對酶活性的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面．其一，隨溫度的升高會使

 

接觸的機(jī)會增多，反應(yīng)速率變快．其二，因?yàn)榇蠖鄶?shù)酶是蛋白質(zhì)，本身隨溫度升高而發(fā)生改變，溫度升到一定程度，酶將完全失活．這兩種作用疊加在一起，使酶促反應(yīng)在某一溫度下最快，這一溫度就是該酶的

 

．
（3）科研人員通過蛋白質(zhì)工程來設(shè)計(jì)改變酶的構(gòu)象．在研究溶菌酶的過程中，得到了多種突變酶，測得酶50%發(fā)生變性時(shí)的溫度（Tm），部分結(jié)果見表：

酶	半胱氨酸（Cys）的位置和數(shù)目	二硫鍵數(shù)目	Tm/℃
野生型T4溶菌酶	Cys51，Cys97	無	41.9
突變酶C	Cys21，Cys143	1	52.9
突變酶F	Cys3，Cys9，Cys21，Cys142，Cys164	3	65.5

（注：Cys上角的數(shù)字表示半胱氨酸在肽鏈的位置）
溶菌酶熱穩(wěn)定性的提高，是通過改變

 

和增加

 

得以實(shí)現(xiàn)的．從熱穩(wěn)定性高的酶的氨基酸序列出發(fā)，利用

 

方法獲得目的基因，通過基因工程的手段，可以生產(chǎn)自然界中不存在的蛋白質(zhì)．

Answer 1

考點(diǎn)：探究影響酶活性的因素

專題：

分析：酶具有一些特性：高效性、特異性、需要溫和的條件（適宜的溫度和PH）．因此溫度、PH等因素會影響酶的活性，在高溫、過酸、過堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致酶失活；而在低溫條件下，酶活性只是降低，升溫可使活性恢復(fù)．
第（3）小題中，可以看出溶菌酶變性的溫度與半胱氨酸的位置和數(shù)目和二硫鍵的數(shù)目有關(guān)．

解答： 解：（1）本題實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度對唾液淀粉酶活性影響，將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，并把時(shí)間記錄下來作為本實(shí)驗(yàn)的起始時(shí)間．通過比較混合液中淀粉消失所需時(shí)間的長短來推知酶的活性．其中100℃溫度下，酶已經(jīng)變性失活，混合液中的藍(lán)色不會消失．
（2）大多數(shù)酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，溫度會影響蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)的改變；酶的催化效率最高時(shí)的溫度就是該酶的最適溫度．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，二硫鍵數(shù)目越多，溶菌酶熱穩(wěn)定性越高，而二硫鍵的數(shù)目可以通過改變半胱氨酸（Cys）的位置和數(shù)目增加．從熱穩(wěn)定性高的酶的氨基酸序列出發(fā)，利用人工合成方法獲得目的基因，通過基因工程的手段，可以生產(chǎn)自然界中不存在的蛋白質(zhì)．
故答案為：
（1）淀粉酶與淀粉溶液混合   淀粉   100℃
（2）反應(yīng)物和酶（底物和酶）   分子結(jié)構(gòu)（空間結(jié)構(gòu)）   最適溫度
（3）半胱氨酸的位置和數(shù)目   二硫鍵的數(shù)目    人工合成

點(diǎn)評：本題難度適中，著重考查了探究溫度影響酶活性的實(shí)驗(yàn)，解答時(shí)需明確高溫條件下酶的空間結(jié)構(gòu)改變導(dǎo)致酶失活，第（3）小題中考生要能夠從表格中獲取解題的有效信息．