Question

請回答下列有關溫度與酶活性的問題：
（1）溫度對唾液淀粉酶活性影響的實驗：
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

 

的時間作為本實驗的起始時間記錄下來．再每隔一分鐘，取一滴混合液滴在盛有碘液的點滴板上進行觀察，記錄每種混合液藍色消失的時間．通過比較混合液中

 

消失所需時間的長短來推知酶的活性．預計

 

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

 

接觸的機會增多，反應速率變快．其二，因為大多數酶是蛋白質，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工程來設計改變酶的構象．在研究溶菌酶的過程中，得到了多種突變酶，測得酶50%發(fā)生變性時的溫度（Tm），部分結果見表：

酶	半胱氨酸（Cys）的位置和數目	二硫鍵數目	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

 

得以實現的．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，可以生產自然界中不存在的蛋白質．

Answer 1

考點：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，酶的空間結構改變，導致酶失活；而在低溫條件下，酶活性只是降低，升溫可使活性恢復．
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目和二硫鍵的數目有關．

解答： 解：（1）本題實驗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，并把時間記錄下來作為本實驗的起始時間．通過比較混合液中淀粉消失所需時間的長短來推知酶的活性．其中100℃溫度下，酶已經變性失活，混合液中的藍色不會消失．
（2）大多數酶的本質是蛋白質，溫度會影響蛋白質分子的空間結構的改變；酶的催化效率最高時的溫度就是該酶的最適溫度．
（3）根據表中數據可知，二硫鍵數目越多，溶菌酶熱穩(wěn)定性越高，而二硫鍵的數目可以通過改變半胱氨酸（Cys）的位置和數目增加．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，可以生產自然界中不存在的蛋白質．
故答案為：
（1）淀粉酶與淀粉溶液混合   淀粉   100℃
（2）反應物和酶（底物和酶）   分子結構（空間結構）   最適溫度
（3）半胱氨酸的位置和數目   二硫鍵的數目    人工合成

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