Question

【題目】回答下列辦關(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℃室溫、37℃、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(shí)驗(yàn)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(diǎn)滴板上進(jìn)行觀察，記錄每種混合液藍(lán)色消失的時間。通過比較混合液中__________（填物質(zhì)名稱）消失所用時間的長短來推知酶的活性。預(yù)計__________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)酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，本身隨溫度升高會發(fā)生____________的改變，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)生變性時的溫度（Tm），部分結(jié)果見下表：

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，Cys121，Cys142，Cys164	3	65.5

（注：Cys上角的數(shù)字表示半胱氨酸在肽鍵的位置）

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。

Answer 1

【答案】 淀粉酶與淀粉溶液混合 淀粉 100℃ 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 半胱氨酸的位置和數(shù)目 二硫鍵的數(shù)目

【解析】試題分析：酶具有一些特性：高效性、專一性、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)目以及二硫鍵的數(shù)目有關(guān)。

（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，并把時間記錄下來作為本實(shí)驗(yàn)的起始時間，通過比較混合液中淀粉消失（混合液藍(lán)色消失的時間）所需時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）隨溫度的升高，分子運(yùn)動加快，會使反應(yīng)物和酶接觸的機(jī)會增多，反應(yīng)速率變快；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)目得以實(shí)現(xiàn)。