Question

【題目】回答下列問題：

大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟(jì)魚類。研究性學(xué)習(xí)小組嘗試對大菱鲆消化道中蛋白酶的活性進(jìn)行研究。

（1）查詢資料得知，18℃時(shí)，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖1。由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是____________。

（2）資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15℃～18℃之間。學(xué)習(xí)小組假設(shè)：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃～18℃間。他們設(shè)置15℃、16℃、17℃、18℃的實(shí)驗(yàn)溫度，探究三種酶的最適溫度。

①探究實(shí)驗(yàn)中以干酪素為底物。干酪素化學(xué)本質(zhì)是_______，組成單體是______，其單體的結(jié)構(gòu)通式是________________，由3個單體經(jīng)脫水縮合形成的物質(zhì)叫做___________。

②胃蛋白酶實(shí)驗(yàn)組和幽門盲囊蛋白酶實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)分別控制在_______________。

③為了控制實(shí)驗(yàn)溫度，裝有酶底物的試管應(yīng)置于水浴中以保持恒溫。單位時(shí)間內(nèi)_______________________________可以表示蛋白酶催化效率的高低。

④實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，據(jù)此能否確認(rèn)該假設(shè)成立?_________，理由是______________。

（3）胃蛋白酶、幽門盲囊蛋白酶和腸蛋白酶都可以分解相同的蛋白質(zhì)，說明這三種酶具有相同的_______________。

Answer 1

【答案】幽門盲囊蛋白酶 蛋白質(zhì) 氨基酸 三肽 2和8 底物消耗量(產(chǎn)物生成量) 不能 據(jù)圖可知酶活性隨溫度提高逐步升高，酶活性峰值未出現(xiàn) 活性部位

【解析】

①分析圖1：胃蛋白酶的最適pH為2，幽門盲囊蛋白酶和腸蛋白酶的最適pH均為8。在各自最適pH下，三種蛋白酶的酶活性高低為：幽門盲囊蛋白酶＞胃蛋白酶＞腸蛋白酶。
②分析圖2：三種蛋白酶催化效率最高的是幽門盲囊蛋白酶。因溫度是自變量，所以該實(shí)驗(yàn)中，各組實(shí)驗(yàn)的pH應(yīng)設(shè)置為相應(yīng)酶的最適pH。由于三條曲線都沒有出現(xiàn)峰值，所以不能確定三種酶的最適溫度。

(1) 圖1顯示：三種蛋白酶在各自最適pH下，幽門盲囊蛋白酶的酶活性值最大，所以其催化效率最高。

(2) ①酶具有專一性，蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解。探究實(shí)驗(yàn)中以干酪素為底物，說明干酪素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的組成單體（基本組成單位）是氨基酸，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式見答案。由3個單體（氨基酸）經(jīng)脫水縮合形成的物質(zhì)叫做三肽。

②探究三種酶的最適溫度，要遵循所以設(shè)計(jì)的單一變量、對照、重復(fù)等原則，并控制無關(guān)變量相同且適宜。由題意可知，此實(shí)驗(yàn)的溫度為自變量，pH等為無關(guān)變量。為了得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，各實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)分別控制為相應(yīng)蛋白酶的最適pH，據(jù)此分析圖1可知，胃蛋白酶實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)控制在2，幽門盲囊蛋白酶實(shí)驗(yàn)組的pH應(yīng)控制在8。

③為了控制實(shí)驗(yàn)溫度，裝有底物和酶的試管應(yīng)置于水浴中以保持恒溫。酶催化效率的高低可以用單位時(shí)間內(nèi)底物的消耗量（或產(chǎn)物的生成量）來表示。

④由圖2可以看出，當(dāng)溫度從15℃～18℃的梯度范圍內(nèi)變化過程中，三種蛋白酶的活性都是隨著溫度的升高而逐步升高，酶活性的峰值均未出現(xiàn)，因此不能確認(rèn)“大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15 ℃到18 ℃”的假設(shè)成立。

(3) 在生物化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)?shù)孜锱c酶的活性部位結(jié)合形成互補(bǔ)結(jié)構(gòu)時(shí)，可催化底物發(fā)生變化。胃蛋白酶、幽門盲囊蛋白酶和腸蛋白酶都可以分解相同的蛋白質(zhì)，說明這三種酶具有相同的活性部位。