Question

【題目】回答下列問題：

大菱鲆是我國重要的海水經濟魚類。研究性學習小組嘗試對大菱鲆消化道中蛋白酶的活性進行研究。

（1）查詢資料得知，18℃時，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殖溫度常年在15℃～18℃之間。學習小組假設：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15℃～18℃間。他們設置15℃、16℃、17℃、18℃的實驗溫度，探究三種酶的最適溫度。

①探究實驗中以干酪素為底物。干酪素化學本質是_______，組成單體是______，其單體的結構通式是________________，由3個單體經脫水縮合形成的物質叫做___________。

②胃蛋白酶實驗組和幽門盲囊蛋白酶實驗組的pH應分別控制在_______________。

③為了控制實驗溫度，裝有酶底物的試管應置于水浴中以保持恒溫。單位時間內_______________________________可以表示蛋白酶催化效率的高低。

④實驗結果如圖2，據此能否確認該假設成立?_________，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，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 氨基酸 三肽 2和8 底物消耗量(產物生成量) 不能 據圖可知酶活性隨溫度提高逐步升高，酶活性峰值未出現 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，所以該實驗中，各組實驗的pH應設置為相應酶的最適pH。由于三條曲線都沒有出現峰值，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水解。探究實驗中以干酪素為底物，說明干酪素的化學本質是蛋白質。蛋白質的組成單體（基本組成單位）是氨基酸，氨基酸的結構通式見答案。由3個單體（氨基酸）經脫水縮合形成的物質叫做三肽。

②探究三種酶的最適溫度，要遵循所以設計的單一變量、對照、重復等原則，并控制無關變量相同且適宜。由題意可知，此實驗的溫度為自變量，pH等為無關變量。為了得到準確的實驗結果，各實驗組的pH應分別控制為相應蛋白酶的最適pH，據此分析圖1可知，胃蛋白酶實驗組的pH應控制在2，幽門盲囊蛋白酶實驗組的pH應控制在8。

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

④由圖2可以看出，當溫度從15℃～18℃的梯度范圍內變化過程中，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，因此不能確認“大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15 ℃到18 ℃”的假設成立。

(3) 在生物化學反應中，當底物與酶的活性部位結合形成互補結構時，可催化底物發生變化。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，說明這三種酶具有相同的活性部位。