Question

【题目】回答下列问题：

大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中蛋白酶的活性进行研究。

（1）查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是____________。

（2）资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15℃～18℃之间。学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15℃～18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。

①探究实验中以干酪素为底物。干酪素化学本质是_______，组成单体是______，其单体的结构通式是________________，由3个单体经脱水缩合形成的物质叫做___________。

②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在_______________。

③为了控制实验温度，装有酶底物的试管应置于水浴中以保持恒温。单位时间内_______________________________可以表示蛋白酶催化效率的高低。

④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立?_________，理由是______________。

（3）胃蛋白酶、幽门盲囊蛋白酶和肠蛋白酶都可以分解相同的蛋白质，说明这三种酶具有相同的_______________。

Answer 1

【答案】幽门盲囊蛋白酶 蛋白质 氨基酸 三肽 2和8 底物消耗量(产物生成量) 不能 据图可知酶活性随温度提高逐步升高，酶活性峰值未出现 活性部位

【解析】

①分析图1：胃蛋白酶的最适pH为2，幽门盲囊蛋白酶和肠蛋白酶的最适pH均为8。在各自最适pH下，三种蛋白酶的酶活性高低为：幽门盲囊蛋白酶＞胃蛋白酶＞肠蛋白酶。
②分析图2：三种蛋白酶催化效率最高的是幽门盲囊蛋白酶。因温度是自变量，所以该实验中，各组实验的pH应设置为相应酶的最适pH。由于三条曲线都没有出现峰值，所以不能确定三种酶的最适温度。

(1) 图1显示：三种蛋白酶在各自最适pH下，幽门盲囊蛋白酶的酶活性值最大，所以其催化效率最高。

(2) ①酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质水解。探究实验中以干酪素为底物，说明干酪素的化学本质是蛋白质。蛋白质的组成单体（基本组成单位）是氨基酸，氨基酸的结构通式见答案。由3个单体（氨基酸）经脱水缩合形成的物质叫做三肽。

②探究三种酶的最适温度，要遵循所以设计的单一变量、对照、重复等原则，并控制无关变量相同且适宜。由题意可知，此实验的温度为自变量，pH等为无关变量。为了得到准确的实验结果，各实验组的pH应分别控制为相应蛋白酶的最适pH，据此分析图1可知，胃蛋白酶实验组的pH应控制在2，幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应控制在8。

③为了控制实验温度，装有底物和酶的试管应置于水浴中以保持恒温。酶催化效率的高低可以用单位时间内底物的消耗量（或产物的生成量）来表示。

④由图2可以看出，当温度从15℃～18℃的梯度范围内变化过程中，三种蛋白酶的活性都是随着温度的升高而逐步升高，酶活性的峰值均未出现，因此不能确认“大菱鲆蛋白酶的最适温度在15 ℃到18 ℃”的假设成立。

(3) 在生物化学反应中，当底物与酶的活性部位结合形成互补结构时，可催化底物发生变化。胃蛋白酶、幽门盲囊蛋白酶和肠蛋白酶都可以分解相同的蛋白质，说明这三种酶具有相同的活性部位。