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(16分)阅读材料:

材料1:“温度对唾液淀粉酶活性影响”的实验:将盛有2 mL唾液淀粉酶溶液的试管和盛有2 mL可溶性淀粉溶液的试管编为一组,共四组。在0℃、20℃、37℃和100℃水浴中各放入一组,维持各自的温度5 min。然后,将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中,摇匀后继续放回原来的温度下保温。

材料2:在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如下图Ⅰ所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图Ⅱ、Ⅲ所示。

材料3:科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构想。在研究溶菌酶的过程中,得到了多种突变酶,测得酶50%发生变性时的温度(Tm),部分结果见下表:

半胱氨酸(Cys)的位置和数目

二硫键数目

Tm/℃

野生型T0 溶菌酶

Cys51,Cys97

41.9

突变酶1

Cys21,Cys143

1

52.9

突变酶2

Cys3,Cys9,Cys21,Cys142,Cys164

3

65.5

(注:Cys上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置)

(1)根据材料1回答下列问题:

①记录实验的起始时间从____________________开始。再每隔1 min,取一滴混合液滴在盛有碘液的点滴板上进行观察,记录每种混合液蓝色消失的时间。通过比较混合液中________(物质)消失所需时间的长短来推知酶的活性。

②温度对酶活性的影响主要体现在两个方面。其一,随温度的升高会使__ ______接触的机会增多,反应速率变快。其二,因为大多数酶是蛋白质,本身随温度升高而发生分子结构(空间结构)的改变,温度升到一定程度,酶将完全失活。这两种作用叠加在一起,使酶促反应在某一温度下最快,这一温度就是该酶的___ _____。

(2)癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯甲二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞分裂周期的间期,它的作用机制与材料2中的图________相符。

(3)从材料3中可以看出溶菌酶热稳定性的提高是通过改变______、_______和_______得以实现的。

(1)①淀粉酶与淀粉溶液混合时 淀粉 ②反应物和酶(底物和酶) 最适宜温度

(2)Ⅲ (3)半胱氨酸的位置 数目 增加二硫键的数目

【解析】

试题分析:(1)①记录实验的起始时间应从酶促反应开始时开始,即从淀粉酶与淀粉溶液混合时开始。淀粉遇碘变蓝,淀粉酶可催化淀粉水解使蓝色消失,因此可通过比较混合液中淀粉消失所需时间的长短来推知酶的活性。

②温度对酶活性的影响主要体现在两个方面。其一,随温度的升高会使反应物和酶接触的机会增多,反应速率变快。其二,因为大多数酶是蛋白质,本身随温度升高而发生分子结构(空间结构)的改变,温度升到一定程度,酶将完全失活。这两种作用叠加在一起,使酶促反应在某一温度下最快,这一温度就是该酶的最适宜温度。

(2)DNA复制时间在间期,根据题意可知,竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性;癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯甲二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。因此烷化剂作用于癌细胞分裂周期的间期,作用机制与材料2中的图Ⅲ相符。

(3)从材料3的表中数据可知,随着半胱氨酸的位置、数目、二硫键的数目的增多,酶50%发生变性时的温度也逐渐升高,所以溶菌酶热稳定性的提高可以通过改变半胱氨酸的位置、数目和增加二硫键的数目实现。

考点:本题考查酶促反应及其影响因素的相关知识,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系;能从材料和图表中获取有效信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理判断或得出正确结论的能力。

考点分析: 考点1:酶和ATP 试题属性
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