Question

15．現(xiàn)有4支試管A、B、C、D，先向各試管內(nèi)加入2mL可溶性淀粉溶液，再按圖中所示步驟操作，然后分別用斐林試劑檢驗(yàn)．請分析回答下列問題：

（1）出現(xiàn)磚紅色沉淀的試管有A．
（2）試管A、B形成對照，說明酶具有專一性．試管A、C形成對照，說明高溫會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而使酶失去活性．
（3）在加入斐林試劑檢驗(yàn)之前，試管D中剩余的物質(zhì)有水、多肽、淀粉和胃蛋白酶．
（4）除了溫度和pH對酶活性有影響外，一些抑制劑也會降低酶的催化效果．圖1為酶作用機(jī)理及兩種抑制劑影響酶活性的機(jī)理示意圖，圖2為相同酶溶液在無抑制劑、添加不同抑制劑的條件下，酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線．

①據(jù)圖1分析可推測，競爭性抑制劑與底物具有類似結(jié)構(gòu)因而能與酶的活性位點(diǎn)相結(jié)合．非競爭性抑制劑降低酶活性的機(jī)理與高溫和強(qiáng)酸（選填“高溫”、“低溫”、“強(qiáng)酸”）對酶活性抑制的機(jī)理相同．
②圖2中代表在酶中添加了競爭性抑制劑、非競爭性抑制劑的曲線分別是乙、丙．當(dāng)?shù)孜餄舛认鄬χ荡笥?5時(shí)，限制曲線甲酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶濃度．

Answer 1

分析 分析題圖：圖1中的競爭性抑制劑和底物爭奪酶的同一活性部位，使酶和底物的結(jié)合機(jī)會減少，從而降低酶對底物的催化反應(yīng)速率，而非競爭性抑制劑和酶活性位點(diǎn)以外的其他位點(diǎn)結(jié)合，通過改變酶的結(jié)構(gòu)，從而使酶失去催化活性，降低酶對底物的催化反應(yīng)速率．
圖2中的酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的三條曲線中，底物濃度較低時(shí)，曲線甲的反應(yīng)速率最高，表示未加入抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線；加入競爭性抑制劑后酶對底物的結(jié)合機(jī)會降低，但升高底物濃度后酶和底物的結(jié)合機(jī)會又會升高，其催化反應(yīng)速率又升高，可知曲線乙是表示加入競爭性抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線；加入非競爭性抑制劑后酶會失去催化活性，降低酶對底物的催化反應(yīng)速率，可知曲線丙是表示加入非競爭性抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線．

解答 解：（1）由于唾液淀粉酶催化淀粉水解形成還原糖，因此加入斐林試劑后A試管會出現(xiàn)磚紅色沉淀；B試管根據(jù)酶的專一性，胃蛋白酶不能催化淀粉水解；C試管高溫使酶失去活性；D試管過酸使酶失去活性．
（2）A和B試管對照，B不能水解淀粉，故說明酶具有專一性；試管A、C形成對照，說明高溫會破壞酶的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)而使酶失去活性．
（3）乳清蛋白酶和唾液淀粉酶在PH=2的條件下，空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，失去活性，胃蛋白酶能把他們水解成多肽，但胃蛋白酶不能水解淀粉，因此在加入斐林試劑檢驗(yàn)之前，試管D中剩余的物質(zhì)有水、多肽、淀粉和胃蛋白酶．
（4）①圖1中的競爭性抑制劑和底物爭奪酶的同一活性部位，使酶和底物的結(jié)合機(jī)會減少，從而降低酶對底物的催化反應(yīng)速率；而非競爭性抑制劑和酶活性位點(diǎn)以外的其他位點(diǎn)結(jié)合，通過改變酶的結(jié)構(gòu)，從而使酶失去催化活性，降低酶對底物的催化反應(yīng)速率，因此非競爭性抑制劑降低酶活性的機(jī)理與高溫和強(qiáng)酸對酶活性抑制的機(jī)理相同．
②圖2中的酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的三條曲線中，底物濃度較低時(shí)，曲線甲的反應(yīng)速率最高，表示未加入抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線；加入競爭性抑制劑后酶對底物的結(jié)合機(jī)會降低，但升高底物濃度后酶和底物的結(jié)合機(jī)會又會升高，其催化反應(yīng)速率又升高，可知曲線乙是表示加入競爭性抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線；加入非競爭性抑制劑后酶會失去催化活性，降低酶對底物的催化反應(yīng)速率，可知曲線丙是表示加入非競爭性抑制劑時(shí)酶促反應(yīng)速率隨底物濃度變化的曲線．當(dāng)?shù)孜餄舛认鄬χ荡笥?5時(shí)，限制曲線甲酶促反應(yīng)速率的主要因素是酶濃度．
故答案為：
（1）A
（2）專一性  空間結(jié)構(gòu)
（3）淀粉和胃蛋白酶
（4）①底物   高溫和強(qiáng)酸  ②乙     丙    酶濃度

點(diǎn)評 本題考查影響酶活性的因素，意在考查學(xué)生的識圖能力和分析理解能力，理解競爭性抑制和非競爭性抑制影響酶活性的機(jī)理是解題的關(guān)鍵．