Question

（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：

酶	半胱氨酸(Cys)的位置和数目	二硫键数目	Tm/℃
野生型T0 溶菌酶	Cys^51，Cys^97	无	41.9
突变酶1	Cys^21，Cys^143	1	52.9
突变酶2	Cys^3，Cys^9，Cys^21，Cys^142，Cys^164	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。

Answer

（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。