一、酶的專一性
1．概念
一種酶只能催化一種底物或少數(shù)幾種相似底物的反應(yīng)，就是酶的專一性。
2．實(shí)驗(yàn)探究
(1)實(shí)驗(yàn)原理
①還原糖(如麥芽糖、葡萄糖)遇本尼迪特試劑在熱水浴后會(huì)出現(xiàn)紅黃色沉淀。
②淀粉水解得到麥芽糖，而蔗糖水解后可得到葡萄糖；淀粉與蔗糖都不是還原糖。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果
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試管
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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本尼迪特試劑
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2mL
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2mL
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2mL
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2mL
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2mL
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2mL
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1%淀粉溶液
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3mL
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－
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3mL
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－
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3mL
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－
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2%蔗糖溶液
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－
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3mL
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－
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3mL
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－
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3mL
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新鮮唾液
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－
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－
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1mL
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1mL
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－
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－
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蔗糖酶溶液
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－
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－
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－
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－
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1mL
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1mL
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實(shí)驗(yàn)結(jié)果
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無(wú)紅黃色沉淀
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無(wú)紅黃色沉淀
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產(chǎn)生紅黃色沉淀
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無(wú)紅黃色沉淀
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無(wú)紅黃色沉淀
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產(chǎn)生紅黃色沉淀
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(3)結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，而不能催化分解蔗糖；而蔗糖酶只能催化蔗糖水解，而不能催化分解淀粉，說明酶具有專一性。
實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥 (1)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了1號(hào)和2號(hào)試管作為對(duì)照，用以證明淀粉和蔗糖是非還原糖。
(2)3、4號(hào)是一組實(shí)驗(yàn)，說明淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，淀粉酶具有專一性。
(3)5、6號(hào)是一組實(shí)驗(yàn)，說明蔗糖酶只能分解蔗糖，不能分解淀粉，蔗糖酶具有專一性。
(4)兩組實(shí)驗(yàn)都證明了酶具有專一性。
(5)酶的專一性是指每一種酶只能催化一種底物或幾種相似的底物，肽酶催化的是多肽類物質(zhì)的反應(yīng)，也說明其具有專一性。
例1 (2017·浙江11月學(xué)考)為驗(yàn)證酶的特性，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?；具^程如下表所示。
單位：mL
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試管號(hào)
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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本尼迪特試劑
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2
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2
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2
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2
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2
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2
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1%淀粉溶液
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3
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3
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3
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2%蔗糖溶液
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3
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3
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3
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稀釋的人新鮮唾液
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1
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1
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蔗糖酶溶液
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1
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1
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據(jù)此分析，下列敘述正確的是( )
A．試管1和試管2的作用是檢測(cè)淀粉和蔗糖中是否含有還原糖
B．試管3～6需在沸水浴中保溫2～3min以利于酶的催化作用
C．試管3和6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明酶的作用具有專一性
D．若試管5中出現(xiàn)陽(yáng)性反應(yīng)說明蔗糖酶也能分解淀粉
答案 A
解析 試管1和試管2作為對(duì)照組，是為了檢測(cè)淀粉和蔗糖中是否含有能與本尼迪特試劑反應(yīng)的還原糖，A正確；在沸水浴中保溫2～3min是為了使本尼迪特試劑與還原糖進(jìn)行反應(yīng)，且在沸水中酶已失活，B錯(cuò)誤；試管3和試管4對(duì)比(或試管5和試管6)對(duì)比，說明酶具有專一性，C錯(cuò)誤；試管5中出現(xiàn)陽(yáng)性反應(yīng)還需與對(duì)照組1進(jìn)行對(duì)照，若1也出現(xiàn)陽(yáng)性反應(yīng)，可能是實(shí)驗(yàn)誤差導(dǎo)致的，D錯(cuò)誤。
拓展提升 酶具有專一性的理論假說
酶具有專一性的主要理論假說有“鎖鑰學(xué)說”和“誘導(dǎo)契合學(xué)說”，都強(qiáng)調(diào)的是酶空間結(jié)構(gòu)和底物空間結(jié)構(gòu)的相互吻合，因此酶的空間結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生改變或喪失，酶的專一性也就沒有了，如圖是鎖鑰學(xué)說示意圖。
例2 某生物興趣小組要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的專一性。請(qǐng)根據(jù)題意回答問題：
備選實(shí)驗(yàn)材料和用具：蛋白質(zhì)塊、牛胰蛋白酶溶液、牛胰淀粉酶溶液、蒸餾水、雙縮脲試劑、試管若干、恒溫水浴鍋、時(shí)鐘等。
(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是_____________________________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟：
①取兩支潔凈的相同試管，編號(hào)為甲、乙。
②取5mL牛胰蛋白酶溶液加到甲試管中，再取牛胰淀粉酶溶液加到乙試管中。
③將兩支試管置于恒溫水浴鍋中，保溫(37℃)5分鐘。
④分別加入等體積等質(zhì)量的蛋白質(zhì)塊，其他條件相同且適宜。
⑤一段時(shí)間后，分別加入等量的雙縮脲試劑進(jìn)行檢測(cè)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
上述實(shí)驗(yàn)步驟中，有兩處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)找出這二處錯(cuò)誤并更正。
________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
(3)如果想驗(yàn)證過氧化氫酶具有高效性的特點(diǎn)，應(yīng)該用過氧化氫酶和________對(duì)________進(jìn)行催化效率比較。
答案 (1)酶的有無(wú)及種類
(2)步驟②不符合單一變量原則(或不符合等量原則)，應(yīng)再取5 mL牛胰淀粉酶溶液加到乙試管中
步驟⑤不能用雙縮脲試劑檢測(cè)，應(yīng)直接觀察蛋白質(zhì)塊體積的變化
(3)Fe3＋(或MnO2) H2O2
解析 (1)探究酶的專一性，需要設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)變量是酶的有無(wú)及種類。(2)實(shí)驗(yàn)步驟中加入到乙試管中的牛胰淀粉酶溶液沒有注明用量，不符合單一變量原則；兩支試管中都有蛋白質(zhì)類酶，遇雙縮脲試劑均呈紫色，因而不能用雙縮脲試劑檢測(cè)，應(yīng)直接觀察蛋白質(zhì)塊體積的變化。(3)驗(yàn)證過氧化氫酶具有高效性的特點(diǎn)，應(yīng)該用過氧化氫酶和Fe3＋(或MnO2)對(duì)H2O2進(jìn)行催化效率比較。
