高分子化合物（知識）の問題
難易度 4国公立二次の標準レベル高校化学 高分子化合物（知識）
酵素に関する記述として正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア 酵素の主成分はタンパク質であるため、高温にすると変性して触媒としてのはたらきを失い、その後温度を下げてもふつうはたらきは戻らない。
- イ 胃液に含まれるペプシンは、pH 7 付近の中性の条件で最もよくはたらく。
- ウ 酵素は、活性部位にうまく結合できる特定の物質（基質）にしか作用しない。
- エ 酵素は反応の活性化エネルギーを小さくするので、酵素を用いると反応熱も小さくなる。
- オ すい液に含まれるトリプシンは、弱塩基性の条件で最もよくはたらく。
- カ マルターゼは、デンプンを加水分解してマルトースを生じさせる酵素である。
この問題で使うもの
- 酵素の性質（説明と入口の問題）
- タンパク質の構造・変性・検出反応（説明と入口の問題）
- 触媒のはたらきと種類（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（60 技能）
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- 触媒のはたらきと種類
- 酵素の性質
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
酵素がタンパク質であること、触媒であること、基質特異性・最適温度・最適 pH をもつことを、各選択肢にあてはめよう。
ヒント 2
触媒は活性化エネルギーを下げるが反応熱は変えない。消化酵素の最適 pH は、その酵素がはたらく場所（胃・小腸）の環境に対応している。
ヒント 3
エ（反応熱）とイ（ペプシンがはたらく胃の中の pH）は誤りと判断できる。残りのうち、カは「どの酵素がどの基質に作用するか」の組み合わせを確かめよう。
答えと解説
答えを見る
ア, ウ, オ
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解説を読む
各選択肢を検討する。
- ア（正しい）: 酵素の主成分はタンパク質で、高温にすると高次構造が壊れて変性し、活性部位の形が変わるため触媒としてはたらかなくなる（失活）。変性はふつう不可逆なので、温度を下げても元に戻らない。このため、酵素には反応速度が最大になる最適温度（多くは 付近）がある。
- イ（誤り）: ペプシンは強い酸性の胃液中ではたらく酵素で、最適 pH は 約 2（強い酸性） である。「pH 7 付近の中性」が誤り。
- ウ（正しい）: 酵素は、活性部位の立体構造に合う特定の基質とだけ酵素-基質複合体をつくって作用する。この性質を基質特異性という。
- エ（誤り）: 酵素（触媒）は活性化エネルギーを小さくして反応速度を大きくするが、反応物と生成物のエネルギーは変わらないので、反応熱は変わらない。「反応熱も小さくなる」が誤り。
- オ（正しい）: トリプシンは小腸ではたらくすい液中の酵素で、最適 pH は約 8（弱塩基性）である。酵素ごとに最適 pH が異なるのは、pH によってタンパク質中の官能基の電離の状態が変わり、立体構造や活性部位の性質が変わるためである。
- カ（誤り）: デンプンを加水分解してマルトースを生じさせるのはアミラーゼである。マルターゼはマルトースを加水分解してグルコース 2 分子にする酵素であり、基質特異性のためデンプンには作用しない。
よって正しいものは ア, ウ, オ。
別解
ア: 酵素の主成分はタンパク質で、高温では変性して失活し、温度を下げてもふつう元に戻らない。正しい。イ: ペプシンは胃液中ではたらく酵素で、最適 pH は約 2 の強酸性。pH 7 付近ではない。誤り。ウ: 酵素は活性部位に合う特定の基質にだけ作用する（基質特異性）。正しい。エ: 酵素は活性化エネルギーを小さくするが、反応熱（反応物と生成物のエネルギー差）は変わらない。誤り。オ: すい液のトリプシンの最適 pH は約 8 で、弱塩基性。正しい。カ: デンプンを加水分解してマルトースを生じるのはアミラーゼ（アミラーゼ類）である。マルターゼはマルトースをグルコースに分解する酵素。誤り。正しい選択肢はア、ウ、オ。