細胞と分子(知識)の問題
次の文章を読み、下の問いに答えよ。
酵素はタンパク質でできており、基質と結合する部分(活性部位)の( a )が、特定の基質とだけぴったり合うようになっている。そのため、酵素は特定の基質にだけ作用する。ある酵素の水溶液を高温で十分に加熱したあと、もとの温度にもどしてから基質を加えた。加熱によって酵素の( a )が変化していると、この酵素は基質と( b )。
文章中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、次の表のア〜エから 1 つ選べ。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 塩基配列 | 結合できなくなり、はたらきを失う |
| イ | 立体構造 | より強く結合し、はたらきが強まる |
| ウ | 塩基配列 | より強く結合し、はたらきが強まる |
| エ | 立体構造 | 結合できなくなり、はたらきを失う |
この問題で使うもの
- 細胞でのタンパク質の立体構造とはたらき(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(36 技能)
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- 細胞でのタンパク質の立体構造とはたらき
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
技能「細胞でのタンパク質の立体構造とはたらき」を使う。タンパク質のはたらきが何によって決まるかを思い出そう。
ヒント 2
酵素が特定の基質とだけ結合するのは、活性部位の形が基質と合うからである。加熱するとタンパク質の形が変化する。
ヒント 3
a には「タンパク質の形」を表す語が入るので、ア・ウは除ける。残りの 2 つのうち、形が変わったら基質と合うかどうかを考えればよい。
答えと解説
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エ
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解説を読む
手順 1:空欄 a を考える。
タンパク質のはたらきは、アミノ酸が連なってできた鎖が折りたたまれてできる立体構造によって決まる。酵素では、活性部位の立体構造(形)が特定の基質と合うので、その基質とだけ結合して作用する。よって a は「立体構造」である。「塩基配列」は DNA や RNA の塩基の並び方のことで、タンパク質である酵素の活性部位の形を表す語ではない。
手順 2:空欄 b を考える。
高温で加熱すると、タンパク質の立体構造が変化する(変性)。活性部位の形が変わると、基質とぴったり合わなくなるので、酵素は基質と結合できなくなり、はたらきを失う(失活)。もとの温度にもどしても、変化した立体構造はふつう元にもどらない。よって b は「結合できなくなり、はたらきを失う」である。
手順 3:組み合わせを選ぶ。
a が「立体構造」、b が「結合できなくなり、はたらきを失う」の組み合わせはエである。
- ア:a が誤り(塩基配列は核酸の性質)。
- イ:b が誤り。立体構造が変わると基質と合わなくなるので、結合が強まることはない。
- ウ:a・b ともに誤り。
別解
活性部位は酵素の立体構造によって基質とぴったり合う形になっている(a は立体構造)。塩基配列は DNA や RNA の情報であり、タンパク質である酵素の活性部位の形を表す語ではないので、ア・ウは誤り。高温で加熱すると酵素タンパク質は変性し立体構造が変わる。立体構造が変化した酵素は基質と結合できなくなり、はたらきを失う(失活)。もとの温度にもどしても元にもどらない。イは「より強く結合し、はたらきが強まる」が誤り。したがって正解は エ。