问题 问答题

动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酶,能专一催化1mol谷氨酸分解为1molγ-氨基丁酸和1molCO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后,在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果见图1和图2。

请根据以上实验结果,回答下列问题:

(1)在图1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。

(2)当一开始时,将混合物中谷氢酸脱羧酶的浓度增加50%或降低反应温度l0℃,请在图1中分别画出理想条件下CO2浓度随时间变化的曲线(请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线,用“3”标注温度降低后的变化曲线)并分别说明原因。

(3)重金属离子能与谷氨酸脱羧酶按比例牢固结合,不可解离,迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下,向反应混合物中加入一定量的重金属离子后,请在图2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“4”标注),并说明其原因。

答案

(1)见曲线1

(2)当谷氨酸脱羧酶的浓度增加50%时,见曲线2,其原因是:酶量增加50%,酶催化反应速率相应提高,反应完成所需时间减少。当温度降低10℃时,见曲线3,其原因是:温度降低,酶催化反应速率下降,但酶并不失活,反应完成所需时间增加

(3)见曲线4(注:曲线4为一条不经过原点的平行直线,平移距离不限)。原因:一定量的重金属离子使一定量的酶失活,当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后,继续加入的酶开始表现酶活力,此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变

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