题目内容
蔗糖酶能专一催化1 mol蔗糖分解为1 mol葡萄糖和1 mol果糖。某科研小组在最适温度(40℃)、最适pH的条件下,对该酶的催化反应过程进行研究,结果如图所示。
请根据以上实验结果,回答下列问题:
(1)在物质浓度随时间的变化图中画出最适状态下,反应过程中葡萄糖浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。在反应速率随酶浓度变化图中画出最适状态下,一开始时将混合物中蔗糖的浓度增加50%,反应过程中反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“7”标注)。
(2)在物质浓度随时间的变化图中分别画出,一开始时将混合物中酶的浓度增加50%、反应温度降低10℃,反应温度升高10℃、反应温度升高20℃蔗糖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10℃后的变化曲线、用“4”标注温度升高10℃后的变化曲线、用“5”标注温度升高20℃后的变化曲线)。
(3)拜糖平与蔗糖酶的亲和力较蔗糖大15 000倍,故能竞争性抑制蔗糖与蔗糖酶的结合。向反应混合物中加入一定量的拜糖平后,请在反应速率随酶浓度变化图中画出反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“6”标注)。
如图所示
在物质浓度随时间的变化图中,只有表示反应物浓度的曲线才会下降,可见图中的物质浓度是蔗糖浓度(反应物的浓度)。从反应关系看,1 mol蔗糖分解为1 mol葡萄糖和1 mol果糖,当蔗糖浓度为0时,反应完成,葡萄糖达到和蔗糖起始浓度相同的浓度水平,所以表示反应过程中葡萄糖浓度随时间变化的曲线的起点是0,终点的浓度和反应物的起始浓度相同。增加酶只能使反应提前到达终点,所以用曲线2表示,其下降速度快;降低反应温度使反应延迟到达终点,用曲线3表示,其下降速度慢;温度升得越高,酶失活得越快,酶失活前仍能催化蔗糖分解,所以分别表示反应温度升高10℃和反应温度升高20℃的曲线是4和5。竞争性抑制是可逆的,酶越多,酶和底物结合的概率越高。加竞争性抑制剂后,反应速率随酶浓度变化如曲线6所示。在酶浓度相同时,反应物浓度高,反应速率快,所以一开始时将混合物中蔗糖的浓度增加50%时,反应速率的变化应如曲线7所示。