Question

19．在生物化学反应中，当底物与酶的活性位点形成互补结构时，可催化底物发生变化，如图甲I所示．酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子．竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点，非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，从而抑制酶的活性，如图甲Ⅱ、Ⅲ所示．图乙示意发生竞争性抑制和非竞争性抑制时，底物浓度与起始反应速率的变化曲线图．请据图回答下列问题：

（1）当底物与酶活性位点具有互补的结构时，酶才能与底物结合，这说明酶的催化作用具专一性．
（2）青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，故能抑制细菌合成细胞壁相关的酶的活性，其原因是青霉素能与这些酶的活性位点结合（或：酶活性位点被封闭），使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合机会下降．
（3）据图乙分析，随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小是竞争性抑制剂，原因是底物浓度越高，底物与酶活性位点结合机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小．
（4）除酶抑制剂能影响酶的活性外，PH、温度等因素也会影响酶的活性．
①若图丙表示唾液淀粉酶在最适温度条件下，底物浓度与反应速率的变化曲线，则将温度提高5℃后，变化曲线应该怎样（请在图丙中绘出相应变化曲线）？
②若将胃蛋白酶溶液的PH从1.0调整到7.0，则胃蛋白酶有活性将降低（为零）；反之，若将PH从7.0调整到1.0，胃蛋白酶有活性将不变．

Answer 1

分析 据图甲可知，酶的催化作用的专一性体了底物与酶活性位点具有互补的结构，这种互补的结构还表现在青霉素或细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点的结合上．图乙表明，底物浓度越大，竞争性抑制的效力越来越小．图丙曲线是在最适温度下的底物浓度与反应速率的关系，温度提高5℃时，相同底物浓度的条件下反应速率均会降低．

解答 解：（1）从图甲可知，底物只能与相应酶的部位结合，体现酶的专一性．
（2）青霉素的化学结构与细菌合成细胞壁的底物相似，青霉素能与这些酶的活性位点结合（或酶活性位点被封闭），使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合的机会下降．
（3）随着底物浓度升高，抑制效力变得越来越小的是竞争性抑制剂，原因是底物浓度越高，底物与酶活性位点结合的机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合的机会越小．
（4）①最适温度酶的活性最高，低于或高于最适值时，酶活性降低．
②胃蛋白酶的最适pH值为酸性，若将胃蛋白酶溶液的PH从1.0调整到7.0，则胃蛋白酶有活性将降低直至变为零；反之，若将PH从7.0调整到1.0，由于胃蛋白酶已经变性失活，控股活性将不变．
故答案为：
（1）专一性
（2）青霉素能与这些酶的活性位点结合（或：酶活性位点被封闭），使细菌合成细胞壁的底物与酶活性位点结合机会下降
（3）竞争性    底物浓度越高，底物与酶活性位点结合机会越大，竞争性抑制剂与酶活性位点结合机会越小．   
（4）、①如下图 
②降低（为零）       不变

点评 本题考查影响酶活性因素的相关知识，意在考查学生的识图和分析能力，解题的关键是理解竞争性抑制和非竞争性抑制影响酶活性的机理．