Question

8．動物腦組織中含有谷氨酸脫羧酶，能專一催化1mol谷氨酸分解為1molγ-氨基丁酸和1mol CO₂．某科研小組從小鼠的腦中得到該酶后，在谷氨酸起始濃度為10mmol/L、最適溫度、最適pH值的條件下，對該酶的催化反應過程進行研究，結果見圖A和圖B．

請根據(jù)以上實驗結果，回答下列問題：
（1）若圖A研究的是產物CO₂濃度隨時間變化的曲線，則實驗中的無關變量是酶濃度、溫度、PH等，因變量是CO₂濃度．
（2）圖B的含義是酶催化反應速率隨酶濃度增加而增加，得到如圖所示曲線的前提條件是反應物濃度過量（充足）．
（3）在圖A畫出反應過程中谷氨酸濃度隨時間變化的曲線．
（4）當一開始時，降低反應溫度10℃，請在圖A中畫出CO₂濃度隨時間變化的曲線．
（5）重金屬離子能與谷氨酸脫羧酶按比例牢固結合，不可解離，迅速使酶失活．在反應物濃度過量的條件下，向反應混合物中加入一定量的重金屬離子后，請在圖B中畫出酶催化反應速率隨酶濃度變化的曲線．．

Answer 1

分析 分析曲線圖：A是在酶濃度固定、反應物量一定下進行的反應，用生成物CO₂濃度來表示整個反應過程的變化，這是一個催化反應；而B是在反應物濃度過量不成為反應的限制因素條件下，隨著酶濃度改變時對催化反應速率的影響，限制因素是酶濃度，由于反應物濃度過量，所以隨著酶濃度的增加，反應速度不斷增加．

解答 解：（1）分析曲線圖：A是在酶濃度固定、反應物量一定下進行的反應，用生成物CO₂濃度來表示整個反應過程的變化，酶濃度、溫度、PH等屬于無關變量．
（2）圖B是在反應物濃度過量不成為反應的限制因素條件下，隨著酶濃度改變時對催化反應速率的影響，限制因素是酶濃度，由于反應物濃度過量，所以隨著酶濃度的增加，反應速度不斷增加．
（3）（4）圖A30分鐘后產物不在增加，說明30分鐘內谷氨酸降到0，如曲線1；當一開始時，降低反應溫度10℃，則酶的活性降低，反應速率變慢，但是最終的產物量相等，如曲線2：

（5）根據(jù)題意分析，重金屬離子能與谷氨酸脫羧酶按比例牢固結合，不可解離，迅速使酶失活．所以在反應物濃度過量的條件下，向反應混合物中加入一定量的重金屬離子后，在一定范圍內酶不起作用，當酶的濃度達到一定值后，催化速率開始增加，整個曲線向右平移，如曲線3：
 ．
故答案為：
（1）酶濃度、溫度、PH等    CO₂濃度
（2）酶催化反應速率隨酶濃度增加而增加      反應物濃度過量（充足）
（3）見曲線1
（4）見曲線2
（5）見曲線3

點評 本題結合曲線圖，考查影響酶促反應速率的因素，首先要求考生掌握影響酶促反應速率的主要因素（溫度、pH、底物濃度和酶濃度）及相關曲線；其次要求考生關注題干中與有關坐標曲線的一些說明，以及橫坐標的含義，再對選項作出準確的判斷．