Question

蔗糖酶能專一催化1 mol蔗糖分解為1 mol葡萄糖和1 mol果糖。某科研小組在最適溫度(40℃)、最適pH的條件下，對(duì)該酶的催化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行研究，結(jié)果如圖所示。

請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問(wèn)題：

(1)在物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化圖中畫出最適狀態(tài)下，反應(yīng)過(guò)程中葡萄糖濃度隨時(shí)間變化的曲線(請(qǐng)用“1”標(biāo)注)。在反應(yīng)速率隨酶濃度變化圖中畫出最適狀態(tài)下，一開始時(shí)將混合物中蔗糖的濃度增加50%，反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)速率隨酶濃度變化的曲線(請(qǐng)用“7”標(biāo)注)。

(2)在物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化圖中分別畫出，一開始時(shí)將混合物中酶的濃度增加50%、反應(yīng)溫度降低10℃，反應(yīng)溫度升高10℃、反應(yīng)溫度升高20℃蔗糖濃度隨時(shí)間變化的曲線(請(qǐng)用“2”標(biāo)注酶濃度增加后的變化曲線，用“3”標(biāo)注溫度降低10℃后的變化曲線、用“4”標(biāo)注溫度升高10℃后的變化曲線、用“5”標(biāo)注溫度升高20℃后的變化曲線)。

(3)拜糖平與蔗糖酶的親和力較蔗糖大15 000倍，故能競(jìng)爭(zhēng)性抑制蔗糖與蔗糖酶的結(jié)合。向反應(yīng)混合物中加入一定量的拜糖平后，請(qǐng)?jiān)诜磻?yīng)速率隨酶濃度變化圖中畫出反應(yīng)速率隨酶濃度變化的曲線(請(qǐng)用“6”標(biāo)注)。

 

Answer 1

如圖所示

 

在物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化圖中，只有表示反應(yīng)物濃度的曲線才會(huì)下降，可見圖中的物質(zhì)濃度是蔗糖濃度(反應(yīng)物的濃度)。從反應(yīng)關(guān)系看，1 mol蔗糖分解為1 mol葡萄糖和1 mol果糖，當(dāng)蔗糖濃度為0時(shí)，反應(yīng)完成，葡萄糖達(dá)到和蔗糖起始濃度相同的濃度水平，所以表示反應(yīng)過(guò)程中葡萄糖濃度隨時(shí)間變化的曲線的起點(diǎn)是0，終點(diǎn)的濃度和反應(yīng)物的起始濃度相同。增加酶只能使反應(yīng)提前到達(dá)終點(diǎn)，所以用曲線2表示，其下降速度快；降低反應(yīng)溫度使反應(yīng)延遲到達(dá)終點(diǎn)，用曲線3表示，其下降速度慢；溫度升得越高，酶失活得越快，酶失活前仍能催化蔗糖分解，所以分別表示反應(yīng)溫度升高10℃和反應(yīng)溫度升高20℃的曲線是4和5。競(jìng)爭(zhēng)性抑制是可逆的，酶越多，酶和底物結(jié)合的概率越高。加競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑后，反應(yīng)速率隨酶濃度變化如曲線6所示。在酶濃度相同時(shí)，反應(yīng)物濃度高，反應(yīng)速率快，所以一開始時(shí)將混合物中蔗糖的濃度增加50%時(shí)，反應(yīng)速率的變化應(yīng)如曲線7所示。