Question

動物腦組織中含有豐富的谷氨酸脫羧酶，能專一催化1mol谷氨酸分解為1molγ-氨基丁酸和1molCO₂。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1和圖2。

請根據(jù)以上實驗結果，回答下列問題：
(1)在圖1畫出反應過程中谷氨酸濃度隨時間變化的曲線(請用“1”標注)。
(2)當一開始時，將混合物中谷氫酸脫羧酶的濃度增加50%或降低反應溫度l0℃，請在圖1中分別畫出理想條件下CO₂濃度隨時間變化的曲線(請用“2”標注酶濃度增加后的變化曲線，用“3”標注溫度降低后的變化曲線)并分別說明原因。
(3)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2中畫出酶催化反應速率隨酶濃度變化的曲線(請用“4”標注)，并說明其原因。

Answer 1

(1)見曲線1
(2)當谷氨酸脫羧酶的濃度增加50%時，見曲線2，其原因是：酶量增加50%，酶催化反應速率相應提高，反應完成所需時間減少。當溫度降低10℃時，見曲線3，其原因是：溫度降低，酶催化反應速率下降，但酶并不失活，反應完成所需時間增加
(3)見曲線4(注：曲線4為一條不經過原點的平行直線，平移距離不限)。原因：一定量的重金屬離子使一定量的酶失活，當加入的酶量使重金屬離子完全與酶結合后，繼續(xù)加入的酶開始表現(xiàn)酶活力，此時酶的催化反應速率與酶濃度變化的直線關系不變