Question

生物體內的化學反應一般都需要酶的參與。下圖(一)示意酶抑制劑的作用原理：競爭性抑制劑與底物競爭酶的活性位點，從而抑制酶活性；非競爭性抑制劑和酶活性位點以外的其他位點結合，從而抑制酶的活性。圖(二)示意谷氨酸脫羧酶的催化反應速度。請據(jù)圖回答下列問題：

(1)大多數(shù)酶的化學本質是____________，所用的鑒定試劑與斐林試劑使用方法有何不同？__________________________。(答兩點即可)。

(2)某抑制劑的化學結構與細菌合成細胞壁的底物無任何相似，但仍能抑制細菌合成細胞壁相關的酶的活性，其原因可能____________。

(3)若某抑制劑對酶的抑制作用隨著底物濃度升高，抑制效力變得越來越小，則此抑制劑是________(競爭性/非競爭性)抑制劑，原因是______________。

(4)動物腦組織中含有豐富的谷氨酸脫羧酶，能專一催化谷氨酸分解(1 mol谷氨酸分解為1 mol氨基丁酸和1 mol 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10 mol/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，結果如圖(二)。

①若圖(二)表示產物氨基丁酸濃度隨時間變化的曲線，則本實驗中pH屬于___________變量。

②在圖(二)中畫出反應過程中谷氨酸濃度隨時間變化的曲線。

③若利用該酶的催化反應來研究溫度對酶活性的影響，請設計簡單的實驗步驟。(儀器、試劑等滿足需求，限設三組實驗)。______________。

 

Answer 1

：(1)蛋白質　前者兩種成分先后使用，后者混勻后使用；后者使用時需水浴加熱，前者不需要

(2)此抑制劑為非競爭性抑制劑，與酶活性位點以外的其他位點結合后，改變了酶活性部位的結構，使細菌合成細胞壁的底物無法與酶活性位點結合

(3)競爭性　底物濃度越高，底物與酶活性位點結合機會越大，競爭性抑制劑與酶活性位點結合機會越小

(4)①無關 ②圖略(將曲線在坐標和虛線圍成的矩形框內上下顛倒即可) ③Ⅰ、取三只相同的試管編號A、B、C，各加入2 mL 10 mol/L的谷氨酸，取三瓶等濃度的谷氨酸脫羧酶溶液編號a、b、c

Ⅱ、將A、a放在0℃的環(huán)境中，B、b放在37 ℃環(huán)境中，C、c放在80℃(其他能使該酶變性的高溫也可)環(huán)境中，放置一段時間

Ⅲ、從a、b、c中取等量的酶溶液，對應滴加到A、B、C試管中，仍放在原溫度環(huán)境中

Ⅳ、適宜時間后，用儀器分別測定并記錄溶液中氨基丁酸的濃度或記錄氣泡(CO₂)釋放的時間，分析實驗結果

此題為信息給予題與實驗設計，首先要從題干中明確競爭性抑制劑和非競爭性抑制的作用原理，然后結合問題予以解答；關于實驗設計要遵循實驗設計的原則，設計對照實驗，如低溫、適溫、高溫三組，以及單因子變量原則等。