Question

(2007廣東生物，38)動物腦組織中含有豐富的谷氨酸脫羧酶，能專一催化1 mol谷氨酸分解為1 mol γ－氨基丁酸和。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 mmol/L、最適溫度、最適pH值的條件下，對該酶的催化反應(yīng)過程進(jìn)行研究，結(jié)果見圖1和圖2。

1 產(chǎn)物CO₂濃度隨時間變化曲線

（注：酶濃度固定）

2 酶催化反應(yīng)速度隨酶濃度變化曲線

（注：反應(yīng)物濃度過量）

請根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問題：

(1)在圖1畫出反應(yīng)過程中谷氨酸濃度隨時間變化的曲線(請用“1”標(biāo)注)。

(2)當(dāng)一開始時，將混合物中谷氨酸脫羧酶的濃度增加50％或降低反應(yīng)溫度10℃，請?jiān)趫D1中分別畫出理想條件下濃度隨時間變化的曲線(請用“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(jié)合，不可解離，迅速使酶失活。在反應(yīng)物濃度過量的條件下，向反應(yīng)混合物中加入一定量的重金屬離子后，請?jiān)趫D2中畫出酶催化反應(yīng)速率隨酶濃度變化的曲線(請用“4”標(biāo)注)，并說明其原因。

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)見曲線1(評分依據(jù)：每分解1mmol谷氨酸則產(chǎn)生1mmol，根據(jù)濃度變化曲線，可得到嚴(yán)格的谷氨酸濃度隨時間變化曲線)。 (2)當(dāng)谷氨酸脫羧酶的濃度增加50％時，見曲線2，其原因：酶量增加50％，酶催化反應(yīng)速率相應(yīng)提高，反應(yīng)完成所需時間減少。當(dāng)溫度降低10℃時，見曲線3，其原因：溫度降低，酶催化反應(yīng)速率下降，但酶并不失活，反應(yīng)完成所需時間增加。 (3)見曲線4(注：曲線4為一條不經(jīng)過原點(diǎn)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(dāng)加入的酶量使重金屬離子完全與酶結(jié)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(yīng)速率與酶濃度變化的直線關(guān)系不變。 解析：本題重點(diǎn)考查酶的作用以及影響酶活性的因素等相關(guān)知識；考查考生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理、運(yùn)用圖表形式準(zhǔn)確地描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及推理能力；考查考生對建立模型分析的科學(xué)研究方法的掌握。(1)隨著產(chǎn)物的增加，反應(yīng)底物因?yàn)楸幌�耗而逐漸減少；(2)提高酶的濃度，酶催化反應(yīng)速率相應(yīng)提高，反應(yīng)完成所需時間減少；溫度降低，酶催化反應(yīng)速率下降，但酶并不失活，反應(yīng)完成所需時間增加。(3)一定量的重金屬離子使一定量的酶失活，當(dāng)加入的酶量使重金屬離子完全與酶結(jié)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(yīng)速率與酶濃度變化的直線關(guān)系不變。