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酶促反应中底物浓度和反应速度关系

2011-03-14 17:59阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1152583135

解释酶促反应中底物浓度和反应速度关系的最合理学说是中间产物学说。酶首先与底物结合生成中间产物，此复合物再分解为产物和游离的酶。
酶促反应中底物浓度和反应速度关系 - 阿佐 - 阿佐教生物
Michaelis和Menten在前人工作的基础上，经过大量的实验，1913年前后提出了反应速度和底物浓度关系的数学方程式，即著名的米曼氏方程式。
V=Vmax[S]/(Km+[S])
Vmax指该酶促反应的最大速度（即酶被底物饱和时的反应速度），[S]为底物浓度，Km是米氏常数（Km值的物理意义为反应达到1/2Vmax的底物浓度，单位一般为mol/L，只由酶的性质决定，而与酶的浓度无关），V是在某一底物浓度时相应的反应速度。当底物浓度很低时，[S]《Km，则V≌Vmax[S]/Km，反应速度与底物浓度呈正比。当底物浓度很高时，[S]》Km，此时V≌Vmax，反应速度达最大速度，底物浓度再增高也不影响反应速度，因此，当底物浓度非常大时，反应速度接近于一个恒定值。
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酶与不同浓度的底物相互作用模式
在一定的温度和pH条件下，当底物浓度大大超过酶的浓度时，酶的浓度
与反应速度呈正比关系。
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酶浓度对反应初速度的影响

在酶的浓度不变的情况下，底物浓度对反应速度影响的作用呈现矩形双曲线。



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底物浓度对反应初速度的影响

练习：
1、（2003年上海高考生物第11题）下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是
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2、（2007年广东高考生物第38题）动物脑组织中含有丰富的谷氨酸脱羧酸，能专一催化1 mol谷氨酸分解为1 mol r－氨基丁酸和1 mol CO2。某科研小组从小鼠的脑中得到该酶后，在谷氨酸起始浓度为10mmol/L、最适温度、最适pH值的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果见图38一1和图38一2。
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图38-1 产物CO2：浓度随时间变化曲线图（注：酶浓度固定）
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图38-2 酶催化反应速率随酶浓度变化曲线（注：反应物浓度过量）

请根据以上实验结果，回答下列问题：
（1）在图38一1画出反应过程中谷氨酸浓度随时间变化的曲线（请用“1”标注）。
（2）当一开始时，将混合物中谷氨酸脱羧酸的浓度增加50%或降低反应温度10℃，请在图38一1中分别画出理想条件下CO2 浓度随时间变化的曲线（请用“2”标注酶浓度增加后的变化曲线，用“3”标注温度降低后的变化曲线），并分别说明原因。
（3）重金属离子能与谷氨酸脱羧酸按比例牢固结合，不可解离，迅速使酶失活。在反应物浓度过量的条件下，向反应混合物中加人一定量的重金属离子后，请在图38-2中画出酶催化反应速率随酶浓度变化的曲线（请用“4”标注），并说明其原因。
【答案】
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（1）见曲线1（评分依据：每分解1 mmol谷氨酸则产生1 mmol CO2，根据CO2浓度变化曲线，可得到严格的谷氨酸浓度随时间变化曲线）。
（2）当谷氨酸脱竣酶的浓度增加50%时，见曲线2，其原因：酶量增加50%，酶催化反应速率相应提高，反应完成所需时间减少。当温度降低10 ℃时，见曲线3，其原因：温度降低，酶催化反应速率下降，但酶并不失活，反应完成所需时间增加。
（3）见曲线4（注：曲线4为一条不经过原点的平行直线，平移距离不限）。原因：一定量的重金属离子使一定量的酶失活，当加入的酶量使重金属离子完全与酶结合后，继续加入的酶开始表现酶活力，此时酶的催化反应速率与酶浓度变化的直线关系不变。
（立意：重点考查酶的作用以及影响酶活性的因素等相关知识；考查考生对实验现象和结果进行解释、分析和处理、运用图表形式准确地描述实验现象以及推理能力；考查考生对建立模型分析的科学研究方法的掌握。）

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