Question

蔗糖酶能专一催化1 mol蔗糖分解为1 mol葡萄糖和1 mol果糖。某科研小组在最适温度(40℃)、最适pH的条件下，对该酶的催化反应过程进行研究，结果如图所示。

请根据以上实验结果，回答下列问题：

(1)在物质浓度随时间的变化图中画出最适状态下，反应过程中葡萄糖浓度随时间变化的曲线(请用“1”标注)。在反应速率随酶浓度变化图中画出最适状态下，一开始时将混合物中蔗糖的浓度增加50%，反应过程中反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“7”标注)。

(2)在物质浓度随时间的变化图中分别画出，一开始时将混合物中酶的浓度增加50%、反应温度降低10℃，反应温度升高10℃、反应温度升高20℃蔗糖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10℃后的变化曲线、用“4”标注温度升高10℃后的变化曲线、用“5”标注温度升高20℃后的变化曲线)。

(3)拜糖平与蔗糖酶的亲和力较蔗糖大15 000倍，故能竞争性抑制蔗糖与蔗糖酶的结合。向反应混合物中加入一定量的拜糖平后，请在反应速率随酶浓度变化图中画出反应速率随酶浓度变化的曲线(请用“6”标注)。

 

Answer 1

如图所示

 

在物质浓度随时间的变化图中，只有表示反应物浓度的曲线才会下降，可见图中的物质浓度是蔗糖浓度(反应物的浓度)。从反应关系看，1 mol蔗糖分解为1 mol葡萄糖和1 mol果糖，当蔗糖浓度为0时，反应完成，葡萄糖达到和蔗糖起始浓度相同的浓度水平，所以表示反应过程中葡萄糖浓度随时间变化的曲线的起点是0，终点的浓度和反应物的起始浓度相同。增加酶只能使反应提前到达终点，所以用曲线2表示，其下降速度快；降低反应温度使反应延迟到达终点，用曲线3表示，其下降速度慢；温度升得越高，酶失活得越快，酶失活前仍能催化蔗糖分解，所以分别表示反应温度升高10℃和反应温度升高20℃的曲线是4和5。竞争性抑制是可逆的，酶越多，酶和底物结合的概率越高。加竞争性抑制剂后，反应速率随酶浓度变化如曲线6所示。在酶浓度相同时，反应物浓度高，反应速率快，所以一开始时将混合物中蔗糖的浓度增加50%时，反应速率的变化应如曲线7所示。