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，對該酶的催化反應過程進行研究，結果見圖1和圖2．
（1）圖1中的a是在谷氨酸起始濃度為10mmol/L、最適溫度、最適pH值、酶濃度固定的條件下得到的曲線．請給該曲線擬定一個合理的名稱

 

．b、c兩曲線是通過改變溫度、酸堿度或酶濃度得到的曲線，圖1中曲線b產生的最可能原因是

 

；導致曲線c出現的原因可能是

 

．
（2）圖2是在反應物濃度過量添加下，酶催化反應速率隨酶濃度變化曲線．谷氨酸脫羧酶作用的基團是

 

（寫結構簡式）；谷氨酸脫羧酶催化谷氨酸分解的過程大致是：谷氨酸脫羧酶+谷氨酸→

 

→γ-氨基丁酸+lCO₂+

 

；圖2中曲線e是在谷氨酸脫羧酶和谷氨酸混合溶液中加入一定量的某化合物“X”后，得到的酶催化反應速率隨酶濃度變化的曲線，你認為出現這種現象的最可能原因應該是

 

．
（3）谷氨酸的分子式是C₅H₉NO₄，其結構特點是

 

；向谷氨酸脫羧酶溶液加入雙縮脲試劑呈現紫色反應，因此，可以認為谷氨酸脫羧酶是一種

 

，基本組成單位是

 

．

Answer 1

考點：探究影響酶活性的因素

專題：

分析：分析圖1：圖1縱坐標中物質濃度是谷氨酸分解形成的某種產物的濃度，1mol谷氨酸分解為1molγ-氨基丁酸和1molCO₂，其中γ-氨基丁酸的量不易測定，而CO₂濃度易測定，因此圖1名稱為產物CO₂濃度隨時間變化曲線．b曲線所在的條件下，酶促反應速率最快，其次是a曲線，而c曲線所在的條件下酶促反應速率最慢．

解答： 解：（1）由以上分析可知圖1圖1名稱為產物CO₂濃度隨時間變化曲線．圖1中的a是在最適溫度和最適pH值下的到的曲線，若溫度或pH值改變都會使酶的活性降低，導致化學反應速率減慢．圖1中曲線b的反應速率快于a，原因是酶濃度增加，反應速率加快；曲線c的反應速率慢于a，原因可能是酶濃度降低，反應速率減慢，也可能是溫度或酸堿度改變，酶活性降低，導致反應速率減慢．
（2）氨酸脫羧酶作用的基團是羧基，即-COOH；谷氨酸脫羧酶能催化谷氨酸分解，但其本身在化學反應前后不變，因此谷氨酸脫羧酶催化谷氨酸分解的過程大致是：谷氨酸脫羧酶+谷氨酸→“谷氨酸脫羧酶-谷氨酸”復合物→γ-氨基丁酸+lCO₂+谷氨酸脫羧酶；圖2中加入化合物“X”后，一段時間內催化反應速率為0，說明X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．
（3）谷氨酸是一種氨基酸，氨基酸的結構特點是至少有一個氨基和羧基連在同一碳原子上；雙縮脲試劑可用于檢測蛋白質，能與蛋白質發生紫色反應，向谷氨酸脫羧酶溶液加入雙縮脲試劑呈現紫色反應，由此可知認谷氨酸脫羧酶是一種蛋白質，其基本組成單位是氨基酸．
故答案為：
（1）產物CO₂濃度隨時間變化曲線   增加酶濃度      降低酶濃度（或改變溫度，或改變酸堿度條件） 
（2）-COOH“谷氨酸脫羧酶-谷氨酸”復合物  谷氨酸脫羧酶  X與谷氨酸脫羧酶按比例牢固結合，不可解離，迅速使酶失活   
（3）至少有一個氨基和羧基連在同一碳原子上   蛋白質   氨基酸

點評：本題結合曲線圖，考查探究影響酶活性的因素、氨基酸的結構特點、檢測蛋白質實驗，要求考生掌握影響酶活性的因素及相關曲線圖；識記氨基酸的結構通式及其特點；掌握檢測蛋白質實驗的原理，能結合曲線圖答題．