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高中 | 第1节 降低化学反应活化能的酶题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一 分子与细胞
第五章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
植物的绿色细胞依赖光照,吸收$\rm O_2$和放出$\rm CO_2$的过程,称为光呼吸。光呼吸是在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器的协同参与下完成的。光呼吸的关键酶是$\rm Rubisco$(酶$\rm R$),它是一个双功能酶,既能催化$\rm C_5$的羧化反应,也能催化$\rm C_5$的加氧反应。上述过程在叶绿体和线粒体中主要物质变化如图。
注明:$\rm C_2$表示不同种类的二碳化合物,$\rm C_3$、$\rm C_5$也类似。$\rm Rubisco$用酶$\rm R$表示。①表示羧化反应,②表示加氧反应。
反应①是光合作用中的 过程。与光呼吸不同,以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生$\rm NADH$的场所是 和 。
反应①是$\rm C_{5}$ 与$\rm CO_{2}$ 在酶$\rm R$的作用下生成$\rm 2C_{3}$ 的过程,这是光合作用中的二氧化碳的固定过程。有氧呼吸分为三个阶段,其中第一阶段葡萄糖分解成丙酮酸和少量$\rm NADH$,发生在细胞质基质中;第二阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量$\rm NADH$,发生在线粒体基质中。所以以葡萄糖为反应物的有氧呼吸产生$\rm NADH$的场所是细胞质基质和线粒体基质。
已经证明,$\rm O_2$是酶$\rm R$羧化酶反应的竞争性抑制剂;同样,$\rm CO_2$是酶$\rm R$加氧酶反应的竞争性抑制剂(竞争性抑制剂与底物竞争结合酶的活性中心),催化两个反应的活性中心为同一个。据此判断,酶$\rm R$ 专一性(选填“有”、“没有”),酶$\rm R$的羧化反应和加氧反应的相对速率取决于 。
有;$\\rm CO_{2}$ 和$\\rm O_{2}$的相对浓度
"]]酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类化学反应。虽然$\rm Rubisco$(酶$\rm R$)既能催化$\rm C_{5}$ 的羧化反应,也能催化$\rm C_{5}$ 的加氧反应,但这两个反应的底物都是$\rm C_{5}$ ,属于一类物质,所以酶$\rm R$有专一性;已知$\rm O_{2}$是酶$\rm R$羧化酶反应的竞争性抑制剂,$\rm CO_{2}$是酶$\rm R$加氧酶反应的竞争性抑制剂,且催化两个反应的活性中心为同一个。那么当$\rm CO_{2}$ 浓度较高时,$\rm CO_{2}$ 与酶$\rm R$结合的机会增多,羧化反应速率加快,加氧反应速率减慢;当$\rm O_{2}$ 浓度较高时,$\rm O_{2}$ 与酶$\rm R$结合的机会增多,加氧反应速率加快,羧化反应速率减慢。所以酶$\rm R$的羧化反应和加氧反应的相对速率取决于$\rm CO_{2}$ 和$\rm O_{2}$的相对浓度。
酶$\rm R$的活性受多种因素的影响,如温度、$\rm O_2$浓度、$\rm CO_2$浓度、光照等。与黑暗下相比,适宜光照下酶$\rm R$羧化酶的活性会 ;在酶$\rm R$的最适温度以下,随着温度的升高,酶促反应速率提高,其原因是 (答两点即可)。
升高;温度升高,分子热运动加快,增加了分子间的碰撞频率,使底物与酶结合的机会增多。 温度升高,酶的活性增强,催化效率提高
"]]与黑暗下相比,适宜光照下,光合作用增强,$\rm CO_{2}$ 浓度相对较高,由于$\rm CO_{2}$是酶$\rm R$加氧酶反应的竞争性抑制剂,所以酶$\rm R$羧化酶的活性会升高;
在酶$\rm R$的最适温度以下,随着温度的升高,酶促反应速率提高,其原因有: 温度升高,分子热运动加快,增加了分子间的碰撞频率,使底物与酶结合的机会增多。 温度升高,酶的活性增强,催化效率提高。
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