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生物 高校生

(3)の問題が分からないです どこから読み取ることができるのですか? 答えは 変わらない でした わかる方いらっしゃいましたら教えて頂けると嬉しいです よろしくお願いします🙇‍♂️

【呼吸実験(脱水素酵素①)】 ハトの胸筋に含まれる酸化還元酵素であるコハク酸脱水素酵素の活性を調べる実験を メチレンブルーを指示薬として行った。 実験には,図のガラス管を用いて,主室にハトの胸筋をリン酸緩衝液とともに破砕 主室|ハト胸筋を破砕した懸濁液(mL) 実験1 実験2 実験3 実験4 5 副室 0.02%メチレンブルー溶液 (mL) 10%コハク酸ナトリウム溶液 (mL) 10%マロン酸ナトリウム溶液(mL) リン酸緩衝液 (mL) 0.5 副室 1 0.5 2 1 0 1 1 1.5 0 0 アスピレーターへ 主室 した懸濁液を入れ,副室には表に示すように試薬を入れた。 アスピ レーターを用いて器具内を脱気してから副室部分を回転して外気を 遮断した後,主室の抽出液と副室の試薬を混合した。 すべての実験において混合直後 の液の色は青色であった。 このガラス管を37℃に保温して色の変化を観察した。実験 1と実験2の結果は同一であり, 時間とともにしだいに青色が薄くなり, 10分で完全に 青色が消失した。 なお, マロン酸はコハク酸脱水素酵素の競争的阻害剤としてはたらく。 (1)この実験に用いたガラス管を何というか。 (2) 実験1と同様の操作をガラス管内の脱気をせずに行うと,どのようになるか。 (3)実験3において, 青色が消失するまでの時間は実験1と比べてどのようになると推 測されるか。 (4)実験4でも青色の消失が観察された。 このとき青色が消失するまでの時間は実験1 と比べてどのようになると推測されるか。 [16 北里大 改〕

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生物 高校生

酵素の反応速度の問題です。赤線を引いた部分がなぜその式になるのかわかりません。教えてください。

Step up 73 酵素の反応速度 ■ステップアップ問題 典型的な酵素反応速度 Vは基質濃度が少ないと きは基質濃度[S] に比例し、 基質濃度が十分高く なると一定値 Vmax に達する(図1のA)。 このよう な酵素反応速度Vは,下に示したミカエリス・メ ンテンの式といわれる関係式で表される。 V. V= 1+ Km (Km:ミカエリス定数) [S] 反応速度〔V] Vmax A B 12% AOK BOOK 図1 酵素のミカエリス定数Kと反応 基質濃度[S] ここで,Vmm はこの反応の最大の反応速度を表す。この式を見ると,基質濃 のみ依存していることが分かる。また,Km はミカエリス定数といわれるもので 1 Kmは反応速度が V me の一となる基質濃度を表しているが,①これは酵素と基質 max 2 和性の目安となるものと解釈されている。 さらに、このミカエリスメンテンの 際のデータを利用することで,この反応系における酵素と基質の親和性だけでなく 害剤による効果に関しても推測できる場合がある。 例えば、 コハク酸デヒドロゲー の基質はコハク酸であるが,競争的阻害を引き起こす物質 (マロン酸)が反応系に ると,Vmax に変化はないが,Kmが大きくなる, すなわち基質との親和性が低下す とで判断することができる(図1のB)。 これは非競争 的阻害とは決定的に異なる特徴である。 (2)この阻害剤によってこの酵素反応は,どのような阻害を受けていると考えられる か。 最も適切なものを次から1つ選べ。 (ア) この阻害剤によってVmax には影響がない ので,非競争的阻害である。 (イ) この阻害剤によってVmax には影響がない ので,競争的阻害である。 (ウ) この阻害剤によってKm には影響がないの で,非競争的阻害である。 (エ) この阻害剤によってKm には影響がないの で,競争的阻害である。 阻害剤なし 阻害剤あり [S] 1/ [S] V 1/V V' I/V' 0.25 4.00 1.33 0.75 0.67 1.50 0.33 3.00 1.60 0.63 0.84 1.19 0.40 2.50 1.78 0.56 0.97 1.03 0.50 2.00 2.00 0.50 1.14 0.88 0.60 1.67 2.18 0.46 1.30 0.77 0.75 1.33 2.40. 0.42 1.50 0.67 1.00 1.00 2.67 0.38 1.78 0.56 [S] 基質濃度(相対値) V 反応速度 (阻害剤なし 相対値) V' 反応速度 (阻害剤あり 相対値) (オ) この阻害剤によってVmax にも Km にも影響が出るので,競争的阻害とも非競争 的阻害ともいえない。 (15 芝浦工大 ・ 改) 知識確認 この問題の基本となる知識をおさえよう。 問2 競争的阻害では基質に似た物質が酵素の活性部位に結合することで阻害する ので,基質濃度が高ければ阻害効果は小さい。 非競争的阻害では酵素の活性部 位以外の場所に阻害物質が結合して酵素と基質が結合できなくするので,基質 濃度が高くても阻害効果はあり、 反応速度は低下する。 考えてみよう 解説の空欄を埋めながら、 解法を考えてみよう。 また、ミカエリスメンテンの式において, 両辺をそ れぞれ逆数にとると 1 1 KM 1 + V V V max max [S] Vmax 1/[S] を, y 軸に1/Vをとってグラフ を作成すると, 傾きが約 0.123 の比例 問3 (1) 阻害剤がない場合のグラフを1.6 表の数値を使って作成する。 x軸に 1.4- 1.2- 1.0- 1 1 となるので, 3 [S] V を軸としてグラフを描くこ 0.2 図2 2 3 となる。 1717 とにより, 容易にK や V を求めることができる (図2)。 問1 下線部 ①について、以下の説明文の空欄に入る適切な語句を選び, 記号で答え ミカエリス定数が小さいと, 基質濃度が(① 高い ②低い)環境でも反応速度 Vmax に達することがB(①できる ②できない)から。 問2 下線部 ②について、以下の説明文の空欄に入る適切な語句を選び、記号で答え 基質の濃度を変化させB(①ても阻害の程度は変化しない ②ると阻害の程度は 非競争的阻害は, 酵素の基質に対する親和性に直接作用 (①する ②しない)の する)。また,Vmax は c (①変化しない ②低下する)。 0.8- のグラフ() になる。 x = 4, y = 0.75 0.6 を代入して方程式を立ててみると,y 0.4- =0.123x+ ( ・・・ ① 式となる。 よ 0 ってx=0のときy = ( となり その値が 1/V, 「max であるので,Vmax は約 ( (2)同様に阻害剤がある場合のグラフを表の数値を使って作成する。 x 軸に1/[S] をy軸に1/V'をとってグラフを作成すると, 傾きが約0.313 の比例のグラ フ () になる。 x=4,y=1.5を代入して方程式を立ててみると,y=0.313+ ・・・ ②式となる。x=0のときy=( となり,その値が1/V であ max るので, V' は約 ( となり, 阻害剤なしの場合と 。 またy=0のときのxの値が-1/Kmであるので、1式 ②式よりKm を求めて みる。 ①式 0.123x+( )=0 x=2.098 Km≒0.477 max (相対値 ②式 0.313x+( )=0 x=-0.792 K = 1.263 問3 下線部 ③について, 表は阻害剤の存在 ・ 非存在下において,基質濃度とある (1) 表の数値を用いて図2のようなグラフを作成し, 阻害剤がない場合のV の反応速度 (相対値) の変化を対比させたものである。 次の(1),(2)に答えよ。 を求め,次の中から最も近い値を選べ。 ( 3.0 4.0 5.0〕 阻害剤があってもなくても Vmaxに変わりがないが、Kには影響があり酵素 と基質の親和性が変化しているので、 ( と考えられる。 86 第Ⅱ部 生命現象と物質

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(2)が解説がついてなくてなんでその答えになるのか分かりません。教えて欲しいです!! 【解答】①b②f③f④e⑤f⑥f

酵素には最も活発にはたらける(ア) 温度があり、一定の温度を超えると反応速度 は急に低下する。 高温により酵素活性が失わ れることを酵素の(イ)という。 高温で酵 素が (イ) するのは、酵素を構成する(ウ) が変性し、立体構造が変化して基質が (エ)に結合できなくなるためである。 → 反応速度 b a f 上図中のaのグラフは、ある酵素反応にお 0 低基質濃度→高 ける基質濃度と反応速度との関係を示してい る。なお、この酵素は37℃およびpH7 のときに最も高い反応速度を示すものとする。 (1) 文中の(ア) ~ (エ)に当てはまる適切な語句を答えよ。 【知技】 (2) 同じ実験を次の①~⑥の条件で行うとグラフはどうなるか。 図中の af から 1つずつ選び、それぞれ答えよ。 また、 同じグラフを複数回選択しても良いもの とする。 【思判表】 ①基質濃度を2倍にする (3) 文字の ②酵素濃度を1/2 倍にする [限] ③溶液の温度を37℃から10℃に下げる 面 (1) COOOF (S) 中国 ④反応液に基質と化学構造が似ている阻害物質を加える 分にあう ⑤溶液のpHを7から9 に上げる F(8) ⑥この酵素がアロステリック酵素で、 非競争的阻害が起こる

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(2)の問題です。正解は⑥ですが、私は⑤を選んでしまいました。ダメな理由を教えていただきたいです!

大学入学共通テスト対策問題 感謝 97 呼吸に関する次の文章を読み, 以下の問いに答えよ。 クエン酸回路は,物質が変換される反応が次々に起こって循環する反応系である。 クレブスは、ハトの胸筋細胞を破砕して緩衝液を加えた懸濁液を材料として,この反 応系が回路状であることを確認する実験を行った。 この反応系には3つの物質,物質 A, 物質 B, 物質Cが含まれており,ピルビン酸が変換されて生じたアセチルCoA がこの反応系に入り,物質 A, 物質 B, 物質 Cの順に生成される。 クレブスが行っ また実験では,物質Bを基質とする脱水素酵素のはたらきを阻害するマロン酸を用い ている。なお,マロン酸はこの反応系には含まれない化合物である。 (1) 実験に用いたマロン酸は,物質 B に構造がよく似ており,競争的阻害によってこ 93 の脱水素酵素のはたらきを抑制する。これについて,適切な記述を2つ選べ。 ① マロン酸は、酵素の活性部位に結合する。 ② マロン酸は、酵素の活性部位とは異なる部位に結合する。 ③ 酵素量が一定のとき,物質Bの濃度がマロン酸の濃度より高くなっても、マ ロン酸による阻害効果は変わらない。 ④ 酵素量が一定のとき,物質Bの濃度がマロン酸の濃度より高くなるほど、マ ロン酸による阻害効果は小さくなっていく。 酵素量が一定のとき,物質Bの濃度がマロン酸の濃度より高くなるほど、マ ロン酸による阻害効果は大きくなっていく。 (2)反応系が回路状であることを示すためにクレブスが行ったと考えられる実験とし て,最も適切な記述を1つ選べ。なお,ハトの胸筋細胞の懸濁液には十分量のピ ルビン酸が含まれていて,この実験は十分量のO2の存在下で行い,懸濁液には 十分な阻害効果を示す濃度のマロン酸が添加されている。 ① 物質Aを添加して反応させ,物質Bの産生量を測定した。 ②物質Aを添加して反応させ, 物質 C の産生量を測定した。 ③ 物質 B を添加して反応させ, 物質 A の産生量を測定した。 ④ 物質 B を添加して反応させ,物質 Cの産生量を測定した。 ⑤ 物質Cを添加して反応させ, 物質 Aの産生量を測定した。 ⑥物質Cを添加して反応させ, 物質Bの産生量を測定した。 (3)(2)の実験をO2 が存在しない条件で行うと, (2)で測定した物質の産生量はどのよ うになると考えられるか。 最も適切なものを1つ選べ。 ① ほとんど変わらない ② 減少する ③ 増加する (4) (3)のようになる理由について,最も適切なものを1つ選べ。 ① 回路の反応には, O2 が必要ないため ③ ATP をほとんど産生できなくなるため ④ NADH をほとんど產生できなくなるため ② CO2が蓄積するため 〔21 北里大

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生物の問題です。マーカーを引いたところは、なぜそうなるのですか?

8 酵素反応の速度と基質濃度 次の文章を読み、以下の問いに答えよ。 温度pHなどの条件が最適で酵素濃度が一定のとき、酵素反応の速度は基質濃度の 影響を受ける。酵素反応の速度は、基質濃度が小さいとき,基質濃度に比例して大き くなるが,しだいに一定値(最大の反応速度) に近づいていく。 酵素反応の速度は,基質と化学構造の似ている物質(阻 害物質) が存在すると低下することがある。 これは,酵素 の活性部位をめぐって2種類の物質の間で奪い合いが起 こり、酵素と基質の結合が阻害されるためである。 阻害 物質がない場合とある場合について,基質濃度と反応速度 度との関係を図1に示した。 ・反応速度 阻害物質なし -阻害物質あり 反応速度 図 1 (1) 図1のように,基質と化学構造の似ている阻害物質が 酵素反応の進行を妨げることを何というか。 (2) 文章中の下線部の酵素反応は,下に示す式で表すことが可能である。 すなわち酵素 と基質が結合して酵素基質複合体ができる過程 X と酵素基質複合体から生成物 ができる過程Y の2つに分けて考えることができる。 基質濃度 の 過程X 過程 Y YILA BRO 酵素+基質酵素基質複合体酵素+生成物 同じ物質を分解する2種類の酵素 A,Bを用いて基 質濃度と酵素反応の速度を測定すると図2のような結 果が得られた。 この測定条件において酵素 A,Bの性 質を比較したとき. 次の(ア), (イ)それぞれについて最も 適当なものを下の ① ~ ④ から選べ。 図2 基質濃度 - (ア) 過程 X における基質と酵素の結合のしやすさ (酵素基質複合体のできやすさ) (イ) 過程 Yにおける酵素基質複合体から生成物ができる速度 ① A >B ② A = B ③ A<B ④ どちらともいえない 〔13 立命館大〕 -A

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