学年

教科

質問の種類

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

解決済み 回答数: 1
生物 高校生

この写真の問を教えてください!

20:51 「LINE マン Vo 4G+ 145% LTE ⑥ 対物ミクロメーターの目盛りと接眼ミクロメーターの目盛りを平行に重ね合わせたら、 重なる2ヶ所を見つけ、 接眼ミクロメ ーター何目盛り分と対物ミクロメーター何目盛り分が合うかを測る。 7 各倍率での接眼ミクロメーター1目盛りの長さを計算する。 (③ の値を利用する) 接眼レンズ (×15) 接眼ミクロメーター1目盛り 対物ミクロメーター 目盛り 対物レンズ (×10) 接眼ミクロメーター 目盛り μm 対物ミクロメーター 目盛り 対物レンズ (×40) 接眼ミクロメーター 目盛り μm 計算の仕方がわからない人は、以下の4. で練習してから再度チャレンジすること! 8 ここまでの作業が終わったら、 対物ミクロメーターを前に返す。 1/2 4. 練習 右の図を例にして目盛りの求め方を練習しよう。 【問1】 右の図のように、 対物ミクロメーターと接眼ミクロメーターの目盛りが重なる ところを2ヶ所チェックする。 (ある倍率の時) 【問2】 チェックした2ヶ所の目盛りをそれぞれ数える。 接眼ミクロメーター (a 目盛り 対物ミクロメーター (b 目盛り 【問3】 以下の方程式で計算し、 接眼ミクロメーター1目盛りの長さ(Xとする) を求める。 接眼ミクロメーターの目盛り 対物ミクロメーターの目盛り 図3 40 50 プレパラート上では こんな状態で接眼目 盛りに重なっている 試料を見つける 対物ミクロメーターの1目盛りは(c μmで、固定値である (3. 仕組みの③ より ) 左辺 接眼レンズについて 右辺: 対物レンズについて ( X ) μm x (a 目盛り (c x = )μm x (b μm (ある倍率の時) 目盛り 接眼ミクロメーターの1目盛りは対物レンズの倍率によって異なる!! そのため、対物レンズの倍率が変われば計算し直す必要あり。 *右上のゾウリムシを同じ倍率で観察したのであれば、 全長: 6. 考察 【問1】 対物ミクロメーターを使って試料の大きさの測定を行わない (行えない)のはなぜか。 【問2】 「原形質流動」 とはどのような現象のことか。 【問3】「原形質流動」 を観察すると、 葉緑体が細胞壁に沿って動いていることが多いのはなぜか。

回答募集中 回答数: 0
生物 高校生

問3でmol比はどうやってわかるんですか?

NPRQ)" とよぶ。この値をA, B, Cを用いた式 問4 脂肪消費量をA, B, C を用いた式で示せ。 問5 あるヒトの実測値が A = 20L, B = 18L, C = 0.8gだったとする。 糖質の消費量 を計算せよ。 [08 日本女子大 改] keo ア 18. 〈酵母による発酵> 思考 酵母は、一定の濃度以上のグルコースを与えて培養すると,たとえ酸素が十分にあって も呼吸だけでなくアルコール発酵も行ってエネルギーを得ることが知られている。 酵母は身のまわりのいたる所に存在しているので, 思わぬ現象を引き起こすことがある。 内容積 510mLのペットボトルに, 15mg/mL のグルコースを含むスポーツ飲料が500mL 入っている。 このスポーツ飲料を350mL飲んでキャップを完全にしめた。 残りを後で飲 むつもりだったが、 忘れていて, 数日後に見るとペットボトルがやや膨らんでいた。 これ は、スポーツ飲料を飲んだときに酵母が混入して増殖し、二酸化炭素を発生したことが原 因であると考えられた。 文中の下線部について、 下の問いに答えよ。 ただし, 原子量は, C=12.H=1.0= 16 とする。 また, 空気の20%が酸素であり, 1molの気体は24Lとし, スポーツ飲料に 溶けこむ気体の量は無視できるものとする。 問1 キャップをしめたとき, ペットボトル内に酸素は何mmol あるか。 問2 キャップをしめたとき, 飲み残しのスポーツ飲料に含まれるグルコースは何mmol か。 問3 混入した酵母が、 ペットボトル内の酸素を全て呼吸によって消費したとすれば,そ れによって消費されたグルコースは何mmol か。 問4 問3の呼吸で消費されて残ったグルコースが混入した酵母の発酵によって全て消 費されたとすれば,ペットボトルの中の圧力は何倍に高まるか。 ただし, ペットボトル の膨らみによる内容積の増加は無視する。 問5 飲み残しのスポーツ飲料のグルコースから酵母がつくりだしたATPは何mmol か。 [12 関西大) ア 19. 〈光合成のしくみ> 思考 光合成の際, 光エネルギーはクロロフィルなどの光合成色素群によって捕集され、吸収 された光エネルギーは最終的に光化学系の反応中心にある特殊なクロロフィルに伝達さ れて光化学反応が駆動される。 この光化学反応は葉緑体のチラコイド膜にある光化学反応 系によって行われるが, 光化学反応系には光化学系Ⅰ (PSI) と光化学系ⅡI (PSⅡI) の2種 類が存在する (図1)。 それぞれの光化学反応中心に存在する特殊なクロロフィルは,光合 成色素群によって捕集された光のエネルギーを利用して活性化され, 電子受容体へ電子 e を供与することによって, 吸収した光エネルギーを化学エネルギーに変換する。 光化学 反応中心に存在する特殊なクロロフィルは電子を供与すると酸化された状態になるが, そ れが再び還元される際, PSIではプラストシアニンというタ DO TH+talde 18 脂肪 有機物 xg yg 0.8yL 脂肪と糖質の酸素消費量 : 2x + 0.8y = A - 5C 脂肪と糖質の二酸化炭素発生量: 1.4x + 0.8y = B-4C これらをxとyについての連立方程式として解くと. 5(-7A + 10B-5C) 5(A-B-C) 12 3 問5 問4のyの式に与えられた値を代入すればよい。 問 13mmol 問2 12.5mmol 問4 2.6倍 問5 43mmol O2 消費量 CO2 発生量 1.4xL 2xL 0.8yL 360x [解説 問1 スポーツ飲料を350mL 飲んだ後のペットボトル内の気体は360mLである。 ち, 20%が酸素であり, 1molの気体は24L=24000mL であるから. ペットボト の酸素は. × 20 3 100 24000 1000 (mol)=3 (mmol) 問2 飲み残しのスポーツ飲料は500-350 150(mL) である。 このスポーツ は 1mL当たり 15mgのグルコースが含まれるので, スポーツ飲料 150mL中に含 るグルコースは, 150 x 15 12.5(mmol) となる。 180 問3 呼吸で消費するグルコースと酸素のmol比は, 1:6である。 問1から、ベット ル内に存在する酸素は3mmol。 よって消費するグルコースは, 3 6 問4 問2と3から, 呼吸で消費された後に残ったグルコースは、 12.50.5 12.0 (mmol) アルコール発酵で消費されるグルコースと生成される二酸化炭素のmol比は、 ある。よって発酵で生成される二酸化炭素は, = 0.5(mmol) 呼吸商 0.7 1.0 問3 0.5mmol 24 x 12x224 (mmol) である。 1molの気体は24であるから 24mmolの二酸化炭素は、 24 1000 = 0.576L = 576 (mL) である。 ペットボトル内には360mLの気体があったため、ペットボトル内の圧力は、 360 +576 = 2.6 (倍) になる。 360 問5 問3より 呼吸によって消費されるグルコースは, 0.5mmol なので、生成さ ATP は, 0.5 × 38 19 (mmol) である。 また, アルコール発酵で消費されるグルコースは、 12mmol なので生成され は 12×2= 24 (mmol) よって ATP は, 19 である。 24 43 (mmol) 生成される。

解決済み 回答数: 1
1/4