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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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生物 高校生

イの計算が解説を読んでも理解出来ません💦🙏

生物の体内で行われる化学反応のうち、異化の反応では、 生じ、物質がもつ総エネルギー量は化学反応の進行とともに減少する。 代表的な異化の反 応には呼吸や発酵がある。 真核生物の細胞内で行われる呼吸は、大きく分けると3段階の反応からなり, ア で行われる(b) 解糖系,ミトコンドリアで行われるクエン酸回路,電子伝達系の順に進行す る。それぞれの過程では,(c)生命現象を営むうえでのエネルギー源となる ATP が合成さ れる。 解糖系とクエン酸回路では1molのグルコースあたり,それぞれ2molのATP が 二冊獲得され,各過程で生じた合計 10molのNADH と2molの FADH2 は電子伝達系に運 ばれて,酸化的リン酸化の過程でそのエネルギーはATP に変換される。1molのグルコー スあたりに合成される ATP の最大量は全体で38 molであるが,実際の反応では,合成 されるATP量はそれよりも少ないとされており、電子伝達系では合計で約28molの ATPが合成されると考えられている。 電子伝達系において, 1mol の FADH2 あたり1.5 mol の ATP に変換され、合計で28 molのATP が合成されるとすると, 1molのNADH イ mol の ATP に変換されることになる。 あたり 問1 文章中の空欄 ア に入る適当な語や数値を、 それぞれ答えよ。

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生物 高校生

この生物の問題に関する、写真3枚目の疑問についてお答えいただきたいです。

1 A 遺伝情報に関する次の文章 (A・B) を読み、下の問い(間1~ 6)に答えよ。 1966年にイギリスのガードン博士は、アフリカツメガエルの褐色個一 体のアに紫外線を照射して核の働きを失わせ、このアに褐 色色素を持たない白色個体のオタマジャクシの小腸細胞から取った核を 移植した。その結果、この移植細胞から生じたすべてのカエルが、核を 提供したカエルと同じ白色の個体になることを示した。 1996年にイギリスのロスリン研究所のウィルムット博士らは、6歳 の雌ヒツジ(全身が白色のフィンドーセット種) の乳腺細胞の核を核 を除いた別のヒッジ(体色が部分的に黒いスコティッシュブラックフェ ース種)のアに移植し、これを生みの親となるヒツジ(スコティ ッシュブラックフェース種)の子宮に移して誕生させた。 生まれた子ヒ ツジの体細胞の核は、乳腺細胞を提供したヒッジと同じDNAをもって いることが示された。 (2) 2007年に京都大学の山中伸弥教授らはヒトの皮膚の細胞に特定の 4つの遺伝子を導入し、培養することによって、 様々な組織や臓器の細 胞に分化する能力とほぼ無限に増殖する能力をもつ多能性幹細胞の作製 に成功した。この細胞は, イと呼ばれている。 1 文章の中の空欄 ア と イに入る語の組み合わせとして正 しいのを選べ。 ア イ (1)受精卵 iPS 細胞 (2)受精卵 ES細胞 (3) 卵細胞 iPS 細胞 (4) 未受精卵 iPS 細胞 (5)未受精卵 ES 細胞

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