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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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化学 高校生

【高校化学】(1)の問題についてです。 過酸化水素を分解するとありますが、分解したあとも体積は変わらないのですか?またそれは何故ですか?

一般に,反応物 ⑤ 一般に,反応速度定数は触媒が存在すると変化する。 一般に,反応の温度の上昇に伴い, 思考 グラフ (10 福岡大 318. 過酸化水素の分解 少量の酸化マンガン (IV) MnO2 に 1.00mol/Lの過酸化水素 Hoz 水溶液を10.0mL 加え、発生した酸素 O2の物質量を60秒ごとに測定した結果を の表に示した。 反応中の温度。水溶液の体積は一定として,下の各問いに答えよ。 180 240 300 360 1.00 × 10-3 1.85×10-3 2.53×10-3 3.01×10-33.41 × 10-33.69×10 - 時間 〔秒〕 0 60 S 120 酸素の物質量 [mol] 0 (1)分解開始から60秒間のH2O2の平均分解速度は何mol/ (L・秒) か。 (2)H2O2のモル濃度をα [mol/L] 反応時間を秒としたとき, 表の結果について と6の関係を表すグラフ1,および60秒間ごとの平均分解速度をα 〔mol/ (L・秒)], そ の間におけるH2O2濃度の単純平均値を [mol/L] としたときのαとbの関係を表す グラフ2に該当するものはそれぞれどれか。 次の(ア)~(オ)から選べ。 OSE (ア) (イ) 1.OMI a▲ (ウ) a (エ) α) (オ) a 0 0 b 0 b (3)反応速度定数は反応温度や触媒の存在で変化するが,反応物の濃度には依存しな いことから、反応速度定数をグラフ2から求めることができる。 今回の実験結果から, 0~60秒間における反応速度定数を有効数字2桁で求めよ。 (東京理科大改)

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化学 高校生

青い下線部なんですけど、なぜ高温だと酸化物イオンと炭素が反応するんですか??

ビデ 化 ●アルミニウムの製造 化学基礎 ボーキサイト (主成分AL:O3W HO) 氷晶石(主成分 Nas AIF) 電解工場 アルミナ アルミニウム 液体得られない。 H2が発生しない!! 酸化アルミ ニウム ・導電棒 炭素 (陽極) 酸化アルミニウムと氷晶石の融解物 アルミ ニウム ミム (約1000℃) 融解したアルミニウム 炭素 (陰極) アルミニウムAIは, 天然にはボーキサイト「Al2O3mH2O)という酸化物の形で産出する。このボーキサ イトから不純物をとり除いた酸化アルミニウム(Al2O3 (アルミナを溶融塩電解するとAIが得られる。 アルミナの融点 (融点 2054℃)は高いが, 融点の低い氷晶石 Nas AIF (融点 1020℃)に少しずつ溶か していくと,比較的低温な約1000℃で融解する。 陰極では,AI3+ が還元されてAI が生成し, 炉の底にたまる。 陽極ではO2が酸化されるが、高温で あるため、電極の炭素と反応してCO または CO2が発生する。 このCOとCO2は不純物として残ら ないため、製造において都合がよい。 また、炭素電極は安価で化学的にも安定であり、高温で融ける 可能性がある金属を電極に用いるよりも優位性がある。 C+02 0 → CO + 2eT +2 C + 20 →CO2 + 4e 0 +4 陰極 A3+ + → Al +3 0 酸化 ADVANCE

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化学 高校生

(5)の考え方がわからないです

第1講 化学平衡ルシャトリエの原理 §I 化学平衡 問 水素H2とヨウ素 I2 の混合気体を密閉容器内で加熱すると、 その一部がヨウ化水素 HI となり、やがて次に 示すような平衡状態に達する。 H2(気) + I2(気) 2HI (気) △H=-9kJ... ① 化学反応の速度と濃度の関係を表す式を 「反応速度式」 と言い、その比例定数を 「反応速度定数」 と言 う。 ①式の正反応の反応速度をV1 反応速度定数を k」とし、 ①式の逆反応の反応速度をV2、 反応速度定数 をk2 とする。 v1 は H2 と I2の濃度の積に比例し、 V2 は HI の濃度の2乗に比例することが知られている。 次 の間に答えよ。 (1) 平衡状態とは、 正反応と逆反応の反応速度が等しく、見かけの上では反応が停止している状態である。 こ れを踏まえ、 ①式の濃度平衡定数K をk」 とk2を用いて表せ。 (2) 一定温度T [K] に保たれた容積 V [L]の容器に、 1.50molのH21.80molのI2を入れ反応させた。 1式に示 される平衡状態に達したとき、 容器内の12の物質量は反応開始時の 30.0%になっていた。 この温度におけ る濃度平衡定数K。 の値を有効数字2桁で求めよ。 (3)(2)の平衡状態に、 0.30molのH2を加え、新たな平衡状態に達したとき、 容器内に存在する気体のそれぞ れの物質量[mol] を有効数字2桁で求めよ。 (4) (3)の平衡状態から容器内の温度を変えると、 新たな平衡状態に達し、 容器内のH2 は 0.45mol となった。 この温度における濃度平衡定数K。 の値を有効数字2桁で求めよ。 (5)(4)では、容器内の温度をどのように変えたものと考えられるか、そのように判断した理由ととも せよ。 穹

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