《生物学教学》杂志的编辑同志

对一道高考题答案的质疑——提高酶的浓度一定能升高酶促反应速率吗？□广东省东莞中学周平凡dgzxzpf@126一、酶的浓度、底物浓度与反应速率的关系：（一）、原题：2003年上海市高考生物学科试题第11题：下图纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速率关系的是（）。提供的标准答案：[B]，这道题在之后的许多参考资料和各学校编写的试卷中也被反复选用，而在提供的答案中也都是[B]。许多老师和同学在做这道题时，也都理所当然的选了[B]。解释很简单：从反应物（底物）浓度与反应速率关系来看，应是反应物（底物浓度）从低逐渐升高时，反应速率也随之加快，但当底物达到一定的浓度后，反应速率不再加快而趋于一个定值。从这一层意义来看，反应底物浓度与反应速率关系的曲线应是A或B，但由于问题要求比较酶量相差一倍时的两种关系时，考虑到酶量的增加，反应速率也随之加快，即酶量加倍后，在底物浓度较低时，相同底物浓度情况下，加倍酶量的反应速率也加快，这样，A图错误，B图正确。然而，真的这么简单吗？问题的关键在于提高酶的浓度一定会提高酶促反应速率吗？（二）、别人的质疑：以下引自:《化学教学》2004年1-2期第62-63页，《一个化学老师对生物高考题的质疑》[1]孙红文(上海梅山高级中学,江苏南京210041)：物理化学[2]中有关酶催化反应的知识中介绍,米哈利-们顿、布里格斯、霍尔丹等人研究了酶催化反应动力学,得出反应速度r与酶的总浓度[E0]、底物浓度[S]之间的关系为:笛当转[S迎]咸很大箭时哀,中Km投>>蚀[S糠],湖r谦=k尊2旁[E愿0识],干即反樱应速真度与抄酶的句总浓恶度成副正比半而与穿[届S]剧的浓破度无牙关贴；筐当掏[S外]趴很小星时惩,乓Km丈+起[感S到]痛≈号Km要,迁r盈=稍k薄2桨[消E食0省]蜘[觉S况]智/才Km至,户反应若速度惑与汤[S湿]轧成线飞性关蝴系番,街且与叛酶的西总浓弦度成扶正比叛。涂B族选项悄中当否酶的挡浓度喘一定茎时闯,壁底物凤浓度颈与反需应速慌度的万关系翻曲线怠与物幅理化彻学的川研究娃是相俩符的搜。也匙就是斗说辉,B锈选项耀中涝,墨每一货条曲膨线的愈变化脸趋势幅都是蠢正确堤的。我但是键当酶港的总鸦浓度颗一定拘且为肢[E局0奖]石时宪,曾反应练速度皇与底葱物浓耽度的裳关系呆为焰:认当酶无的总接浓度四增加纱一倍读为母2熟[府E姥0败]那时拢,联反应饰速度箩与底过物浓锄度的膝关系警为欺:笼在底皆物浓续度相骑等时胶,除方程闲(2绿)碑的反扭应速民度是叼方程剪(1蓄)程的反苹应速芒度的拖2刷倍散,形所以锋方程唇(2畏)殿所对虾应的阵图像寒应该情是在纪方程段(1砍)霉对应跑图像她整体拨放大学1扩倍择,母且两洲条曲甚线的苗走势席相同中。所补以鉴,践选项相B大的图镰像有阴两点谋是明蓄显错群的榜:晶(1壮)简斜线墨部分谈当底街物浓找度很阶小幕,虫且相径同时积,悔反应含速度杯没有动2疮倍关庆系。座(2加)鸽在由胀斜线酒转为悲水平型线时碎,宽两条稼曲线炕应该昆在同特一个茅底物泽浓度幕时转柴变。惧我认县为正隙确的补图形负如下绝:厨（三雀）、忧我的辟观点讨：踏（1以）对肠反应挪速率艰的理熄解：牛当一月定浓佩度的槽反应桑底物斑在适躬宜的鹊条件阀下混施合后卖，由亦反应险开始梅到达轮反应但平衡寻应是东一个丧过程倾，在百这个输过程立中由他于反执应不移断进早行底隙物浓阅度应盈在不擦断变枕化，犹反应肾瞬时零速率尺也可画能在哀不断只变化躁。所千以题营目中颈提的盯反应阁速率父应是垒在反周应开饰始时晌的瞬值时速乱率。厅（2锋）公茶式析只反灰应了楼在两或个极评端情翁况下谅，既让当极底物译浓度皱[S爸]嘉很大利时和累当巷[S赌]际很小百时反铺应速腹率的兴变化阵，那湖当方[S符]朵与牛Km彼相差声不惠大时少，又砖如何壤解释丛呢？蛛而在旨题目蛇中的甲图是拥要一千个涌[S周]骄连续遥变化划过程组中反蜻应速谢率的旷变化扁。胶（3钟）米蜡氏方塞程的诊推导耍[鞭3年]巷是建骂立在含两个左条件具之上弓的就：床①福反应头达到滚一种裹恒定嘱状态姥，E鲁S络椒合物傻的生茄成速兴率等成于E隶S络瓶合物号的分巡解速招率。软②陆若反丘应体版系中穷的底麦物浓型度极逐大而取使酶捷完全航饱和象时，知所有修的酶父都以此络合经物E哀S的持形式残存在事时达互到最瘦大速换率。社那么阵当底很物浓滩度桃[S哈]厌很小让的时躁候而持酶又摄过量以时，潜能否银达到录以上窃两物个犹条件臂呢？钥我认闸为目是不叼可能惰的，仪那么盘这时福又还葛能守不能欢用搭米氏妈方程岭来推心算当叨[S犁]惊很小销时反感应速拖率呢伞？裳（4秧）在宴许多铸书本臣介绍玻“痛酶浓贤度作味为酶廉促反渠应速乐率影级响砍因素只”重时都朽只提存到摊“添当在能底物谜足够拥过量婚而其职它条雨件固劫定的阔情况哀下，寻酶促膊反应苦的速棒率和拆酶浓捧度成势正比烈”字。实休验测腔定时返也是少考虑梁到通站常在榨底物饭量足蝇够大松的时蒙候来缴测定水，因盘为此曲时底邻物尽减少晌量相熔对很我少，颤而产没物由伶无到令有，朋变化汁较明济显，宾测定佳起来芝较灵喂敏，缩所以蚁多用自产物摊浓度寸的增么加作鉴为反昌应速作率的义量度堆。核那么脉[S息]在贤由0凤逐渐太增大汪而数卧值又片很小利（即赌底物温量不唱够而犯酶过矮量）坏时，雁反应于速率伙与酶愧的浓贝度是校否还掠是成幼正比坝呢？步也就冬是说劝题中云“颜酶浓阀度增易加一覆倍时担”伍的第样二条获曲线民是不比是一鸦定就遍在第赏一条傲线之钟上呢睬？哑理论和上推步测：道在底会物浓转度较种低时饥，只圣有一策部分很酶与友底物狂形成姜中间骆络合位物E才S（杯酶已夸经是炼过量词），杆此时舱若增但加底裤物浓关度，怎则有毅更多居的E客S络牛合物挠生成纪，因熟而反叛应速锁率就告随之牙增加王。但船若此冶时增桂加的剩是酶故，则勿对反朴应速松率没洽有帮至助，它因为担酶已检经是合过量星的了树，再霸增加冲也还重是过楚量。兴打个可比方欺，只堆有一算块砖坐头时姨，安休排一缺个工以人去堂搬运刮与安顶排1牙0个阿工人下去搬蛋运，苏甚至喘安排谋10悬0个例工人绝去添搬运讨，它览的速附率有瓣何差帜别呢逝？色（5营）综三合以里上叙翼述，区我觉掠得选速A会窑更恰灿当一恭些。阔在底裂物浓弟度较网低时爪，增旨加酶掉的浓揉度不悄会增脖加反肝应速科率。[E[E0]=aV1V2[E0]=2aAB耳①员由0帽到A哗点，颈底物粘浓度筋[S洲]过擦低，笨酶[渠E动0骂]=胁a都荷已呈苍过量预状态泊，此体时增赌加酶弹到[我E叉0丸]=卫2a劣也不显能增拆加反姓应的块速率精。抗②细在A损点浓庭度下携，所沸有酶蛛[E川0次]=重a刚哗好达番到饱捐和状插态，条但相夸对于滔酶[聋E鸣0垄]=绍2a辈则还丛是酶蛛过量哑。未③晃由A亭点到摩B点搏，底胡物浓尽度增赶加，容在酶劫[E暴0龟]=惰a时土，反哄应速莫率已围达到茎了最梨大值波，所缩以基竖本不缴变，获但对著于酶投[E锣0吴]=借2a血来说才，酶间还是机过量揭的，戒所以洽反应受速率麻还可食以继腿续增歼加。钢④旨B点庆以后痛，对言于酶稿浓度辱[E漆0似]=军2a酷也达搭到饱绝和，苦反应虾速率恰不再挑增加于。拨（四勤）、裹类似巡问题双的延帽伸：虚如果抚说在样底物甘有限蓝且量恰一定甜的情虾况下堵，冻纵轴知为酶证促辅反应席速率也，横穴轴为益酶浓只度，啄其中女正确暮表示携底物争量增摩加1凳倍时法，酶受浓度刊和反盘应速钓率关限系的乏是（分鬼散）选我觉悠得也弯应选痛A，[S[S]=bV1V2[S]=2bAB并①魄由0殿到A岩点，卵底物叙浓度稿[S虫]无参论是劣等于容b还释是2原b繁都鬼应是生过量朱，而德酶是彼不足歇的，误所以谦随着到酶的呆增加培反应岁速率堵也增宿加。蜓此时至符合纷在底寄物充判足时托,果酶促棕反应埋速度拔与酶土的浓蒸度成范正比怒而与寿底物盟浓度挡无关鲁。歪②烂在A钓点浓间度下峡，所血有酶毛与底骂物刚查好达乞到饱岩和状养态，阶但相轨对于刺底物毛浓度维[S太]=给2b滤则还温是底棉物过章量。筋③耍由A榆点到燕B点使，酶骗浓度凑增加渠，在拥底物寿[S集]=羞b时建，底收物的豆量已云是有俊限了死，所扒以反倘应速面率不推能增吹加，蔬但对盖于底办物浓破度[末S]袄=2代b来剩说，家底物建还是述过量拘的，跳所以名反应悲速率浮还可崭以继会续增代加。离④岁B点没以后亮，对旅于底垦物浓般度[葛S]疗=2定b也窃达到承饱和捉，继餐续加精酶，牧反应收速率辆不再半增加幕。棚二、叨在酶堤的量据或底剪物浓范度改喂变情趁况下啊产物裤与时联间的榨关系耳：将（一罢）原雷题：壤20舰06你年广禾州一夸模第漏41图题:网某研挨究性亩学习瓦小组丰的同静学们秋准备苦用下揉图甲竟所示道的装凉置，而探究晃反应殊物的蓝浓度招与酶谱的催基化反猾应速甜率有排何关摆系。寿请你闯协助式他们语完成僚实验郑设计市。茶材料征用具榨：注房射器酒、密王封橡汤胶帽挖、大酒小相炮同的言新鲜貌马铃岁薯小处圆片高(新驻鲜马可铃薯招含有何过氧掌化氢俯酶)霉、体洽积分态数为食5％守的过宰氧化次氢溶靠液、使蒸馏叨水、渣量筒染、烧屿杯、排秒表护等(难以上政材料娱的数裳量均皇足够欣使用劝)。易（1猪）活该探踪究实职验的誉原理初是适。弹（2训）倚实验村步骤插：谢。黄（3冠）截如果爪这个休实验努装置粗的容殿量足源够大召，反疾应的味时间修足够朴长，鬼请在传下面姐的坐代标图浑(图站乙)覆中分贸别画售出你贺所预贺测的钱高、蠢低两株种不样同浓助度反季应物顷的实窄验结距果。轰提供基的答香案：碌（1悲）（陪2）分略（陈3）典如图虽：冲解析阅：反贸应物某（过菊氧化裙氢）堵浓度码高时秀，反累应速忍率加违快，翁产生圆的氧威气体黑积要描比反努应物笼浓度族低的井情况医下多压。村（二间）我狠的质释疑：蚁此题侍很明菊确强免调割“只装置厌的容越量足却够大捕，反惠应的艳时间闯足够扬长道”休，也帖就是裕说可爱以理贫解帮为好底物避浓度毒无论释高低灾两种给情况妥下都训是足巡够大晒的，酬刚开泻始反备应时宿酶是输达到甘饱和摩的。具根据守前面慨所说稳，当套酶达熊到饱理和以筝后，马增加负底物捕浓度湾并不缺能增针加反届应速岗度，症那无杜论是盯底物续浓度否高还寻是低角，开薪始的菊一段焦就应狠该是耍以相所同的观速灵率闸（都镰达到薪最大句速度丹）反症应的布，图驶象中报应明阴确表允示出钞刚开渴始时连两条蜓曲线扎是重民叠的若，而雄且在较这一凤段中肚产物劝氧气漫的量带与时来间成贵正比露，图艺象中合表示遣为直跳线。食所以千我认智为此高题的恋答案贩应这密样画仍：高浓度高浓度低浓度脖（三炒）此浮题若怠改变裤问法围：验（3状）湿如果缺这个客实验捎装置柄的容怨量足剃够大线，反镇应的忙时间古足够宪长，讲请在假下面秤的坐混标图费(图荣乙)贵中分灰别画事出你糖所预车测的且高、屡低两远种不颂同浓气度撇酶（唤即土狱豆片给数量故多、拜少两狗种不镇同情呈况下翻）领的实秤验结尾果。晚我的拆解析迎：因红为底凳物浓斜度是闷足够盗大的腔，所迟以反专应速寸度与牙酶的塔浓度膨成正伙比，你那在分土豆机片多并的情征况下图先催反化分津解完统过氧夏化氢语，达丢到产龄物的应最高躺点。键而土耳豆片题少查的情刊况下吊，反详应速洽度较条慢，寄后分发解完胞底物品过氧旅化氢势，时选间上摧稍后即达到谈产物轰的最贷高点赵。由角于底页物的自量是肢一定录的，徐反以蚁最后嚷达到水的产缘物最范高点棒是一课样