1、武 夷 学 院 课 程 作 业（ 11 级 生 物 工 程 专 业 2011 2012 学 年 度 第 一 学 期 ）课程名称 生物化学 习题四 酶与辅酶一、填空题1. 酶的化学本质是 蛋白质 或 核酸 。2. 泛酸 (维生素)是辅酶 A 的组成成分，该辅酶的生化功能是 酰基载体 ；TPP 的中文名称是 硫胺素焦磷酸 ，它在生化反应中的主要功能是 参与丙酮酸或-酮酸的脱羧和醛基转移 ；THF(或 FH4)的中文名称是 四氢叶酸 ，它在生化反应中的主要功能是 一碳基团的载体 。3. 酶的活性中心包括 结合 部位和 催化 部位；前者决定酶的 专一性 ，后者决定酶的 催化反应 ；变构酶除了上述部位外
2、，还有与 变构剂 结合的 调节 部位。4. 酶对 底物和反应类型 的严格选择性称为酶的专一性，一般可分为 结构专一性 和 立体专一性 。5. 影响酶促反应速度的因素有 底物浓度 、 酶浓度 、 温度 、 pH 、 激活剂 和 抑制剂。6. 提高酶催化效率的六大主要因素是 酸碱催化 、 共价催化 、 金属离子催化 、邻近和定向效应、 诱导契合和底物形变 、 电荷极化和多元催化 、和 活性部位的疏水微环境 。7. 共价催化又可分为 亲核催化 和 亲电催化 。8. 酶根据其分子结构特点可分为 单体酶 、 寡聚酶 、 多酶复合体和 多功能酶 四类。9. 按照化学组成的不同，酶可分为 单纯酶 和 结合酶
3、 。10. 国际酶学委员会根据酶催化的反应类型，将酶分成 氧化还原酶类 、 转移酶类 、 水解酶类 、 裂合酶类 、 异构酶类 和 合成酶类 。11. 单纯酶的活性仅仅决定于它的 蛋白质结构 ，结合酶的活性除了需要 蛋白质 以外，还需要 非蛋白小分子有机化合物 ，前者称为 酶蛋白 ，后者称为 辅助因子 。12. 测酶活力的主要原则是在特定 pH 、 温度 和 SE 条件下测定其体系内产物的生成量或底物的消耗量。13. 测定酶活力，实际上就是测定 酶促反应进行的速度 ，酶促反应速度越快，酶活力越 大 。14. 酶活力单位是衡量酶 活力大小 的单位。为了统一酶活力的计算标准，1961 年，国际生物
4、化学协会酶学委员会对酶活力单位作了下列规定：在指定的反应条件下， 1 分钟 内，将 1 微摩尔 的底物转化为产物所需要的酶量，定为一个国际单位（IU） 。15. 某酶在标准条件下，催化反应 4 分钟，可使 0.46 mmol 的底物转变为产物，该酶的活力为 115 国际单位(IU)。16. 某酶催化底物 S1 反应的 Km410 -4 摩尔/升，若 S1 110 -3 摩尔/升，则 v/ Vm 5/7 ；若同一条件下，该酶催化底物 S2 反应的 Km410 -2 摩尔 /升，则该酶的这两种底物中最适底物是 S1 。17. 右图为某酶的动力学双倒数曲线，该酶的米氏常数等于 1/3mM ，最大反应
5、速度等于 0.5 mM/min 。18. 酶活性的调控可以通过两种方式来完成，第一种是，已存在于细胞的酶，可以通过酶分子 构象的改变 或 共价修饰 等方式来改变其活性，第二种是，通过改变酶的 合成和降解 的速度，来改变 酶浓度 ，从而改变酶活性。19. 磺胺类药物能抑制细菌生长，因为它是 对氨基苯甲酸 结构类似物，能 竞争 性地抑制 二氢叶酸合成酶 酶活性。20. 常见的有机磷农药，如敌敌畏、敌百虫，它们杀灭昆虫的机理就在于可抑制 乙酰胆碱酯酶 的活性，导致昆虫乙酰胆碱的积累，引起昆虫的神经系统功能失调而中毒致死。按抑制剂的作用类型分，其属于 不可逆抑制 。二、单项选择题1. 作为典型催化剂的
6、酶具有下列什么能量效应（ B ）A. 增高活化能 B. 降低活化能 C. 增高产物的能量水平 D. 增高产物的能量水平2. 丙二酸对琥珀酸脱氢酶的作用属于（ A ）A. 竞争性抑制 B. 非竞争性抑制 C. 反竞争性抑制 D. 不可逆抑制3. Km 值与底物亲和力大小的关系是( A )A. Km 值越小，亲和力越大 B. Km 值越大，亲和力越大C. Km 值的大小与亲和力无关 D. Km 值越小，亲和力越小4. NADPH 分子中含有哪种维生素( D )A. 磷酸吡哆醛 B. 核黄素 C. 叶酸 D. 尼克酰胺5. 乳酸脱氢酶有几种同工酶( D )A. 2 B. 3 C. 4 D. 56.
7、有关同工酶的概念正确的是( A )A. 催化相同的化学反应，酶蛋白的分子结构、理化性质不同，电泳行为不同B. 催化不同的化学反应C. 催化不同的化学反应，酶蛋白的分子结构、理化性质相同，电泳行为相同D. 催化相似的化学反应7. 非竞争性抑制剂对酶促反应的影响是( B )A. Km 减小，V m 增大 B. Km 不变， Vm 减小C. Km 增大，V m 减小 D. Km 增大， Vm 不变8. 竞争性抑制剂对酶促反应的影响是( D )A. Km 增大，V m 减小 B. Km 不变， Vm 增大C. Km 减小，V m 减小 D. Km 增大， Vm 不变9. 反竞争性抑制剂对酶促反应的影响
8、是( C )A. Km 增大，V m 减小 B. Km 不变， Vm 增大C. Km 减小，V m 减小 D. Km 增大，Vm 不变10. 右图是几种抑制作用的双倒数作图,其中直线 X 代表无抑制剂时的作图，那么非竞争性抑制作用的作图是( A )A. A B. B C. C D. D11.有关竞争性抑制剂的论述，错误的是( D )A.结构与底物相似 B.与酶非共价结合C.与酶的结合是可逆的 D.抑制程度只与抑制剂的浓度有关12. 有关非竞争性抑制作用的论述，正确的是( D )A.不改变酶促反应的最大速度 B.改变表观 Km 值C.能通过增大底物浓度的方法来消除 D.抑制剂与酶结合后，不影响酶
9、与底物的结合13. 关于维生素的叙述，正确的是( B )A. 维生素是组成机体组织细胞的成分之一 B. 其化学本质为小分子有机化合物C. 引起维生素缺乏的唯一原因是摄入量不足 D. 维生素可氧化供能14. 酶促反应动力学研究的是( D )A.酶分子的空间构象 B.酶的电泳行为 C.酶的活性中心 D.影响酶促反应速度的因素15. 有关酶的活性中心的论述，正确的是( C )A.酶的活性中心专指能与底物特异性结合的必需基团 B.酶的活性中心是由一级结构上相互邻近的基团组成的C.没有或不能形成活性中心的蛋白质不是酶D.酶的活性中心在与底物结合时不应发生构象改变16. 温度对酶促反应速度的影响是( D
10、)A.温度升高反应速度加快，与一般催化剂完全相同B.低温可使大多数酶发生变性C.最适温度是酶的特性常数，与反应进行的时间无关 D.最适温度不是酶的特性常数，与反应条件有关17. 关于 pH 对酶促反应速度影响的论述中，错误的是（ B ）A. pH 影响酶、底物或辅助因子的解离度，响底物与酶的结合，从而影响酶促反应速度B.最适 pH 是酶的特性常数C.最适 pH 不是酶的特性常数D. pH 过高或过低可使酶发生变性18. 关于酶原与酶原激活，正确的是（ D ）A.体内所有的酶在初合成时均以酶原的形式存在B.酶原的激活没有什么意义C.酶原的激活过程也就是酶被完全水解的过程D.酶原激活过程的实质是酶
11、的活性中心形成或暴露的过程19. 国际酶学委员会将酶分为六类的依据是（ D ）A.酶的物理性质 B.酶的结构 C.酶的来源 D.酶促反应的性质20. 有机磷农药作为 酶的抑制剂是作用于酶活性中心的（ B ）A.巯基 B.羟基 C.羧基 D.咪唑基21.烷化剂如碘乙酸使酶以属于哪种抑制作用（ C ）A. 竞争性 B. 非竞争性 C. 不可逆 D. 可逆22. 下列不属于酶催化高效率的因素为（ A ）A.对环境变化敏感 B.共价催化 C.靠近及定向 D.微环境影响23. 下列那一项符合“诱导契合”学说( B )A.酶与底物的关系如锁钥关系B.酶活性中心有可变性，在底物的影响下其空间构象发生一定的改
12、变，才能与底物进行反应C.底物的结构朝着适应活性中心方向改变而酶的构象不发生改变。D.底物类似物不能诱导酶分子构象的改变24. 下列哪一项不是辅酶的功能( C )A.传递氢 B.转移基团 C.决定酶的专一性 D.某些物质分解代谢时的载体25. 酶原激活的生理意义是( C )A.加速代谢 B.恢复酶活性 C.生物自我保护的方式 D.保护酶的方式26. 胰蛋白酶原经肠激酶作用后切下六肽，使其形成有活性的酶，这一步骤是( B )A.诱导契合 B.酶原激活 C.反馈调节 D.同促效应27. 酶的比活力是指( B )A.任何纯酶的活力与其粗酶的活力比 B.每毫克蛋白的酶活力单位数C.每毫升反应混合液的活
13、力单位 D.以某种酶的活力作为 1 来表示其他酶的相对活力三、名词解释题1. 酶活力及活力单位酶催化一定化学反应的能力称酶活力。人为规定的对酶进行定描述的基本度量单位。规定条件（最适条件）下一定时间内催化完成一定化学反应量所需的酶量。要有以下几种：国际单位 (IU)；国际单位 Kat；习惯单位( 自定义) 。2.同工酶是指机体催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。3.固定化酶是指采用物理或化学的方法，将酶固定在固相载体上，或者将酶包埋在微胶囊或凝胶中，从而使酶成为一种可以反复使用的形式。4. 比活力是指每 mg 蛋白质中所具有的活力单位数。评价
14、酶纯度高低的一个指标。对同一种酶来讲，比活力愈高则表示酶的纯度越高。 5. 诱导契合学说酶分子的活性部位结构原来并不与底物分子的结构互补，但活性部位有一定的柔性，当底物分子与酶分子相遇时可以诱导酶蛋白的构象发生相应的变化，使活性部位上各个结合基团与催化基团达到对底物结构正确的空间排布与定向从而使酶与底物互补结合，产生酶底物复合物，并使底物发生化学反应。6.酶原激活酶原必须经过适当的切割肽链，才能转变成有催化活性的酶。使无活性的酶原转变成活性酶的过程，称为酶原激活。这个过程实质上是酶活性部位形成或者暴露的过程。7.酶酶是一类由活性细胞产生的具有催化作用和高度专一性的生物大分子物质，包括蛋白质和核
15、酸等。8. 酶活性部位酶分子中能直接与底物分子结合，并催化底物化学反应的部位，称为酶的活性部位或活性中心。它包括结合中心与催化中心。9.酶的专一性是指酶对它所催化的反应及其底物具有的严格的选择性。通常一种酶只能催化一种或一类化学反应。根据酶对底物选择的严格程度，可将酶的专一性分为多种类型：绝对专一性、相对专一性和立体专一性。10.竞争性抑制作用某些抑制剂的化学结构与底物相似，与底物竞争酶的活性中心并与之结合，从而减少了酶与底物的结合，因而降低酶反应速度。这种抑制作用称为竞争性抑制作用。三、解答题1. 简述 pH 对酶促反应的影响答： 酶分子中的必需基团在不同的 pH 条件下解离状态不同，其所带
16、电荷的种类和数量也各不相同。酶活性中心的某些必需基团往往仅在某一解离状态时才最容易同底物结合或具有最大时的催化作用。此外，许多底物与辅酶（如 ATP、 NAD+、辅酶 A.、氨基酸等）也具有解离性质，pH 的改变也可影响它们的解离状态，从而影响它们与酶的亲和力。因此，pH 的改变对酶的催化作用影响很大。酶催化作用最大时的环境 pH 称为酶促反应的最适 pH。2. 简述温度对酶促反应的影响。答：酶是生物催化剂，温度对酶促反应有双重影响。升高温度一方面可加快酶促反应速度，但同时也增加酶变性的机会，又使酶促反应速度降低。温度升高到 60以上时，大多数酶开始变性；80时，多数酶的变性也不可逆。综合这两
17、种因素，酶促反应速度最快时的环境温度为酶促反应的最适温度。在环境温度低于最适温度时，温度加快反应速度这一效应起主导作用，温度每升高 10，反应速度可加大 1-2 倍。温度高于最适温度时，反应速度则因酶变性而降低。3. 酶原为何无活性？酶原激活的原理是什么？有何生理意义？答：有些酶在细胞内合成或初分泌时只是酶的无活性前体，必须在一定的条件下，这些酶的前体水解开一个或几个特定的肽键，致使构象发生改变，表现出酶的活性。这使无活性酶的前体称为酶原。酶原向酶的转化过程称为酶原的激活。酶原的激活实际上是酶的活性中心形成或暴露的过程。酶原的激活具有重要的生理意义。消化管内蛋白酶以酶原形式分泌出来，不仅保护消
18、化器官本身不遭酶的水解破坏，而且保证酶在其特定的部位和环境发挥其催化作用。此外，酶原还可以视为酶的贮存形式。如凝血和纤维蛋白溶解酶类以酶原的形式在血液循环中运行，一旦需要便不失时机地转化为有活性的酶，发挥其对机体的保护作用。4. 比较三种可逆性抑制作用的特点。答：（1）竞争性抑制作用竞争性抑制剂的结构与底物结构十分相似，二者竞争酶的结合部位。抑制程度取决于 I 和 S 的浓度以及与酶结合的亲和力大小。可以通过增大底物浓度，即提高底物的竞争能力来消除。动力学特点：Vmax 不变，Km 增大（2）非竞争性抑制作用抑制剂与底物结构不相似，抑制剂与酶活性中心以外的基团结合。抑制程度取决于 I 的浓度。
19、非竟争性抑制不能通过增大底物浓度的方法来消除。动力学特点：Vmax 变小，Km 不变（3）反竞争性抑制作用酶只有在与底物结合后，才能与抑制剂结合，引起酶活性下降。抑制程度取决于 I 和 S 的浓度。底物浓度增加，抑制作用加强。动力学特点：Vmax 变小，Km 变小。5.称取 25mg 的蛋白酶粉配制成 25mL 酶液，从中取出 0.1mL，以酪蛋白为底物用 Folin-酚比色法测定酶活力，结果表明每小时产生 1500g酪氨酸。另取 2mL 酶液，用凯氏定氮法测得蛋白氮为0.2mg。若以每分钟产生 1g酪氨酸的量为 1 个活力单位计算，根据以上数据，求：（1）酶溶液的蛋白浓度及比活。 （2）1g
20、 酶制剂的总蛋白含量及总活力。 解：（1）酶液蛋白浓度=0.2mg6.252.0mL=0.625mg/mL比活力=(1500600.1mL1mL) (0.625mg/mL 1mL)=400U/mg（2）1g 酶制剂的总蛋白含量=0.625 mg/mL1g（25mg25mL）=625mg1g 酶制剂的总活力=625mg400U/mg=2.5 105U6.有一酶促反应，遵循米氏动力学，其 Km=110-6mol/L，S =0.1mol/L 时，反应初速度为 110-7。问S分别为 110-2mol/L，110 -3mol/L，110 -6mol/L 时反应初速度是多少？解：米氏方程为 ，依题意有
21、求得 VmaxVmax1 10-7 mol/min当S分别为 110-2mol/L 时，当S分别为 110-3mol/L 时，当S分别为 110-6mol/L 时，7. 什么是米氏常数？其意义是什么？怎样能够求出米氏常数？答：将米氏方程 整理后，得当酶促反应速度处于最大反应速度一半时，即 V=1/2Vmax时，则 KmS。由此可知， Km 值是当酶反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度。其单位是底物浓度的单位，一般用 mol/L 或 mmol/L 表示。米氏常数是酶的特征性物理常数，其在相同的反应条件下可以用来鉴定酶，还可以度量酶对底物的亲和力，断酶的天然（最适）底物。米氏常数的求法：最常用的
22、是 LineweaverBurk 的作图法（双倒数作图法） 。将米氏方程式改写为下列倒数形式：该方程式相当于 yax+b 直线方程。实验时，选择不同的S测定相对应的 V0。然后，以 1/S为横坐标，以 1/v 为纵坐标作图，绘出直线，可通过横轴截距求出 Km。8. 酶与一般催化剂相比有何异同？答：相同点+=maxSKV1.0+=106-max7-Vin/107-2-6-7olmi/0+=7-3-6-7lVin/1.5=107-6-6-7 ol+=maxSV)(maxVSK催化效率高，用量少，反应前后自身结构和量都不发生改变。加快反应速度，但不改变化学反应平衡点。其催化机理都是降低反应活化能。对于可逆反应，正反方向都具有催化活性。不同点催化效率极高对底物的专一性强反应条件温和（常温、常压，中性 pH） ，对环境条件极为敏感，酶易变性而失活。酶的催化活性与辅酶、辅基、金属离子有关；酶活性可以受多种因素的调控
