高校生物「ミカエリスメンテンの式　練習問題　競争的阻害&非競争的阻害」

今回は広島大2015より、ミカエリスメンテンの式の問題を解説しました！ミカエリスメンテンの式を知らなくても解けますが、ミカエリスメンテンの式を理解していると非常に簡単です。 ミカエリスメンテンの式の導き方↓ https://youtu.be/gNtM_prn1XM 動画のポイント グルコキナーゼ→Kmが大きい→親和性が低い ヘキソキナーゼ→Kmが小さい→親和性が高い 基質が低いときはヘキソキナーゼがはたらく 基質が高いときはグルコキナーゼがはたらく 競争的阻害では親和性が減少→Kmが増加 競争的阻害では基質濃度が高いとほとんど阻害されない→Vmは一定 非競争的阻害では親和性は変わらない→Kmが一定 非競争的阻害では基質濃度に関わらず阻害される→Vmは減少 問題文（図は省略） 問1　グルコースの代謝に関する次の文章を読み，文章中の　ア　～　キ　に適切な語を記せ。 　グルコースが呼吸基質となって水と二酸化炭素まで分解される過程は，大きく分けて三つのステップに分けられる。まず，第一のステップは解糖系と呼ばれ，グルコース1分子から2分子の　ア　が生成されると共に，正味　イ　分子のATPが合成される。2分子の　ア　は，　ウ　内に入り，　ウ　のマトリックスにおいて第二のステップである　エ　，さらに，NADと結合した水素イオンは　ウ　の内膜・クリステで第三のステップである　オ　で使われる。 　激しい運動を続けた筋肉では，　カ　の供給が不十分になり，解糖によって生じた　キ　が蓄積してくる。 問2　以下の文章を読み，問(1)と問(2)に答えよ。 　解糖系全体の速度は，グルコースからグルコース6リン酸を生じる過程に大きく影響されているが，これを触媒する酵素としてヘキソキナーゼとグルコキナーゼが知られている。一定量のヘキソキナーゼあるいはグルコキナーゼを用いてグルコースからグルコース6リン酸の産生量を比較すると，1分間当たりのグルコース6リン酸産生量は添加するグルコース濃度に応じて図1のように変化する。(注：mMとは10－3Mである) 　縦軸はグルコース6リン酸産生量を示している。この活性は酵素－基質(グルコース)複合体の形成しやすさと，最大反応速度の二つによって規定される。酵素－基質複合体の形成しやすさを図1から判断すると，ヘキソキナーゼとグルコキナーゼとでは，前者の方が高いことがわかる。また，ヒトの場合は組織ごとにヘキソキナーゼとグルコキナーゼの発現は異なっており，(a)ヘキソキナーゼは胎児組織やがん細胞，脳組織などで多い。一方，(b)グルコキナーゼはすい臓のβ 細胞に豊富である。 問(1)　下線部(a)で述べたように，ヘキソキナーゼが多いことが，これらの細胞や組織にとって，どのような利点があるか，30字以内で説明せよ。なお，ヒトでは，空腹時の血液中グルコース濃度は約5mMである。 問(2)　下線部(b)に関して，以下の文章中の　ア　～　エ　に適切な語を記せ。 　すい臓のβ 細胞にはグルコキナーゼが豊富なので，　ア　濃度に応じたATP量が細胞内に蓄積することになり，これがインスリンの分泌を促進する。インスリンは，血液中の　ア　濃度を低下させるが，これと逆に作用するホルモンとして，すい臓のα 細胞から分泌される　イ　と，副腎髄質から分泌される　ウ　が挙げられる。これらは細胞内の　エ　を分解する酵素を活性化させることで　ア　を産生する。 問3　化合物X，Yは，それぞれグルコキナーゼの阻害薬である。化合物Xはグルコースと類似した構造を有しており，グルコキナーゼとグルコースの結合を抑制する。一方，化合物Yは，グルコキナーゼとグルコースの結合には全く影響を与えずにグルコース6リン酸産生量を抑制する。図2は，添加するグルコースの量に応じて1分間当たりに産生されるグルコース6リン酸量を示したものであり，aは最大産生量を表し，一方，bはaの半分の産生量を与えるグルコース濃度を表している。化合物Xあるいは化合物Yを添加した状態では，このグラフがどのように変化すると考えられるか。次の①～⑥の中から，それぞれ最も適切なものを選べ。 解答例 問1 ア　ピルビン酸 イ　2 ウ　ミトコンドリア エ　クエン酸回路 オ　電子伝達系 カ　酸素 キ　乳酸 問2　 問(1)省略 問(2) ア　グルコース イ　グルカゴン ウ　アドレナリン エ　グリコーゲン 問3 X　② Y　③