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物理化学

催化

催化剂提供能垒较低的替代路径,使体系更快达到平衡;催化剂不被净消耗,也不改变平衡位置。

均相催化剂与反应物同相;多相催化剂处于不同相,常通过表面吸附作用。酶是高度选择性的生物催化剂。

模型与物理量

理解关系式时须同时考虑状态、实验条件和符号约定。代入时统一单位,并在解释结果前检查量纲。

v=Vmax[S]KM+[S]v=\frac{V_{max}[S]}{K_M+[S]}

定义: 米氏动力学

简单酶模型为 v=Vmax[S]/(KM+[S])v=V_{max}[S]/(K_M+[S]),其中 [S] 是底物浓度。当 [S]=K_M 时速率为 Vmax 的一半。该饱和模型并非适用于所有酶。

关系式中的量针对具体反应或体系定义。尤其要区分标准态量与实际状态,不要仅凭一般表达式推断机理。

例题: 例题解析

某酶 Vmax=12 μmol/min、KM=3 mM。求 [S]=3 mM 时初速率。

解答

因为 [S]=KM,v=Vmax/2=6v=Vmax/2=6 μmol/min。底物浓度很高时,速率趋近但不会超过 Vmax。

概念总结
概念说明单位 / 备注
核心关系式在所述条件下使用检查单位与符号约定
测量量联系状态或过程将数据与模型比较
适用范围对具体条件建模应用前检查假设

酶常表现出底物饱和,也可能受抑制;KM 和 Vmax 取决于条件。多相催化需区分吸附、表面反应和脱附。

根据上例给定数据,得出哪个结果?

哪项陈述符合本课内容?

参考文献

  1. Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry