Question

15．某研究性學(xué)習(xí)小組利用熒光素-熒光素酶生物發(fā)光法，測定人參愈傷組織中ATP的含量，以研究人參細胞能量代謝的特點．
實驗原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質(zhì)參與下，進行反應(yīng)發(fā)出熒光；用分光光度計可測定發(fā)光強度；當熒光素和熒光素酶都足量時，在一定范圍內(nèi)，ATP的含量與發(fā)光強度成正比．
實驗步驟：
一、ATP的提�。悍Q取一定量的人參愈傷組織，研磨后沸水浴10min，冷卻至室溫，離心，取上清液．
二、ATP的測定：吸取一定量的上清液，放入分光光度計反應(yīng)室內(nèi)，并注入適量的所需物質(zhì)，在有氧等適宜條件下進行反應(yīng)，記錄發(fā)光強度并計算ATP含量．
請回答下列問題．
（1）步驟一中的沸水浴處理，使酶的空間結(jié)構(gòu)被破壞而失活．
（2）步驟二注入的物質(zhì)中，屬于反應(yīng)物的是熒光素；分光光度計反應(yīng)室內(nèi)能量形式的轉(zhuǎn)換是化學(xué)能轉(zhuǎn)換為光能（和熱能）．
（3）熒光素酶價格昂貴，為能準確測定出ATP的含量，又能節(jié)省酶的用量，學(xué)習(xí)小組探究了“測定ATP時所需熒光素酶溶液的最佳濃度”，實驗結(jié)果如圖．
①學(xué)習(xí)小組配制了1×10^-8 mol/L ATP標準液、70mg/L熒光素溶液（過量）和濃度分別為0、10、20、30、40、50、60、70mg/L熒光素酶溶液進行實驗．
②結(jié)果表明：圖中e點所對應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度．e、f、g點所對應(yīng)的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強度相同，這是因為ATP全部水解（或ATP數(shù)量限制）．
（4）ATP測定對食品衛(wèi)生監(jiān)控有重要意義．食品衛(wèi)生檢驗人員利用上述生物發(fā)光法測定某熟食品樣品中細菌的ATP總含量，測算出了細菌的數(shù)量，從而判斷食品污染程度．做出上述判斷的理由是：每個細菌細胞中ATP的含量大致相同（且相對穩(wěn)定）．

Answer 1

分析 ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結(jié)構(gòu)式是：A-P～P～P．A-表示腺苷、T-表示三個、P-表示磷酸基團．“～”表示高能磷酸鍵．ATP是一種含有高能磷酸鍵的有機化合物，它的大量化學(xué)能就儲存在高能磷酸鍵中．ATP水解釋放能量斷裂的是末端的那個高能磷酸鍵．ATP是生命活動能量的直接來源，但本身在體內(nèi)含量并不高．

解答 解：（1）沸水浴處理時，高溫能夠使酶分子空間結(jié)構(gòu)被破壞，使酶的活性永久喪失．
（2）根據(jù)實驗原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質(zhì)參與下，進行反應(yīng)發(fā)出熒光．所以，步驟二注入的物質(zhì)中，屬于反應(yīng)物的是熒光素，分光光度計反應(yīng)室內(nèi)能量形式的轉(zhuǎn)換是化學(xué)能轉(zhuǎn)換為光能．
（3）由圖解的橫坐標可知實驗中熒光素酶溶液濃度分別為0、10、20、30、40、50、60 mg/L，結(jié)果表明：圖中e、f、g點所對應(yīng)的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強度相同，表明達到e點所對應(yīng)的熒光素酶濃度時，ATP已經(jīng)全部水解，即使繼續(xù)增加酶濃度，由于受ATP數(shù)量限制，發(fā)光強度也不再增加，因此e點所對應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度．
（4）每個細菌細胞中ATP的含量大致相同且相對穩(wěn)定，可以根據(jù)樣品中細菌的ATP總含量，測算出細菌的數(shù)量．
故答案為：
（1）空間結(jié)構(gòu)
（2）熒光素       化學(xué)能轉(zhuǎn)換為光能（和熱能）
（3）①濃度分別為0、10、20、30、40、50、60、70mg/L熒光素酶
②e       ATP全部水解（或ATP數(shù)量限制）
（4）大致相同（且相對穩(wěn)定）

點評 本題考查酶的影響因素、ATP的功能、實驗探究等相關(guān)知識，意在考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力，屬于中檔題．