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(cè)定人參愈傷組織中ATP的含量，以研究人參細(xì)胞能量代謝的特點(diǎn)．
實(shí)驗(yàn)原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質(zhì)參與下，進(jìn)行反應(yīng)發(fā)出熒光；用分光光度計(jì)可測(cè)定發(fā)光強(qiáng)度；當(dāng)熒光素和熒光素酶都足量時(shí)，在一定范圍內(nèi)，ATP的含量與發(fā)光強(qiáng)度成正比．
實(shí)驗(yàn)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(cè)定：吸取一定量的上清液，放入分光光度計(jì)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(jìn)行反應(yīng)，記錄發(fā)光強(qiáng)度并計(jì)算ATP含量．
請(qǐng)回答下列問(wèn)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(jì)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(jià)格昂貴，為能準(zhǔn)確測(cè)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(cè)定ATP時(shí)所需熒光素酶溶液的最佳濃度”，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖．
①學(xué)習(xí)小組配制了1×10^-8 mol/L ATP標(biāo)準(zhǔn)液、70mg/L熒光素溶液（過(guò)量）和濃度分別為0、10、20、30、40、50、60、70mg/L熒光素酶溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
②結(jié)果表明：圖中e點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度．e、f、g點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強(qiáng)度相同，這是因?yàn)锳TP全部水解（或ATP數(shù)量限制）．
（4）ATP測(cè)定對(duì)食品衛(wèi)生監(jiān)控有重要意義．食品衛(wèi)生檢驗(yàn)人員利用上述生物發(fā)光法測(cè)定某熟食品樣品中細(xì)菌的ATP總含量，測(cè)算出了細(xì)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(gè)細(xì)菌細(xì)胞中ATP的含量大致相同（且相對(duì)穩(wěn)定）．

Answer 1

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

解答 解：（1）沸水浴處理時(shí)，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(shí)驗(yàn)原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質(zhì)參與下，進(jìn)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(jì)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(biāo)可知實(shí)驗(yàn)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(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強(qiáng)度相同，表明達(dá)到e點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熒光素酶濃度時(shí)，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(qiáng)度也不再增加，因此e點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度．
（4）每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中ATP的含量大致相同且相對(duì)穩(wěn)定，可以根據(jù)樣品中細(xì)菌的ATP總含量，測(cè)算出細(xì)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(duì)穩(wěn)定）

點(diǎn)評(píng) 本題考查酶的影響因素、ATP的功能、實(shí)驗(yàn)探究等相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，屬于中檔題．