Question

15．某研究性學習小組利用熒光素-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等物質參與下，進行反應發(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，ATP的含量與發(fā)光強度成正相關．
【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室內，并注入適量的所需物質，在有氧等適宜條件下進行反應，記錄發(fā)光強度并計算ATP含量．請回答：
（1）步驟一中的沸水浴處理，使酶的空間結構被破壞而失活．
（2）步驟二中記錄實驗結果為發(fā)光強度，分光光度計反應室內能量的轉換形式是化學能轉化為光能．
（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，學習小組探究了“測定ATP時所需熒光素酶溶液的最佳濃度”，實驗結果如圖．
①研究小組配制了1×10^-8mol/LATP標準液、70mg/L熒光素溶液（過量）和濃度分別為0、10、20、30、40、50、60mg/L熒光素酶溶液進行實驗．
②結果分析：該實驗的自變量為熒光素酶濃度，圖中e點對應的熒光素酶濃度是最佳的酶濃度，圖中e、f、g點所對應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 1、據(jù)圖分析，自變量為熒光素酶濃度，濃度梯度是0、10、20、30、40、50、60 mg/L，因變量是發(fā)光強度．
2、ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結構式是：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，但本身在體內含量并不高．ATP來源于光合作用和呼吸作用．

解答 解：（1）沸水浴處理時，高溫能夠使酶分子空間結構被破壞，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等物質參與下，進行反應發(fā)出熒光．所以，步驟二中記錄實驗結果為發(fā)光強度，分光光度計反應室內能量的轉換形式是化學能轉化為光能．
（3）①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，和70mg/L的熒光素溶液（過量）溶液進行實驗．
②該實驗的自變量為熒光素酶濃度，結果表明：圖中e、f、g點所對應的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強度相同，表明達到e點所對應的熒光素酶濃度時，ATP已經全部水解，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）空間結構
（2）發(fā)光強度  化學能轉化為光能
（3）①濃度分別為0、10、20、30、40、50、60mg/L熒光素酶
②熒光素酶濃度  e  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、實驗探究等相關知識，意在考查學生分析問題和解決問題的能力，屬于中檔題．