题目内容
【题目】某研究性学习小组利用荧光素—荧光素酶生物发光法,测定人参愈伤组织中ATP的含量,以研究人参细胞能量代谢的特点。
实验原理:荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下,进行反应发出荧光;用分光光度计可测定发光强度;当荧光素和荧光素酶都足量时,在一定范围内,ATP的含量与发光强度成正相关。
实验步骤:
一、ATP的提取:称取一定量的人参愈伤组织,研磨后沸水浴10min,冷却至室温,离心,取上清液。
二、ATP的测定:吸取一定量的上清液,放入分光光度计反应室内,并注入适量的所需物质,在有氧等适宜条件下进行反应,记录发光强度并计算ATP含量。
请回答:
(1)步骤一中的沸水浴处理,使酶的 被破坏而失活。
(2)步骤二注入的物质中,属于反应物的是 。分光光度计反应室内能量的转换形式是 。
(3)荧光素酶价格昂贵,为能准确测定出ATP的含量,又能节省酶的用量,学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”,实验结果如图。
①学习小组配制了1×10-8mol/LATP标准液、 和70mg/L的荧光素溶液(过量)进行实验。
②结果表明:
图中 点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同,但发光强度相同,这是因为 。
(4)ATP测定对食品卫生监控有重要意义。食品卫生检验人员利用上述生物发光法测定某熟食品样品中细菌的ATP总含量,测算出了细菌的数量,从而判断食品污染程度。做出上述判断的理由是:每个细菌细胞中ATP的含量 。
(5)下列生理过程中,不消耗ATP的一组是( )
A.蛋白质的合成和加工 B.染色体的复制和运动
C.胰岛素的分泌 D.植物细胞的质壁分离和复原
【答案】
(1)空间结构
(2)荧光素 化学能转化为光能(热能)
(3)①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L的荧光素酶溶液 ②e ATP全部水解(或ATP数量限制)
(4)大致相同且相对稳定
(5)D
【解析】
(1)沸水浴处理时,高温能够使酶分子空间结构被破坏,使酶的活性永久丧失。
(2)根据实验原理:荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下,进行反应并发出荧光。所以,步骤二注入的物质中,属于反应物的是荧光素,分光光度计反应室内能量形式的转换是化学能转换为光能和热能。
(3)由图解的横坐标可知实验中荧光素酶溶液浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L,结果表明:图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同,但发光强度相同,表明达到e点所对应的荧光素酶浓度时,ATP已经全部水解,即使继续增加酶浓度,由于受ATP数量限制,发光强度也不再增加,因此e点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
(4)每个细菌细胞中ATP的含量大致相同且相对稳定,可以根据样品中细菌的ATP总含量,测算出细菌的数量。
(5)蛋白质的合成和运输、染色体的复制和运动以及胰岛素的分泌都需要能量,植物细胞质壁分离和复原过程中,水分子以自由扩散的方式进出细胞,不需要能量。
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