Question

15．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，使酶的空间结构被破坏而失活．
（2）步骤二中记录实验结果为发光强度，分光光度计反应室内能量的转换形式是化学能转化为光能．
（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研究小组配制了1×10^-8mol/LATP标准液、70mg/L荧光素溶液（过量）和浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L荧光素酶溶液进行实验．
②结果分析：该实验的自变量为荧光素酶浓度，图中e点对应的荧光素酶浓度是最佳的酶浓度，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ATP全部水解（或ATP数量限制）．
（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的含量大致相同（且相对稳定）．

Answer 1

分析 1、据图分析，自变量为荧光素酶浓度，浓度梯度是0、10、20、30、40、50、60 mg/L，因变量是发光强度．
2、ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P．A-表示腺苷、T-表示三个、P-表示磷酸基团．“～”表示高能磷酸键．ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，它的大量化学能就储存在高能磷酸键中．ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸键．ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高．ATP来源于光合作用和呼吸作用．

解答 解：（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，进行反应发出荧光．所以，步骤二中记录实验结果为发光强度，分光光度计反应室内能量的转换形式是化学能转化为光能．
（3）①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、60 mg/L，和70mg/L的荧光素溶液（过量）溶液进行实验．
②该实验的自变量为荧光素酶浓度，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．
故答案为：
（1）空间结构
（2）发光强度  化学能转化为光能
（3）①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L荧光素酶
②荧光素酶浓度  e  ATP全部水解（或ATP数量限制）
（4）大致相同（且相对稳定）

点评 本题考查酶的影响因素、ATP的功能、实验探究等相关知识，意在考查学生分析问题和解决问题的能力，属于中档题．