Question

【題目】某研究性學習小組利用熒光素—熒光素酶生物發光法，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，進行反應發出熒光；用分光光度計可測定發光強度；當熒光素和熒光素酶都足量時，在一定范圍內，ATP的含量與發光強度成正相關。

實驗步驟：

一、ATP的提取：稱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 被破壞而失活。

（2）步驟二注入的物質中，屬于反應物的是 。分光光度計反應室內能量的轉換形式是 。

（3）熒光素酶價格昂貴，為能準確測定出ATP的含量，又能節省酶的用量，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學習小組配制了1×10-8mol/LATP標準液、 和70mg/L的熒光素溶液（過量）進行實驗。

②結果表明：

圖中 點所對應的熒光素酶濃度為最佳濃度。

圖中e、f、g點所對應的熒光素酶濃度不同，但發光強度相同，這是因為 。

（4）ATP測定對食品衛生監控有重要意義。食品衛生檢驗人員利用上述生物發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 。

（5）下列生理過程中，不消耗ATP的一組是（ ）

A．蛋白質的合成和加工 B．染色體的復制和運動

C．胰島素的分泌 D．植物細胞的質壁分離和復原

Answer 1

【答案】

（1）空間結構

（2）熒光素 化學能轉化為光能（熱能）

（3）①濃度分別為0、10、20、30、40、50、60mg/L的熒光素酶溶液 ②e ATP全部水解（或ATP數量限制）

（4）大致相同且相對穩定

（5）D

【解析】

（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）根據實驗原理：熒光素在熒光素酶、ATP等物質參與下，進行反應并發出熒光。所以，步驟二注入的物質中，屬于反應物的是熒光素，分光光度計反應室內能量形式的轉換是化學能轉換為光能和熱能。

（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、60mg/L，結果表明：圖中e、f、g點所對應的熒光素酶濃度不同，但發光強度相同，表明達到e點所對應的熒光素酶濃度時，ATP已經全部水解，即使繼續增加酶濃度，由于受ATP數量限制，發光強度也不再增加，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定，可以根據樣品中細菌的ATP總含量，測算出細菌的數量。

（5）蛋白質的合成和運輸、染色體的復制和運動以及胰島素的分泌都需要能量，植物細胞質壁分離和復原過程中，水分子以自由擴散的方式進出細胞，不需要能量。