Question

【題目】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)度成正相關(guān)。

實(shí)驗(yàn)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(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(zhì)中，屬于反應(yīng)物的是 。分光光度計(jì)反應(yīng)室內(nèi)能量的轉(zhuǎn)換形式是 。

（3）熒光素酶價(jià)格昂貴，為能準(zhǔn)確測定出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1×10-8mol/LATP標(biāo)準(zhǔn)液、 和70mg/L的熒光素溶液（過量）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

②結(jié)果表明：

圖中 點(diǎn)所對應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度。

圖中e、f、g點(diǎn)所對應(yīng)的熒光素酶濃度不同，但發(fā)光強(qiáng)度相同，這是因?yàn)?/span> 。

（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(yàn)人員利用上述生物發(fā)光法測定某熟食品樣品中細(xì)菌的ATP總含量，測算出了細(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：每個細(xì)菌細(xì)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(zhì)的合成和加工 B．染色體的復(fù)制和運(yùn)動

C．胰島素的分泌 D．植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原

Answer 1

【答案】

（1）空間結(jié)構(gòu)

（2）熒光素 化學(xué)能轉(zhuǎn)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(shù)量限制）

（4）大致相同且相對穩(wěn)定

（5）D

【解析】

（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)并發(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)換為光能和熱能。

（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、60mg/L，結(jié)果表明：圖中e、f、g點(diǎn)所對應(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)所對應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度。

（4）每個細(xì)菌細(xì)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(xì)菌的ATP總含量，測算出細(xì)菌的數(shù)量。

（5）蛋白質(zhì)的合成和運(yùn)輸、染色體的復(fù)制和運(yùn)動以及胰島素的分泌都需要能量，植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原過程中，水分子以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要能量。