Question

17．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，发出荧光；用分光光度计可测定发光强度；当荧光素和荧素酶都足量时，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的转换形式是化学能转_光能（热能）．
（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学习小组配制了1×10^-8mol/L ATP标准液、浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L的荧光素酶和70mg/L的荧光素溶液（过量）溶液进行实验．
②结果表明：图中e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 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．

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、60 mg/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．
故答案为：
（1）空间结构
（2）荧光素   化学能  光能（热能）
（3）①浓度分别为0、10、20、30、40、50、60mg/L的荧光素酶
②e     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．