Question

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/L ATP标准液、            和70mg/L的荧光素溶液（过量）溶液进行实验。

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          。

Answer

（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

② e ATP全部水解（或ATP数量限制）

（4）大致相同（且相对稳定）

【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。

【考点定位】ATP在能量代谢中的作用的综合；酶在代谢中的作用的综合