Question

利用“荧光素一荧光素酶生物发光法”可以对食品中细菌的含量进行检测：

①将待测样品研磨后离心处理，取一定量上清液放入分光光度计（测定发光强度的仪器）反应室内，加入适量的荧光素和荧光素酶，在适宜条件下进行反应；

②记录发光强度并计算ATP含量；

③测算出细菌数量。

分析并回答下列问题：

(1)荧光素接受_______提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。根据发光强度可以计算出生物组织中ATP的含量，原因是发光强度与ATP含量成_______(填“正比”或“反比”）。根据ATP含量进而测算出细菌数量的依据是每个细菌细胞中ATP含量___________。

(2) “荧光素一荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是_______;生物细胞中ATP的水解一般与_______（填“吸能反应”或“放能反应”)相联系。

(3)研究人员用不同条件处理荧光素酶后，测定酶浓度与发光强度的关系如下图所示。

其中经_______(填“高浓度盐溶液”、“Hg²⁺”或“高温”）处理后的酶活性可以恢复,Hg²⁺处理后酶活性降低可能是因为_______。若要节省荧光素酶的用量，可以使用_______处理。

Answer

ATP 正比 大致相同且相对稳定 （ATP中活跃的）化学能→光能 吸能反应 高浓度盐溶液 破坏了酶的空间结构 Mg2+

【解析】

1、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。
2、ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高。
3、ATP来源于光合作用和呼吸作用。
4、放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般与ATP的水解相联系。

（1）ATP是生命活动的直接能源物质，所以荧光素接受ATP提供的能量后就被激活，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素并且发出荧光。ATP数量越多，提供能量越多，发光强度越大。每个细菌细胞中ATP含量大致相同且相对稳定，故可以根据ATP含量进而测算出细菌数量。

（2）“荧光素一荧光素酶生物发光法”中涉及的能量转换是ATP中高能磷酸键中储存的活跃化学能转化形成光能。ATP水解可为生命活动提供能量，生物细胞中ATP的水解一般与吸能反应相联系。

（3）比较曲线中“高浓度盐溶液”、“Hg2+”或“高温”对酶处理的曲线可知，其中经高浓度盐溶液处理后的酶活性可以恢复。Hg2+处理后会破坏荧光素酶（蛋白质）空间结构，导致酶活性下降。据图分析，用Mg2+处理荧光素酶后，在较低荧光素酶浓度下就能达到较高发光强度，所以若要节省荧光素酶的用量，可以使用Mg2+处理。