Question

16．測定生物組織中ATP的含量，常常利用“熒光素-熒光素酶生物發光法”．該方法的主要步驟如下：①將所測生物組織研磨后沸水浴10分鐘，然后冷卻至室溫；②離心處理后取一定量的上清液放人分光光度計（測定發光強度的儀器）反應室內，并加人適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進行反應，③記錄發光強度并計算ATp含量．分析上述實驗步驟并回答問題：
（1）熒光素在熒光素酶和ATP等物質的參與下可進行反應發出熒光．根據發光強度可以計算出生物組織中ATP的含量，原因是：發光強度與ATP的含量成正比．
（2）分光光度計反應室內必須控制兩個影響酶活性的反應條件，分別是溫度和pH，維持溶液pH的相對穩定時常常使用（磷酸）緩沖液．分光光度計反應室內發生的能量轉換是化學能→光能．
（3）為了節省實驗中熒光素酶的用量，科研人員測得熒光素酶濃度與發光強度的關系如圖所示．結果表明，測定ATP時，圖中e點所對應的熒光素酶濃度為最佳濃度．e、f、g點所對應的熒光素酶濃度不同，但發光強度不再提高，此時的限制因素有ATP濃度．
（4）利用“熒光素-熒光素酶生物發光法”可檢測熟食食品中細菌的ATP含量，進而測算出細菌數量以判斷食品的污染程度．做出這種判斷的理由是：每個細菌細胞中ATP的含量大致相同且相對穩定．

Answer 1

分析 ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結構式是：A-P～P～P．A-表示腺苷、T-表示三個、P-表示磷酸基團．“～”表示高能磷酸鍵．ATP是一種含有高能磷酸鍵的有機化合物，它的大量化學能就儲存在高能磷酸鍵中．ATP水解釋放能量斷裂的是末端的那個高能磷酸鍵．ATP是生命活動能量的直接來源，但本身在體內含量并不高．ATP來源于光合作用和呼吸作用．

解答 解：（1）生物化學反應需要酶的催化作用，所以熒光素在熒光素酶和ATP等物質的參與下可進行反應發出熒光．ATP是生命活動能量的直接來源，發光強度與ATP的含量成正比，所以根據發光強度可以計算出生物組織中ATP的含量．
（2）影響酶活性的外界因素有溫度和pH，其中維持溶液pH的相對穩定時常常使用緩沖液．分光光度計反應室內發生的能量轉換是ATP中活躍的化學能轉化為光能．
（3）根據題意和圖示分析可知：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．
故答案為：
（1）熒光素酶    發光強度與ATP的含量成正比
（2）溫度   （磷酸）緩沖液    化學能→光能
（3）e     ATP濃度
（4）大致相同且相對穩定

點評 本題考查ATP的功能、實驗探究等相關知識，意在考查學生分析問題和解決問題的能力，屬于中檔題．