Question

【題目】利用“熒光素一熒光素酶生物發(fā)光法”可以對食品中細(xì)菌的含量進(jìn)行檢測：

①將待測樣品研磨后離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(jì)（測定發(fā)光強(qiáng)度的儀器）反應(yīng)室內(nèi)，加入適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進(jìn)行反應(yīng)；

②記錄發(fā)光強(qiáng)度并計(jì)算ATP含量；

③測算出細(xì)菌數(shù)量。

分析并回答下列問題：

(1)熒光素接受_______提供的能量后就被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度可以計(jì)算出生物組織中ATP的含量，原因是發(fā)光強(qiáng)度與ATP含量成_______(填“正比”或“反比”）。根據(jù)ATP含量進(jìn)而測算出細(xì)菌數(shù)量的依據(jù)是每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中ATP含量___________。

(2) “熒光素一熒光素酶生物發(fā)光法”中涉及的能量轉(zhuǎn)換是_______;生物細(xì)胞中ATP的水解一般與_______（填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”)相聯(lián)系。

(3)研究人員用不同條件處理熒光素酶后，測定酶濃度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系如下圖所示。

其中經(jīng)_______(填“高濃度鹽溶液”、“Hg2+”或“高溫”）處理后的酶活性可以恢復(fù),Hg2+處理后酶活性降低可能是因?yàn)?/span>_______。若要節(jié)省熒光素酶的用量，可以使用_______處理。

Answer 1

【答案】ATP 正比 大致相同且相對穩(wěn)定 （ATP中活躍的）化學(xué)能→光能 吸能反應(yīng) 高濃度鹽溶液 破壞了酶的空間結(jié)構(gòu) Mg2+

【解析】

1、ATP又叫三磷酸腺苷，簡稱為ATP，其結(jié)構(gòu)式是：A-P～P～P。A-表示腺苷、T-表示三個(gè)、P-表示磷酸基團(tuán)。“～”表示高能磷酸鍵。ATP是一種含有高能磷酸鍵的有機(jī)化合物，它的大量化學(xué)能就儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中。ATP水解釋放能量斷裂的是末端的那個(gè)高能磷酸鍵。
2、ATP是生命活動(dòng)能量的直接來源，但本身在體內(nèi)含量并不高。
3、ATP來源于光合作用和呼吸作用。
4、放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系，吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系。

（1）ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，所以熒光素接受ATP提供的能量后就被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。ATP數(shù)量越多，提供能量越多，發(fā)光強(qiáng)度越大。每個(gè)細(xì)菌細(xì)胞中ATP含量大致相同且相對穩(wěn)定，故可以根據(jù)ATP含量進(jìn)而測算出細(xì)菌數(shù)量。

（2）“熒光素一熒光素酶生物發(fā)光法”中涉及的能量轉(zhuǎn)換是ATP中高能磷酸鍵中儲(chǔ)存的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)化形成光能。ATP水解可為生命活動(dòng)提供能量，生物細(xì)胞中ATP的水解一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系。

（3）比較曲線中“高濃度鹽溶液”、“Hg2+”或“高溫”對酶處理的曲線可知，其中經(jīng)高濃度鹽溶液處理后的酶活性可以恢復(fù)。Hg2+處理后會(huì)破壞熒光素酶（蛋白質(zhì)）空間結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致酶活性下降。據(jù)圖分析，用Mg2+處理熒光素酶后，在較低熒光素酶濃度下就能達(dá)到較高發(fā)光強(qiáng)度，所以若要節(jié)省熒光素酶的用量，可以使用Mg2+處理。