Question

【题目】自然界中能够产生生物荧光的酶的统称为荧光素酶。荧光素酶及其合成基因在生物研究中有着广泛的利用。

（1） 荧光素酶基因常被作为基因工程中的标记基因，其作用是将______________筛选出来。

（2）下表为4种限制酶的识别序列和酶切位点，下图为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点。若需利用酶切法（只用一种酶）获得荧光素酶基因，最应选择的限制酶是_______________。

（3）利用PCR技术扩增荧光素酶基因是利用___________的原理，使荧光素酶基因数量呈___________方式增加。

（4）迄今为止，可将上述具有荧光素酶基因的运载体导入动物细胞的技术，应用最多的、最有效的是___________。经一系列步骤，将所获得的胚胎早期培养一段时间后，再移植到雌性动物的_________或子宫内，使其发育成为具有新性状的动物。

（5）囊胚阶段的胚胎进行胚胎分割，可以提高胚胎的利用率，但在进行分割时应注意___________。

（6）荧光素酶在ATP的参与下，可使荧光素发出荧光。生物学研究中常利用“荧光素-荧光素酶发光法”来测定样品中ATP的含量。某研究小组对“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”进行了探究。

（实验材料）1×10-8mol/L的ATP标准液、缓冲溶液、70mg/L荧光素溶液（过量）、浓度分别为10、20、30、40、50、60、70mg/L的荧光素酶溶液。

（实验结果）见下图。

（实验分析与结论）

①实验过程：为使结果更加科学准确，应增设一组___________作为对照。除题目己涉及的之外，还需要严格控制的无关变量有___________（至少写出一个）。

②实验结果：由图可知，_______点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。

（7）食品卫生检验中，可利用上述方法测定样品中细菌的ATP总含量，进而测算出细菌的数量，判断食品污染程度。测算的前提是每个细菌细胞中ATP的含量_________________。

Answer 1

【答案】含有目的基因的细胞 MspⅠ DNA双链复制 指数 显微注射技术 输卵管 将内细胞团均等分割 浓度为0.1mg/L的荧光素酶溶液 温度（或“反应时间”等） d 大致相同（且相对稳定）

【解析】

本题以图文结合的形式，综合考查学生对基因工程的基本操作程序、胚胎工程、实验变量的控制及探究实验的程序等相关知识的识记和理解能力，以及识图分析、具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。

(1) 在基因工程中，标记基因的作用是将含有目的基因的受体细胞筛选出来。

(2) 比较各种酶切位点可知，限制酶Sma Ⅰ的酶切位点中包含有限制酶Msp Ⅰ的酶切位点，而且限制酶SmaⅠ和Msp Ⅰ分别位于荧光素酶基因的两侧，若利用酶切法，并且只用一种酶，获得荧光素酶基因，最应选择的限制酶是MspⅠ。

(3) PCR技术扩增荧光素酶基因是利用了DNA双链复制的原理，使荧光素酶基因数量呈指数方式增加。

(4) 将具有荧光素酶基因的运载体导入动物细胞（通常为受精卵），常采用显微注射技术。正常情况下，受精过程发生在雌性动物的输卵管内，受精卵形成后即在输卵管内进行有丝分裂、开始发育，并且向子宫方向移动，因此，可将基因工程中获得的胚胎早期培养一段时间后，再移植到雌性动物的输卵管或子宫内，使其发育成为具有新性状的动物。

(5) 进行胚胎分割时应注意将内细胞团进行均等分割。

(6) ①依题意，该实验的目的是“测定ATP时所需荧光素酶溶液的最佳浓度”，自变量是不同浓度的荧光素酶溶液，因变量可通过样品中荧光素发出荧光的强弱来判断ATP含量的多少，只有与不加荧光素酶溶液的一组对照，实验才更具有说服力，所以应增设一组浓度为0.1mg/L的荧光素酶溶液作为对照。除了自变量外，凡是对实验结果有影响的因素都属于无关变量，如温度、反应时间、加入液体的量等等，需要严格控制。

②坐标图显示，荧光素酶浓度低于40 mg/L时，随荧光素酶溶液浓度的增加，发光强度逐渐增加，当达到40 mg/L时，发光强度不再随荧光素酶溶液浓度的增加而增加，所以，d点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。

(7) 如果每个细菌细胞中ATP的含量大致相同（且相对稳定），即可利用上述方法测定样品中细菌的ATP总含量，进而测算出细菌的数量，从而判断食品污染程度。