荧光素酶是自然界中能够产生生物荧光的酶的统称．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.一个完整的基因表达载体除了目的基因.标记基因和复制原点外.还应包括．(2)下表为4种限制酶的识别序列和酶切位点.图1为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点．若需利用酶切法获得荧� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

荧光素酶（Luciferase）是自然界中能够产生生物荧光的酶的统称．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，一个完整的基因表达载体除了目的基因、标记基因和复制原点外，还应包括

．
（2）下表为4种限制酶的识别序列和酶切位点，图1为含有荧光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切点．若需利用酶切法获得荧光素酶基因，最应选择的限制酶是

．

限制酶	MspⅠ	BamHⅠ	MboⅠ	SmaⅠ
酶切位点	C↓CGG GGC↑C	G↓GATCC CCTAG↑G	↓GATC CTAG↑	CCC↓GGG GGG↑CCC

（3）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^-8 mol/L 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】见图2．
【实验分析与结论】
①实验材料中缓冲溶液的作用是

．
为使结果更加科学准确，应增设一组浓度为

的荧光素酶溶液作为对照．除题目已涉及的之外，还需要严格控制的无关变量有

（至少写出一个）．
②由图2可知，

点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度．e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同，但发光强度相同，其主要原因是

．
（4）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

．

考点：基因工程的应用

专题：

分析：基因表达载体包括：目的基因、标记基因、启动子和终止子．
第（2）小题着重要分析表格中不同酶识别的序列的关系，并结合在目的基因上的酶切位点综合考虑．（3）（4）两小题解题关键是用对照实验的原则，对照实验中遵循单一变量的原则，而无关变量则要保持相同且适宜．本实验的无关变量有温度、PH、反应时间等．

解答： 解：（1）一个完整的基因表达载体除了目的基因、标记基因和复制原点外，还应包括启动子、终止子．
（2）要获得目的基因必须在目的基因的两侧具有相应的酶切位点进行切割，图1中可以看出，BamHⅠ的酶切位点在目的基因的中间，故不可取；根据表格可以看出，SmaⅠ的识别序列中含有MspⅠ的识别序列，因此SmaⅠ在目的基因的两端进行切割．
（3）①实验设计中可以看出，本实验的自变量为荧光素酶溶液的浓度，而酶需要适宜的PH，该条件属于实验的无关变量，因此实验材料中缓冲溶液能够维持溶液pH值稳定．为使结果更加科学准确，应增设一组浓度为0mg/L的荧光素酶溶液作为空白对照．实验的无关变量还有温度、反应的时间等．
②图2可以看出，酶浓度达到400mg/L时，发光强度不再增加，因此e点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度．限制e、f、g点发光强度的因素主要是ATP的数量的数量是有限的．
（4）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的含量大致相同（且相对稳定）．
故答案为：
（1）启动子、终止子
（2）MspⅠ
（3）①维持溶液pH值稳定（或“保证荧光素酶的最适pH值”） 0 mg/L 温度（或“反应时间”等）
②e　 ATP全部水解（或“ATP的数量限制”）
（4）大致相同（且相对稳定）

点评：本题考查了基因工程的工具和步骤等知识、探究类实验的设计，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析、处理，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力．