Question

（15分）自然界中能夠產生生物熒光的酶的統稱為熒光素酶。熒光素酶及其合成基因在生物研究中有著廣泛的利用。

（1）熒光素酶基因常被作為基因工程中的標記基因，其作用是將__________________篩選出來。

（2）下表為4種限制酶的識別序列和酶切位點，右下圖為含有熒光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切點。若需利用酶切法（只用一種酶）獲得熒光素酶基因，最應選擇的限制酶是____________。

（3）利用PCR技術擴增熒光素酶基因是利用________________的原理，使熒光素酶基因數量呈______________方式增加。

（4）迄今為止，可將上述具有熒光素酶基因的運載體導入動物細胞的技術，應用最多的、最有效的是________________。經一系列步驟，將所獲得的胚胎早期培養一段時間后，再移植到雌性動物的____________或子宮內，使其發育成為具有新性狀的動物。

（5）囊胚階段的胚胎進行胚胎分割，可以提高胚胎的利用率，但在進行分割時應注意____________________________。

（6）熒光素酶在ATP的參與下，可使熒光素發出熒光。生物學研究中常利用“熒光素一熒光素酶發光法”來測定樣品中ATP的含量。某研究小組對“測定ATP時所需熒光素酶溶液的最佳濃度”進行了探究。

[實驗材料]1×10－8mol／L ATP標準液、緩沖溶液、70 mg／L熒光素溶液（過量）、濃度分別為10、20、30、40、50、60、70 mg／L的熒光素酶溶液。

[實驗結果]見下圖。

[實驗分析與結論]

①實驗過程：為使結果更加科學準確，應增設一組___________________________作為對照。除題目已涉及的之外，還需要嚴格控制的無關變量有__________（至少寫出一個）。

②實驗結果：由圖C可知，____________點所對應的熒光素酶濃度為最佳濃度。

（7）食品衛生檢驗中，可利用上述方法測定樣品中細菌的ATP總含量，進而測算出細菌的數量，判斷食品污染程度。測算的前提是每個細菌細胞中ATP的含量____________。

Answer 1

（1）含有目的基因的細胞 （2）MspI

（3）DNA雙鏈復制 指數 （4）顯微注射技術 輸卵管

（5）將內細胞團均等分割

（6）①濃度為0mg/L的熒光素酶溶液 溫度（或“反應時間”等） ②d

（7）大致相同（且相對穩定）

【解析】

試題分析：

（1）標記基因的作用是將含有目的基因的細胞篩選出來。

（2）分析表格中各種限制酶的酶切位點可知，SmaⅠ識別的序列都可以被限制酶MspI切割，根據由圖中目的基因兩端的酶切位點可以推知，用限制酶SmaⅠ進行切割即可切下目的基因。

（3）PCR技術的原理是體外進行DNA復制；PCR技術可以使目的基因以指數形式增長。

（4）將目的基因導入受體細胞的方法是顯微注射技術；早期胚胎培養一段時間后，移植到雌性動物的輸卵管或子宮內，使之完成胚胎發育。

（5）對囊胚進行胚胎分割時，一定要注意把內細胞團細胞均等分割。

（6）①由于實驗目的是測定ATP時所需熒光素酶溶液的最佳濃度，因此自變量為熒光素酶的濃度，為了使結果更加科學準確，應增設一組空白對照組，即濃度為0mg/L的熒光素酶溶液（或蒸餾水）；溫度、PH等為無關變量。

②分析圖C，d點時，發光強度達到最大，此時對應的熒光素酶的濃度為最佳濃度。

（7）根據細菌的ATP總含量來測算細菌的總數量，前提條件是細菌中的ATP的含量大致相同，只有這樣才能用來估算。

考點：本題考查基因工程、胚胎工程和生物實驗的有關知識，意在考查考生識記能力和理解所學知識的要點，把握知識間的內在聯系的能力；具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、建立模型與系統分析等科學研究方法。