Question

8．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(biāo)記基因，其作用是將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來．
（2）表為4種限制酶的識別序列和酶切位點(diǎn)，如圖1為含有熒光素酶基因的DNA片段及其具有的限制酶切點(diǎn)．若需利用酶切法（只用一種酶）獲得熒光素酶基因，最應(yīng)選擇的限制酶是Msp1．

限制酶	MspⅠ	BamHⅠ	MboⅠ	SmaⅠ
酶切位點(diǎn)

（3）迄今為止，可將上述具有熒光素酶基因的運(yùn)載體導(dǎo)入動物細(xì)胞的技術(shù)，應(yīng)用最多的、最有效的是顯微注射技術(shù)．經(jīng)一系列步驟，將所獲得的胚胎早期培養(yǎng)一段時間后，再移植到雌性動物的輸卵管或子宮內(nèi)，使其發(fā)育成為具有新性狀的動物．
（4）熒光素酶在ATP的參與下，可使熒光素發(fā)出熒光．生物學(xué)研究中常利用“熒光素-熒光素酶發(fā)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(jìn)行了探究．
[實(shí)驗(yàn)材料]1×10^-8mol/LATP標(biāo)準(zhǔn)液、緩沖溶液、70mg/L熒光素溶液（過量）、濃度分別為10、20、30、40、50、60、70mg/L的熒光素酶溶液．
[實(shí)驗(yàn)結(jié)果]見圖2．
[實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論]
①實(shí)驗(yàn)過程：為使結(jié)果更加科學(xué)準(zhǔn)確，應(yīng)增設(shè)一組0mg/L熒光素酶溶液作為對照．除題目已涉及的之外，還需要嚴(yán)格控制的無關(guān)變量有溫度（反應(yīng)時間）（至少寫出一個）．
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果：由圖可知，d點(diǎn)所對應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度．

Answer 1

分析 分析圖1：含有目的基因的外源DNA分子中含有限制酶BamHⅠ、SmaⅠ、MboⅠ和MspⅠ的識別序列和切割位點(diǎn)，其中BamHⅠ的酶切位點(diǎn)在目的基因的中間，SmaⅠ的酶切位點(diǎn)只有一個，MboⅠ的識別序列中含有MspⅠ的識別序列，因此要獲得目的基因可用限制酶MspⅠ切割．
分析圖2：酶濃度小于40mg/L時，隨著酶濃度的升高，發(fā)光強(qiáng)度不斷增強(qiáng)；酶濃度達(dá)到40mg/L時，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值；酶濃度超過40mg/L時，發(fā)光強(qiáng)度保持相對穩(wěn)定．

解答 解：（1）標(biāo)記基因的作用是將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來．
（2）要獲得目的基因必須在目的基因的兩側(cè)相應(yīng)的酶切位點(diǎn)進(jìn)行切割，圖1中可以看出，BamHⅠ的酶切位點(diǎn)在目的基因的中間，故不可��；SmaⅠ的酶切位點(diǎn)只有一個，故不可取；根據(jù)表格可以看出，MboⅠ的識別序列中含有MspⅠ的識別序列，因此要獲得目的基因可用限制酶MspⅠ切割．
（3）將目的基因?qū)�入動物�?xì)胞最有效的方法是顯微注射法．經(jīng)一系列步驟，將所獲得的胚胎早期培養(yǎng)一段時間后，再移植到雌性動物的輸卵管或子宮內(nèi)，使其發(fā)育成為具有新性狀的動物．
（4）①探究實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對照原則和單一變量原則，因此為使結(jié)果更加科學(xué)準(zhǔn)確，應(yīng)增設(shè)一組濃度為0mg/L的熒光素酶溶液作為空白對照．實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量還有溫度、反應(yīng)的時間等．
②圖2可以看出，酶濃度達(dá)到40mg/L時，發(fā)光強(qiáng)度不再增加，因此d點(diǎn)所對應(yīng)的熒光素酶濃度為最佳濃度．
故答案為：
（1）含有目的基因的細(xì)胞
（2）Msp1
（3）顯微注射技術(shù)            輸卵管
（4）①0mg/L熒光素酶溶液    溫度（反應(yīng)時間）    ②d

點(diǎn)評 本題考查了基因工程的工具和步驟等知識、探究類實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，意在考查考生能理解所學(xué)知識的要點(diǎn)，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力；具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析、處理，能對一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂的能力．