Question

海洋中的發(fā)光細菌具獨特的生理特性，可作為環(huán)境監(jiān)測的指標生物．
Ⅰ．現(xiàn)利用發(fā)光細菌對海水重金屬污染狀況進行監(jiān)測，請完善下列實驗設(shè)計和推導實驗結(jié)論．
實驗原理：細菌代謝正常時，發(fā)光強度穩(wěn)定；當重金屬影響到其代謝時，發(fā)光會受到抑制，抑制程度用抑光率（發(fā)光被抑制的百分率）表示．
實驗材料：明亮發(fā)光桿菌凍干粉、待測海水水樣、2%NaCl溶液、3%NaCl溶液、熒光分光光度計（用于測定細菌發(fā)光強度）、試管等．
實驗步驟：
（1）將少許明亮發(fā)光桿菌凍干粉和0.5mL 2%NaCl溶液加入5mL小試管中，搖勻配制成發(fā)光菌懸液；然后按照下表配制海水樣品稀釋液．請在“-”上填寫①②③④分別代表的數(shù)據(jù)．

組別	1	2	3	4	5
3%NaCl溶液（ml）	①	4.74	4.49	4.24	3.99
海水樣品（ml）	②	0.25	0.50	0.75	1.00
發(fā)光菌懸液（ml）	③	0.01	0.01	0.01	0.01
混合液中海水濃度	④	0.05	0.10	0.15	0.20

（2）各試管靜置15min后，用熒光分光光度計測定

 

．
（3）計算各組相對抑光率．若計算第3組的相對抑光率，則計算公式為T%=

 

實驗結(jié)論：
（4）如果測得上述各組相對抑光率如下，可以判斷待測海水樣品

 

．

組別	1	2	3	4	5
相對抑光率（%）	0	6	13	17	23

Ⅱ．請回答下列問題：
（5）細菌的發(fā)光反應(yīng)是在氧的作用下，胞內(nèi)熒光酶將脂肪醛氧化為脂肪酸，同時釋放出藍綠光的過程．上述實驗需要控制溫度在l8℃進行，若超過25℃實驗很難進行，這是因為

 

．
（6）發(fā)光細菌的發(fā)光基因表達直接表現(xiàn)為生物發(fā)光，非常直觀而且易于檢測，所以發(fā)光基因是基因工程操作上很好的

 

基因．
（7）對發(fā)光細菌純化、培養(yǎng)常用

 

法接種（只需答一種）．培養(yǎng)結(jié)束后，對使用過的培養(yǎng)基應(yīng)進行

 

處理．

Answer 1

考點：ATP在能量代謝中的作用的綜合

專題：

分析：據(jù)實驗設(shè)計可知，表1中1號試管應(yīng)為對照組，起對照作用．根據(jù)對照原則和等量原則，1號試管中應(yīng)不加入海水樣品，且保持試管中液體相等，故應(yīng)加入4.99mL3%NaCl溶液及0.01mL發(fā)光菌懸液．本實驗測定指標可用利用發(fā)光率來表示，故可用生物毒性測試儀測定各試管的發(fā)光強度．根據(jù)表2的結(jié)果可知發(fā)光細菌在 pH值6.0-9.0間，EC50值隨著pΗ值的提高而增大，故說明五氯酚鈉對發(fā)光細菌的毒性降低．

解答： 解：（1）根據(jù)對照原則和等量原則，1號試管中應(yīng)不加入海水樣品，且保持試管中液體相等，故應(yīng)加入4.99mL3%NaCl溶液及0.01mL發(fā)光菌懸液．
（2）各試管靜置15min后，用熒光分光光度計測定各試管發(fā)光強度．
（3）計算各組相對抑光率．若計算第3組的相對抑光率，則計算公式為T%=．
（4）根據(jù)題意和圖表分析可知：可以得出的結(jié)論是待測海水樣品，受到重金屬污染．
（5）由于熒光酶的催化活性受溫度影響，所以實驗需要控制溫度在l8℃進行，而超過25℃實驗很難進行．
（6）發(fā)光細菌的發(fā)光基因表達直接表現(xiàn)為生物發(fā)光，非常直觀而且易于檢測，所以發(fā)光基因是基因工程操作上很好的標記基因．
（7）對發(fā)光細菌純化、培養(yǎng)常用平板劃線法或稀釋涂布平板法接種．培養(yǎng)結(jié)束后，對使用過的培養(yǎng)基應(yīng)進行滅菌處理．
故答案為：
Ⅰ．（1）①4.99    ②0     ③0.01     ④0 
（2）各試管發(fā)光強度
（3）
（4）受到重金屬污染
Ⅱ．（5）熒光酶的催化活性受溫度影響（熒光酶在l8℃時活性最大，超過25℃即迅速失活）
（6）標記               
（7）平板劃線法（或稀釋涂布平板法）      滅菌

點評：本題綜合考查了微生物的培養(yǎng)、應(yīng)用和實驗探究，意在考查學生的應(yīng)用和實驗設(shè)計能力，能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論．