2008年諾貝爾化學(xué)獎授予了日本化學(xué)家下村修、美國科學(xué)家馬丁??沙爾菲和美籍華裔科學(xué)家錢永健三人，以表彰他們發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了“綠色熒光蛋白質(zhì)”（簡稱GFP）技術(shù)。
綠色熒光蛋白分子的形狀呈圓柱形，就像一個桶，負(fù)責(zé)發(fā)光的基團位于桶中央。裝在“桶”中的發(fā)光基團對藍(lán)色光照特別敏感。當(dāng)它受到藍(lán)光照射時，會吸收藍(lán)光的部分能量，然后發(fā)射出綠色的熒光。
在大自然中，具有發(fā)光能力的生物有不少，螢火蟲是陸地上最為人所熟悉的發(fā)光生物。在海洋里，某些水母、珊瑚和深海魚類也有發(fā)光的能力。事實上，大多數(shù)動物的發(fā)光機制是兩種物質(zhì)——熒光素和熒光素酶——合作產(chǎn)生的結(jié)果。不同發(fā)光生物的熒光素和熒光素酶結(jié)構(gòu)是不一樣的。因此，這些生物的發(fā)光本領(lǐng)，只能是它們自己的“專利”。
二十世紀(jì)六十年代，日本科學(xué)家下村修從美國西岸打撈了大量發(fā)光水母，帶回位于華盛頓州的星期五港實驗室中進行研究。這些水母在受到外界的驚擾時會發(fā)出綠色的熒光，這位科學(xué)家希望找到這種水母的熒光素酶。然而，經(jīng)過長期的努力，仍然毫無收獲。他大膽地假設(shè)，這種學(xué)名叫AEquorEA viCtoriA的水母的發(fā)光機制也許并不是常規(guī)的熒光素/熒光素酶原理。他想，可能存在另一種能產(chǎn)生熒光的蛋白。此后，他進行了更多的實驗，終于搞清楚了，在這種水母的體內(nèi)有一種叫水母素的物質(zhì)，在與鈣離子結(jié)合時會發(fā)出藍(lán)光，而這道藍(lán)光未經(jīng)為人所見就已被一種蛋白質(zhì)吸收，改發(fā)綠色的熒光。這種捕獲藍(lán)光，發(fā)出綠光的蛋白質(zhì)，就是綠色熒光蛋白。
綠色熒光蛋白的發(fā)光機理比熒光素/熒光素酶要簡單得多。一種熒光素酶只能與相對應(yīng)的熒光素發(fā)光，而綠色熒光蛋白并不需要與其他物質(zhì)合作，只需要用藍(lán)光照射，就能自己發(fā)光。
在生物學(xué)研究中，科學(xué)家們更多的是利用這種能自己發(fā)光的熒光分子來作為生物體的標(biāo)記。將這種熒光分子通過化學(xué)方法掛在其他不可見的分子上，原來不可見的部分就變得可見了。生物學(xué)家一直利用這種標(biāo)記方法，把原本透明的細(xì)胞或細(xì)胞器從黑暗的顯微鏡視場中“糾出來”。
可惜的是，傳統(tǒng)的熒光標(biāo)記在發(fā)光的同時，會產(chǎn)生具有毒性的氧自由基，導(dǎo)至被觀察的細(xì)胞死亡，這叫做“光毒性”。因此，在GFP發(fā)現(xiàn)以前，科學(xué)家們只能通過熒光標(biāo)記來研究死亡細(xì)胞靜態(tài)結(jié)構(gòu)。相反，GFP的光毒性非常弱，非常適合用于標(biāo)記活細(xì)胞。生物學(xué)家們可以用GFP來標(biāo)記幾乎任何生物分子或細(xì)胞，然后在藍(lán)光照射下進行顯微鏡觀察。原本黑暗或透明的視場馬上變得星光點點——那是被標(biāo)記了的活動目標(biāo)。對生物活體樣本的實時觀察，在GFP發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用以前，是根本不可想象的。
然而，自GFP發(fā)現(xiàn)起經(jīng)過了二十多年，才有人將其應(yīng)用在生物樣品標(biāo)記上。1987年，道格拉斯??普萊沙克隆出了GFP的基因序列。1993年，在普萊沙的基礎(chǔ)上，馬丁??沙爾菲成功地通過基因重組的方法使得除水母以外的其他生物（如大腸桿菌等）也能產(chǎn)生GFP，這不僅證實了GFP與活體生物的相容性，還建立了利用GFP研究基因表達的基本方法，而許多現(xiàn)代重大疾病都與基因表達的異常有關(guān)。至此，生物醫(yī)學(xué)研究的一場“綠色革命”揭開了序幕。
此后，謝爾蓋??路基亞諾夫又從一種珊瑚中分離出了與綠熒光蛋白類似，但能發(fā)出紅色光的熒光蛋白，預(yù)示著熒光蛋白可以有不同的顏色。美籍華人錢永健系統(tǒng)地研究了綠色熒光蛋白的工作原理，并對它進行了大刀闊斧的化學(xué)改造，不但大大增強了它的發(fā)光效率，還發(fā)展出了紅色、藍(lán)色、黃色熒光蛋白，使得熒光蛋白真正成為了一個琳瑯滿目的工具箱，供生物學(xué)家們選用。目前生物實驗室普遍使用的熒光蛋白，大部分是錢永健改造的變種。有了這些熒光蛋白，科學(xué)家們就好像在細(xì)胞內(nèi)裝上了“攝像頭”，得以實時監(jiān)測各種病毒“為非作歹”的過程。
1.下列對“綠色熒光蛋白”解釋最準(zhǔn)確的一項是
A.是置于藍(lán)光燈之下，能發(fā)出綠色熒光的物質(zhì)。
B.是從水母中提出的呈圓柱形的、中央基團能發(fā)光的蛋白分子。
C.是分子呈圓柱形，中央基團吸收藍(lán)光，改發(fā)綠色的熒光的蛋白物質(zhì)。
D.是能夠作為生物體活細(xì)胞標(biāo)記的蛋白質(zhì)。
2.下列對原文表述不準(zhǔn)確的一項是
A.日本科學(xué)家下村修是綠色熒光蛋白的發(fā)現(xiàn)者。他不止發(fā)現(xiàn)了水母在受到外界的驚擾時會發(fā)出綠色的熒光的現(xiàn)象，更研究出水母的發(fā)光機制的關(guān)鍵物質(zhì)綠色熒光蛋白。
B.日本科學(xué)家下村修的發(fā)現(xiàn)，其科學(xué)價值還是隱形的，經(jīng)過二十多年，不少科學(xué)家的繼續(xù)奮斗，才使生物醫(yī)學(xué)研究的一場“綠色革命”揭開了序幕。
C.美國科學(xué)家馬丁??沙爾菲成功地通過基因重組方法，證實了GFP與活體生物的相容性，建立了利用GFP研究基因表達的基本方法。在綠色熒光蛋白的發(fā)展應(yīng)用上居功至偉。
D.美籍華裔科學(xué)家錢永健研究GFP的貢獻一是對熒光蛋白進行了大刀闊斧的化學(xué)改造，二是實時觀察生物活體樣本，監(jiān)測各種病毒“為非作歹”的過程。
3.下列對原文表述不準(zhǔn)確的一項是
A.一切水母的發(fā)光機制并不是常規(guī)的熒光素/熒光素酶原理而是存在另一種能產(chǎn)生熒光的蛋白。這種捕獲藍(lán)光，發(fā)出綠光的蛋白質(zhì)，就是綠色熒光蛋白。
B.螢火蟲、珊瑚、和深海魚類等大多數(shù)動物的發(fā)光機制是兩種物質(zhì)——熒光素和熒光素酶——合作產(chǎn)生的結(jié)果。
C.GFP能發(fā)出綠光的條件是藍(lán)光照射；AEquorEA viCtoriA水母能不要外界藍(lán)光照射而發(fā)出綠光，是因為它利用自身物質(zhì)在與鈣離子結(jié)合時會發(fā)出藍(lán)光。
D.紅色、藍(lán)色、黃色等熒光蛋白的發(fā)光機制與綠色熒光蛋白是相同的。
4.下列推斷與原文意思不符的一項是
A.綠色熒光蛋白的研究，也屬于仿生學(xué)的體系，這項偉大成就的取得， 充分證明，即使是完善的學(xué)科，也還有無窮的未知領(lǐng)域，也還有無限的研究價值。
B.美籍華人錢永健獲得諾貝爾化學(xué)獎，這既是中國人的驕傲，也應(yīng)該引起中國人的思索和反省。
C.GFP對生物活體樣本的實時觀察的偉大突破，證明了科學(xué)技術(shù)具有無窮意義， 這促使人們以更大的興趣和勇氣，挑戰(zhàn)現(xiàn)實中的難題。
D.科學(xué)家的偉大，不止是從平常現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)不平常的問題，而且能研究出科學(xué)的原理 ，乃至發(fā)展到實際的應(yīng)用。
參考答案：
1.C（從分子結(jié)構(gòu)，發(fā)光原理全面說明。其他項都是片面的。）…點此進入高中說明文閱讀訓(xùn)練參考答案100則查看完整參考答案（本文答案在第1頁）…4.B （主觀拔高，原文是科技性說明文，只能是科技方向的推斷，不能從人文思想聯(lián)想延伸。）
