疑难问题：萤火虫为什么会发光？发光是为了什么？萤火虫发光器搅碎后加ATP会发光，而加葡萄糖却不能，为什么？它体内不是有分解葡萄糖的酶吗？

要搞清楚这些问题，需要了解萤火虫的发光器和发光原理，细胞要完成正常的生命活动必须要保持完整性。

夜晚人们可以看到荧光一闪一闪地在草丛中“飞行”，这是萤火虫腹部的发光器在进行一种化学反应的结果。

1．萤火虫的发光器

萤火虫的发光器由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮等组成。萤火虫发光器分为发光层和反射层，在反射层中有较为粗大的气管，而发光层中有较多微气管。萤火虫通过神经控制这些气管，将氧气导入发光器，从而精确地控制闪光的明灭。

科学家们发现，萤火虫发光层里有几千个发光细胞，发光细胞里有含磷的虫荧光素和虫荧光素酶，虫荧光素酶能够使虫荧光素和氧气化合而发光，氧气则是由发光器周围的气管所供给。萤火虫的发光器由数层细胞组成。在皮肤下有发光细胞，在发光细胞下有反光细胞，可以反射发光细胞发出的光来使光看来更亮。虫荧光素酶就像开关一样启动这种生化反应，当萤火虫产生虫荧光素酶的时候，这种反应就开始了，萤火虫便会发出一闪一闪的光亮。

如果将萤火虫发光器的构造比喻成汽车的车灯，发光细胞就有如车灯的灯泡，而反射层细胞就有如车灯的灯罩，会将发光细胞所发出的光集中反射出去。所以虽然只是小小的光芒，在黑暗中却让人觉得相当明亮。

2．萤火虫的发光原理

萤火虫利用发光器内的荧光素、荧光素酶、氧及ATP进行反应而发光。

萤火虫有专门的发光细胞，在发光细胞中有两类化学物质，一类被称作荧光素（在萤火虫中的称为萤火虫荧光素），另一类被称为荧光素酶。荧光素能在荧光素酶的催化下消耗ATP ，并与氧气发生反应，反应中产生激发态的氧化荧光素，当氧化荧光素从激发态回到基态时释放出光子，反应中释放的能量几乎全部以光的形式释放，只有极少部分以热的形式释放，所以称之为冷光。荧光素酶亦称发光酶，是催化生物发光的酶系的总称。

研究人员发现，荧光素酶中的异亮氨酸残基能牢牢地抓住荧光素产生的发光体——氧化荧光素，使萤火虫发出黄绿色的荧光。他们还比较了萤火虫发黄绿色光和发红光时荧光素酶立体构造的不同。结果显示，发黄绿色光时异亮氨酸残基和氧化荧光素结合相当紧密，而发红光时两者结合相对松散。

3．意义

萤火虫中绝大多数的种类是雄虫有两节发光器，而雌虫有一节发光器或发光器很弱，萤火虫的卵和幼虫也微现磷光。萤火虫发光代表着不同的生态意义，发光最主要是雌雄间沟通的讯号，也就是求偶，但有科学家认为还有其他的意义，比如警告、恐吓、诱集、照明、伪装、展示及调节族群等功能。

从萤火虫中分离得到的荧光素和荧光素酶一直用于ATP的定量检测。

试题：用小刀将数十只萤火虫的发光器割下，干燥后研成粉末状，取两等份分别装入两支小玻璃管中，各加入少量的水，使之混合，可见到玻璃管中发出淡黄色的荧光，约过15min后荧光消失。这时，再将ATP溶液加入其中一支玻璃管中，将葡萄糖溶液加入另一支玻璃管中，发现加ATP溶液的玻璃管中发出荧光，而加葡萄糖溶液的玻璃管中不发荧光（见下图）。请回答

（1）向A、B两管中加水后，两管均发荧光，这能说明水对生物正常的生命活动有何重要意义？__________。这也说明了发光器研磨成的粉末中含有哪种物质？__________________________。

（2）以上现象说明：

①萤火虫发光是将____能转变成____能的过程；

②这一过程所需的能量由_____直接提供；

③__________不是生命活动的直接能源。

（3）若向刚切下的萤火虫的发光器上滴加葡萄糖溶液，你认为会发荧光吗？______。原因是________。

答案：（1）生物体内许多重要的生物化学反应均要在水中才能进行  少量的ATP     （2）①化学   光   ②ATP   ③葡萄糖   （3）会  葡萄糖进入组成发光器的细胞中后可被氧化分解，使细胞中生成ATP供发光用