辅警考试题库含答案:萤火虫身上的什么物质让它们发光？

答：两种物质混合后发光，目的是为了求偶。
荧光素底物：结构式为 C13H12N2S2O3
催化剂：一种分子量为62KD，由551个氨基酸组成的单链特异蛋白质－－－荧光素酶。
能量：来自三磷酸腺苷（简称ATP），它是一切生物体内供应能源的物质。
此外还需要氧气的参予。

〔参考资料〕

1884年，Dubois发现将萤火虫研磨后荧光很快消失，添加萤火虫尾部的新鲜提取物又能重现荧光。证实提取物中存在荧光素和荧光素酶的互作，并推断生物发光至少涉及可氧化的有机化合物——荧光素；荧光素酶以及氧三种基本物质。
1974年，Mcelroy等人开展了萤火虫荧光素酶(首称虫光素酶以区别细菌荧光素酶和水母的绿荧光蛋白，GFP)的物化性质研究。
1956年，Green和Mceiroy获得了虫光素酶的结晶制剂。
萤火虫以发射荧光的方式实现异性成虫之间的信息交流，以期在适宜的处所会合交配。
为何在种类繁多的昆虫中只有萤火虫具备这种功能？
这是由于其体内可以生成生物发光的各种物质。首先是一种能让化学物质(化学能)转变为光能的生物催化剂即虫光毒酶。以北美萤火虫为例，这是一种分子量为62KD，由551个氨基酸组成的单链特异蛋白质。萤火虫发射荧光的间歇时间和颜色(光波长)因品种而异，并受控于虫光素酶的化学结构。其次，是一种热稳定、易扩散、只存在于虫体发光器官的有机化合物，即荧光素，其结构式为C13H12N2S2O3，而且是一种细菌，萤火虫等生物能生物发光反应的共有底物。
此外，三磷酸腺苷(ATP)在萤火虫发光反应中具有关键作用。它既是所有生物能量的贮备形式，也是细胞代谢活动的能量来源，又是虫光素酶催化的发光反应中不可替代的专一性底物。研究表明，虫光素酶的真正底物是Mg++和ATP的复合物MgATP，而非游离状态的ATP。最后，氧分子(O2)是萤火虫发光不可残缺的物质，反应中适当的氧量与荧光亮度，持续时间密切相关。只要满足上述条件，不仅活体萤火虫，这些物质在离体条件下的试管中同样可以实现荧光反射。
反应式：
ATP+荧光素+O2
AMP+氧化荧光素+PPi+CO2+Hυ
AMP=一磷酸腺苷
PPi=焦磷酸
CO2=二氧化碳
Hυ=荧光

萤火虫之所以能发出光来，是依靠它腹部一个特殊发光器发光的。这个发光器由发光层、反射层和透明的表皮组成。反射层是一种不透明的细胞，细胞内含有一些白色颗粒状尿酸盐的结晶，它能阻挡光射入虫体内，并能通过透明的表皮把光反射到体外去。在发光器的主体发光层中，则含D－荧光素、三磷酸腺苷和2价镁离子等化学物质。这些物质在虫体内的荧光素酶催化作用下，能进行复杂的“荧光素——荧光素酶”的氧化反应，生成一些处于激发态的新物质，这些物质经转换后，就能发出光亮。

在萤火虫发光这样一个氧化过程中，它的反应速度的大小，是同参加反应的氧的供与量成正比的。这些氧是由分布于发光器周围的许多气管提供的。如果各个气管供给的氧十分充足的话，氧化反应速度就会加快，产生的光就是亮；反之，各个气管供给的氧十分充足的话，氧化反应速度就慢，光也弱。萤火虫自身对氧的呼吸也不是恒定不变的。随着萤火虫的呼吸作用，氧气的撮入量有时多些，有时少些，这样，萤火虫发出的光也有时强些，有时弱些，就变得一闪一闪的

记得小时候去农村那里晚上萤火虫非常多我也问了他们为什么会发光那里的人们告诉我那种昆虫的尾部沾的是粪便才发光的我一直认为他们的回答都很怪

萤火虫于夜晚的发光行为，以黑翅萤（Luciola cerata）为例，就目前的研究发现，多是在日落后，雄虫开始在栖地上边飞边亮；在雄虫开始活动不久后，雌虫便开始出现于栖地周围的高处（雌虫也会发光，但只有发光器一节，雄虫则有两节发光器），从晚上7点一直到11点半左右，在其栖地可以见到成百成千的萤火虫发光，但差不多在晚上11点半过后，成虫便逐渐停止发光。而且雄虫发光的频率也有变化，并非整晚的发光频率都一样。
萤火虫的发光，简单来说，是荧光素（luciferin）在催化下发生的一连串复杂生化反应；而光即是这个过程中所释放的能量。由于不同种类的萤火虫，发光的型式不同，因此在种类之间自然形成隔离。萤火虫中绝大多数的种类是雄虫有发光器，而雌虫无发光器或发光器较不发达。虽然我们印象中的萤火虫大多是雄虫有两节发光器、雌虫一节发光器，但这种情况仅出现于熠萤亚科中的熠萤属（Luciola）及脉翅萤属（Curtos）。因为像台湾窗萤（Pyrocoelia analis），雌雄都有两节发光器，两者最大的区别在于雌虫为短翅型，而雄虫则为长翅型。

萤火虫的发光器是由发光细胞、反射层细胞、神经与表皮等所组成。如果将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。

而萤火虫的发光器会发光，起始于传至发光细胞的神经冲动，使得原本处于抑制状态的荧光素被解除抑制。而萤火虫的发光细胞内有一种含磷的化学物质，称为荧光素，在荧光素的催化下氧化，伴随产生的能量便以光的形式释出。由于反应所产生的大部分能量都用来发光，只有2~10%的能量转为热能，所以当萤火虫停在我们的手上时，我们不会被萤火虫的光给烫到，所以有些人称萤火虫发出来的光为“冷光”。