Question

人類發(fā)現(xiàn)了放射性同位素以后，很快便將它應(yīng)用在生物學(xué)的研究中，為探明許多生命過程的奧秘起了很重要的作用．請回答：
（1）如果用含¹⁸O的水澆灌某盆栽植物，并將該盆栽植物置于光照下．過一段時(shí)間，在植物周圍的空氣中，能夠收集到哪些含¹⁸O的氣態(tài)物質(zhì)？

 

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（2）在運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，如果用含¹⁵N的蛋白質(zhì)飼料飼養(yǎng)不含¹⁵N的大白鼠，在飼料適量的情況下，¹⁵N將首先出現(xiàn)在該動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞的哪一種細(xì)胞器中？

 

（線粒體/中心體/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/高爾基體）．如果上述飼養(yǎng)過程繼續(xù)下去，可以發(fā)現(xiàn)大白鼠的組織中分離出的哪些代謝產(chǎn)物中有¹⁵N？

 

（脂肪酸、腸淀粉酶、肌糖元、胰島素）
（3）為了證明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體DNA，而不是它的蛋白質(zhì)外殼，可用兩種不同的放射性同位素分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和噬菌體的DNA．然后再讓這兩種不同標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，從而對此做出實(shí)驗(yàn)論證．據(jù)分析，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多種氨基酸．現(xiàn)請你完成以下關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)．
①實(shí)驗(yàn)室已制備好分別含³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等6種同位素標(biāo)記的微生物培養(yǎng)基．你將選擇哪兩種培養(yǎng)基分別用于噬菌體蛋白質(zhì)外殼和噬菌體DNA的標(biāo)記：

 

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②你用這兩種培養(yǎng)基怎樣去實(shí)現(xiàn)對噬菌體的標(biāo)記？請簡要說明實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)的理由．

 

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Answer 1

考點(diǎn)：光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化,蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的綜合,噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)

專題：

分析：光合作用過程：
（1）光反應(yīng)：水的光解：2H₂O→4[H]+O₂；ATP的形成：ADP+Pi+能量→ATP．
（1）暗反應(yīng)：CO₂固定：CO2+C₅→2C₃；C₃的還原：2C₃→（C H₂O）+C₅．
T₂噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟：分別用³⁵S或³²P標(biāo)記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)→噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)．

解答： 解：（1）含¹⁸O的水是光合作用和呼吸作用的原料，在有氧呼吸過程中，水參與第二階段的反應(yīng)，生成CO₂；在光合作用過程中，水在光反應(yīng)階段水解生成O₂；此外，含¹⁸O的水還會經(jīng)蒸騰作用散發(fā)到空氣中．因此在植物周圍的空氣中，含¹⁸O的氣態(tài)物質(zhì)有水、CO₂、O₂．
（2）蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，因此¹⁵N將首先出現(xiàn)在該動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的核糖體上，并進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加工．由于脂肪酸、肌糖元的組成元素只有C、H、O三種，所以上述飼養(yǎng)過程繼續(xù)下去，可以發(fā)現(xiàn)大白鼠的組織中能分離出含有¹⁵N的代謝產(chǎn)物只有腸淀粉酶、胰島素．
（3）①為了證明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體DNA，而不是它的蛋白質(zhì)外殼，應(yīng)該標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素，即用³²P標(biāo)記DNA，用³⁵S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼．
②先將細(xì)菌分別在含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后用噬菌體去分別侵染被³²P和³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌．因?yàn)槭删�體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生活，必須營寄生生活．
故答案為：
（1）水、CO₂、O₂
（2）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)    腸淀粉酶、胰島素
（3）①用³²P標(biāo)記DNA，用³⁵S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼
②先將細(xì)菌分別在含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，然后用噬菌體去分別侵染被³²P和³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌     因?yàn)槭删�體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生活，必須營寄生生活

點(diǎn)評：本題考查光合作用和呼吸作用、蛋白質(zhì)的合成、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，要求考生識記光合作用和呼吸作用過程，識記蛋白質(zhì)的合成與功能，掌握噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的過程，能運(yùn)用所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．