Question

在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，正確的思路和研究方法往往是科學(xué)家們?nèi)〉贸晒Φ年P(guān)鍵．同位素追蹤法所利用的放射性同位素一般是用于構(gòu)成細(xì)胞化合物的重要元素，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(qǐng)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，含¹⁸O的氣態(tài)物質(zhì)有

 

，這些物質(zhì)分別是由

 

（生理過程）產(chǎn)生的．
（2）如果用含¹⁵N的蛋白質(zhì)飼料飼養(yǎng)體內(nèi)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)物細(xì)胞內(nèi)的

 

（結(jié)構(gòu)）上．
（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，實(shí)驗(yàn)室已制備好分別含³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等6種放射性同位素的微生物培養(yǎng)基，請(qǐng)你選擇適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基并完成以下關(guān)鍵性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟：
①

 

．
②

 

．
③

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),蛋白質(zhì)的合成——氨基酸脫水縮合,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的能量變化和物質(zhì)變化

專題：

分析：有氧呼吸過程過程：
第一階段（在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中）：C₆H₁₂O₆→2丙酮酸+2ATP+4[H]；        
第二階段（線粒體基質(zhì)中）：2丙酮酸+6H₂O→6CO₂+20[H]+2ATP；
第三階段（線粒體內(nèi)膜上）：24[H]+6O₂→12H₂O+34ATP．
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(cè)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(huì)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(chǎng)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．
（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，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．
①由于噬菌體是病毒，不能在培養(yǎng)基上獨(dú)立生存，只有在活細(xì)胞中才能進(jìn)行正常的生命活動(dòng)．因此要標(biāo)記噬菌體需要先標(biāo)記細(xì)菌，即先將細(xì)菌分別在含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)．
②用噬菌體去分別侵染被³²P和³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌．
③用被³²P和³⁵S標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，一段時(shí)間后離心，分別檢測(cè)上清液和沉淀中的放射．
故答案為：
（1）水、CO₂、O₂     蒸騰作用、呼吸作用、光合作用
（2）核糖體
（3）①先將細(xì)菌分別在含³²P和³⁵S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)
②用噬菌體去分別侵染被³²P和³⁵S標(biāo)記的細(xì)菌
③用被³²P和³⁵S標(biāo)記的噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，一段時(shí)間后離心，分別檢測(cè)上清液和沉淀中的放射性

點(diǎn)評(píng)：本題考查光合作用和呼吸作用、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，要求考生識(shí)記光合作用和呼吸作用過程，識(shí)記細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，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(shí)準(zhǔn)確答題，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．