Question

放射性同位素標(biāo)記技術(shù)在生物學(xué)的研究中已被廣泛應(yīng)用．
（1）利用¹⁴C標(biāo)記的CO₂研究植物光合作用中暗反應(yīng)，¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑是

 

；若用¹⁸O標(biāo)記H₂¹⁸O研究動(dòng)物有氧呼吸的過程，則其最終出現(xiàn)在

 

（物質(zhì)）中．
（2）在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，獲得³⁵S標(biāo)記的噬菌體的方法是

 

．
（3）利用¹⁵N標(biāo)記的氨基酸研究唾液腺細(xì)胞的唾液淀粉酶的合成和分泌，則¹⁵N首先出現(xiàn)在的具膜細(xì)胞器為

 

，最終含¹⁵N唾液淀粉酶以

 

方式從細(xì)胞中分泌出去．
（4）a、b、c為三種DNA分子：a只含¹⁵N，b同時(shí)含¹⁴N和¹⁵N，c只含¹⁴N．將¹⁵N標(biāo)記的DNA分子，放入含¹⁴N的培養(yǎng)基上連續(xù)擴(kuò)增了4代，則a、b、c這三種DNA分子所占的比例分別是

 

．
（5）用³²P標(biāo)記的胰島素基因探針，對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞和胰島B細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)．

用探針探測(cè)細(xì)胞的DNA		用探針探測(cè)細(xì)胞的RNA
胚胎干細(xì)胞	胰島B細(xì)胞	胚胎干細(xì)胞	胰島B細(xì)胞

表格的空格中應(yīng)填寫的檢測(cè)結(jié)果依次是

 

．（用“+”表示能檢測(cè)到，用“-”表示不能檢測(cè)到）．從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，胚胎干細(xì)胞分化為胰島B細(xì)胞的根本原因是

 

．

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,細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合,細(xì)胞的分化,噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),DNA分子的復(fù)制

專題：

分析：本題是對(duì)高中生物教材中放射性同位素應(yīng)用的綜合性考查，用同位素標(biāo)記法進(jìn)行研究的內(nèi)容有：分泌蛋白的合成和分泌過程，C原子在光合作用過程中的轉(zhuǎn)移途徑，噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，DNA復(fù)制方式的研究，對(duì)細(xì)胞分化實(shí)質(zhì)的研究等，梳理相關(guān)的研究過程然后結(jié)合問題的具體要求進(jìn)行解答．

解答： 解：（1）光合作用的暗反應(yīng)階段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的還原，1分子二氧化碳與1分子五碳化合物結(jié)合形成2分子三碳化合物，該過程是二氧化碳的固定，三碳化合物被光反應(yīng)階段產(chǎn)生的還原氫還原形成有機(jī)物，因此¹⁴C標(biāo)記的CO₂研究植物光合作用中暗反應(yīng)，¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑是¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）；有氧呼吸過程中水參與第二階段的反應(yīng)，與丙酮酸生成二氧化碳和[H]，因此若用¹⁸O標(biāo)記H₂¹⁸O研究動(dòng)物有氧呼吸的過程，則其最終出現(xiàn)在¹⁴CO₂．
（2）噬菌體是病毒，病毒必須寄生在細(xì)胞內(nèi)才能繁殖，因此不能在普通培養(yǎng)基上培養(yǎng)，獲得³⁵S標(biāo)記的噬菌體的方法是用噬菌體侵染含有³⁵S標(biāo)記的大腸桿菌．
（3）唾液淀粉酶的本質(zhì)是分泌蛋白，分泌蛋白首先在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成，然后進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中進(jìn)行加工，因此利用¹⁵N標(biāo)記的氨基酸研究唾液腺細(xì)胞的唾液淀粉酶的合成和分泌，則¹⁵N首先出現(xiàn)在的具膜細(xì)胞器為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)；唾液淀粉酶是大分子有機(jī)物，最終以胞吐的形式分泌到細(xì)胞外．
（4）由于DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，將¹⁵N標(biāo)記的DNA分子，放入含¹⁴N的培養(yǎng)基上連續(xù)擴(kuò)增了4代，形成的DNA分子中，有2個(gè)DNA分子含有¹⁵N的母鏈和¹⁴N的子鏈；
有2⁴-2=14個(gè)DNA分子只含¹⁴N，因此只含¹⁵N、同時(shí)含¹⁴N和¹⁵N、只含¹⁴N的DNA分子的比例是：0、

1

8

、

7

8

．
（5）小鼠體內(nèi)的胚胎干細(xì)胞和胰島B細(xì)胞均是由同一個(gè)受精卵發(fā)育而來的，因此它們所含的DNA相同，所以用用³²P標(biāo)記的胰島素基因探針，在兩種細(xì)胞中均能檢測(cè)到胰島素基因的存在．由于基因的選擇性表達(dá)，胰島素基因只在胰島B細(xì)胞中才表達(dá)，所以用³²P標(biāo)記的胰島素基因探針，對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞和胰島B細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)，胚胎干細(xì)胞不能檢測(cè)到胰島素的RNA，但胰島B細(xì)胞能檢測(cè)出．
故答案應(yīng)為：
（1）¹⁴CO₂→¹⁴C₃→（¹⁴CH₂O）    ¹⁴CO₂
（2）用噬菌體侵染含有³⁵S標(biāo)記的大腸桿菌
（3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)   胞吐
（4）0、

1

8

、

7

8

（5）++-+基因選擇表達(dá)

點(diǎn)評(píng)：本題的知識(shí)點(diǎn)是光合作用過程中C的轉(zhuǎn)移途徑，有氧呼吸過程中二氧化碳中O原子的來源，噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，分泌蛋白的合成和分泌過程，DNA分子的半保留復(fù)制方式，細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)，對(duì)于相關(guān)知識(shí)的理解與綜合應(yīng)用是解題的關(guān)鍵．