Question

同位素示蹤法是利用放射性元素作為示蹤劑對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來(lái)源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等．用于示蹤技術(shù)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，如³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等．
（1）用³²P標(biāo)記的一個(gè)親代噬菌體感染大腸桿菌，繁殖n代后，含³²P的噬菌體占所有噬菌體的比例是

 

．
（2）有光條件下，¹⁴C標(biāo)記CO₂進(jìn)入細(xì)胞后，首先在

 

發(fā)生反應(yīng)，在該結(jié)構(gòu)中含¹⁴C的系列產(chǎn)物有

 

．該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的含¹⁴C的產(chǎn)物主要在

 

徹底氧化分解，為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量．
（3）用³H標(biāo)記的氨基酸在豚鼠的胰腺細(xì)胞研究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸時(shí)，含放射性物質(zhì)依次出現(xiàn)在細(xì)胞的

 

、

 

、

 

中，然后經(jīng)細(xì)胞膜分泌出細(xì)胞外．以上生物膜在

 

緊密聯(lián)系，協(xié)調(diào)配合，保證了細(xì)胞生命活動(dòng)高校、有序地進(jìn)行．
（4）用¹⁵N標(biāo)記尿嘧啶，一段時(shí)間后在植物葉肉細(xì)胞中檢測(cè)到放射性物質(zhì)，含放射性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體、

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),核酸的種類(lèi)及主要存在的部位,細(xì)胞器之間的協(xié)調(diào)配合,光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程的能量變化和物質(zhì)變化

專(zhuān)題：

分析：放射性同位素標(biāo)記法在生物學(xué)中具有廣泛的應(yīng)用，如：
（1）用³⁵S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，用³²P標(biāo)記噬菌體的DNA，分別侵染細(xì)菌，最終證明DNA是遺傳物質(zhì)；
（2）用³H標(biāo)記氨基酸，探明分泌蛋白的合成與分泌過(guò)程；
（3）¹⁵N標(biāo)記DNA分子，證明了DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制；
（4）卡爾文用¹⁴C標(biāo)記CO₂，研究出碳原子在光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑，即CO₂→C₃→有機(jī)物；
（5）魯賓和卡門(mén)用¹⁸O標(biāo)記水，證明光合作用所釋放的氧氣全部來(lái)自于水．

解答： 解：（1）³²P標(biāo)記的是噬菌體的DNA分子，用³²P標(biāo)記的一個(gè)親代噬菌體感染大腸桿菌，噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，只有DNA進(jìn)入大腸桿菌，并作為模板控制子代噬菌體合成，根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，該噬菌體繁殖n代后，其中只有2個(gè)子代噬菌體含有³²P，所以含³²P的噬菌體占所有噬菌體的比例是

2

2n

．
（2）CO₂是光合作用暗反應(yīng)的原料，而暗反應(yīng)的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，所以在有光條件下，¹⁴C標(biāo)記CO₂進(jìn)入細(xì)胞后，首先在葉綠體基質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在該結(jié)構(gòu)中含¹⁴C的系列產(chǎn)物有¹⁴C₃、（¹⁴CH₂O）．該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的含¹⁴C的有機(jī)物主要在線(xiàn)粒體徹底氧化分解，為細(xì)胞生命活動(dòng)提供能量．
（3）分泌蛋白質(zhì)合成與分泌過(guò)程：核糖體合成蛋白質(zhì)→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行粗加工→高爾基體進(jìn)行再加工形成成熟的蛋白質(zhì)→細(xì)胞膜，整個(gè)過(guò)程還需要線(xiàn)粒體提供能量．所以用³H標(biāo)記的氨基酸在豚鼠的胰腺細(xì)胞研究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸時(shí)，含放射性物質(zhì)依次出現(xiàn)在細(xì)胞的核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體中，然后經(jīng)細(xì)胞膜分泌出細(xì)胞外．以上生物膜在結(jié)構(gòu)和功能緊密聯(lián)系，協(xié)調(diào)配合，保證了細(xì)胞生命活動(dòng)高校、有序地進(jìn)行．
（4）尿嘧啶是合成RNA的原料，含有RNA的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、核糖體、線(xiàn)粒體、葉綠體和細(xì)胞核，所以用¹⁵N標(biāo)記尿嘧啶，一段時(shí)間后在植物葉肉細(xì)胞中檢測(cè)到放射性物質(zhì)，含放射性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體、核糖體、細(xì)胞核．
故答案為：
（1）

2

2n

（2）葉綠體基質(zhì)  ¹⁴C₃、（¹⁴CH₂O）  線(xiàn)粒體
（3）核糖體  內(nèi)質(zhì)網(wǎng)  高爾基體  結(jié)構(gòu)和功能
（4）核糖體  細(xì)胞核

點(diǎn)評(píng)：本題以同位素標(biāo)記法為背景，考查噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)、DNA復(fù)制、光合作用、細(xì)胞器的協(xié)調(diào)合作、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能，要求考生掌握噬菌體的繁殖過(guò)程和DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)，識(shí)記光合作用過(guò)程，識(shí)記細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，掌握分泌蛋白合成與運(yùn)輸過(guò)程．