Question

【題目】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的暗反應(yīng)，14C的轉(zhuǎn)移途徑是____________；若用18O標(biāo)記HO研究動物有氧呼吸的過程，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3H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，3H首先出現(xiàn)在具膜細(xì)胞器________中，最終含3H的唾液淀粉酶以________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，對小鼠胚胎干細(xì)胞和胰島B細(xì)胞進(jìn)行檢測。

用探針探測細(xì)胞的DNA	用探針探測細(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)填寫的檢測結(jié)果依次是_________________________。(用“＋”表示能檢測到，用“－”表示不能檢測到)。

Answer 1

【答案】 14CO2→14C3→(14CH2O) C18O2 用噬菌體去侵染含35S的大腸桿菌 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 胞吐 0、1/8、7/8 ＋、＋、－、＋

【解析】試題分析：本題是對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。

（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研究動物有氧呼吸的過程，則其最終出現(xiàn)在C18O2。

（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DNA分子含有15N的母鏈和14N的子鏈，有24-2=14個DNA分子只含14N，因此只含15N、同時含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，對小鼠胚胎干細(xì)胞和胰島B細(xì)胞進(jìn)行檢測，胚胎干細(xì)胞不能檢測到胰島素的RNA，但胰島B細(xì)胞能檢測出。