Question

13．在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程．
（1）適宜條件下，用H₂¹⁸O澆灌植物一段時(shí)間后，在下列物質(zhì)中可檢測(cè)到放射性的是A、B、C、D、E（多選）．
A、H₂O    B、CO₂   C、（CH₂O）    D、O₂     E、丙酮酸
（2）用¹⁵N標(biāo)記某精原細(xì)胞的全部DNA，放入含¹⁴N的培養(yǎng)液中讓其完成一次減數(shù)分裂，則形成的精細(xì)胞中100%是有放射性的．
（3）赫爾希和蔡斯在研究噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，分別用同位素標(biāo)記了噬菌體，則³²P、³⁵S依次位于圖1、圖2中的①④（用數(shù)字表示）結(jié)構(gòu)中，能否用¹⁵N分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)并說明原因不能，DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素．
（4）通過追蹤同位素標(biāo)記的¹⁴CO₂，探明了卡爾文循環(huán)中的碳的轉(zhuǎn)移途徑．觀察有絲分裂實(shí)驗(yàn)時(shí)，不需要利用同位素標(biāo)記法，高倍鏡下觀察如圖3圖象，a-e細(xì)胞中分別屬于分裂中期、后期的是a、c．

Answer 1

分析 放射性同位素標(biāo)記法在生物學(xué)中是一種重要的研究手段，在生物課本中：分泌蛋白的形成過程、光合作用中氧的來源和二氧化碳的轉(zhuǎn)移途徑、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)、DNA分子的半保留復(fù)制等均利用了該手段．

解答 解：（1）植物可通過根毛吸收水分，運(yùn)輸?shù)饺~肉細(xì)胞進(jìn)行光合作用，光反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣（¹⁸O₂）來自于水（H₂¹⁸O），可進(jìn)行有氧呼吸，在第二階段，水中的氧（H₂¹⁸O）進(jìn)入二氧化碳（C¹⁸O₂），通過二氧化碳參與光合作用暗反應(yīng)進(jìn)入有機(jī)物（CH₂¹⁸O），因此用H₂¹⁸O澆灌植物一段時(shí)間后，在H₂O、CO₂、（CH₂O）、O₂和丙酮酸等物質(zhì)中都可檢測(cè)到放射性．
（2）用¹⁵N標(biāo)記某精原細(xì)胞的全部DNA，放入含¹⁴N的培養(yǎng)液中讓其完成一次減數(shù)分裂，由于DNA分子是半保留復(fù)制，即每個(gè)新合成的DNA分子中一條鏈含¹⁵N，另一條鏈含¹⁴N，因此，形成的精細(xì)胞中100%帶有放射性．
（3）脫氧核苷酸由磷酸、脫氧核糖和含氮堿基組成，P元素存在于磷酸部位；根據(jù)氨基酸結(jié)構(gòu)通式，可知S元素存在于氨基酸的R基中．所以用³²P和³⁵S標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，標(biāo)記元素所在部位依次是磷酸和R基團(tuán)，即①④結(jié)構(gòu)中．由于DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素，所以不能用¹⁵N分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)．
（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¹⁴CO₂→¹⁴C₃→有機(jī)物（¹⁴CH₂O）．高倍鏡下觀察如圖3圖象，a-e細(xì)胞中分別為中期、間期、后期、末期和前期，所以屬于分裂中期、后期的是a、c．
故答案為：
（1）ABCDE
（2）100
（3）①④不能，DNA和蛋白質(zhì)中都含有N元素        
（4）¹⁴CO₂            a、c

點(diǎn)評(píng) 本題具有一定的難度，考查了生物學(xué)相關(guān)結(jié)論研究過程中所用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和研究過程，要求考生具有一定的分析能力、理解能力和對(duì)比能力，對(duì)考生能力要求較高．