题目内容
13．同位素示踪法是利用放射元素作为示踪剂，对研究对象进行标记的分析方法，用以研究化学、生物或其他过程．同位素示踪法的应用，使人们可以从分子水平动态地观察生物体内或细胞内生理过程，认识生命活动的物质基础．例如，用14C（一种质子数和中子数之和为14的碳原子）、18O（一种质子数和中子数之和为18的氧原子）等同位素研究光合作用，可以详细地阐明叶绿体如何利用二氧化碳和水，这些简单分子形成糖类等大分子的中间产物是什么，以及影响每步生物合成的反应条件等．
（1）1941年，鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源．
①鲁宾和卡门用H218O和普通的CO2进行小球藻光合作用实验，见A图．
②鲁宾和卡门用C18O2和普通的H2O进行小球藻光合作用实验，见B图．
③综合实验A、B，结论是植物光合作用产生的氧气中的氧元素来源于水．
（2）1940年，鲁宾和卡门发现了碳的同位素14C，使卡尔文有了一种理想的工具，来追踪CO2是如何转变成糖类的．卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2，光照一定时间（从1秒到数分钟）后杀死小球藻，同时提取产物并分析．实验发现，仅仅30秒的时间，二氧化碳已经转化为许多种类的化合物．想要探究CO2转化成的第一个产物是什么，可能的实验思路是用14C（一种质子数和中子数之和为14的碳原子）、18O（一种质子数和中子数之和为18的氧原子）等同位素研究光合作用．．
分析 放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用，如：鲁宾和卡门用H218O和普通的CO2与用C18O2和普通的H2O进行小球藻光合作用实验，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水．据此解答．
解答 解：（1）1941年，鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源．①鲁宾和卡门用H218O和普通的CO2进行小球藻光合作用实验，由A图可知产生的氧气中的氧原子是18O．②鲁宾和卡门用C18O2和普通的H2O进行小球藻光合作用实验，由B图可知产生的氧气中的氧原子是O．③综合实验A、B，结论是植物光合作用产生的氧气中的氧元素来源于水（H2O）．
（2）CO2是光合作用暗反应的原料，而暗反应的场所是叶绿体基质，所以在有光条件下，14C标记CO2进入细胞后，首先在叶绿体基质发生反应，在该结构中含14C的系列产物有14C3、（14CH2O）．该结构产生的含14C的有机物主要在线粒体彻底氧化分解，为细胞生命活动提供能量．
故答案为：
（1）水
（2）用14C（一种质子数和中子数之和为14的碳原子）、18O（一种质子数和中子数之和为18的氧原子）等同位素研究光合作用．
点评 本题以同位素标记法为背景，要求考生掌握噬识记光合作用过程．
练习册系列答案
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如图是人的血细胞模式图，请据图回答问题：
5．节假日双休日，去野炊实为一大快事．然而，在野炊的情趣之中，如果遇到下面一些问题，你该如何处理？
（1）在“灶”上悬挂野炊锅时，应根据火焰调节野炊锅到合适的高度．你觉得原因可能是外焰温度最高．
除溶质和溶剂因素外，你认为固体物质的溶解能力还与外界的温度 有关．
（2）在引燃细枯枝后，如果迅速往“灶”里塞满枯枝，结果反而燃烧不旺，并产生很多浓烟，说明物质充分燃烧需要的条件是有充足的氧气；
（3）所带的物品如表：
在讨论中餐食谱时，他们发现所带食物不符合平衡膳食的要求，因为食物中缺少维生素（填营养物质）．鸡肉鸡蛋被消化后最终变成氨基酸被人体吸收．到了目的地，同学们发现忘了给装食盐和碱面（主要成分是碳酸钠）的瓶子做标记，可用所带物品食醋来鉴别．
（4）野炊活动中，有一同学被蜜蜂意外蛰伤，蜜蜂毒液呈酸性．其他同学马上利用肥皂水为其涂抹患处，结果症状大大减轻，这是因为肥皂水呈碱性．
（5）野餐时，有同学为了检验野外的水是否洁净（含有细菌的多少），即想了解与自来水对比哪种水源细菌多，也想探究水放置久了以后细菌数量是否会增加．于是带了一瓶清澈的溪水回家．
a配制培养基对两种水样进行细菌培养．由于细菌的营养方式为异养，所以培养基中除了琼脂、水，无机盐外，还必须含多种有机物．
b接种后，放入恒温箱，7天后取出观察菌落数量，记录．
C将两种水样的剩余部分放置一天，再将其分别接种到培养基，放入恒温箱，7天后取出观察菌落数量，记录．
d剩余的水放置到第三天、第四天、第五天，分别进行取样接种．各培养7天后取出观察菌落数量，记录．
【结果】针对统计出各培养基中的菌落数，最后进行比较．
请设计一张记录表格：
（实验现象不需要填写）
（1）在“灶”上悬挂野炊锅时，应根据火焰调节野炊锅到合适的高度．你觉得原因可能是外焰温度最高．
除溶质和溶剂因素外，你认为固体物质的溶解能力还与外界的温度 有关．
（2）在引燃细枯枝后，如果迅速往“灶”里塞满枯枝，结果反而燃烧不旺，并产生很多浓烟，说明物质充分燃烧需要的条件是有充足的氧气；
（3）所带的物品如表：
| 食物 | 大米、猪排骨、猪肝、鸡肉、鸡蛋、豆腐 |
| 调料 | 食盐、碱面、蔗糖、食醋、味精、酱油、食用油 |
| 用品 | 铁锅、铁铲、碗、筷子、肥皂 |
（4）野炊活动中，有一同学被蜜蜂意外蛰伤，蜜蜂毒液呈酸性．其他同学马上利用肥皂水为其涂抹患处，结果症状大大减轻，这是因为肥皂水呈碱性．
（5）野餐时，有同学为了检验野外的水是否洁净（含有细菌的多少），即想了解与自来水对比哪种水源细菌多，也想探究水放置久了以后细菌数量是否会增加．于是带了一瓶清澈的溪水回家．
a配制培养基对两种水样进行细菌培养．由于细菌的营养方式为异养，所以培养基中除了琼脂、水，无机盐外，还必须含多种有机物．
b接种后，放入恒温箱，7天后取出观察菌落数量，记录．
C将两种水样的剩余部分放置一天，再将其分别接种到培养基，放入恒温箱，7天后取出观察菌落数量，记录．
d剩余的水放置到第三天、第四天、第五天，分别进行取样接种．各培养7天后取出观察菌落数量，记录．
【结果】针对统计出各培养基中的菌落数，最后进行比较．
请设计一张记录表格：
| 菌落数 | 放置第一天 | 第二天 | 第三天 | 第四天 | 第五天 |
| 溪水 | |||||
| 自来水 |