题目内容
人类发现了放射性同位素以后，很快便将它应用在生物学的研究中，为探明许多生命过程的奥秘起了很重要的作用．请回答：
（1）如果用含18O的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下．过一段时间，在植物周围的空气中，能够收集到哪些含18O的气态物质？ ．
（2）在运动实验中，如果用含15N的蛋白质饲料饲养不含15N的大白鼠，在饲料适量的情况下，15N将首先出现在该动物体内细胞的哪一种细胞器中？ （线粒体/中心体/内质网/高尔基体）．如果上述饲养过程继续下去，可以发现大白鼠的组织中分离出的哪些代谢产物中有15N？ （脂肪酸、肠淀粉酶、肌糖元、胰岛素）
（3）为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA．然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证．据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸．现请你完成以下关键性的实验设计．
①实验室已制备好分别含3H、14C、15N、18O、32P、35S等6种同位素标记的微生物培养基．你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记： ．
②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和设计的理由． 、 ．
（1）如果用含18O的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下．过一段时间，在植物周围的空气中，能够收集到哪些含18O的气态物质？
（2）在运动实验中，如果用含15N的蛋白质饲料饲养不含15N的大白鼠，在饲料适量的情况下，15N将首先出现在该动物体内细胞的哪一种细胞器中？
（3）为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA．然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证．据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸．现请你完成以下关键性的实验设计．
①实验室已制备好分别含3H、14C、15N、18O、32P、35S等6种同位素标记的微生物培养基．你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记：
②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和设计的理由．
考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,蛋白质的结构和功能的综合,噬菌体侵染细菌实验
专题：
分析：光合作用过程：
（1）光反应：水的光解：2H2O→4[H]+O2；ATP的形成：ADP+Pi+能量→ATP．
（1）暗反应：CO2固定：CO2+C5→2C3；C3的还原：2C3→（C H2O）+C5．
T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质．
（1）光反应：水的光解：2H2O→4[H]+O2；ATP的形成：ADP+Pi+能量→ATP．
（1）暗反应：CO2固定：CO2+C5→2C3；C3的还原：2C3→（C H2O）+C5．
T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质．
解答：
解：（1）含18O的水是光合作用和呼吸作用的原料，在有氧呼吸过程中，水参与第二阶段的反应，生成CO2；在光合作用过程中，水在光反应阶段水解生成O2；此外，含18O的水还会经蒸腾作用散发到空气中．因此在植物周围的空气中，含18O的气态物质有水、CO2、O2．
（2）蛋白质的合成场所是核糖体，因此15N将首先出现在该动物细胞内的核糖体上，并进入内质网加工．由于脂肪酸、肌糖元的组成元素只有C、H、O三种，所以上述饲养过程继续下去，可以发现大白鼠的组织中能分离出含有15N的代谢产物只有肠淀粉酶、胰岛素．
（3）①为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，应该标记DNA和蛋白质的特征元素，即用32P标记DNA，用35S标记蛋白质外壳．
②先将细菌分别在含32P和35S的培养基中培养，然后用噬菌体去分别侵染被32P和35S标记的细菌．因为噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，必须营寄生生活．
故答案为：
（1）水、CO2、O2
（2）内质网 肠淀粉酶、胰岛素
（3）①用32P标记DNA，用35S标记蛋白质外壳
②先将细菌分别在含32P和35S的培养基中培养，然后用噬菌体去分别侵染被32P和35S标记的细菌 因为噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，必须营寄生生活
（2）蛋白质的合成场所是核糖体，因此15N将首先出现在该动物细胞内的核糖体上，并进入内质网加工．由于脂肪酸、肌糖元的组成元素只有C、H、O三种，所以上述饲养过程继续下去，可以发现大白鼠的组织中能分离出含有15N的代谢产物只有肠淀粉酶、胰岛素．
（3）①为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，应该标记DNA和蛋白质的特征元素，即用32P标记DNA，用35S标记蛋白质外壳．
②先将细菌分别在含32P和35S的培养基中培养，然后用噬菌体去分别侵染被32P和35S标记的细菌．因为噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，必须营寄生生活．
故答案为：
（1）水、CO2、O2
（2）内质网 肠淀粉酶、胰岛素
（3）①用32P标记DNA，用35S标记蛋白质外壳
②先将细菌分别在含32P和35S的培养基中培养，然后用噬菌体去分别侵染被32P和35S标记的细菌 因为噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，必须营寄生生活
点评：本题考查光合作用和呼吸作用、蛋白质的合成、噬菌体侵染细菌的实验，要求考生识记光合作用和呼吸作用过程，识记蛋白质的合成与功能，掌握噬菌体侵染细菌实验的过程，能运用所学的知识准确答题，属于考纲识记和理解层次的考查．
练习册系列答案
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