Question

在生命科学研究领域，正确的思路和研究方法往往是科学家们取得成功的关键．同位素追踪法所利用的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，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，含¹⁸O的气态物质有

 

，这些物质分别是由

 

（生理过程）产生的．
（2）如果用含¹⁵N的蛋白质饲料饲养体内不含¹⁵N的大白鼠，在饲料适量的情况下，¹⁵N将首先出现在该动物细胞内的

 

（结构）上．
（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，实验室已制备好分别含³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等6种放射性同位素的微生物培养基，请你选择适当的培养基并完成以下关键性的实验设计步骤：
①

 

．
②

 

．
③

 

．

Answer 1

考点：噬菌体侵染细菌实验,蛋白质的合成——氨基酸脱水缩合,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：有氧呼吸过程过程：
第一阶段（在细胞质基质中）：C₆H₁₂O₆→2丙酮酸+2ATP+4[H]；        
第二阶段（线粒体基质中）：2丙酮酸+6H₂O→6CO₂+20[H]+2ATP；
第三阶段（线粒体内膜上）：24[H]+6O₂→12H₂O+34ATP．
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．

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．
（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，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．
①由于噬菌体是病毒，不能在培养基上独立生存，只有在活细胞中才能进行正常的生命活动．因此要标记噬菌体需要先标记细菌，即先将细菌分别在含³²P和³⁵S的培养基中培养．
②用噬菌体去分别侵染被³²P和³⁵S标记的细菌．
③用被³²P和³⁵S标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，一段时间后离心，分别检测上清液和沉淀中的放射．
故答案为：
（1）水、CO₂、O₂     蒸腾作用、呼吸作用、光合作用
（2）核糖体
（3）①先将细菌分别在含³²P和³⁵S的培养基中培养
②用噬菌体去分别侵染被³²P和³⁵S标记的细菌
③用被³²P和³⁵S标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，一段时间后离心，分别检测上清液和沉淀中的放射性

点评：本题考查光合作用和呼吸作用、细胞结构和功能、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，识记细胞结构和功能，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．