Question

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）用含³H标记的亮氨酸的培养液体外培养如图一所示细胞，该细胞内合成和分泌抗体的过程中，依次经过了哪些细胞结构

 

（填图示符号）该过程体现了细胞结构在功能上的

 

．
（2）将小球藻装在密闭容器中，一直给予适宜温度和光照．通入¹⁴CO₂，反应时间为0.5s时，¹⁴C出现在C₃中；反应时间为5s时，¹⁴C出现在C₅中．最终探明了CO₂中的C在光合作用中转化成有机物的途径是：

 

，这一途径称为卡尔文循环．该实验是通过控制

 

（变量）来探究CO₂中碳原子的转移路径．
（3）1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤，据图二回答下列问题：
若图中C有大量的放射性，则进入大肠杆菌体内的是用

 

（填“³²P”或“³⁵S”）标记的DNA．在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是

 

．
（4）为了验证燕麦幼苗的IAA在极性运输时是否以重力为动力，有人利用燕麦幼苗、刀片、放射性¹⁴C检测仪器、含¹⁴C-IAA的琼脂块（供体块）和空白琼脂块（受体块）进行四组实验（如图所示），其中能达到实验目的是

 

（5）上述实验中同位素的作用是

 

，共同的实验观测指标是

 

．

Answer 1

考点：细胞器之间的协调配合,噬菌体侵染细菌实验,生长素的产生、分布和运输情况

专题：

分析：分析题图：图1分泌蛋白的形成过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量．图中①细胞膜，②囊泡，③高尔基体，④细胞质，⑤内质网，⑥线粒体，⑦核糖体．
图2噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放．
噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用³⁵S或³²P标记噬菌体→①噬菌体与大肠杆菌混合培养→②噬菌体侵染未被标记的细菌→③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．
图3是验证生长素的极性运输．胚芽鞘中的生长素是由胚芽鞘尖端合成的；胚芽鞘的尖端部位感受单侧光的刺激；单侧光能引起生长素的横向运输，横向运输发生在尖端；生长素只能由形态学上端向形态学下端运输．

解答： 解：（1）抗体属于分泌蛋白，分泌蛋白的形成过程：附着在内质网上的核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，故该细胞内合成和分泌抗体的过程中，依次经过了⑦核糖体，⑤内质网，③高尔基体，②囊泡，①细胞膜，该过程体现了细胞结构在功能上的协调配合．
（2）给小球藻通入¹⁴CO₂，CO₂参与暗反应，该实验探明了CO₂中的C在光合作用中转化成有机物的途径是：CO₂→C₃→C₅，这一途径为卡尔文循环，该实验是通过控制反应时间来探究CO₂中碳原子的转移路径．
（3）若图中C有大量的放射性，则进入大肠杆菌体内的是用³²P标记的DNA．在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是在侵染细菌的过程中，噬菌体理论上应将全部DNA注入大肠杆菌细胞内，离心后放射性只存在于沉淀物．
（4）解：要验证燕麦幼苗的IAA在极性运输时是否以重力为动力，要设置极性运输的方向和重力方向不同的实验组，研究其中生长素的运输方向，探究极性运输和重力对生长素的影响那个占优势，
A、极性运输对生长素的影响和重力对生长素的影响是同一个方向，A错误；
B、琼脂块B上方的茎尖切段是倒放的，由于生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，故IAA在极性运输时是否以重力为动力，B中也不能检测到放射性，B错误；
C、受体琼脂块上方的茎尖切段是倒放的，由于生长素只能由形态学上端向形态学下端运输，故IAA在极性运输时是否以重力为动力，受体块中也不能检测到放射性，C错误；
D、极性运输的方向使生长素从下端到上端运输，重力的作用却是向下的，若受体块中有放射性，说明IAA在极性运输时不是重力为动力，否则IAA在极性运输时就是以重力为动力，D正确．
故选D．
（5）上述实验中同位素的作用是用于追踪物质的运行（和变化规律），共同的实验观测指标是同位素出现的位置．
故答案为：
（1）⑤③②①协调配合   
（2）CO₂→C₃→C₅      反应时间
（3）³²P  在侵染细菌的过程中，噬菌体理论上应将全部DNA注入大肠杆菌细胞内，离心后放射性只沉淀物．  
（4）D   
（5）用于追踪物质的运行（和变化规律），同位素出现的位置

点评：解答本题需要学生非常熟悉教材上应用到“同位素标记法”的经典实验，并能关注到选项中的一些细节，在合理推理的基础上作出选择．