Question

20．同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等．用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，如³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等．
（1）如果用³H标记两个氨基酸的氨基，则这两个氨基酸脱水缩合形成二肽的过程中，生成的水的相对分子质量为20．
（2）用¹⁴C标记的氨基酸研究豚鼠胰腺细胞分泌蛋白的合成和运输时，含放射性的物质将依次出现在细胞的核糖体、内质网、高尔基体（填细胞器）中，然后经细胞膜分泌出细胞外．
（3）如果某健康的成人摄入过量的¹⁵N-赖氨酸，一段时间后，从其体内提取某种蛋白质，彻底水解后最多能得到13种含¹⁵N的氨基酸．（提示：人体必需的氨基酸有8种，非必需的氨基酸有12种．）
（4）如图表示较强光照射且温度相同，以及水和小球藻的初始质量均相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图．一段时间后，试管①释放的Y₁的质量小于（填大于、等于或小于）试管②释放的Y₂的质量．

Answer 1

分析 放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用，如：
（1）用³⁵S标记噬菌体的蛋白质外壳，用³²P标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA是遗传物质；
（2）用³H标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；
（3）¹⁵N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制；
（4）卡尔文用¹⁴C标记CO₂，研究出碳原子在光合作用中的转移途径，即CO₂→C₃→有机物；
（5）鲁宾和卡门用¹⁸O标记水，证明光合作用所释放的氧气全部来自于水．

解答 解：（1）脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水，所以脱去的水分子中的氢原子来自氨基和羧基．因此，如果用³H标记两个氨基酸的氨基，则这两个氨基酸脱水缩合形成二肽的过程中，生成的水（³HHO）的相对分子质量为20．
（2）分泌蛋白质合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量．所以用³H标记的氨基酸在豚鼠的胰腺细胞研究分泌蛋白的合成和运输时，含放射性物质依次出现在细胞的核糖体、内质网、高尔基体中，最后经细胞膜分泌出细胞外．
（3）人体必需的氨基酸有8种，非必需的氨基酸有12种，因此如果某健康的成人摄入过量的¹⁵N-赖氨酸，一段时间后，从其体内提取某种蛋白质，彻底水解后最多能得到13种含¹⁵N的氨基酸．
（4）光合作用产生的氧气中的氧来自水，因此一段时间后，试管①释放的Y₁（O₂）的质量小于试管②释放的Y₂（¹⁸O₂）的质量．
故答案为：
（1）20 
（2）核糖体、内质网、高尔基体
（3）13 
（4）小于

点评 本题以同位素标记法为背景，考查脱水缩合、光合作用、细胞器的协调合作，要求考生掌握氨基酸脱水缩合形成蛋白质的具体过程，识记光合作用过程，识记细胞器的结构和功能，掌握分泌蛋白合成与运输过程．