Question

放射性同位素标记技术在生物学的研究中已被广泛应用。

(1)利用¹⁴C标记的CO₂研究植物光合作用中的暗反应，¹⁴C的转移途径是____________；若用¹⁸O标记HO研究动物有氧呼吸的过程，则其最终出现在_______________(物质)中。

(2)在噬菌体侵染细菌实验中，获得³⁵S标记的噬菌体的方法是____。

(3)利用³H标记的氨基酸，研究唾液腺细胞的唾液淀粉酶的合成和分泌，³H首先出现在具膜细胞器________中，最终含³H的唾液淀粉酶以________方式从细胞中分泌出去。

(4)a、b、c为三种DNA分子：a只含¹⁵N，b同时含¹⁴N和¹⁵N，c只含¹⁴N。将¹⁵N标记的DNA分子，放入含¹⁴N的培养基上连续扩增了4代，则a、b、c这三种DNA分子所占的比例分别是__________________。

(5)用³²P标记的胰岛素基因探针，对小鼠胚胎干细胞和胰岛B细胞进行检测。

用探针探测细胞的DNA	用探针探测细胞的RNA
胚胎干细胞	胰岛B细胞	胚胎干细胞	胰岛B细胞

表格的空格中应填写的检测结果依次是_________________________。(用“＋”表示能检测到，用“－”表示不能检测到)。

Answer

14CO2→14C3→(14CH2O) C18O2 用噬菌体去侵染含35S的大肠杆菌 内质网 胞吐 0、1/8、7/8 ＋、＋、－、＋

【解析】试题分析：本题是对高中生物教材中放射性同位素应用的综合性考查，用同位素标记法进行研究的内容有：分泌蛋白的合成和分泌过程，C原子在光合作用过程中的转移途径，噬菌体侵染细菌的实验，DNA复制方式的研究，对细胞分化实质的研究等，梳理相关的研究过程然后结合问题的具体要求进行解答。

（1）光合作用的暗反应阶段包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，1分子二氧化碳与1分子五碳化合物结合形成2分子三碳化合物，该过程是二氧化碳的固定，三碳化合物被光反应阶段产生的还原氢还原形成有机物，因此14C标记的CO2研究植物光合作用中暗反应，14C的转移途径是14CO2→14C3→（14CH2O）；有氧呼吸过程中水参与第二阶段的反应，与丙酮酸生成二氧化碳和[H]，因此若用18O标记H218O研究动物有氧呼吸的过程，则其最终出现在C18O2。

（2）噬菌体是病毒，病毒必须寄生在细胞内才能繁殖，因此不能在普通培养基上培养，获得35S标记的噬菌体的方法是用噬菌体侵染含有35S标记的大肠杆菌。

（3）唾液淀粉酶的本质是分泌蛋白，分泌蛋白首先在内质网上的核糖体上合成，然后进入内质网、高尔基体中进行加工，因此利用15N标记的氨基酸研究唾液腺细胞的唾液淀粉酶的合成和分泌，则15N首先出现在的具膜细胞器为内质网；唾液淀粉酶是大分子有机物，最终以胞吐的形式分泌到细胞外。

（4）由于DNA分子的复制方式是半保留复制，将15N标记的DNA分子，放入含14N的培养基上连续扩增了4代，形成的DNA分子中，有2个DNA分子含有15N的母链和14N的子链，有24-2=14个DNA分子只含14N，因此只含15N、同时含14N和15N、只含14N的DNA分子的比例是：0、1/8、7/8。

（5）小鼠体内的胚胎干细胞和胰岛B细胞均是由同一个受精卵发育而来的，因此它们所含的DNA相同，所以用用32P标记的胰岛素基因探针，在两种细胞中均能检测到胰岛素基因的存在．由于基因的选择性表达，胰岛素基因只在胰岛B细胞中才表达，所以用32P标记的胰岛素基因探针，对小鼠胚胎干细胞和胰岛B细胞进行检测，胚胎干细胞不能检测到胰岛素的RNA，但胰岛B细胞能检测出。