放射性同位素标记技术在生物学的研究中已被广泛应用.
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发布时间:2023-07-02 13:54
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时间:2023-07-06 05:22
解题思路: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14CO2.
(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.
故答案应为:
(1)14CO2→14C3→(14CH2O) 14CO2
(2)用噬菌体侵染含有35S标记的大肠杆菌
(3)内质网 胞吐
(4)0、[1/8]、[7/8]
(5)++-+基因选择表达
点评:
本题考点: 光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化;细胞器之间的协调配合;细胞的分化;噬菌体侵染细菌实验;DNA分子的复制.
考点点评: 本题的知识点是光合作用过程中C的转移途径,有氧呼吸过程中二氧化碳中O原子的来源,噬菌体侵染细菌的实验,分泌蛋白的合成和分泌过程,DNA分子的半保留复制方式,细胞分化的实质,对于相关知识的理解与综合应用是解题的关键.