Question

用同位素標(biāo)記的化合物，不僅化學(xué)性質(zhì)不變而且具有放射性，同位素示蹤法在生物學(xué)的研究中已被廣泛應(yīng)用。試分析下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)：

(1)如果用¹⁸O標(biāo)記的水澆灌某盆栽植物，并將該盆栽植物置于光照下。一段時(shí)間后，在植物體周圍空氣中，能夠收集到含¹⁸O標(biāo)記的物質(zhì)有氧氣、水和二氧化碳，它們分別是由______、_________和呼吸作用生理過程產(chǎn)生的。

(2)把用³²P標(biāo)記的磷酸加入細(xì)胞培養(yǎng)液中，短時(shí)間內(nèi)快速分離出細(xì)胞內(nèi)的ATP，發(fā)現(xiàn)部分ATP的末端磷酸基已帶上了放射性標(biāo)記，這是因?yàn)開________________    ，但是細(xì)胞內(nèi)ATP的含量變化不大，這是因?yàn)開_______________   。

 (3)在一定光照條件下，向培養(yǎng)小球藻的試管中通入用¹⁴C標(biāo)記的濃度為1％的¹⁴CO₂，第5分鐘再通入濃度為2％的¹⁴CO₂，第10分鐘再供給濃度為0.003％的¹⁴CO₂5分鐘，并維持各時(shí)間段內(nèi)相應(yīng)的二氧化碳濃度。在這個(gè)過程中，分別檢測(cè)小球藻內(nèi)的葡萄糖、三碳化合物、五碳化合物的放射強(qiáng)度，得到上圖中a、b、c三條曲線。這三條曲線表示的化合物依次是________、______和_______。

Answer 1

(1)光合作用  蒸騰作用  (2)ADP與用³²P標(biāo)記的磷酸接受能量，發(fā)生反應(yīng)，生成了ATP  ATP的產(chǎn)生與消耗達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡  (3)三碳化合物(C₃)  五碳化合物(C₅)  葡萄糖

解析:

⑴用¹⁸O標(biāo)記的水澆灌某盆栽植物，植物光合作用，光反應(yīng)中水光解產(chǎn)生O，O中的氧來自水，所以O(shè)中含¹⁸O，植物體吸收的水分絕大部分通過蒸騰作用變成水蒸氣，從氣孔擴(kuò)散到空氣中，所以空氣中的水中也有¹⁸O，另外在有氧呼吸第二步中水作為原料參與反應(yīng)，最后形成的CO中的氧有一部分來自于水，所以CO中也有¹⁸O。⑵磷酸是合成ATP的原料所以用³²P標(biāo)記的磷酸培養(yǎng)細(xì)胞，在ATP中就會(huì)出現(xiàn)放射性標(biāo)記，ATP在體內(nèi)的含量并不很多，一旦消耗能迅速合成，產(chǎn)生和消耗維持動(dòng)態(tài)平衡。⑶通入1％和2％的¹⁴CO₂時(shí)，¹⁴CO₂和五碳化合物生成三碳化合物，三碳化合物在光反應(yīng)提供的ATP和還原氫的作用下經(jīng)過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)最后生成葡萄糖等有機(jī)物及五碳化合物，所以是a三碳化合物，b是五碳化合物，c是葡萄糖；第10分鐘時(shí)供給0.003％的¹⁴CO₂，¹⁴CO₂供應(yīng)不足，五碳化合物積累增大，三碳化合物生成減少，另一方面還要消耗，所以三碳化合物含量下降，而葡萄糖的生產(chǎn)量也由于缺乏三碳化合物而反應(yīng)減慢，含量不再繼續(xù)增加。