Question

Ⅰ．用同位素標記的化合物，不僅化學性質不變而且具有放射性，同位素示蹤法在生物學的研究中已被廣泛應用。試分析下列有關實驗：
（1）如果用¹⁸O標記的水澆灌某盆栽植物，并將該盆栽植物置于光照下。一段時間后，在植物體周圍空氣中，能夠收集到含¹⁸O標記的物質有氧氣、水和二氧化碳，它們分別是由___________、_____________和______________生理過程產(chǎn)生的。
（2）把用³²P標記的磷酸加入細胞培養(yǎng)液中，短時間內(nèi)快速分離出細胞內(nèi)的ATP，發(fā)現(xiàn)部分ATP的末端磷酸基已帶上了放射性標記，這是因為_____________________，但是細胞內(nèi)ATP的含量變化不大，這是因為______________________________________。

（3）在光照條件下，向培養(yǎng)小球藻的試管中通人用¹⁴C標記的濃度為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，并維持各時間段內(nèi)相應的二氧化碳濃度。在這個過程中，分別檢測小球藻內(nèi)的葡萄糖、三碳化合物、五碳化合物的放射強度，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_______________。
Ⅱ．在光合作用的發(fā)現(xiàn)過程和研究過程中有許多著名的實驗，其中美國科學家恩格爾曼用水綿進行光合作用的實驗就是其中之一。請根據(jù)該實驗回答問題：
（1）恩格爾曼選擇水綿為實驗材料，該材料的優(yōu)點是______________________。
（2）將水綿和好氧性細菌制作成臨時裝片，為排除外界干擾，必須放在_______   環(huán)境中。
（3）用極細的光束照射到水綿的某部位，通過顯微鏡觀察到的現(xiàn)象是：_____________     。
（4）如果臨時裝片完全暴露在光下，好氧細菌的分布特點是：________________          。
（5）該實驗證明了：__________________________________________。

Answer 1

Ⅰ（1）光合作用    蒸騰作用   呼吸作用
（2）ADP與用³²P標記的磷酸接受能量，發(fā)生反應，生成了ATP    ATP的產(chǎn)生與消耗達到了動態(tài)平衡。（3）三碳化合物(或C₃)   五碳化合物(或C₅)   葡萄糖
Ⅱ（1）帶狀葉綠體，大而明顯，可指示氧氣釋放的部位
（2）沒有空氣的黑暗
（3）好氧細菌積聚在葉綠體被光束照射的部位
（4）分布在葉綠體所有受光部位的周圍
（5）氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所

解析試題分析：Ⅰ（1）用¹⁸O標記的水澆灌某盆栽植物，植物光合作用，光反應中水光解產(chǎn)生O₂，O₂中的氧來自水，所以O₂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，最后形成的CO₂中的氧有一部分來自于水，所以CO₂中也有¹⁸O。
（2）磷酸是合成ATP的原料，所以用³²P標記的磷酸培養(yǎng)細胞，在ATP中就會出現(xiàn)放射性標記，ATP在體內(nèi)的含量并不很多，一旦消耗能迅速合成，產(chǎn)生和消耗維持動態(tài)平衡。
（3）通入1%和2%的¹⁴CO₂時，¹⁴CO₂和五碳化合物生成三碳化合物，三碳化合物在光反應提供的ATP和還原氫的作用下經(jīng)過一系列復雜的化學反應最后生成葡萄糖等有機物及五碳化合物，所以是a三碳化合物，b是五碳化合物，c是葡萄糖；第10分鐘時供給0.003％的¹⁴CO₂，¹⁴CO₂供應不足，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減慢，含量不再繼續(xù)增加。
Ⅱ（1）水綿含有帶狀葉綠體，大而明顯，可指示氧氣釋放的部位。
（2）該實驗的自變量是光照的有無，因變量是好氧細菌的分布，為避免外界干擾，將臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中。
（3）極細的光束照射到水綿，水綿葉綠體進行光合作用釋放氧氣，所以好氧細菌積聚在葉綠體被光束照射的部位。
（4）臨時裝片完全曝光，水綿葉綠體進行光合作用釋放氧氣，所以好氧細菌分布在葉綠體所有受光部位的周圍。
（5）該實驗證明了氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。
考點：考查光合作用以及恩格爾曼的實驗。
點評：難度中等，理解光合作用的過程。