Question

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______、_________和呼吸作用生理過程產(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)在一定光照條件下，向培養(yǎng)小球藻的試管中通入用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_______。

Answer 1

(1)光合作用  蒸騰作用  (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(C₃)  五碳化合物(C₅)  葡萄糖

解析:

⑴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O，O中的氧來自水，所以O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。⑶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。