Question

用同位素标记的化合物，不仅化学性质不变而且具有放射性，同位素示踪法在生物学的研究中已被广泛应用。试分析下列有关实验：

(1)如果用¹⁸O标记的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下。一段时间后，在植物体周围空气中，能够收集到含¹⁸O标记的物质有氧气、水和二氧化碳，它们分别是由______、_________和呼吸作用生理过程产生的。

(2)把用³²P标记的磷酸加入细胞培养液中，短时间内快速分离出细胞内的ATP，发现部分ATP的末端磷酸基已带上了放射性标记，这是因为_________________    ，但是细胞内ATP的含量变化不大，这是因为________________   。

 (3)在一定光照条件下，向培养小球藻的试管中通入用¹⁴C标记的浓度为1％的¹⁴CO₂，第5分钟再通入浓度为2％的¹⁴CO₂，第10分钟再供给浓度为0.003％的¹⁴CO₂5分钟，并维持各时间段内相应的二氧化碳浓度。在这个过程中，分别检测小球藻内的葡萄糖、三碳化合物、五碳化合物的放射强度，得到上图中a、b、c三条曲线。这三条曲线表示的化合物依次是________、______和_______。

Answer 1

(1)光合作用  蒸腾作用  (2)ADP与用³²P标记的磷酸接受能量，发生反应，生成了ATP  ATP的产生与消耗达到了动态平衡  (3)三碳化合物(C₃)  五碳化合物(C₅)  葡萄糖

解析:

⑴用¹⁸O标记的水浇灌某盆栽植物，植物光合作用，光反应中水光解产生O，O中的氧来自水，所以O中含¹⁸O，植物体吸收的水分绝大部分通过蒸腾作用变成水蒸气，从气孔扩散到空气中，所以空气中的水中也有¹⁸O，另外在有氧呼吸第二步中水作为原料参与反应，最后形成的CO中的氧有一部分来自于水，所以CO中也有¹⁸O。⑵磷酸是合成ATP的原料所以用³²P标记的磷酸培养细胞，在ATP中就会出现放射性标记，ATP在体内的含量并不很多，一旦消耗能迅速合成，产生和消耗维持动态平衡。⑶通入1％和2％的¹⁴CO₂时，¹⁴CO₂和五碳化合物生成三碳化合物，三碳化合物在光反应提供的ATP和还原氢的作用下经过一系列复杂的化学反应最后生成葡萄糖等有机物及五碳化合物，所以是a三碳化合物，b是五碳化合物，c是葡萄糖；第10分钟时供给0.003％的¹⁴CO₂，¹⁴CO₂供应不足，五碳化合物积累增大，三碳化合物生成减少，另一方面还要消耗，所以三碳化合物含量下降，而葡萄糖的生产量也由于缺乏三碳化合物而反应减慢，含量不再继续增加。