【加固训练】(2014·南京模拟)光合作用是地球上最重要的化 学反应。同位素标记法的引入,为探寻和建立光合作用的化学 反应过程,做出了巨大的贡献。 (1)1941年,鲁宾用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。
热点专题突破系列四同位 素标记法的应用
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鲁宾用H218O和普通的CO2进行小球藻光合作用实验①(见图A),
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【解析】选C。用15N标记核苷酸只能搞清核苷酸(或DNA)的 数量变化规律;用18O标记H2O和CO2可证明光合作用释放的氧 全部来自水;用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白 质,才能证明DNA是遗传物质。
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热点专题突破系列四ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ位 素标记法的应用
答案：(1)B (2)B、D (3)来自H2O。分别将C18O2和H218O提供给两组植物，分析两 组植物光合作用释放的氧气，18O2仅在提供H218O的那组植物 中产生，即可证明上述结论
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【通关锦囊】化学元素转移途径的实例分析
T31
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【分类突破通关】 类型一 元素的转移途径 通关典例(2014·宝鸡模拟)同位素的发现为探明许多生命的奥 秘起了很重要的作用。 (1)用18O标记二氧化碳,使其参与光合作用,再经有氧呼吸,则 18O转移的途径是( )
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(2)如果用含15N的蛋白质饲料饲养体内不含15N的大白鼠,较长 一段时间后,从大白鼠的组织中分离出下列物质,其中含有15N的 是(多选)( ) A.脂肪酸 B.淀粉酶 C.肌糖原 D.生长激素 (3)植物光合作用产生的O2来自H2O,还是来自CO2?请写出简单实 验思路证明你的结论。 ____________________________________________________ ____________________________________________________
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【通关特训】 (2014·汕头模拟)科学家利用同位素标记法搞清了许多化学反 应的详细过程。下列说法正确的是( ) A.用15N标记核苷酸搞清了分裂期染色体形态和数目的变化规律 B.用18O标记H2O和CO2有力地证明了CO2是光合作用的原料 C.用14C标记CO2最终探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途 径 D.用35S标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌证明了DNA是遗传物质
。
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【解题指南】解答本题需注意以下两点： (1)识记CO2中氧的转移途径：CO2→(CH2O)→CO2。 (2)知道哪些化合物含有N元素,如氨基酸、蛋白质、核苷酸、 核酸、ATP等。
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【解析】(1)二氧化碳在光合作用中参与暗反应，生成有机物 (CH2O)，有机物(葡萄糖)又在细胞呼吸中首先分解成丙酮酸， 丙酮酸在有氧呼吸第二阶段分解成CO2，所以二氧化碳中18O 的转移途径是：C18O2→(CH218O)→C18O2。 (2)淀粉酶和生长激素是蛋白质类化合物，含有N元素。 (3)本小题的实验设计可用同位素标记法。分别将用同位素18O 标记的H218O和C18O2提供给两组植物进行光合作用实验，分 析两组植物光合作用释放的氧气，18O2仅在提供H218O的那组 植物中产生，即可证明光合作用产生的O2来自H2O。
秒的时间,CO2已经转化为许多种类的化合物。想要探究CO2转化 成的第一个产物是什么,可能的实验思路是____________
。
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②实验发现,在光照下物质A和物质B的浓度很快达到饱和并保
持稳定。此时突然中断CO2的供应,A、B物质的变化如图C所示。
结果放出的O2具有放射性。若用C18O2和普通的H2O进行光合作用
实验②(见图B),结果产生的O2不具有放射性。综合实验①②,
可获得的结论是
。
(2)美国科学家卡尔文用同位素标记法来追踪CO2是如何转变成 碳水化合物的。
①卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2,光照一定时间(从1秒到数 分钟)后杀死小球藻,同时提取产物并分析。实验发现,仅仅30
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【三年考情分析】 在近几年的高考试题中,同位素标记法多有涉及。试题的
内容多与经典生物学实验联系,有时也设置新情境来进行命题, 考查内容涉及细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去 向以及细胞的结构和功能,化学物质的变化、反应机理等。对 近三年高考分析如下：
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考查点
具体内容
化学元素的 转移途径
生理过程及 发生场所
化合物 的作用
光合作用产生的O2来自水、暗反 应中碳的去向、细胞呼吸过程中 的物质转移 分泌蛋白的分泌过程、DNA的半保 留复制
噬菌体侵染细菌实验
近三年考 情统计
2012北京 T29
2012山东 T5、T24 2011浙江
1.光合作用产物中O元素的来源：
(1)若用18O标记的H218O和未标记的CO2一起做实验,结果产生的 氧气全是18O2。 (2)若用18O标记的C18O2和未标记的H2O一起做实验,结果产生的 氧气全是16O2。 (3)结论：光合作用过程中O2中的O全部来自H2O。 2.暗反应过程中C元素的去向：
(1)标记方法：用14C标记CO2中的C。 (2)转移途径：随着14CO2的固定,14C首先出现在C3中,然后C3被 还原,14C进入C5和(CH2O)中。
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3.研究细胞呼吸过程中物质的转移途径： (1)用18O标记氧气(18O2)，生成的水全部有放射性，生成的二氧 化碳全部无放射性，即18O2→H218O。 (2)用18O标记葡萄糖(C6H1218O6)，生成的二氧化碳全部有放射性， 生成的水全部无放射性，即C6H1218O6→C18O2。