同位素標記法小專題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上同位素標記法小專題一、考點說明在高考理綜生物考試中常以選擇題的形式考查同位素標記法的應(yīng)用。三模考試中剛好也出現(xiàn)了同位素標記的問題 “同位素標記法”與分泌蛋白、光合作用、噬菌體侵染細菌、基因工程、基因診斷等生物知識相關(guān)，主要涉及教材相關(guān)考點：1光合作用（教材必一冊P51魯賓和卡門實驗）2植物的礦質(zhì)營養(yǎng)（教材必一冊P61小資料礦質(zhì)元素的運輸）3遺傳物質(zhì)的證據(jù)（教材必二冊P4噬菌體侵染細菌的實驗）4C3植物和C4植物（教材選修P29）5基因工程（教材選修P54基因診斷、56病毒檢測）6細胞的生物膜系統(tǒng)（教材選修P61分沁蛋白的合成與分泌）拓展問題：7、DNA的復制5細胞分裂

2、過程中DNA和RNA的復制二、同位素標記法概述在中子和質(zhì)子組成的原子核內(nèi)，質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的這一類原子稱為同位素。同位素包括穩(wěn)定同位素和放射性同位素。穩(wěn)定同位素是指原子核結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會發(fā)生衰變的同位素，如15N，18O等。放射性同位素是指原子核不穩(wěn)定會發(fā)生衰變，發(fā)出射線或射線或射線的同位素，如3H、14C、32P、35S、131I、42K等。同位素可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。用同位素標記的化合物，化學性質(zhì)不會改變。科學家通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清化學反應(yīng)的詳細過程。這種方法叫做同位素標記法。氫的同位素：氕、氘和氚，氚具有放射性，能夠發(fā)射負B射線，因而可以通過探測器進行追蹤；

3、碳的同位素：穩(wěn)定同位素12C、13C和放射性同位素14C；氧的同位素：16O、17O、18O，它們都不具有放射性，因此不能通過放射性進行追蹤；磷的同位素：除了質(zhì)量數(shù)為31的一種穩(wěn)定性同位素外，還有幾個放射性同位素，其質(zhì)量數(shù)為29、30、32、33和34；但只有質(zhì)量數(shù)為32和33的同位素存在足夠長的時間可以作為示蹤物之用，32和33都可以發(fā)射負B射線。硫的同位素：硫的同位素32S、33S、34S、35S和36S中，除35S外，其它放射性同位素的半衰期都很短，因此在放射性同位素示蹤法中，用的多是35S。除了課本中介紹的這些實驗中涉及到同位素標記法的應(yīng)用之外，在一些習題中也經(jīng)常涉及到。例如用 N的同

4、位素15N標記核苷酸研究DNA的半保留復制；利用N的同位素15N標記氨基酸，研究其在動植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移途徑；用42K標記的培養(yǎng)基來研究礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸途徑等。只要我們了解其中的原理便能觸類旁通，解決學習中的困難。三、例題分析：例一、如何研究分泌蛋白的合成與分泌過程？例二、光合作用釋放的O2到底是來自H2O，還是CO2呢，還是兩者兼而有之？ 設(shè)計實驗步驟并預測結(jié)果和結(jié)論？例三： 在光照下，供給玉米離體葉片少量的14C02，隨著光合作用時間的延續(xù)，在光合作用固定CO2形成的C3化合物和C4化合物中，14C含量變化示意圖正確的是（ ）變式（10全國卷I）光照條件下，給C3植物和C4 植物葉片提

5、供14CO2，然后檢測葉片中的14C。下列有關(guān)檢測結(jié)果的敘述，錯誤的是（ ）A.從C3植物的淀粉和C4植物的葡萄糖中可檢測到14CB.在C3植物和C4植物呼吸過程產(chǎn)生的中間產(chǎn)物中可檢測到14CC.隨光照強度增加，從C4植物葉片中可檢測到含14C的C4大量積累D.在C3植物葉肉組織和C4植物維管束鞘的C3中可檢測到14C例4：思考:用H218O灌溉植物，18O的去向？書寫出物質(zhì)去向流程例5：有人用同位素示蹤法做了一個實驗，給農(nóng)作物施用有放射性同位素15N標記的氮肥，自己以此農(nóng)作物為食物,結(jié)果在自己的尿液中檢測到15N。請分析同位素15N的具體行程。例6: 有15N標記的一個DNA分子, DNA所

6、有氮均為15N ，放在含有14N的培養(yǎng)基中復制三次，則含15N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含有15N的DNA單鏈占全部DNA分子單鏈的比例依次是（ ）例7：一般來說,細胞周期中的分裂間期和分裂期相比,持續(xù)時間短的時期是_；動物細胞培養(yǎng)時,如果缺少氨基酸的供應(yīng),細胞一般會停留在細胞周期的_,假定體細胞的染色體數(shù)是10，將體細胞放入含有3H-胸腺嘧啶的培養(yǎng)液中培養(yǎng),請推測其中一個細胞進行一次DNA復制后,該細胞分裂后期將有_條染色體被標記。變式題：在放射性同位素標記研究細胞有絲分裂過程中，為區(qū)別DNA和RNA，最好選擇標記的合成原料依次是 ：胸腺嘧啶脫氧核苷酸標記 、尿嘧啶核糖核苷酸標記

7、變式題：如果將含有1對同源染色體的精原細胞的分子用15標記，并提供14的原料，則該精原胞產(chǎn)生的四個精子中沒有放射性同位素15N的有（ ）個例8：核酸分子雜交可發(fā)生在DNA與DNA之間、DNA與RNA之間，那么對于帶有放射性標記的單鏈DNA-CGGTA-，可與下列哪一種RNA發(fā)生雜交（ ）A.-GCCAT- B.-GCCAU- C.-UACCG- D.-TAGGC-例9：如果用3H、15N、32P、35s標記噬菌體后，讓其侵染未被標記的細菌產(chǎn)生子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)成分中，能夠找到的放射性元素是 ( )A可在外殼中找到3H、15N、和35S B可在DNA 中找到3H、15N、32PC可在外殼中找到

8、15N、32P和35S D可在DNA中找到15N、32P、35 S 四、鞏固練習：1、某雜交瘤細胞中有DNA32個，將雜交瘤細胞在適宜的培養(yǎng)基中體外進行培養(yǎng)，培養(yǎng)基中無P32,則該雜交瘤細胞第一次有絲分裂的后期被標記的染色體有 條 2、將植物細胞在氘標記的尿嘧啶核糖核苷酸存在下溫育數(shù)小時，然后收集細胞，經(jīng)適當處理后獲得各種細胞器。放射性將主要存在于( )A.葉綠體和高爾基體 B.細胞核和液泡 C.細胞核和內(nèi)質(zhì)網(wǎng) D.線粒體和葉綠體3、用同位素14C標記的吲哚乙酸來處理一段枝條的一端，然后探測另一端是否含有放射性14C的吲哚乙酸存在。枝條及位置如圖，下列有關(guān)處理方法及結(jié)構(gòu)的敘述正確的是A處理甲圖

9、中A端，不可能在甲圖中的B端探測到14C的存在B處理乙圖中A端，能在乙圖中的B端探測到14C的存在C處理乙圖中B端，能在乙圖中的A端探測到14C的存在D處理甲圖中B端，能在甲圖中的A端探測到14C的存在 4、放射性同位素示蹤法是生物學研究過程中常采用的技術(shù)手段。下面是幾個放射性同位素示蹤實驗，對其結(jié)果的敘述不正確的是A給玉米提供14CO2，則14C的轉(zhuǎn)移途徑大致是14CO214C414C3（14CH2O）B用含有3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的營養(yǎng)液培養(yǎng)液培養(yǎng)洋蔥的根尖，可以在細胞核和線粒體處檢測到較強的放射性，而在核糖體處則檢測不到C要得到含32P的噬菌體，必須先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌D小

10、白鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳不會含有18O，但尿液中會含有少量的H218O5、下面是幾個放射性同位素示蹤實驗，對其結(jié)果的敘述不合理的是 （ ）A給玉米提供14CO2，14C在玉米光合作用中的轉(zhuǎn)移途徑大致是：14CO214C414C314C6 H12 O6B在含葡萄糖（C6 H12 O6）和乳糖（14C12H22O11）的培養(yǎng)液中培養(yǎng)大腸桿菌，需一段時間后才會出現(xiàn)含14C的細菌細胞C給水稻葉片提供C18O2，水稻根細胞中可產(chǎn)生含18O的酒精D小白鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳一定不含18O，而尿液中有H218O6、生物學研究所選擇的技術(shù)（方法）正確的是： A、 用層析液提取葉綠體中的色素B、

11、 用標記重捕法進行鼠的種群年齡結(jié)構(gòu)的調(diào)查C、 動物細胞的融合和植物細胞的融合均可用聚乙二醇作促融劑、用3H標志的尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA的復制7、在某細胞培養(yǎng)液中加入32P標記的磷酸分子，短時間內(nèi)分離出細胞的ATP，發(fā)現(xiàn)其含量變化不大，但部分ATP的末端已帶上放射性標記，該現(xiàn)象不能說明（ ）AATP中遠離A的磷酸容易脫離B部分32P標志的ATP是重新合成的CATP是細胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)D該過程中ATP既有合成又有分解8、將原褐固氮菌和根瘤菌培養(yǎng)在無氮源的培養(yǎng)基中，但是空氣中提供了14N，最后細胞中能夠檢測到14N有機物的是 9、右圖是植物體根尖的有關(guān)生命現(xiàn)象示意圖。請回答下列問題：（1）圖中

12、表示分裂間期的序號是 ，該時期細胞進行的主要生理活動是 。（2）生長素能促進細胞的伸長生長。根尖生長素應(yīng)由 區(qū)的細胞產(chǎn)生，主要作用于 區(qū)。利用根尖產(chǎn)生的植物激素，如 或其類似物處理材料，有利于觀察有絲分裂分裂期圖像。（3）圖中過程除表示了生長現(xiàn)象外還表示了細胞的 現(xiàn)象，后一現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因是 。（4）做用含32P標記的礦質(zhì)營養(yǎng)液培養(yǎng)植物幼苗的實驗時，含32P標記的離子進入根細胞的方式應(yīng)為 ，吸收的32P在植物體內(nèi)主要用于形成細胞的 （結(jié)構(gòu)）。為使實驗結(jié)果更科學，實驗中必須控制無關(guān)變量，除了保證含32p離子的充分供給，還應(yīng)保證根尖的 （生理作用）。10、放射性同位素自顯影技術(shù)被用于研究細胞有絲

13、分裂過程中DNA和RNA的變化。下圖表示洋蔥根尖細胞處于有絲分裂各階段時單個細胞中DNA和信使RNA的含量變化。請據(jù)圖回答：(1)在放射性同位素標記研究中，為區(qū)別DNA和RNA，最好選擇標記的合成原料分別是_、_，研究中應(yīng)選擇洋蔥根尖的_ 部分。 (2)c時期細胞核DNA、染色體與染色單體的比例為_ ，這種比例將維持到細胞分裂的_期才開始變化。(3)由d到e過程中細胞核DNA減少一半的原因是_ 。(4)a時期中的mRNA主要用于指導與 有關(guān)的蛋白質(zhì)的合成。d、e時期細胞中mRNA含量較低的最可能原因是_ 。(5)細胞分裂過程中核糖體功能活躍的時期是    

14、;(填圖中字母)。de段細胞質(zhì)中mRNA明顯減少，最可能的原因是     ，且原來的mRNA不斷被分解。(6)根據(jù)誘變育種原理，誘變劑發(fā)揮作用的時期是圖甲的    階段(填圖中字母)。(7)如果將此生物的細胞培養(yǎng)在含。H3標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液中，則當細胞分裂至圖乙所示時期時，細胞核中含放射性DNA占總DNA的    。11、在植物組織培養(yǎng)過程中，需要一些誘導因素才能使高度分化的植物體細胞表現(xiàn)出全能性。請根據(jù)下面提供的實驗材料、方法和原理，探究細胞分裂素對細胞分裂過程是否有促進作用的有關(guān)實驗。（1）實驗材料：胡蘿卜愈傷組織、一定濃度的細胞分裂素溶液、不含植物激素和放射性元素的培養(yǎng)液、3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷（3HTdR）、蒸餾水、必要的其它實驗用具等