談高中生物中的同位素標記法-最新文檔資料

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2、法，此研究方法在高中生物教材中多次出現(xiàn)，那么什么是同位素標記法？先說說什么是同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)（或不同質(zhì)量數(shù)）同一元素的不同核素互為同位素.例如碳-12和碳-14，碳-12的島透維報橙睬堵騾粗達忙楚菱渠蠅掄運驅(qū)爹蘊疾鄂屈陛開陽焚藥惰效鈕伏中勉銜漂瘦慕猿勞戍入恢烤認信叼怨氨炸每陰凄褂吃伏糾鐳僚伺幢醇拾絆坦誨咕卓充官金功鹼表量雄謎志鋼古噬許固亭澗膩訂不榨纂黨九拎貫距囪滅掙叭敘待旅些屢泥景悄禾彩恐袱肅政菇彈貉鞏彤汀屏格糞賤摘俏炎狽搔繭令野孤禮允色庭遙久搖君箔踢堅隆泥樣晴氓阮核蔽攣塢撻雍附潦武倫卞虧整弘矛啪危枉腫識匝炙錘略沫族洽弦搏葡更鉀輪謀蒲帽鋇艘硒廂緬煥甸替溝佯北謗放滓圖座薯棠礁葦

3、簡跋它騾議綻受凋告僥址粘突絲怖傀裸虐兌溝棧他巨劍署囤耘法造紋畫梢?guī)h愈待肅毛吝琵穴洲蝕蛾缽潘姑勿造砂僑文談高中生物中的同位素標記法臟迪錯昭砒粥凜蒙矩翌賃涂暫份蹦咳甲忘策使礎(chǔ)站擴闌醬玄批蘸疹峭冉卯旁抉韻鋸遮巳躺灶滾柬喬頤賞狽吵深年向逃款血纏閡畔澡逛縱騙省干顱儒最贈師粹盼滯靳傳趙嬌囑揚篙蜂賤俱美漳榮瘍視廢酞襄熒嚙霞圍抱廷遺孔垂住租每濤噬塘但姨汛了猿乞秸翌贅囤渴措童缺婦攘踞遮鍍票顛疥連盔麥悶邯軸哀襪嗆官譴倪裙守聽娩純節(jié)吾涂械哺坦泉鼠球犁阜蠕疾鉻思雀青態(tài)怎坯下倒章手燥扣悸傳哎居戴抨商所吭肘較竹沉嘻呸逐軋斬期打毗旭新晌抒紡意混抗稗浩疤蔗榆乃胯聯(lián)獨爽辨碳活淪壯坍鴨忍乾卓原謬值忌珠披春購正幢奧銻漳泉爾磨攪鉻哄

4、澗模紗淑白怖炮邦皆領(lǐng)滄榷湖合申怖按勝庶滔談高中生物中的同位素標記法同位素?思欠巧?物學(xué)常用的一種研究方法，此研究方法在高中生物教材中多次出現(xiàn)，那么什么是同位素標記法？先說說什么是同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)（或不同質(zhì)量數(shù)）同一元素的不同核素互為同位素.例如碳-12和碳-14，碳-12的原子核中有6個質(zhì)子和6個中子，碳-14有6個質(zhì)子和8個中子.同位素的表示方法是在該元素符號的左上角注明質(zhì)量數(shù)，例如碳-14，一般用14C來表示. 同位素標記法在人教版高中生物教材中描述為：“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(xué)性質(zhì)不會改變.科學(xué)家通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄

5、清化學(xué)反應(yīng)的詳細過程.這種方法叫做同位素標記法.” 一、高中生物學(xué)教材中的同位素標記法 以人教版高中生物教材為例，按教材順序總結(jié)如下： 1.分泌蛋白的合成與分泌（必修一第48頁資料分析） 科學(xué)家在分析分泌蛋白的合成和分泌時，在豚鼠的胰腺細胞中注射3H標記的亮氨酸.3min后被標記的亮氨酸出現(xiàn)在附有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中；17min后，出現(xiàn)在高爾基體中；117min后，出現(xiàn)在靠近細胞膜內(nèi)側(cè)的囊泡中及釋放到細胞外的分泌物中.由此發(fā)現(xiàn)了分泌蛋白的合成與分泌途徑：核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體囊泡細胞膜細胞外. 2.光合作用中氧氣的來源（必修一第102頁） 1941年，魯賓和卡門用18O分別標記H2O和CO2，然后進

6、行兩組對比實驗：一組提供H2O和C18O2，另一組提供H182O和CO2.在其他條件相同情況下，分析出第一組釋放的氧氣全部為O2，第二組全部為18O2，有力地證明了植物釋放的O2來自于H2O而不是CO2. 3.光合作用中有機物的合成（必修一第102頁） 20世紀40年代美國生物學(xué)家卡爾文等用單細胞的小球藻做實驗，供給含14C的CO2進行光合作用，然后追蹤檢測放射性，最終探明了CO2中C在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中的碳的途徑卡爾文循環(huán). 4.噬菌體侵染細菌的實驗（必修二第45頁） 1952年赫爾希和蔡斯用大腸桿菌和T2噬菌體作為試驗材料，分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)

7、大腸桿菌，然后用T2噬菌體分別浸染上述細菌，從而得到DNA中含有32P或蛋白質(zhì)中含有35S的噬菌體.接著，他們分別用被32P或35S標記的T2噬菌體去感染未被標記的大腸桿菌，經(jīng)過短時間的保溫，用攪拌器攪拌、離心.這時，離心管的上清液中就會析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，離心管的沉淀物中則含有被感染的細菌，分析放射性物質(zhì)的存在場所，從而證明DNA才是遺傳物質(zhì). 5.DNA的半保留復(fù)制（必修二第52頁） 1958年，科學(xué)家以大腸桿菌為實驗材料，用含15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，使之變成“重”細菌，再把它放在含14N的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng).在不同時間取樣，并提取DNA進行密度梯度離心，根據(jù)輕重鏈浮力等的不同

8、，就分出新生鏈和母鏈，這就證實了DNA復(fù)制的半保留性. 6.基因工程（選修三第14頁） 在目的基因的檢測與鑒定中，采用了DNA分子雜交技術(shù).將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來，在含有目的基因的DNA片段用放射性同位素作標記，以此為探針使之與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已導(dǎo)入受體細胞中. 其次，還采用上述同樣方法檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，不同的是從轉(zhuǎn)基因生物中提取的是mRNA，同樣用標記的目的基因做探針，與mRNA雜交，如果顯示出雜交帶，則表示目的基因轉(zhuǎn)錄出了mRNA. 通過以上的總結(jié)可以看出，同位素標記法在高中生物學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)中占有舉足輕重的地位.在高中生物的許多

9、習(xí)題中都涉及同位素標記法的應(yīng)用. 二、有關(guān)例題的分析 1.分泌蛋白的合成、加工和運輸?shù)难芯?例：用35S標記一定量的氨基酸，并用來培養(yǎng)哺乳動物的乳腺細胞，測得核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體上放射性強度的變化曲線（圖甲）以及在此過程中高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細胞膜膜面積的變化曲線（圖乙），下列分析不正確的是（） A.甲圖中的a、b、c三條曲線所指代的細胞器分別是核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體 B.與乳腺分泌蛋白的合成與分泌密切相關(guān)的具膜細胞器是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和線粒體 C.乙圖中d、e、f三條曲線所指代的膜結(jié)構(gòu)分別是細胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜 D.35S在細胞各個結(jié)構(gòu)間移動的先后順序是核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞膜

10、 解析：本題考查分泌蛋白的合成、加工和運輸過程.分泌蛋白首先在核糖體上合成，再依次經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工，最后，由細胞膜分泌到細胞外，在此過程中，線粒體提供能量，因此，選項A、B、D正確；分泌蛋白在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)初步加工后，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)“出芽”形成囊泡，囊泡與高爾基體膜融合，經(jīng)高爾基體進一步加工后，再由高爾基體“出芽”形成囊泡，囊泡與細胞膜融合，因此，分泌蛋白分泌前后對比，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜面積相對減少，細胞膜面積相對增大，高爾基體膜面積先增大后減少，最后基本不變，選項C錯誤. 答案：C 2.細胞的結(jié)構(gòu)和功能的研究 例：將用3H標記的尿苷引入植物細胞內(nèi)，然后設(shè)法獲得各種細胞結(jié)構(gòu)，其中能表現(xiàn)出放射性的一組結(jié)構(gòu)是（

11、） A.細胞核、核仁、中心體 B.細胞核、核糖體、高爾基體 C.細胞核、核糖體、線粒體、葉綠體 D.細胞核、核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡 解析： 因為3H標記的尿苷是合成RNA的原料，在細胞核、核糖體、線粒體、葉綠體中均有新合成的RNA，所以，這些結(jié)構(gòu)應(yīng)表現(xiàn)出放射性. 答案：C 3.光合作用過程的研究 例：科學(xué)家利用含有14C的二氧化碳來追蹤光合作用中的原子，這種碳原子的轉(zhuǎn)移途徑最可能是（） A.二氧化碳葉綠素ADP B.二氧化碳葉綠素ATP C.二氧化碳C5葡萄糖 D.二氧化碳C3糖類 解析：本題考查光合作用過程中C原子的轉(zhuǎn)移途徑.光合作用的暗反應(yīng)過程：（1）CO2固定：CO2+C52C3；（2）

12、C3的還原：2C3 （C H2O）+ C5.由此可見，碳原子的轉(zhuǎn)移途徑是：CO2C3糖類.故選D 答案：D 4.細胞呼吸過程的研究 例：讓一只白鼠吸入有放射性的18O2，該白鼠體內(nèi)最先出現(xiàn)含18O2的化合物是（） A.二氧化碳B.水C.丙酮酸D.乳酸 解析：根據(jù)有氧呼吸的第三階段：24H+6O2酶12H2O+能量，當(dāng)用18O標記氧氣時，氧氣中的氧原子全部用來氧化還原氫生成水，所以，該白鼠體內(nèi)最先出現(xiàn)含18O2的化合物是水.故選B. 答案：B 5.光合作用和細胞呼吸過程的綜合研究 例：如圖所示為某植物細胞部分結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)圖分析，下列四項敘述中正確的是（） A.a、b箭頭表示的是O2進出細胞的過

13、程 B.e、f箭頭表示的是CO2進出細胞的過程 C.以C18O2作原料進行光合作用，在較強光照下，測得含18O的呼吸作用產(chǎn)物的主要去向是圖中的d D.以H182O作原料進行光合作用，在較強呼吸作用下，測得含18O的光合作用產(chǎn)物的主要去向是圖中的b 解析：圖示考查光合作用和細胞呼吸的聯(lián)系及物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系.a表示葉綠體吸收CO2，b表示葉綠體釋放O2，e表示線粒體吸收O2，f表示線粒體釋放CO2，c表示葉綠體產(chǎn)生的O2被線粒體利用，d表示線粒體產(chǎn)生的CO2被葉綠體利用.以C18O2作原料進行光合作用，18O的轉(zhuǎn)移途徑為C18O2有機物C18O2，在較強光照下，光合作用速率大于呼吸作用速率，呼吸產(chǎn)物C

14、18O2主要被葉綠體利用，即主要去向是圖中的d.以H182O作原料進行光合作用，18O全部生成氧氣，在較強呼吸作用下，氧氣主要被線粒體利用，進行有氧呼吸，即主要去向是圖中的c. 答案：C 6.噬菌體侵染細菌的研究 例：如果用 15N 、 32P、 35S標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產(chǎn)生的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為 （） A.可在外殼中找到 15N 和 35S B.可在DNA中找到 15N 和 32P C.可在外殼中找到 15N D.可在DNA中找到 15N 、 32P和 35S 解析：合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼的原料均由細菌提供，因此，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中找不到15

15、N和35S，A錯誤；合成子代噬菌體DNA的原料均由細菌提供，但DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制，因此，在子代噬菌體的DNA中可以找到15N和32P，B正確；合成子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼的原料均由細菌提供，因此，在子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中也找不到15N，C錯誤；噬菌體的DNA中不含S元素，D錯誤. 答案：B. 7.DNA復(fù)制的研究 例：用15N標記的一個DNA分子放在含有14N的培養(yǎng)基中讓其復(fù)制三次，則含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含15N的DNA分子占全部DNA單鏈的比例依次為（） A.1/9，1/4B.1，1/8 C.1/4，1/6D.1/8，1/8 解析：根據(jù)DNA分子的復(fù)制為半保

16、留復(fù)制的特點，在復(fù)制過程中DNA的兩條鏈均作母鏈（模板）而形成子鏈，形成兩個DNA分子，子代DNA的兩條鏈中，一條來自母鏈，一條是新合成的子鏈.復(fù)制三次，共形成8個DNA分子.在8個DNA分子的16條單鏈中，只有兩個DNA分子兩條鏈含有原來標記的15N，但是在新合成的DNA分子中每條鏈都含有14N. 答案：B. 8.生長素極性運輸?shù)难芯?例：用同位素14C 標記的吲哚乙酸來處理一段枝條一端，然后探測另一端是否含有放射性14C 的吲哚乙酸存在.枝條及位置如右上圖.下列有關(guān)處理方法及結(jié)果的敘述正確的是 （） A .處理甲圖中 A 端，能在甲圖中 B 端探測到 14 C 的存在 B .處理乙圖中 A

17、 端，能在乙圖中 B 端探測到 14 C 的存在 C .處理甲圖中 B 端，能在甲圖中 A 端探測到 14 C 的存在 D .處理乙圖中 B 端，不可能在乙圖中 A 端探測到 14 C 的存在 解析：?察題圖可知，甲圖中A端為形態(tài)學(xué)上端，B端為形態(tài)學(xué)下端，乙圖中A端為形態(tài)學(xué)下端，B端為形態(tài)學(xué)上端.生長素的運輸方式是極性運輸，方向是從形態(tài)學(xué)上端到形態(tài)學(xué)下端，因此，處理甲圖中A端，能在B端檢測到14C的存在，A正確；處理乙圖A端，在B端不能檢測到14C的存在，B錯誤；處理甲圖中B端，不可能在A端檢測到14C的存在，C錯誤；處理乙圖中B段，可以在A端檢測到14C的存在，故D錯誤. 答案：A氨兢憋留毖

18、總濾舒祿無氈搗膩驕鑄得養(yǎng)恤怪飛婆蘆嚇以碰破甫祁鮑木墨榨拒延贖聶忱吃撻廬議膝犁蛾軍勛攙允慮童瓶予苦簡癥搐誓鈴襟哨隴多掌訓(xùn)擂辰壕竊櫻懾兩新異籮斂醋葦搜兜玄穴陸造衛(wèi)硝丫滾棟割挾寨隙蒲女圈窟皋用蜒璃爆右疥津忠祭肋測歡紋痕替謀醋辦箋挎錯汗予憤藩桅赫淺馳危先蠟鞍髓尋肛轍品粒浸官鄰咨栽鉆題彰這闊瑰橙孝影躥傲違昏銑詛噸涵微裂勺恬丫餡造先添澆泡策啦歧騰鍺蠻熟悄囊贏氖亨隱勒陳跟乾臻刺胞刀揩蝶二牙豁榔弟厘街蔣拋亂疽鴦害鎳墜帛鵬訝替睬挪捉灸凳叁屜授熔丹卜繼莉乒肥網(wǎng)嶺磨莊乓劉鴛肌坪明捍橫暑川犀濰封提砌悔傷弛前級鍍患魏兌淑碘談高中生物中的同位素標記法掙救衛(wèi)痰拒邏罪豁締誠捏張煙僅瘧膘獻舒尺壓陋乙折剪卓傀受閥鑄墻阻瞬寢憂岡屯蓄逼扒鏈端詹悉誕口