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1、微讲座微讲座(7)同位素示踪法的应用及分同位素示踪法的应用及分析析考查特点考查特点在近年的高考试题中，同位素示踪法多有涉及。试题的内在近年的高考试题中，同位素示踪法多有涉及。试题的内容多与经典生物学实验联系，有时也可设置新情境来进行命容多与经典生物学实验联系，有时也可设置新情境来进行命题，其考查内容涉及细胞内的元素或化合物的来源、组成、题，其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。机理等。解题指导解题指导在解答同位素示踪法应用问题时，首先需分清所标记的化在解答同位素示踪法应用问
2、题时，首先需分清所标记的化合物，根据示踪元素的移动位置判断生化反应的进程，进而合物，根据示踪元素的移动位置判断生化反应的进程，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。1标记某元素，追踪其转移途径标记某元素，追踪其转移途径如用如用18O标记标记H2O，光合作用只产生，光合作用只产生18O2，再用，再用18O标记标记CO2，光合作用只产生，光合作用只产生O2。证明光合作用产生的氧气中的氧。证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于原子全部来自于H2O，而不是来自于，而不是来自于CO2。卡尔文等用。卡尔文等用14C标标记的记的14CO2
3、，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，证明了证明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。用同位素用同位素14C标记，研究生长素的极性运输问题等。标记，研究生长素的极性运输问题等。2标记特征元素，探究化合物的作用标记特征元素，探究化合物的作用如如T2噬菌体侵染细菌的实验中噬菌体侵染细菌的实验中,用用32P标记噬菌体的标记噬菌体的DNA,发现发现大肠杆菌体内有放射性物质大肠杆菌体内有放射性物质;用用35S标记蛋白质标记蛋白质,大肠杆菌内未大肠杆菌内未发现放射性物质。由此证明了发现放射性物质。由此证明了D
4、NA是噬菌体的遗传物质。是噬菌体的遗传物质。3标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理如用如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；用3H标记胸标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘧啶脱氧核苷酸,研究有丝分裂过程中染色体的变化规律研究有丝分裂过程中染色体的变化规律;用用15N标记标记DNA，证明了，证明了DNA复制的特点是半保留复制。复制的特点是半保留复制。 用用32P标记了玉米体细胞标记了玉米体细胞(含含20条染色体条染色体)的的DNA分分子双链，再将这些细胞转入不含子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基
5、中培养，在第二的培养基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是标记的染色体条数是()A0条条B20条条C大于大于0小于小于20条条D以上都有可能以上都有可能尝试解答尝试解答_C解析解析第一次细胞分裂完成后所形成的细胞中，第一次细胞分裂完成后所形成的细胞中，DNA双链均双链均是一条链含有是一条链含有32P，另一条链不含，另一条链不含32P，第二次细胞分裂的间，第二次细胞分裂的间期，染色体复制后一条染色单体含期，染色体复制后一条染色单体含32P，一条染色单体不含，一条染色单体不含32P，有丝分裂后期，姐妹染色单体分离，如果含，有丝分裂后期，姐妹
6、染色单体分离，如果含32P的的20条条染色体同时移向细胞的一极，不含染色体同时移向细胞的一极，不含32P的的20条染色体同时移向条染色体同时移向细胞的另一极，则产生的子细胞中被细胞的另一极，则产生的子细胞中被32P标记的染色体条数是标记的染色体条数是20条和条和0条，如果分别移向细胞两极的条，如果分别移向细胞两极的20条染色体中既有含条染色体中既有含32P的，也有不含的，也有不含32P的，则形成的子细胞中被的，则形成的子细胞中被32P标记的染色标记的染色体条数大于体条数大于0小于小于20条。条。讲座专练讲座专练1(2014河南平顶山质检河南平顶山质检)用同位素标记技术追踪研究元素用同位素标记技
7、术追踪研究元素及物质的转移变化途径是生物科学研究的重要手段之一。下及物质的转移变化途径是生物科学研究的重要手段之一。下列相关的应用及结果错误的是列相关的应用及结果错误的是()A小白鼠吸入小白鼠吸入18O2后呼出的后呼出的CO2不会含有不会含有18O，但尿液中会，但尿液中会含有含有HOB用含有用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培养洋葱标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培养洋葱的根尖，可以在细胞核和线粒体处检测到较强的放射性，而的根尖，可以在细胞核和线粒体处检测到较强的放射性，而在核糖体处则检测不到在核糖体处则检测不到C用用15N标记的标记的DNA置于含置于含14N的脱氧核苷酸的溶液中进行的
8、脱氧核苷酸的溶液中进行复制，经密度梯度离心后可以分析得出复制，经密度梯度离心后可以分析得出DNA具有半保留复制具有半保留复制的特点的特点D要得到含要得到含32P的噬菌体，必须先用含的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌的培养基培养细菌A解析：小鼠吸入的解析：小鼠吸入的18O2首先参与有氧呼吸的第三阶段形成首先参与有氧呼吸的第三阶段形成HO,如如HO接着参与有氧呼吸第二阶段，则接着参与有氧呼吸第二阶段，则18O会进入会进入C18O2，故呼出的二氧化碳中可能含有，故呼出的二氧化碳中可能含有18O，A错误；根尖分生区细错误；根尖分生区细胞进行有丝分裂，细胞核和线粒体中胞进行有丝分裂，细胞核和线粒
9、体中DNA复制会消耗含有放复制会消耗含有放射性的脱氧核苷酸，而核糖体不含射性的脱氧核苷酸，而核糖体不含DNA，B正确；正确；DNA复制复制一次经密度离心可得到中带，一次经密度离心可得到中带，DNA复制两次经密度离心可得复制两次经密度离心可得到中带和轻带，故而可推导出到中带和轻带，故而可推导出DNA具有半保留复制的特点，具有半保留复制的特点，C正确；病毒不能在普通培养基上繁殖，所以要标记病毒应正确；病毒不能在普通培养基上繁殖，所以要标记病毒应首先标记细菌，首先标记细菌，D正确。正确。2在生命科学研究中，在生命科学研究中，“放射性同位素示踪法放射性同位素示踪法”是常用的是常用的研究手段。请分析下列
10、几个科学实验，回答有关问题：研究手段。请分析下列几个科学实验，回答有关问题：(1)将大肠杆菌的将大肠杆菌的DNA分子用分子用3H标记后，放在普通培养基上繁标记后，放在普通培养基上繁殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了殖两代，如下图所示。该实验有力地证明了DNA分子的复制分子的复制方式是方式是_。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺。若在此过程中，共消耗了游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸嘧啶脱氧核苷酸183个，则亲代个，则亲代DNA分子中含腺嘌呤脱氧核分子中含腺嘌呤脱氧核苷酸苷酸_个个半保留复制半保留复制61(2)鲁宾和卡门用放射性鲁宾和卡门用放射性18O分别标记分别标记H2O和和CO2分子，证明分子，证
11、明了光合作用过程中产生的了光合作用过程中产生的O2来自来自_；卡尔文用；卡尔文用14C标标记的记的CO2研究光合作用暗反应过程中研究光合作用暗反应过程中C的转移途径，的转移途径，14C在化在化合物中的出现顺序依次是：合物中的出现顺序依次是：14CO2_化合物化合物)_。(3)用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞，研究豚鼠用含放射性元素的氨基酸培养豚鼠的胰腺细胞，研究豚鼠分泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体出现后，依次分泌蛋白的合成和分泌过程，放射性在核糖体出现后，依次经过经过_、_和和_，最后出现在细胞外。，最后出现在细胞外。H2OC3(CH2O)内质网内质网高尔基体高尔基体细胞膜细胞
12、膜解析：解析：(1)用放射性同位素示踪法可以有力地证明用放射性同位素示踪法可以有力地证明DNA分子的分子的复制方式为半保留复制。复制方式为半保留复制。DNA分子复制两次，净增加分子复制两次，净增加3个个DNA分子，此过程共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸分子，此过程共消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸183个，则每个，则每个个DNA分子中含胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为分子中含胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为183361(个个)，双链双链DNA分子中，腺嘌呤脱氧核苷酸数目与胸腺嘧啶脱氧核分子中，腺嘌呤脱氧核苷酸数目与胸腺嘧啶脱氧核苷酸数目相等。苷酸数目相等。(2)卡尔文用卡尔文用14C标记的标记的CO2研究光合作用暗研究光合作用暗反应过程中反应过程中C的转移途径，含有的转移途径，含有14C的的CO2先与先与C5形成形成C3，然后在然后在ATP供能和供能和H作为还原剂的作用下生成了作为还原剂的作用下生成了(CH2O)。(3)分泌蛋白形成的过程是：先在核糖体中将氨基酸合成多肽分泌蛋白形成的过程是：先在核糖体中将氨基酸合成多肽链，然后进入内质网中加工，再运输到高尔基体中进一步加链，然后进入内质网中加工，再运输到高尔基体中进一步加工、包装，最后分泌到细胞膜外。工、包装，最后分泌到细胞膜外。
