高中生物 热点专题系列（五）同位素示踪法的应用及分析课件 中图版.ppt

热点专题系列 五 同位素示踪法的应用及分析 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 反应机理等 在解答同位素示踪法应用问题时 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 追踪其转移途径如用18o标记h2o 光合作用只产生18o2 再用18o标记co2 光合作用只产生o2 证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于h2o 而不是来自于co2 卡尔文等用14c标记的14co2 供小球藻进行光合作用 追踪检测其放射性 证明了co2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径 用同位素14c标记 研究生长素的极性运输问题等 2 标记特征元素 探究化合物的作用如t2噬菌体侵染细菌的实验中 用32p标记噬菌体的dna 发现大肠杆菌体内有放射性物质 用35s标记蛋白质 大肠杆菌内未发现放射性物质 由此证明了dna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 研究生物学原理如用3h标记亮氨酸 探究分泌蛋白的分泌过程 用3h标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 研究有丝分裂过程中染色体的变化规律 用15n标记dna 证明了dna复制的特点是半保留复制 高考例证 2012 山东高考 假设一个双链均被32p标记的噬菌体dna由5000个碱基对组成 其中腺嘌呤占全部碱基的20 用这个噬菌体侵染只含31p的大肠杆菌 共释放出100个子代噬菌体 下列叙述正确的是 a 该过程至少需要3 105个鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸b 噬菌体增殖需要细菌提供模板 原料和酶等c 含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为1 49d 该dna发生突变 其控制的性状即发生改变 解析 选c a项错误 a t 5000 2 20 2000 g c 5000 2 30 3000 一个dna复制形成100个子代dna需要鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸的个数 99 3000 2 97 105 b项错误 噬菌体侵染细菌后 噬菌体的dna作为模板 c项正确 1个被32p标记的噬菌体经半保留复制形成的100个子代有2个含32p 98个只含31p 所以含32p的子代噬菌体与只含31p的子代噬菌体的比例为2 98 1 49 d项错误 由于一种氨基酸可以由多个密码子编码 所以dna发生基因突变 对应的氨基酸可能不变 控制的性状可能不变 1 2013 怀化模拟 某成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体 如取该小鼠的某种干细胞 放入含3h标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的培养液中培养 当该细胞首次进入有丝分裂后期时 a 被标记的同源染色体移向两极b 被标记的染色体是80条c 此时细胞内的基因表达很活跃d 此时细胞内含有2个染色体组 解析 选b 一个四分体含2条染色体 4条染色单体 4个dna分子 某成年雄性小鼠的初级精母细胞中有20个四分体 说明其含同源染色体20对 取该小鼠的某种干细胞 体细胞 放入含3h标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸的培养液中培养 有丝分裂间期 染色体复制包括dna复制和有关蛋白质合成 此时细胞内的基因表达很活跃 有丝分裂后期基因表达不活跃 c错误 由于复制时每条染色单体均被3h标记 该干细胞首次进入有丝分裂后期时 被标记的染色体是80条 b正确 有丝分裂后期 着丝粒分裂 姐妹染色单体分开 同源染色体不分离 同源染色体的分离应发生在减数第一次分裂后期 a错误 有丝分裂后期 细胞内含有4个染色体组 d错误 2 在证明dna是生物遗传物质的实验中 用35s标记的t2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌 以下对于沉淀物中含有少量放射性现象的解释 正确的是 a 经搅拌与离心后有少量含35s的t2噬菌体吸附在大肠杆菌上b 离心速度太快 含35s的t2噬菌体有部分留在沉淀物中c t2噬菌体的dna分子上含有少量的35sd 少量含有35s的蛋白质进入大肠杆菌 解析 选a 35s标记的是噬菌体的蛋白质外壳 dna分子中不含35s 噬菌体的蛋白质外壳不能进入大肠杆菌内 但能吸附在大肠杆菌表面 造成一定的实验误差 是否留在沉淀物中 与物质的相对分子质量有关 本题中t2噬菌体蛋白质外壳相对分子质量相同 与转速太快无关 3 放射性同位素自显影技术可用于研究细胞有丝分裂过程中dna和rna的变化 下图表示洋葱根尖细胞处于有丝分裂各阶段细胞中dna和mrna的含量变化 试据图回答有关问题 1 在放射性同位素标记研究中 为区别dna和rna 选择标记的合成原料依次是 研究中应选择的材料是洋葱根尖的 你的依据是 2 在细胞分裂的a时期 细胞中的mrna主要用于指导合成 试解释处于分裂期的细胞中mrna含量较低的最可能原因 3 图示c时期细胞核dna 染色体与染色单体数目之比为 这种比例将维持到细胞分裂的 期才可能开始变化 4 依据图示 细胞中核糖体活动旺盛的时期可能是 5 图中细胞核dna减半的原因是 解析 1 dna和rna的区别之一为碱基的组成不完全相同 dna和rna特有的碱基分别为胸腺嘧啶 尿嘧啶 因此需要用放射性同位素依次标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 尿嘧啶核糖核苷酸 2 a为dna复制前期 此时期的特点是为dna复制做好物质准备 此时期转录形成的mrna 主要用于合成与dna复制有关的蛋白质 在分裂期细胞核dna存在于高度螺旋化的染色体中 不能解旋 转录形成mrna 因此分裂期的细胞中mrna含量较低 3 图示c时期为dna复制后期 染色体复制完成 每条染色体有 两条染色单体 因此细胞核dna 染色体与染色单体数目比例为2 1 2 到分裂后期随着姐妹染色单体分开 这种比例发生变化 三者比例变为1 1 0 4 核糖体是合成蛋白质的场所 所以细胞分裂过程中核糖体功能活跃的时期是a c 5 有丝分裂的末期 随着染色体平均分配到两个子细胞中 细胞核