高中生物中的“同位素标记法VIP

同位素标记法总结利用放射性同位素不断发射特征性放射线的核物理性质，可以检测和跟踪在体内或体外的位置、数量及其变化等。 同位素标记在工业、农业生产、日常生活和科研等方面有着极其广泛的应用。 在生物学领域测定生物化石的年代，可以利用该辐射进行突变育种、病虫害防治和临床治疗，也可以以该辐射为示踪原子研究细胞内元素和化合物的来源、组成、分布和去向等，了解细胞结构和功能、化学物质的变化、反应机制。 高中生物教材中的实验(或内容)和相关练习题的许多知识都与同位素标识法的应用有关。 以下通过例题总结相关内容，大家可以深入了解这一技术，学习同位素标记的应用。一、氢(3H )例1 :科学家用含有3H标记亮氨酸的培养液培养豚鼠胰腺腺泡细胞，下表为腺泡细胞的一些结构中最早检测出放射性的时间表。 在下面的描述中，正确的是()a .形成分泌蛋白的多肽最初在内质网内合成b .高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连c .高尔基体有转运分泌蛋白的作用d .靠近细胞膜的囊肿可以由高尔基体形成分析：分泌蛋白质的多肽最初合成核糖体，高尔基体不是直接连接内质网和细胞膜，而是通过囊肿间接连接。答： CD。知识库存：1科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，给豚鼠胰腺腺泡细胞注射3H标记亮氨酸，3min后标记氨基酸出现在附着核糖体的内质网上，17min后出现在高尔基体上，117min后出现在细胞膜内侧附近的输送蛋白小泡上该实验显示，分泌蛋白合成附着在内质网上的核糖体后，向内质网高尔基体细胞膜的方向转运，证明细胞内的各种生物膜在功能上密切相关。2 .研究肝细胞中胆固醇的来源时，以3h-胆固醇作为静脉注射示踪实验，大部分放射性物质进入肝脏，排出粪便中。3.3h标记的尿苷和胸腺嘧啶可用于检测转录和复制。二、碳(14C )例2 :向温室生长的玉米株供给14CO2，光合作用刚刚开始，叶肉细胞中含有4个碳的有机酸(C4)中出现了绝大多数的14C。 不久，叶肉细胞内C4中的14C逐渐减少，维管鞘细胞内C3中的14C逐渐增加。 关于玉米固定CO2的过程，以下记述是正确的()通过a.c4和C3途径，在维管束鞘细胞和叶肉细胞叶绿体中依次完成通过b.c4和C3途径，用叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体完成通过c.c4途径，用维管束鞘细胞叶绿体完成通过d.c4途径，用叶肉细胞的叶绿体完成解析：问题干记述表明，玉米中叶肉细胞的叶绿体中CO2 C3C4、C4化合物从叶肉细胞的叶绿体进入维管束鞘细胞释放出CO2，产生了CO2 C52C3化合物。 答案： b。知识库存：1 .用放射性14C置换化合物中的同位素12C，形成以14C为放射性标记的化合物。 科学家用含14C的CO2跟踪光合作用和呼吸作用过程中碳原子的迁移路径。2 .用同位素14C标记的吲哚乙酸可以研究生长素的极性转运。 可以用14C的脂肪喂养动物，研究动物代谢的物质转化。三、氧气(18O )例3 :将一株绿色植物栽培在含有密闭h2o的完全培养液中，给予足够的光照，经过长时间后，18O有可能存在于以下哪种物质中()周围空气的氧气中暗反应过程中产生的ADP中周围空气水分子中植物体内合成的葡萄糖中。只有a.正确，只有b.正确c.以外的全部正确的d .全部正确分析：植物吸收的大部分水分通过蒸发作用散落到周围的空气中，另一部分与光合作用有关。 光反应中h218O被光分解产生氧气，暗反应中atp被水解。 如果参与水解的水分子是H218O的话，ADP有18O。 在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸与h218O反应，生成C18O2和h，C18O2可能参与光合作用生成葡萄糖。 答案： d。知识库存：人教社的教科书是这样描述鲁宾和卡门的实验的。 “随着技术的进步，对同位素的了解越来越多，为解决氧是来自水还是二氧化碳的问题提供了研究手段。 1939年，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法探讨。 他们用氧的同位素18O分别标记h2O和CO2，使之成为H218O和C18O2。 随后进行两组实验：第一组为植物提供h2O和C18O2，第二组为同种植物提供H218O和CO2。 在其他条件相同的情况下，他们分析了两组实验中放出的氧气。 结果表明，第一组释放的氧全部为O2，第二组释放的氧全部为18O2。 该实验有力地证明了光合作用释放出的氧来自于水”2 .用18O标记o2，在黑暗中进行呼吸作用，发现呼吸作用产物水中出现18O，证明o2在氧呼吸中与氢结合形成水。四、磷(32p )例4 :将豌豆苗放入含32p的培养液中培养，过一会儿测定，可知苗的各部分含有32p。 然后将该幼苗转移到31p培养液中，数日后分布有32p ()a .不是新茎叶的b .主要是新茎叶c .主要在老茎叶中d .主要在老根中解析：磷在植物体内形成不稳定的化合物，当外界环境缺磷时，植物体缺磷，老叶中含磷化合物分解，为幼叶提供新叶的合成物质。 答案： c。知识库存：1 .可用于研究矿物质元素在植物体内的转运。2 .标记噬菌体的DNA分子与细菌混合培养，离心，测定上清和沉淀物中的放射性元素含量，证明DNA分子是生物的遗传物质。3 .标记脱氧核苷酸的研究证实了DNA分子中的碱基序列规律。4 .用于基因诊断。五、N(15N )将例15-n标记的一个DNA分子放入含有14-n的培养基中复制3次，则含有14-n的DNA分子在全部DNA分子中所占的比例和含有15-n的DNA分子在全部DNA单链中所占的比例依次为()a.1/9，1/4 b.1，1/8 c.1/4，1/6 d.1/8，1/8解析：由于DNA分子复制为半保留复制的特点，复制过程中DNA的两个链均作为母链(模型)形成子链，形成两个DNA分子，子代DNA的两个链中，一个来自母链，一个是新合