同位素标记法专题

高三生物同位素标记方法专题综述同位素示踪法是一种利用放射性元素作为示踪剂来标记研究对象的微量分析方法。它研究细胞中元素或化合物的来源、组成、分布和去向，进一步了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机制等。示踪技术中使用的放射性同位素通常是形成细胞化合物的重要元素。例如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。1.放射性同位素示踪法是生物研究过程中常用的技术手段。以下是几个放射性同位素示踪实验，对结果的描述是不正确的()A.如果向玉米供应14CO2，14C的转移路线大致为14CO2 14C4 14C3 14C3H2O当洋葱根尖在含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液中培养时，在细胞核和线粒体中可以检测到强放射性，但在核糖体中不能检测到。为了获得含有32P的噬菌体，细菌必须首先在含有32P的培养基中培养小鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳不含18O，但尿液中会含有少量的H2O 22.以下是几个放射性同位素示踪实验。对结果的描述不合理()A.14CO2供给玉米，14C在玉米光合作用中的转移途径大致为：14CO214C414C314C6 H12 O6B.在含有葡萄糖(C6 H12 O6)和乳糖(14C12H22O11)的培养液中培养大肠杆菌需要一段时间才能出现含14C的细菌细胞C.C18O2供给水稻叶片，含18O2的酒精可以在水稻根细胞中产生小鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳不得含有18O，而尿液中则含有H218O3.用32P标记玉米体细胞所有染色体上的两条DNA分子，然后将这些细胞转移到不含32P的培养基中进行组织培养。在第一次细胞分裂之前、期间和之后，细胞中用32P标记的染色体数目和用32P标记的DNA分子数目为()前、中、后、前、中、后百分数含量21前、中、后、前、中、后百分数含量21前、中、后、前、中、后百分数含量21前、中、后、前、中、后百分数含量21ABCD染色体数目表示32P标记表示32P标记DNA科学家已经通过同位素标记清楚了许多化学反应的详细过程。以下陈述是正确的()A.CO2的14C标记最终证明了碳元素在CO2光合作用中的转移途径B.用18O标记H2 O和CO2有力地证明了CO2是光合作用的原料。C.用15N标记核苷酸寻找有丝分裂过程中染色体形态和数量的变化规律D.噬菌体的脱氧核糖核酸用35S标记并被细菌感染，证明脱氧核糖核酸是遗传物质5.将32P标记的磷酸分子加入细胞培养液中，在短时间内将三磷酸腺苷从细胞中分离出来，发现其含量变化不大，但有些三磷酸腺苷末端被放射性标记，这是无法解释的()A.三磷酸腺苷中远离甲的磷酸很容易从乙中分离出来C.三磷酸腺苷是细胞中的直接能量物质，三磷酸腺苷在这个过程中被合成和分解6.在封闭容器中，通过含有同位素13C的脱氧核苷酸合成双链DNA分子，然后加入含有12C的普通脱氧核苷酸，重复n次后，得到的DNA分子中含有12C和13C的脱氧核苷酸链的数量之比为()A.2n : 1B。(2n-2) : nC。(2n-2) : 2D。(2n-1) : 17.如果用15N标记含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子，并提供14N原料，则在精原细胞产生的四个精子中没有放射性同位素15N()A.0 b.1 c.2 d.48.科学家用15N硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，跟踪蚕豆根尖细胞的分裂，获得蚕豆根尖分生组织细胞连续分裂的相关数据，如下图所示。以下陈述是正确的()A.蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19.3小时B.非等位基因的自由结合可发生在19.3 21.3小时脱氧核糖核酸分子在0至2小时内总是处于脱离状态高尔基体、线粒体和叶绿体在细胞分裂过程中是活跃的9.用32P双链标记玉米体细胞(包括20条染色体)的DNA分子，然后将这些细胞转移到没有人的培养基中。在第二次细胞分裂的中期和晚期，一个细胞中染色体的总数和标记染色体的数目是()A.中期20和20，后期40和20C.中期20和20，后期40和10 D10.BrdU可以取代T和A配对并渗透到新合成的DNA链中。当用姬姆萨染料染色时，不含BrdU的链为深蓝色，而含BrdU的链为浅蓝色。现在将植物根尖分生组织培养在含有BrdU的培养液中。下图A至C显示了添加BrdU后，细胞分裂三个连续中期中一条染色体的每条染色体的颜色变化(阴影表示深蓝色，无阴影表示浅蓝色)。这种说法是正确的()abc添加BrdUA.一个DNA的3次复制产生的DNA分别位于2条染色体上每条染色体都有一个脱氧核糖核酸，两条脱氧核苷酸链都含有BrdU。当一条染色体形成两条染色质时，DNA还没有被复制疾病控制中心图中2个染色单体的所有脱氧核苷酸链不含BrdU。11.为了研究酵母细胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加了3H标记的亮氨酸，并观察了相应的变化。可能的结果是()A.3H标记不出现在细胞核b中。内质网是首次观察到3H标记的细胞器培养30分钟后，必须在细胞膜上观察到3H标记如果在高尔基体上可以观察到3H标记，则表明分泌蛋白合成是可能的。12.光合强度也称为光合速率，指单位时间和单位叶面积的CO2吸收或O2释放。通常表示为CO2毫克分米-2小时-1。它可以用来表示在测量时间内某一植物的某一叶面积吸收的CO2量，从而计算单位时间内单位叶面积吸收的CO2量。照片显示了水稻不同叶位叶片的光合强度。叶片位置是指从底部到顶部计算的叶片位置(例如，04表示第四片叶片，05表示第五片叶片)。分析答案：(1)一般来说，叶片光合作用前后气流中CO2浓度的变化是用红外CO2分析仪测量的。所代表的光合强度反映了叶片的光合强度。(2)从图中可以看出，第九片叶子的光合强度很低，这是由于叶子位于此处，叶面积较大且相对旺盛。(3)如果向这些植物供应14CO2，经过一段时间后，可以在叶子位置检测到最高的放射性。(4)第一至第四叶的光合强度较低可能是由于。在生命科学研究中，“放射性同位素示踪”是一种常用的研究方法。一个生物研究所做了以下科学实验。请仔细阅读和分析，并回答相关问题。(1)用3H标记大肠杆菌的DNA分子后，放在普通培养基上繁殖8代，后代中含1H的DNA分子比例为_ _ _ _ _ _ _ _ _。如果细胞中的DNA分子在复制过程中出错，那么细胞的结构和功能就会发生变化。可能的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)研究人员合成了一个含有15N的特定DNA片段。它可以用作探针，通过使用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _原理检测待测样品中的遗传信息。(3)科学家使用14C CO2来追踪光合作用中使用的碳原子，并且该碳原子的转移途径是_ _ _ _ _ _。(4)好时和蔡斯如何培育32P噬菌体_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。14.为了确定田间棉花的光合作用强度，一个研究小组设计了以下实验方案：实验原理：光合强度是指单位时间单位面积叶片合成的有机物量。(2) 5%三氯乙酸能杀死筛细胞(筛管是运输有机物的结构)。实验材料：车牌、5%三氯乙酸、分析天平、称重盘、记录单、纱布、刀片等。实验步骤：第一步是在阳光下选择20片有代表性的棉花叶片第二步：将5%的三氯乙酸涂在选定叶子的叶柄上，杀死叶柄筛细胞。第三步：按照编号顺序剪下对称的一半叶子，依次放入湿润的纱布中，避光保存，记录为A组；4小时后，根据编号顺序以相同的速度切割另一半叶片，并依次夹在湿纱布中，记录为组b。第四步：返回实验室后，在相同叶片数的相应位置取两片1cm2的叶片，将两组叶片分别放入两个称量盘中；将两个称量盘中的刀片分别干燥，在分析天平上称重，记录数据并计算。请分析并回答：(1)杀死叶柄筛细胞的目的是。(2)实验材料不是一个叶片，而是20个叶片，目的是。(3)为了测量棉花的光合作用强度，除了在本实验中使用的干物质重量之外，理论上也可以使用测量。(4)第三步甲组叶片中C5含量的变化如下。(5)请用同位素(14C)标记法设计实验，验证从植物叶片合成的有机化合物的运输路线，并写下实验结果。实验步骤：(1)将植物茎(基部无叶部分)的韧皮部和木质部剥离，中间用不透水蜡纸隔离；。.实验结果：15.放射性同位素放射自显影术用于研究细胞有丝分裂过程中的脱氧核糖核酸和核糖核酸的变化。下图显示了当洋葱根尖细胞处于有丝分裂的不同阶段时，单个细胞中DNA和信使核糖核酸含量的变化。请根据图片回答：(1)在放射性同位素标记的研究中，为了区分脱氧核糖核酸和核糖核酸，最好选择标记的合成材料分别为_ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _。在研究中，应选择洋葱根尖的_ _ _ _ _ _部分。(2)C期细胞核DNA、染色体和染色片身体的比例是_ _ _ _ _ _，这个比例将保持良好。细胞分裂的_ _ _ _ _ _阶段开始改变。(3)核DNA从D到E减少一半的原因是_ _ _ _ _ _。(4)A期基因主要用于指导屏障相关蛋白的合成。在发育期和发育期，细胞中低mRNA含量的最可能原因是_ _ _ _ _ _。16.科学家们对高尔基体的功能做了大量实验：(1)帕拉迪和他的同事卡罗和贾米森用哺乳动物胰腺细胞进行同位素标记实验。将氚标记的亮氨酸注入动物体内，发现标记的亮氨酸首先出现在粗面内质网上。标记17分钟后，发现带有标记氨基酸的蛋白质出现在高尔基体和附近的分泌囊泡中。(2)给老鼠喂食富含脂肪的食物，然后在2-3小时内杀死它们。肝细胞中发现约400埃的脂蛋白颗粒。这些颗粒首先出现在光滑的内质网中，然后进入高尔基囊，并在囊的肿胀边缘聚集。最后，它们从高尔基囊中分离出来，形成分泌囊泡。(3)用14C标记的葡萄糖短时间培养植物后，从组织细胞中分离出高尔基体，并发现新合成的非纤维素多糖。(4)大鼠结肠细胞向肠道分泌粘蛋白糖蛋白。大鼠注射3h-葡萄糖后，15分钟内可见放射性物质集中在高尔基体中，20分钟后放射性物质开始出现在粘蛋白糖蛋白中，4小时后带有放射性标记的粘蛋白糖蛋白被排入肠腔。(5) Whalcy等人在研究玉米根尖细胞有丝分裂时，认为小泡是从高尔基体中分离出来的，这些小泡融合在赤道板区，参与细胞壁的形成。高尔基体有什么功能？实验(1)表明高尔基体与运输有关；实验(2)表明脂质转运需要参与；实验(3)证明植物的高尔基体可以；实验(4)表明，输送到高尔基体的蛋白质与那里的合成结合形成粘液糖蛋白。实验(5)证明植物细胞中的高尔基体与形成有关。17.使用高速离心机破碎小球藻细胞，获得可用于光合作用的分离叶绿体，并进行如下图所示的实验。请分析并回答以下问题：(1)在实验A中，分离的叶绿体可以合成糖类，碳酸氢钠起_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的作用。如果在本实验中没有糖产生，烧杯中的液体应改为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(2)如果实验B中分离的叶绿体中碳水化合物合成的速度要显著加快，可以考虑在光照和CO2条件不变且适当的条件下采用_ _ _ _ _ _ _方法。(3)如果实验C中分离出的叶绿体要产生糖，至少应在锥形瓶中加入_ _ _ _ _ _ _ _ _ _和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(4)科学家鲁宾和卡门以小球藻为实验材料，分别用180标记H2O和CO2，最终证明光合作用释放的O2来自H2O；科学家卡尔文用14C标记的CO2进行小球藻的