同位素标记法的应用---公开课(21张PPT)
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dATP的____(填“α”、“β”和“γ”)位上。
α （2）若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成
的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的___(填“α”、“β”和 “γ”)位上。
（3）将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆 菌，在不含32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分 子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n， 原因是________________________________________C_om_pa_ny_Lo_go
代(3与)含子14一N的代D、N子A分二子代数的＝D2NnA个?。
亲(4代)只含15N子的一D代NA分子数＝子0 二个代。
(5)只含14N的DNA分子数＝2n－2 个
(6)轻带占的比例＝ （2n－2）/2n 。
中带占的比例＝ 2/2n 。
重带占的比例＝ 0
。
7将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代 后得到G0代细胞。然后将G0细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、 2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取 DNA，经密度梯度离心后得到结果(如图)。由于DNA分子质量不同，因此在 离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重3种DNA分子的位 置，请回答下列问题：
①仅为小麦 旗叶 提供14CO 做为光合作用
合的原料；
2
②检测 小麦胚乳中含14C淀粉占全部淀粉的比例。
32P标记的 DNA
35S标记的 蛋白质
三.证明DNA是遗传物质
1.怎3 5样S标标记记的噬是蛋菌白体质？，
沉淀物放射性高 3放22.P射3标5S性记和的的3分2是P布标D，N记A说，的明根噬是据菌 体噬在菌侵体染的细什菌的么过？程中，
2.图中a、b、c、d为细胞器，3H—亮氨酸参与图示过程合成3H—X。据图分
析，下列叙述正确的是( B )
A.葡萄糖在c中被彻底分解成无机物 B.a、c中均能产生水 C.c、b、d三种具膜细胞器在图中所示过程中可以通过囊泡发生联系 D.3H—X通过细胞膜需要载体和ATP
二.探究光合作用中元素的转移
(1)G0、G1、G23代DNA离心后的试管分别是图中的：
A B D G0________、G1________、G2________。
(2)G2代在①、②、③3条带中的DNA数的比例是
___0_∶___1_∶___1____。
(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分
别是：条带①__3_1P___31_P_，条带②__31_P___3_2_P。
2016新课标1卷
8.在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表 示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα～Pβ～Pγ 或dA-Pα～Pβ～Pγ）。回答下列问题：
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生
γ ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在
生物一轮复习 同位素标记法的应用
江夏实验高级中学
小 故 事：
一位科学家在实验室工作期间，因怀疑女房东总 是把剩菜改头换面之后给他吃。于是，他在剩菜中放 上微量的放射性钍，然后在下一次的菜中检验是否有 放射性，结果他每次都能准确地判断出他所吃的菜是 剩菜还是新菜。
同位素标记法
同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。同位 素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用 示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。科学家通过 追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细 过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标 记法也叫同位素示踪法。
谢谢指导
江夏实验高级中学
Baidu Nhomakorabea
课堂总结
分泌蛋白的合成加工运 输的研究 DNA是遗传物质的研究
生长素的极性运输研究
光合作用释放的氧来自水
同位素标记法
光合产物中有机物 的碳的来CO2
DNA复制的半保留 复制
基因工程中目的基 因的表达和检测
同位素示踪法，它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组 成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、 反应机理等，同位素示踪法正在更大规模地应用于生物研究领域。
结合实验,培养能力
(1)实验思路： 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基 中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放 射性。 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基 中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放 射性。 (2)结果及结论： 若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为R N A病毒；若 乙组收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。
常见的同位素有3H、18O、14C、32P、35S、15N
分泌蛋白的合成 加工运输的研究
光合作用释放 的氧来自水
DNA是遗传物 质的研究
同位素标记法
光合产物中有机 物的碳的来源
DNA复制方式 的探究
生长素的极 性运输研究
基因工程中目的基 因的表达和检测
一.探究分泌蛋白的合成加工和运输过程
1.通过观察放射性出 现的顺序，说明分泌蛋 白的合成加工和运输依 次经了哪些结构？
思考
想要探究CO 2 转化成的第一个产物是什么，可能的实验思 路是_缩_短__光__照_时__间_，__当__检_测__到_的__化_合__物__只_有__一_种__时__，_就__是_第__一_个__产__物_
6.小麦旗叶是小麦植株最顶端的一片叶子。研究人员认为 ，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供。请 设计实验思路，探究旗叶在小麦灌浆过程中的作用：
长句表达方法训练（2016全国卷29）
（3）将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并 释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是____________________。
Ａ、14CO2 Ｂ、14CO2 Ｃ、14CO2 Ｄ、14CO2
叶绿素 叶绿体 乙醇 三碳化合物
ADP ADP 糖类 糖类
5卡尔文给小球藻悬浮液通入 14 CO 2 ，光照一定时间(从1 秒到数分钟)后,杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅 仅30秒的时间,CO 2 已经转化为许多种类的化合物。
描述状态（事实）
分析本质
得出结论
一个被32P标记的噬菌 体DNA分子，在不含 32P的培养基中复制， 结果只有两个噬菌体 的DNA被标记
半保留复制 标记的两条链分配 到不同的噬菌体中
一个被32P标记的噬菌 体DNA，在大肠杆菌进
行中半保留复制，结果
标记的两条链被分配到 两个噬菌体中
一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链 只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此得到的n个噬菌体中只有两 个带有标记。
14 14
小球藻
小球藻
14
鲁宾和卡门实验
卡尔文用14CO2，探明了CO2中的碳在 光合作用中转化成有机物中碳。
3.下图是利用小球藻进行光合作用实验的示
意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是( B )
A
B
Ａ.1:2
Ｂ.8:9
Ｃ.2:1
Ｄ.9:8
4.科学家用含14CO2 来追踪光合作用中的碳
原子，这种碳原子的转移途径是 ( D )
2.分泌蛋白的合成加
工和运输过程，说明了
细胞结构与功能上具有
什么联系？
核糖体
3 min 内质网
17 min 高尔基体
117 min
细胞膜
1.将用3H标记的尿苷引入绿色植物细胞内，然后设法获得各种细
胞结构，其中能表现出有放射性的一组结构是 （ C ）
A.细胞核，核仁、中心体 B.细胞核、核糖体、高尔基体 C.细胞核、核糖体、线粒体、叶绿体 D.细胞核、核糖体、内质网、液泡
结合实验,培养能力
9.(2017·全国卷Ⅰ，29) 根据遗传物质的化学组成，可将病毒 分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康 会造成很大危害，通常一种新病毒出现后需要确定该病毒 的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用
放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材 料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出 (1)实验思路 (2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证 的甲、乙两个组)
进3.入放细射菌性体的内的分是布噬能菌说体
上清液放射性高
的明D什NA么，？而不是噬菌体的
蛋白质，证明了DNA是噬
菌4.体得的出遗了传什物质么。结论？
四.探究DNA分子复制的方式
沃D森NA和被克15N里标克记提的出大D肠NA杆半菌保放留在复 14制N 的假说：子代DNA分子中，一条
链培(1来)养子自液代亲培D代N养A，n分代另子一总条数链＝为2n新个合。成的 链(12。.)怎含么15N利的用DN放A射分性子同数位＝2素个来。区分亲
α （2）若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成
的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的___(填“α”、“β”和 “γ”)位上。
（3）将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆 菌，在不含32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分 子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n， 原因是________________________________________C_om_pa_ny_Lo_go
代(3与)含子14一N的代D、N子A分二子代数的＝D2NnA个?。
亲(4代)只含15N子的一D代NA分子数＝子0 二个代。
(5)只含14N的DNA分子数＝2n－2 个
(6)轻带占的比例＝ （2n－2）/2n 。
中带占的比例＝ 2/2n 。
重带占的比例＝ 0
。
7将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代 后得到G0代细胞。然后将G0细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、 2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取 DNA，经密度梯度离心后得到结果(如图)。由于DNA分子质量不同，因此在 离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重3种DNA分子的位 置，请回答下列问题：
①仅为小麦 旗叶 提供14CO 做为光合作用
合的原料；
2
②检测 小麦胚乳中含14C淀粉占全部淀粉的比例。
32P标记的 DNA
35S标记的 蛋白质
三.证明DNA是遗传物质
1.怎3 5样S标标记记的噬是蛋菌白体质？，
沉淀物放射性高 3放22.P射3标5S性记和的的3分2是P布标D，N记A说，的明根噬是据菌 体噬在菌侵体染的细什菌的么过？程中，
2.图中a、b、c、d为细胞器，3H—亮氨酸参与图示过程合成3H—X。据图分
析，下列叙述正确的是( B )
A.葡萄糖在c中被彻底分解成无机物 B.a、c中均能产生水 C.c、b、d三种具膜细胞器在图中所示过程中可以通过囊泡发生联系 D.3H—X通过细胞膜需要载体和ATP
二.探究光合作用中元素的转移
(1)G0、G1、G23代DNA离心后的试管分别是图中的：
A B D G0________、G1________、G2________。
(2)G2代在①、②、③3条带中的DNA数的比例是
___0_∶___1_∶___1____。
(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分
别是：条带①__3_1P___31_P_，条带②__31_P___3_2_P。
2016新课标1卷
8.在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表 示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα～Pβ～Pγ 或dA-Pα～Pβ～Pγ）。回答下列问题：
（1）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生
γ ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在
生物一轮复习 同位素标记法的应用
江夏实验高级中学
小 故 事：
一位科学家在实验室工作期间，因怀疑女房东总 是把剩菜改头换面之后给他吃。于是，他在剩菜中放 上微量的放射性钍，然后在下一次的菜中检验是否有 放射性，结果他每次都能准确地判断出他所吃的菜是 剩菜还是新菜。
同位素标记法
同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。同位 素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用 示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。科学家通过 追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细 过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标 记法也叫同位素示踪法。
谢谢指导
江夏实验高级中学
Baidu Nhomakorabea
课堂总结
分泌蛋白的合成加工运 输的研究 DNA是遗传物质的研究
生长素的极性运输研究
光合作用释放的氧来自水
同位素标记法
光合产物中有机物 的碳的来CO2
DNA复制的半保留 复制
基因工程中目的基 因的表达和检测
同位素示踪法，它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组 成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、 反应机理等，同位素示踪法正在更大规模地应用于生物研究领域。
结合实验,培养能力
(1)实验思路： 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基 中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放 射性。 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基 中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放 射性。 (2)结果及结论： 若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为R N A病毒；若 乙组收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。
常见的同位素有3H、18O、14C、32P、35S、15N
分泌蛋白的合成 加工运输的研究
光合作用释放 的氧来自水
DNA是遗传物 质的研究
同位素标记法
光合产物中有机 物的碳的来源
DNA复制方式 的探究
生长素的极 性运输研究
基因工程中目的基 因的表达和检测
一.探究分泌蛋白的合成加工和运输过程
1.通过观察放射性出 现的顺序，说明分泌蛋 白的合成加工和运输依 次经了哪些结构？
思考
想要探究CO 2 转化成的第一个产物是什么，可能的实验思 路是_缩_短__光__照_时__间_，__当__检_测__到_的__化_合__物__只_有__一_种__时__，_就__是_第__一_个__产__物_
6.小麦旗叶是小麦植株最顶端的一片叶子。研究人员认为 ，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供。请 设计实验思路，探究旗叶在小麦灌浆过程中的作用：
长句表达方法训练（2016全国卷29）
（3）将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并 释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是____________________。
Ａ、14CO2 Ｂ、14CO2 Ｃ、14CO2 Ｄ、14CO2
叶绿素 叶绿体 乙醇 三碳化合物
ADP ADP 糖类 糖类
5卡尔文给小球藻悬浮液通入 14 CO 2 ，光照一定时间(从1 秒到数分钟)后,杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅 仅30秒的时间,CO 2 已经转化为许多种类的化合物。
描述状态（事实）
分析本质
得出结论
一个被32P标记的噬菌 体DNA分子，在不含 32P的培养基中复制， 结果只有两个噬菌体 的DNA被标记
半保留复制 标记的两条链分配 到不同的噬菌体中
一个被32P标记的噬菌 体DNA，在大肠杆菌进
行中半保留复制，结果
标记的两条链被分配到 两个噬菌体中
一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链 只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此得到的n个噬菌体中只有两 个带有标记。
14 14
小球藻
小球藻
14
鲁宾和卡门实验
卡尔文用14CO2，探明了CO2中的碳在 光合作用中转化成有机物中碳。
3.下图是利用小球藻进行光合作用实验的示
意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是( B )
A
B
Ａ.1:2
Ｂ.8:9
Ｃ.2:1
Ｄ.9:8
4.科学家用含14CO2 来追踪光合作用中的碳
原子，这种碳原子的转移途径是 ( D )
2.分泌蛋白的合成加
工和运输过程，说明了
细胞结构与功能上具有
什么联系？
核糖体
3 min 内质网
17 min 高尔基体
117 min
细胞膜
1.将用3H标记的尿苷引入绿色植物细胞内，然后设法获得各种细
胞结构，其中能表现出有放射性的一组结构是 （ C ）
A.细胞核，核仁、中心体 B.细胞核、核糖体、高尔基体 C.细胞核、核糖体、线粒体、叶绿体 D.细胞核、核糖体、内质网、液泡
结合实验,培养能力
9.(2017·全国卷Ⅰ，29) 根据遗传物质的化学组成，可将病毒 分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康 会造成很大危害，通常一种新病毒出现后需要确定该病毒 的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用
放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材 料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出 (1)实验思路 (2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证 的甲、乙两个组)
进3.入放细射菌性体的内的分是布噬能菌说体
上清液放射性高
的明D什NA么，？而不是噬菌体的
蛋白质，证明了DNA是噬
菌4.体得的出遗了传什物质么。结论？
四.探究DNA分子复制的方式
沃D森NA和被克15N里标克记提的出大D肠NA杆半菌保放留在复 14制N 的假说：子代DNA分子中，一条
链培(1来)养子自液代亲培D代N养A，n分代另子一总条数链＝为2n新个合。成的 链(12。.)怎含么15N利的用DN放A射分性子同数位＝2素个来。区分亲