同位素标记法专题说课材料
高中生物中的“同位素标记法教案资料
“同位素标记法”的总结利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以检测和追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等。
同位素标记在工业、农业生产、日常生活和科学科研等方面都有着极其广泛的应用。
在生物学领域可用来测定生物化石的年代，也可利用其射线进行诱变育种、防治病虫害和临床治癌，还可利用其射线作为示踪原子来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。
高中生物教材中的实验（或内容）和相关习题中许多知识都涉及同位素标记法的应用。
下面我就相关内容通过有关例题进行归纳阐述，以便大家对这项技术有一个深刻的体会，并学会同位素标记的应用。
一、氢（3H）例1：科学家用含3H标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。
下列叙述中正确的是（）A．形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成B．高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连C．高尔基体具有转运分泌蛋白的作用D．靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成解析：分泌蛋白的多肽最早在核糖体上合成，高尔基体并不直接和内质网与细胞膜相连，而是通过囊泡间接连接。
答案：CD。
知识盘点：1.科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，曾经做过这样一个实验：他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。
这个实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。
2．研究肝脏细胞中胆固醇的来源时，用3H—胆固醇作静脉注射的示踪实验，结果放射性大部分进入肝脏，再出现在粪便中。
3．用3H标记的尿苷或胸腺嘧啶可用来检测转录或复制。
2021高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础实验微课5聚焦“同位素标记法”教案
[实验微课5] 聚焦“同位素标记法”1.相关原理同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法,生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素,即H、N、C、S、P和O等的同位素,正确选取上述相关元素用同位素加以标记,让它们一起运动、迁移,再用放射性探测仪器进行追踪,就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里以及分布如何。
2.实例分析研究方向标记元素或物质结果分析分泌蛋白的合成和分泌一次性给予3H标记的某一氨基酸如亮氨酸放射性不同时间依次出现的细胞结构:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜光合作用中某些物质的变化过程18O标记水(H218O) 生成的氧气(18O2)全部有放射性18O标记二氧化碳(C18O2)生成的葡萄糖(C6H1218O6)、部分水(H218O)有放射性,氧气(O2)无放射性18O、14C标记二氧化碳(14C18O2)生成的三碳化合物(14C3)、葡萄糖(14C6H1218O6)、水(H218O)均有放射性细胞呼吸过程中某些物质的变化过程18O标记氧气(18O2)生成的水(H218O)均有放射性,二氧化碳(CO2)均无放射性,即18O2→H218O18O标记葡萄糖(C6H1218O6)生成的水(H2O)均无放射性,生成的二氧化碳(C18O2)均有放射性,即C6H1218O6→C18O2有丝分裂过程3H标记胸腺嘧啶确定DNA合成期的起始点和持续时间32P和35S分别标记核苷酸和氨基酸确定分裂间期DNA复制、蛋白质合成噬菌体侵染细菌的实验35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA根据上清液或沉淀物中的放射性来“区别”蛋白质、DNA在进入细胞并产生子代中的作用DNA复制方式15N标记DNA双链(原料为14N) 复制1次后离心,均为中带(15N/14N)为半保留复制;1/2重带(15N/15N)、1/2轻带(14N/14N)为全保留复制基因的转录和翻译标记尿嘧啶核糖核苷酸(RNA的特征碱基依据放射性位置确定转录、翻译的场所为U)、氨基酸1.(2019黑龙江哈尔滨月考)为了研究酵母菌细胞内蛋白质的合成,研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后,测得与合成和分泌乳蛋白相关的一些细胞器上放射性强度的变化曲线如图甲,有关的生物膜面积变化如图乙,其相关结构关系如图丙,则下列有关说法不正确的是( )A.图甲中a、b、c依次为核糖体、内质网和高尔基体B.图乙中d曲线表示的细胞结构是内质网,f曲线是高尔基体C.图丙中用3H标记的亮氨酸做原料,所以研究方法是荧光标记法D.能在图丙中④上观察到3H标记表明可能有分泌蛋白合成1.答案 C 甲图中a曲线所指的细胞结构是核糖体,b曲线所指的细胞结构是内质网,c曲线所指的细胞结构是高尔基体,A正确;图乙中d曲线的膜面积减少,故表示的细胞结构是内质网,f曲线的膜面积先增大后减小,故表示高尔基体,B正确;图丙中用3H标记的亮氨酸做原料,所以研究方法是放射性同位素标记法,C错误;高尔基体与动物细胞分泌蛋白的合成有关,氨基酸是蛋白质合成的原料,因此在图丙中④上观察到3H标记的亮氨酸,表明可能有分泌蛋白合成,D正确。
放射性同位素标记法课件
放射性同位素标记法可以通过两种方式进行，即直接标记法和间接标记法。直接 标记法是将放射性同位素直接与目标分子结合，而间接标记法则使用一种能与目 标分子结合的载体，将放射性同位素携带至目标分子上。
03
放射性同位素标记法的实验技 术
实验前的准备
选择同位素
根据实验需求选择适当的 放射性同位素，确保其具 有足够的半衰期和适当的 能量。
特点
具有灵敏度高、追踪目标明确、 操作简便等优点，广泛应用于生 物学、医学、环境科学等领域。
放射性同位素标记法的应用领域
01
02
03
生物学研究
用于研究生物体内物质的 代谢、运输、排泄等过程 ，如示踪剂追踪药物在体 内的代谢过程。
医学诊断
用于检测疾病的发生、发 展过程，如利用放射性同 位素标记的肿瘤标志物进 行肿瘤诊断。
放射性
放射性同位素会释放出射线，如α射线、β射线、γ射线等。 这些射线具有穿透能力和电离能力，可用于检测和测量。
半衰期
放射性同位素的半衰期是指该核素发生衰变时一半原子核发 生衰变所需要的时间。不同核素的半衰期不同，有的长有的 短。
放射性同位素标记法的原理
同位素标记法原理
通过使用放射性同位素标记某一特定原子或分子，可以追踪其在生物体内的分布 、代谢和排泄等过程。由于放射性同位素可以释放出射线，通过检测这些射线可 以追踪标记物的位置和数量变化。
环境监测
用于监测环境污染物的迁 移转化过程，如示踪剂追 踪水体中污染物的扩散。
放射性同位素标记法的历史与发展
历史
放射性同位素标记法最早由美国化学家赫维西于1923年提出，经过多年的发展 ，已经成为一种成熟的实验技术。
发展
随着科技的不断进步，放射性同位素标记法也在不断改进和完善，如新型示踪 剂的研发、高灵敏度检测设备的出现等，使得该方法的应用范围更加广泛。
热点专题7同位素标记法-2025年生物学高考总复习课件
高考总复习·生物学
2.与荧光标记法的区别 (1)常用的荧光蛋白有绿色和红色两种：①绿色荧光蛋白(GFP)常用的是 来源于发光水母的一种功能独特的蛋白质，蓝光或近紫外光照射，发射 绿色荧光；②红色荧光蛋白来源于珊瑚虫，是一种与绿色荧光蛋白同源 的荧光蛋白，在紫外光的照射下可发射红色荧光。 (2)运用到荧光标记法的实验：①“细胞融合实验”：这一实验证明了细 胞膜的结构特点是具有一定的流动性；②“基因在染色体上的实验证 据”：通过现代分子生物学技术，运用荧光标记的手段，直接观察到某 一基因在染色体上的位置。
返回导航
高考总复习·生物学
【解析】蛋白质和DNA中都含有N，用15N标记的噬菌体并没有将蛋白质 和DNA分开，侵染未标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质时， 不能说明为DNA；胸腺嘧啶脱氧核苷酸只存在于DNA中，用15N或32P标 记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，可研究有丝分裂过程中DNA的复制方式；用 3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，带标记的亮氨酸能参与 蛋白质的合成，故能研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程；H2O和 CO2是光合作用的原料，用18O标记H2O、14C标记CO2，可分别研究光合 作用中O2的来源和C的转移途径。
返回导航
【解析】1941年鲁宾和卡门用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，证明 光合作用释放的氧气来自水；20世40年代，美国科学家卡尔文利用14C标 记CO2，探明了CO2转化成有机物的途径，这一途径就是卡尔文循环； 噬菌体侵染细菌的实验中，分别用32P和35S标记噬菌体，跟踪进入细菌内 的化学物质是蛋白质还是DNA，从而证明DNA是遗传物质；生物学家研 究患者遗传家系推测红绿色盲的遗传方式，没有使用同位素示踪技术。
返回导航
高考总复习·生物学
【生物】同位素标记法应用例析（一）
【生物】同位素标记法应用例析（一）放射性同位素自被发现以来，人类很快在将其作为标记物应用于物学研究，为探究生命过程的奥秘起了非常重要的作用。
放射性同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫示踪元素。
用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。
人们可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。
这种科学研究方法叫做同位素标记法。
现结合必修1《分子与细胞》中所学的知识，就放射性同位素的应用原理及例析归纳如下：1.研究蛋白质或核酸合成的原料及过程原理：把具有放射性的原子掺到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里以及分布如何。
典例1 愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(3H标记)。
当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射性自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体。
可以有理由肯定被标记的化合物是A.一种氨基酸B.尿嘧啶核苷C.胸腺嘧啶脱氧核苷酸D.葡萄糖解析细胞中的DNA只存在于细胞核、线粒体和叶绿体中，而胸腺嘧啶脱氧核苷酸是构成DNA的基本结构单位之一。
答案：C2.研究分泌蛋白的合成和分泌原理：研究细胞器在分泌蛋白合成中的作用时，标记某一氨基酸如亮氨酸的3H，在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。
研究手段：观察放射性在不同细胞器中出现的时间，来观察不同细胞器在分泌蛋白中的作用。
典例2 （多选）科学家用含3H标记的亮氨酸培养豚鼠的胰腺腺泡细胞，下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。
下列叙述中正确的是细胞结构附有核糖体的内质网高尔基体靠近细胞膜的囊泡时间/min 3 17 117A．形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成B．高尔基体膜向内与内质网膜相连，向外与细胞膜相连C．高尔基体具有转运分泌蛋白的作用D．靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成解析本题考查分泌蛋白的合成和分泌过程。
高三生物二轮复习：同位素标记法专题PPT课件
一 蛋白质合成的研究
1、探究蛋白质合成的场所
例1、 如图为某动物细胞结构示意图。如果让该 细胞吸收含放射性同位素15N标记的氨基酸，同 位素示踪可以发现，这种氨基酸首先出现在图中
哪一序号所示的细胞器中（ A ）
2、探究分泌蛋白的合成、加工和运 输过程
豚鼠胰腺腺泡细胞分泌蛋白形成过程图解
（ A）
①丙酮酸 ②二氧化碳
③水
④葡萄糖
Ａ①④
Ｂ②④
Ｃ②③
Ｄ①②
四、噬菌体侵染细菌
吸附 释放
注入
复制合成
组装
四、噬菌体侵染细菌
经典实验回顾 赫尔希--蔡斯实验 35S
35S
12
四、噬菌体侵染细菌
经典实验回顾 赫尔希--蔡斯实验 结论：DNA是遗传物质 32P
32P
13
例6、若用１５Ｎ、３２Ｐ、３５Ｓ标记噬
例2、下图表示用3H-亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白， 追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞
内分布情况和运输过程。其中正确的是 ( C)
二 、光合作用实验研究
1、标记H218O
用于探究光合作用产生的O2来自于水
经典实验回顾（美）鲁宾--卡门实验
短时间内
例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
菌体后，让其侵染细菌，在产生的子
代噬菌体的组成结构成分中，能找到
的放射性元素为
（ B）
Ａ、可在外壳中找到１５Ｎ和３５Ｓ
Ｂ、可在ＤＮＡ中找到１５Ｎ和３２Ｐ
Ｃ、可在外壳中找到１５Ｎ
Ｄ、可在ＤＮＡ中找到１５Ｎ、３２Ｐ、 ３５Ｓ
五、DNA复制的研究
例8 某DNA分子的两条链均被15N标记，将其 置于只含有14N的培养基中进行DNA复制实验， 其连续复制四次后，含有15N标记的DNA占总
同位素标记法专题
课前准备： 课前准备： 1、学案 、 2、必修一 二课本 、
专题复习： 专题复习：
1、特点：容量大 、特点： 2、目标：进一步熟悉主干、重点知识。 、目标：进一步熟悉主干、重点知识。 建立知识间的联系 3、思路：大框架 小要点 、思路：
要点一： 要点一：元素
3、同位素标记法： 、同位素标记法： 研究光合作用中氧原子的来龙去向： 研究光合作用中氧原子的来龙去向： 研究分泌蛋白的踪迹： 研究分泌蛋白的踪迹： 证明DNA分子的半保留复制： 分子的半保留复制： 证明 分子的半保留复制 研究噬菌体侵染细菌的过程： 研究噬菌体侵染细菌的过程：
差不多再稍
2、有一些东西真不能完全提前呈现在学案上，有一些现场讨论争 、有一些东西真不能完全提前呈现在学案上， 论的东西才好 1、应该注意问题与学案的相关性 、 2、分成两大块 或三大块 自行解决学案问题之后 几种重点点拨 、 体温 整个课堂有块的感觉而不是平铺直叙 3、需要体现二轮复习知识的延伸和穿插 、 在课件中做一个较大的知识框架 体现知识 之间的练习 一点和第三点的样子 但如何解决课件的翻页问题呢 4、学案还要进一步简化 新的更紧密一些 、 类似于第
借鉴： 借鉴：DNA那届公开课的引入或生物学研究 那届公开课的引入或生物学研究
研究光合作用中氧原子的来路去向： 研究光合作用中氧原子的来路去向：
用什么标 如何标
研究分泌蛋白的踪迹： 研究分泌蛋白的踪迹： 同位素标记的氨基酸
3H-标记的氨基酸 标记的氨基酸 35S
？15N？ ？
证明DNA分子的半保留复制： 分子的半保留复制： 证明 分子的半保留复制
ＲＮＡ： 吡罗红 红色 线粒体： 线粒体： 健那绿 蓝绿色 CO2： ： 溴麝香草酚蓝 蓝-绿绿
2022年新教材高考生物一轮复习微专题科学方法一同位素标记法课件新人教版202106022141
(3)科学家将15N标记的DNA分子(15N/15N-DNA)放到14N的培养液中培养，让其复 制三次。将亲代DNA和每次复制的产物置于试管进行离心，结果如图。其中代 表复制两次后的分层结果是________(填字母)，理由是__________。
【解析】本题综合考查了同位素标记法在遗传学中应用的相关知识，涉及遗传 的物质基础、基因的表达和DNA的复制等知识。放射性同位素标记法是利用放 射性元素对研究对象进行标记的微量分析方法，也是高中生物实验中常用的一 种实验方法，即把放射性同位素的原子掺入其他物质中，让它们一起运动、迁 移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动 到哪里了，是怎样分布的。以研究生物相应的生理过程。一般常用的示踪元素 有：15N、3H、35S、32P、14C、18O等，在实验时应根据实验的目的来选择好被标 记的元素。
2.同位素标记法： (1)概念：用物理性质特殊的同位素标记特定的原子，追踪化学反应中特定原 子的去向。 (2)应用方法：标记特征化合物作为反应的原料，检测特征元素的去向，从而 探究生化反应过程。
(3)教材实例：
稳定性同位素标记(15N、 18O)
放射性同位素标记(14C、32P、3H、35S)
①鲁宾和卡门利用O的
(4)如图表示较强光照且温度相同，以及水和小球藻的初始质量均相等的条件下， 小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，试管①的质量______(填“大 于”“等于”或“小于”)试管②的质量。
(5)用32P标记二倍体水稻体细胞(含有24条染色体)的DNA分子双链，再将这些 细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期，一个细胞内被 32P标记的染色体有______条。 (6)用未标记的一个亲代噬菌体感染被35S标记的大肠杆菌，增殖产生n个子代 噬菌体后，不含35S的噬菌体占所有噬菌体的比例是__________。
同位素标记法 上课
测。预计最快约 2.2 h后会检测到被标记的M期细胞。
(2)若向甲动物肠上皮细胞培养液中加人过量胸苷，处于 S期的 细胞立刻被抑制，而处于其他时期的细胞不受影响。预计加人
将用 3H标记的尿苷引入植 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
例：细胞周期包括分裂间期和分裂期。下图标注了甲动
物的3时(体.细长细及胞胞D染N的色A 含体增量数。为殖请12回)肠答上下皮列细问胞题的：细胞周期各阶段
Байду номын сангаас
（1）将一个含14N的DNA分子放入含15N的培养基中培养一代，
经离心后：
①所得两个DNA分子 一重一轻
，则说明DNA分
子的复制方式为全保留复制。
的复②制所方得式两为个半D保N留A分复子制均为中链否DNA ，则是否能说明DNA分子
（2）若DNA 分子的复制方式是半保留复制，一个含 15N的DNA 分 子在含14N的培养基中培养两代后，所得四个 DNA 分子经梯度离 心后在试管中的分布情况如何？
过量胸苷约 7.4 h后，细胞都将停留在S期。
二、研究生物的新陈代谢
1.探究光合作用中 O2的来源（18O）
2.呼吸作用的机理
动物吸入18O2先后出现标记的化合物是 H218O 和 C18O2 原因:有氧呼吸
3.探究光合作用中 碳原子的转移途径
专题复习-同位素标记法
同位素标记法专题复习同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。
一、同位素示踪法基本原理和特点:同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的物理性质。
因此，可用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。
利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。
放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：二 、教材中同位素标记法应用:1、判断光合作用和呼吸作用过程中原子转移途径；2、判断细胞的结构和功能；3、判断物质在植物体内运输途径；4、测定物质代谢过程中元素转移途径；5、证明DNA 的复制方式；6、证明DNA 是遗传物质；7、判断动物胚胎发育过程中的元素的转移；8、判断矿质代谢中矿质元素在植物体内的分布与利用；三、教材中同位素标记法运用事例及放射性元素在试题中应用归类：用放射性元素标记的化合物，化学性质不改变。
根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪，即同位素标记法。
广泛应用于生物实验中。
如教材中探究光合作用释放的氧气全部来自水，分泌蛋白的形成途径，C 4植物光合作用途径，噬菌体浸染细菌实验等。
这种方法在试题中也广泛的应用，通常涉及到14C 、35S （或32S ）、18O 、3H 、32P （或31P ）、15N 等。
下面就这些标记的元素进行归类：1、 14C【例1】 光照下，供给玉米离体叶片少量的14CO 2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO 2形成的C 3化合物和C 4化合物中，14C 含量变化示意图正确的是( )【例2】 某科学家用含有同位素14C 的CO 2来追踪光合作用中C 原子，其转移的途径是（ ）A CO 2→叶绿素→ATPB CO 2→C 5→C 6H 12O 6C CO 2→C 3→C 6H 12O 6D CO 2→C 2H 5OH →C 6H 12O 6 2 18O【例3】 用含18O 的葡萄糖进行有氧呼吸，其过程中18O 转移的途径是（ ）A 葡萄糖→丙酮酸→水B 葡萄糖→丙酮酸→氧气C 葡萄糖→氧气→水D 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳【例4】 把一盆绿色植物放在密封的容器中，供给18O 2，让它进行呼吸作用和光合作用。
再谈同位素标记在高中生物学中的应用讲课稿
再谈同位素标记在高中生物学中的应用生物组潘俊霞2010年江苏省卷生物试题单科第28题考了一道关于有丝分裂的题。
细胞周期包括分裂间期（分为G1期、S期和G2期）和分裂期（M期）。
下图标注了甲动物（体细胞染色体数为12）肠上皮细胞的细胞周期各阶段的时长及DNA含量。
请回答下列问题：（1）若用含放射性同位素的胸苷（DNA复制的原料之一）短期培养甲动物上皮细胞后，处于S期的细胞都会被标记。
洗脱含放射性同位素的胸苷，用无放射性的新鲜培养液培养，定期检测。
预计最快约h后会检测到被标记的细胞。
（G2期时长：2.2h）（2）从被标记M期细胞开始出现到其所占M期细胞总数的比例达到最大值时，所经历的时间为期的时间。
（M期：1.8h）上述题中用的是同位素标记方法来检测时间的长短，下面再谈一下同位素（或同位素示踪技术）在高中生物学的应用。
同位素示踪技术是研究生物学实验的一项重要技术。
同位素示踪技术实验的创建者是Hevesy.Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物体的分布和转移。
同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的普遍元素及其化合物的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。
利用放射性同位素不断放出特征射性的核物理性质，就可以用核探测器追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变。
稳定性同位素虽不释放射性，但可以利用它与普通相应同位素的质量之间，用一定的仪器也可以测定。
在高中生物所涉及的实验中上述两种同位素都有用到。
1、用放射性同位素3H标识亮氨酸研究蛋白质的合成过程。
新课标（人教版）必修1在资料分析中介绍了科学家研究蛋白质的合成过程。
帕拉德及其同事把用放射性同位素3H标记的亮氨酸注入到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，发现3min后被3H标记的亮氨酸出现在内质网中；17min后出现在高尔基体中；117min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中，以及释放剂细胞外的分泌物中，由此可以看出，分泌蛋白最先由内质网上的核糖体形成，然后转移到内质网加工，再通过出芽方式形成囊泡，到高尔基体进一步加工，最后通过细胞膜的胞吐作用运输到细胞外。
同位素标记法专题说课材料
同位素标记法专题高三生物同位素标记法专题复习同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，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。
用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。
如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。
1．放射性同位素示踪法是生物学研究过程中常采用的技术手段。
下面是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述不正确．．．的是 ( )A．给玉米提供14CO2，则14C的转移途径大致是14CO2→14C4→14C3→（14CH-O）2B．用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培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，而在核糖体处则检测不到C．要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌D．小白鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳不会含有18O，但尿液中会含有少量的H218O2．下面是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述不合理的是（）A．给玉米提供14CO2，14C在玉米光合作用中的转移途径大致是：14CO2→14C4→14C3→14C6 H12 O6B．在含葡萄糖（C6 H12 O6）和乳糖（14C12H22O11）的培养液中培养大肠杆菌，需一段时间后才会出现含14C的细菌细胞C．给水稻叶片提供C18O2，水稻根细胞中可产生含18O的酒精D．小白鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳一定不含18O，而尿液中有H218O 3．用32P标记玉米体细胞所有染色体上DNA分子的两条链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中进行组织培养。
这些细胞在第一次细胞分裂的前、中、后期，一个细胞中被32P 标记的染色体条数和染色体上被32P 标记的DNA 分子数分别是（ ）4. 科学家利用同位素标记法搞清了许多化学反应的详细过程。
下列说法正确的是（ ）A ．用14C 标记CO 2 最终探明了CO 2 中碳元素在光合作用中的转移途径B ．用18O 标记H 2 O 和CO 2 有力地证明了CO 2 是光合作用的原料C ．用15N 标记核苷酸搞清了分裂期染色体形态和数目的变化规律D ．用35S 标记噬菌体的DNA 并以此侵染细菌证明了DNA 是遗传物质5．在某细胞培养液中加入32P 标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP ，发现其含量变化不大，但部分ATP 的末端○P 已带上放射性标记，该现象不能说明（ ）A ．ATP 中远离A 的磷酸容易脱离B ．部分32P 标志的ATP 是重新合成的C ．ATP 是细胞内的直接能源物质D ．该过程中ATP 既有合成又有分解6．在一个密闭容器里，用含有同位素13C 的脱氧核苷酸合成一个双链DNA 分子，然后加入普通的含12C 的脱氧核苷酸，经n 次复制以后，所得的DNA分子中，分别含12C 和13C 的脱氧核苷酸链数之比为（ ）A ．2n : 1B ．(2n －2) : nC ．(2n －2) : 2D ．(2n －1) : 1相对含量ab加BrdU 7．如果将含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分子用15Ｎ标记，并提供14Ｎ的原料，则该精原细胞产生的四个精子中没有放射性同位素15N 的有（ ）A ．0个B ．1个C ．2个D ．4个 8．科学家用 15N 的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的有关数据，如下图。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
同位素标记法专题高三生物同位素标记法专题复习同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，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。
用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。
如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。
1．放射性同位素示踪法是生物学研究过程中常采用的技术手段。
下面是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述不正确．．．的是 ( )A．给玉米提供14CO2，则14C的转移途径大致是14CO2→14C4→14C3→（14CH-O）2B．用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培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，而在核糖体处则检测不到C．要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌D．小白鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳不会含有18O，但尿液中会含有少量的H218O2．下面是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述不合理的是（）A．给玉米提供14CO2，14C在玉米光合作用中的转移途径大致是：14CO2→14C4→14C3→14C6 H12 O6B．在含葡萄糖（C6 H12 O6）和乳糖（14C12H22O11）的培养液中培养大肠杆菌，需一段时间后才会出现含14C的细菌细胞C．给水稻叶片提供C18O2，水稻根细胞中可产生含18O的酒精D．小白鼠吸入18O2后呼出的二氧化碳一定不含18O，而尿液中有H218O 3．用32P标记玉米体细胞所有染色体上DNA分子的两条链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中进行组织培养。
这些细胞在第一次细胞分裂的前、中、后期，一个细胞中被32P 标记的染色体条数和染色体上被32P 标记的DNA 分子数分别是（ ）4. 科学家利用同位素标记法搞清了许多化学反应的详细过程。
下列说法正确的是（ ）A ．用14C 标记CO 2 最终探明了CO 2 中碳元素在光合作用中的转移途径B ．用18O 标记H 2 O 和CO 2 有力地证明了CO 2 是光合作用的原料C ．用15N 标记核苷酸搞清了分裂期染色体形态和数目的变化规律D ．用35S 标记噬菌体的DNA 并以此侵染细菌证明了DNA 是遗传物质5．在某细胞培养液中加入32P 标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞的ATP ，发现其含量变化不大，但部分ATP 的末端○P 已带上放射性标记，该现象不能说明（ ）A ．ATP 中远离A 的磷酸容易脱离B ．部分32P 标志的ATP 是重新合成的C ．ATP 是细胞内的直接能源物质D ．该过程中ATP 既有合成又有分解6．在一个密闭容器里，用含有同位素13C 的脱氧核苷酸合成一个双链DNA 分子，然后加入普通的含12C 的脱氧核苷酸，经n 次复制以后，所得的DNA分子中，分别含12C 和13C 的脱氧核苷酸链数之比为（ ）A ．2n : 1B ．(2n －2) : nC ．(2n －2) : 2D ．(2n －1) : 1相对含量ab加BrdU 7．如果将含有1对同源染色体的精原细胞的ＤＮＡ分子用15Ｎ标记，并提供14Ｎ的原料，则该精原细胞产生的四个精子中没有放射性同位素15N 的有（ ）A ．0个B ．1个C ．2个D ．4个 8．科学家用 15N 的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的有关数据，如下图。
下列叙述正确的是（ ）A ．蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19．3hB ．非等位基因的自由组合可发生在19．3～21．3hC ．0～2h 期间，DNA 分子始终处于解旋状态D ．高尔基体、线粒体、叶绿体在细胞分裂过程中活动旺盛9．用32P 标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA 分子双链，再将这些细胞转人不含的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被标记的染色体条数分别是（ ）A ．中期20和20、后期40和20B ．中期20和10、后期40和20C ．中期20和20、后期40和10D ．中期20和10、后期40和1010．BrdU 能替代T 与A 配对，而渗入新合成的DNA 链中。
当用姬姆萨染料染色时，不含BrdU 的链为深蓝色，含BrdU 的链为浅蓝色。
现将植物根尖分生组织放在含有BrdU 的培养液中进行培养，下图a ～c 依次表示加入BrdU 后连续3次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色情况（阴影表示深蓝色,非阴影为浅蓝色）。
有关说法正确的是（ ）A．1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上B．b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链都含BrdUC．1个染色体形成2条染色单体时，DNA还没有复制D．c图中有2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU11．为了研究酵母菌胞内蛋白质的合成，研究人员在其培养基中添加3H标记的亮氨酸后，观察相应变化。
可能出现的结果有（）A．细胞核内不出现3H标记 B．内质网是首先观察到3H标记的细胞器C．培养30分钟后，细胞膜上一定能观察到3H标记D．若能在高尔基体上观察到3H标记，表示可能有分泌蛋白合成12．光合强度又叫光合速率，它是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2释放量。
通常用CO2毫克·分米-2·小时-1表示。
可用来表示某种植物一定叶面积在测定时间内吸收的CO2量，由此推算出单位叶面积在单位时间内的CO2吸收量。
图示水稻不同叶位的叶片的光合强度，叶位是指从下往上数的叶片位置（如04表示第四叶，05表示第五叶）。
分析回答：（1）一般情况下用红外CO2分析仪测定叶片进行光合作用前后气流中的CO2浓度的变化，所代表的光合强度反映的是叶片的光合强度。
（2）由图中可知第九位叶片光合强度很低，这是由于此处叶片处于，叶片面积较，而比较旺盛。
（3）如果给这些植物提供14CO2，一段时间后，可以测出第叶位的放射性最强。
（4）第一到第四叶位的光合强度较低的原因可能是。
13．在生命科学研究中，“放射性同位素示踪”是经常使用的研究手段。
某生物科研所做了如下几个科学实验，请仔细阅读分析并回答有关问题。
(1)将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后，放在普通培养基上繁殖8代，那么在子代中含1H的DNA分子的比例是______________。
若其细胞中DNA分子在复制过程中出现差错，那么该细胞的结构功能____________(填“一定”或“不一定”)发生改变，其可能的原因是_____________________________________________________________________。
(2)科研人员合成了一段含15N的特定DNA片段。
用它作为探针，利用_____________原理，可检测待测标本中的遗传信息。
(3)科学家用14C的CO2来追踪光合作用的碳原子，这种碳原子的转移途径是_______________。
(4)赫尔希和蔡斯如何培养32P噬菌体的_________________________________。
14．某研究性学习小组为测定田间棉花的光合作用强度，设计如下实验方案：实验原理：①光合作用强度是指单位时间内单位面积叶片合成的有机物的量。
②5%的三氯乙酸能杀死筛管细胞（筛管是运输有机物的结构）。
实验材料：号牌、5%的三氯乙酸、分析天平、称量皿、记录表、纱布、刀片等。
实验步骤：第一步：晴天在田间选定有代表性的棉花叶20片，按编号1—20挂号牌。
第二步：将选定叶片的叶柄用5%的三氯乙酸点涂一圈，杀死叶柄筛管细胞。
第三步：按编号顺序分别剪下叶片对称的一半，依次夹人湿润的纱布中，贮于暗处，记作甲组；4小时后，再按编号顺序以同样的速度剪下另外半片叶，也依次夹于湿润的纱布中，记作乙组。
第四步：返回实验室后，在同号叶片的对应位置各取1cm2的两个叶块，将两组叶块分别置于两个称量皿中；将两个称量皿中的叶片分别进行烘干处理，在分析天平上称重，记录数据，计算结果。
请分析并回答：（1）将叶柄筛管细胞杀死的目的是。
（2）实验材料不是一片叶片而是20片叶片，目的是。
（3）测定棉花的光合作用强度，除了本实验所用称量干物质的质量外，理论上还可以采用测定。
（4）第三步中的甲组叶片内C5的含量变化情况是。
（5）请用同位素（14C）标记法设计实验，验证植物叶片合成有机物的运输途径，并写出实验结果。
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，中间用不透水的蜡纸隔离；②；③。
实验结果：。
15．放射性同位素自显影技术被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时单个细胞中DNA和信使RNA的含量变化。
请据图回答：(1)在放射性同位素标记研究中，为区别DNA和RNA，最好选择标记的合成原料分别是________、________，研究中应选择洋葱根尖的________部分。
(2)c时期细胞核DNA、染色体与染色单体的比例为________ ，这种比例将维持到细胞分裂的________期才开始变化。
(3)由d到e过程中细胞核DNA减少一半的原因是 ________ 。
(4)a时期中的mRNA主要用于指导与垒有关的蛋白质的合成。
d、e时期细胞中mRNA含量较低的最可能原因是________。
16、有关高尔基体的功能，科学家们做了大量的实验：(1) Palade与他的同事Caro、Jamieson用哺乳动物的胰腺细胞做同位素标记实验。
给动物注射氚(3H)标记的亮氨酸，发现标记的亮氨酸首先出现在粗面型内质网上；标记17分钟后，发现有标记氨基酸的蛋白质出现在高尔基体及其附近的分泌小泡中。
(2) 给大鼠喂食富含脂肪的食物，然后在2～3小时内予以杀死。
在肝细胞内发现了400埃左右的脂蛋白颗粒，这些颗粒首先出现在滑面型内质网中，然后进入高尔基体的囊内，并积累于囊的边缘膨大处，最后从高尔基体囊脱离，形成分泌小泡。
(3) 有人用14C标记的葡萄糖培养植物一小段时间后，从组织细胞中分离高尔基体，发现其中有新合成的非纤维素多糖。
(4) 大鼠结肠的一种细胞向肠道分泌一种粘液糖蛋白。
给大鼠注射3H—葡萄糖后，15分钟内就可以看到放射性物质集中到高尔基体中，20分钟后放射性物质开始出现在粘液糖蛋白中，而4小时后带有放射性标记的粘液糖蛋白被排出到肠腔中。
(5) Whalcy等研究玉米根端细胞有丝分裂时，认为由高尔基体分出小泡，这些小泡在赤道板区融合而参加细胞壁的形成。
上述实验证明了高尔基体具有哪些功能?实验(1)表明高尔基体与的运输有关；实验(2)说明脂类的运输需要的参与；实验(3)则证明植物的高尔基体能够；实验(4)说明运输到高尔基体中的蛋白质和在那里的合成的结合在一起，形成粘液糖蛋白。