最新同位素标记法在高中生物的应用

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同位素标记法在高中生物学中的应用

同位素标记法在高中生物学中的应用在自然科学的发展过程中,技术的发展需要以科学原理为基础,而科学成果的取得必须有技术手段作保证,科学与技术是相互支持、相互促进的。

自从上世纪三四十年代同位素标记法这种技术手段发明以来,在自然科学的许多研究领域都得到了应用。

在生命科学的发展历程中,同位素标记法这一技术手段也发挥了极其重要的作用。

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,化学性质不变。

人们可以根据这种化合物的性质,对有关的一系列化学反应追踪,这种科学研究方法叫做同位素标记法,在高中教学生物教学中有着较广泛的较广泛的应用,以下是本人在教学中探索和经验。

同位素标记法在生物教学新陈代谢过程中的应用。

生物的新陈代谢是指生物体内全部有序的化学反应,生物体内的无比繁多、无比复杂的化学反应,如不借助某些特殊手段,是根本无法搞清其具体过程的。

但是,有了同位素标记法这一技术手段,代谢过程研究中的许多问题就变的轻而易举了。

利用这一技术手段,用同位素O18标记,可以搞清光合作用产物中氧气是来自参加反应的水;用放射性同位素14C标记C3植物参与光合作用的CO2,可以搞清光合作用过程中CO2中的碳经固定先生成三碳化合物,进而再被还原形成糖类等有机物,而C4植物则是先经C4途径生成一种四碳化合物,再经C3途径生成三碳化合物,最后才被还原生成糖类等有机物。

利用这一技术手段,用放射性同位素15N标记某种氨基酸,可以搞清动物细胞内蛋白质的代谢途径。

氨基酸被细胞吸收后,可用于合成组织蛋白、酶、抗体、蛋白类激素;也可通过氨基转换作用生成另一种氨基酸;也可经脱氨基作用,含氮部分生成尿素最后经肾脏排出体外。

利用这一技术手段,用放射性同位素18O标记葡萄糖中的氧,可以搞清细胞呼吸过程中葡萄糖中的氧最后成为代谢产物CO2中的氧;若用放射性同位素O18标记O2中的氧,可以搞清细胞呼吸过程中的O2参与代谢产物H2O的生成。

高考生物素养加强课6 同位素标记法及其应用

④鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，发现只有供给H
18 2
O的小
球藻释放18O2，证实光合作用产生的O2来自H2O
⑤赫尔希和蔡斯用32P和35S分别标记的T2噬菌体，分别侵染大肠杆
菌，搅拌离心后检测放射性的分布，发现DNA是遗传物质
⑥斯他林和贝利斯将狗的小肠黏膜与稀盐酸混合磨碎，制成提取液，
C．在第二次分裂完成后，形成的4个子细胞核中可能有2、3或4个细胞含亲代DNA链 D．在第二次分裂完成后，形成的4个子细胞中未被标记的染色体的条数从0到20条都有可能
C [在第一次细胞分裂中期，由于DNA半保留复制，所有的染色单体都被标记，即1个细胞中被标记的染色单体条数是40，A错误；在第二次细胞分裂中期，核DNA有40个，共80条链，不含BrdU的链为20条，则其中被标记的DNA链所占的比例是3/4，B错误；亲代的 DNA链不含BrdU，在第二次分裂完成后，染色体随机移向细胞两极，由于第一次分裂得到的两个细胞都含有亲代的DNA链，因此形成的4个子细胞核中可能有2、3或4个细胞含亲代DNA链，C正确；在第二次分裂完成后，由于DNA进行半保留复制，形成的4个子细胞中都含有被标记的染色体，即形成的4个子细胞中未被标记的染色体的条数是0，D错误。故选C。]
CO2中碳元素在光合作用中的转移途径CO2→C3→(CH2O)，C正
确；用18O分别标记H2O和CO2进行两组实验，一组提供H
18 2
O和
CO2，另一组提供H2O和C18O2供给同种植物，而非同时，D错误。
故选C。]
2．(2022·江苏苏州二模)同位素标记法是生物学研究的常用技术。
下列关于同位素的应用实例，说法正确的是( )
3．减数分裂时核DNA和染色体的标记情况分析在减数分裂时，DNA复制一次，细胞连续分裂两次。如图是一次减数分裂的结果(以一对同源染色体为例)。

同位素标记法在高中生物教学中的应用

同位素标记法在高中生物教学中的应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：同位素标记法在高中生物教学中的应用-生物论文同位素标记法在高中生物教学中的应用在人教版高中生物教材的实验和相关习题中经常出现同位素标记法的应用，现将教材中所涉及到的相关内容进行归纳总结，以期能够较深刻地了解同位素标记技术，以便于掌握和应用该项技术。

教材中关于同位素标记法的介绍比较简单：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。

用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。

科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。

这种方法叫做同位素标记法。

现将同位素标记法相关内容进行归纳阐述，以期达到对这项技术的深刻理解。

一、同位素标记法简介1.同位素同位素是指原子序数相同，在元素周期表上的位置相同，而化学性质相似，质量不同的元素，它们是质子数相同而中子数不同的原子。

许多元素都存在同位素现象。

有放射性的同位素称为“放射性同位素”，没有放射性的则称为“稳定同位素”，即并不是所有同位素都具有放射性。

如碳的同位素有稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C；氧的同位素有16O、17O、18O，它们都不具有放射性；氮的同位素有13N、14N、15N等。

2.同位素标记法同位素标记法是随同位素的发现而出现的一项科学应用技术。

科学家通过追踪同位素标记的化合物，从而研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向，弄清化学反应的详细过程，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。

同位素标记法具有灵敏度高，方法简便，定位定量准确，符合生理条件等特点。

二、同位素标记法在高中生物教材中的应用（一）标记某元素，追踪其转移途径1.光合作用产物O2中O元素的来源美国科学家鲁宾和卡门研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。

他们用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2。

同位素标记法在高中生物的应用

同位素标记法在高中生物的应用：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。

在浙科版必修1P6教材中也有说明：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。

此研究方法在高中生物教材中多次出现，总结如下：1．分泌蛋白的合成与分泌（必修1P40简答题）20世纪70年代，科学家詹姆森等在豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸。

3min后被标记的亮氨酸出现在附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囊泡中及释放到细胞外的分泌物中。

由此发现了分泌蛋白的合成与分泌途径：核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→外排。

2．光合作用中氧气的来源1939年，鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，然后进行两组对比实验：一组提供H2O 和C18O2，另一组提供H218O和CO2。

在其他条件相同情况下，分析出第一组释放的氧气全部为O2，第二组全部为18O2，有力地证明了植物释放的O2来自于H2O而不是CO2。

3．光合作用中有机物的生成20世纪40年代美国生物学家卡尔文等把单细胞的小球藻短暂暴露在含14C的CO2里，然后把细胞磨碎，分析14C出现在哪些化合物中。

经过10年努力终于探索出了光合作用的“三碳途径”——卡尔文循环。

为此，卡尔文荣获“诺贝尔奖”。

4．噬菌体侵染细菌的实验1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，再让被35S、32P分别标记的两种噬菌体去侵染大肠杆菌，经离心处理后，分析放射性物质的存在场所。

此实验有力证明了DNA是遗传物质。

5．DNA的半保留复制1957年，美国科学家梅塞尔森和斯坦尔用含15N的培养基培养大肠杆菌，使之变成“重”细菌，再把它放在含14N的培养基中继续培养。

在不同时间取样，并提取DNA进行密度梯度离心，根据轻重链浮力等的不同，就分出新生链和母链，这就证实了DNA复制的半保留性。

热点专题7同位素标记法-2025年生物学高考总复习课件

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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。
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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。
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【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。
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高中同位素标记法

高中同位素标记法是一种利用放射性同位素或稳定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。

这种方法可以用于追踪物质的运行和变化规律，在生物学、化学等领域有广泛的应用。

在生物学中，同位素标记法常被用于研究生物大分子的结构和功能，如蛋白质、核酸等。

例如，在研究分泌蛋白的合成和分泌过程中，科学家使用3H标记的亮氨酸来追踪蛋白质的合成和分泌路径。

此外，在光合作用的研究中，同位素标记法也被用来追踪二氧化碳的固定和氧气的释放过程。

在化学领域，同位素标记法也被广泛应用于反应机理的研究。

例如，通过使用同位素标记的底物或试剂，科学家可以追踪化学反应中化学键的形成和断裂过程，从而揭示反应机理。

同位素标记法的优点在于示踪元素标记的化合物化学性质不变，因此可以通过追踪示踪元素标记的化合物来弄清化学反应的详细过程。

此外，放射性同位素具有灵敏度高、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。

需要注意的是，同位素标记法也有其局限性。

例如，放射性同位素具有放射性，需要特殊的防护措施；稳定性同位素虽然不具有放射性，但其灵敏度较低，价格较昂贵，应用范围受到限制。

因此，在使用同位素标记法时需要根据具体的研究对象和目的来选择合适的同位素示踪剂。

高中生物用到同位素标记法

高中生物用到同位素标记法同位素标记法是一种现代生物学和医学中常用的技术手段。

它利用同位素的放射性或稳定性标记，对生物分子和生物过程进行标记、追踪、分离和定量分析。

它被广泛应用于生命科学研究、医学诊断、药物研发等领域。

同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的元素。

例如，氢元素的三种同位素分别为氢-1、氘-2和氚-3，它们都具有一个质子，但氘和氚中分别含有一个中子和两个中子。

同位素的放射性和稳定性取决于其核内所含的中子和质子比例。

放射性同位素具有不稳定的核，会自发地放射出粒子和电磁波，而稳定性同位素则不会发生这样的现象。

在生物分子中，常用同位素标记方法是将一个或多个原子替换为同位素，从而标记分子的位置和数量。

例如，碳、氢、氮和氧等元素都有丰富的同位素。

其中，碳的同位素碳-14、碳-13和碳-12常被用来标记有机分子，如葡萄糖、氨基酸、核酸等；氢的同位素氚和氘则常被用来标记水分子、脂肪酸、核酸等；氮的同位素氮-15和氮-14则常被用来标记蛋白质、核酸等，而氧的同位素氧-18、氧-17和氧-16则常被用来标记水分子、呼吸气体等。

同位素标记法的常用技术包括放射免疫测定、同位素稀释法、轨迹追踪、放射性荧光探针等。

放射免疫测定是一种用于检测微量分子和生物活性物质的方法。

它利用同位素标记的抗体或抗原，与待测分子结合后，通过放射性测量来检测分子的存在和数量。

同位素稀释法则利用同位素标记的化合物来追踪物质的代谢和分布。

例如，在糖代谢研究中，可以用碳-14标记的葡萄糖注射到动物体内，然后测量其代谢产物中的碳-14含量，从而了解糖代谢的进程和参与的分子。

轨迹追踪是一种用于研究分子运动和交互的方法。

它利用同位素标记的分子，可在细胞和组织中标记多种生物大分子，然后追踪其在细胞内的位置、转运和转化。

放射性荧光探针是一种通过放射性信号和光信号相互转化的方法来追踪分子和细胞的方法。

同位素标记法在生命科学研究中有着广泛的应用。

它可以用于研究代谢过程、蛋白质互作、基因表达、疾病诊断、药物代谢等。

同位素示踪法在高中生物学实验中的应用

同位素示踪法在高中生物学实验中的应用同位素示踪法是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即把放射性同位素的原子参到其他物质中去，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。

同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，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。

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、131I等。

在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下：1研究蛋白质或核酸合成的原料及过程把具有放射性的原子参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。

?2研究分泌蛋白的合成和运输?用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。

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。

例如，通过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。

?3研究细胞的结构和功能?用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。

?4探究光合作用中元素的转移?利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。

例如，美国的科学家鲁宾和卡门研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。

他们用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2，第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。

同位素示踪法在高中生物学中的应用

Ｅｄａｉｕｃｔｏ
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同位素示踪法在高中生物学中的应用
口纪莉莉
（河北省遵化市第一中学河北遵化０４０）６２０
同位素用于追踪物质运行和变化过程时，示踪元素。示叫用
踪元素标记的化合物，学性质不变。们可以根据这种化合物化人的放射性，有关的一系列化学反应进行追踪。种科学研究方对这法叫同位素示踪法。物学上常用放射性同位素作为示踪元素，生来研究细胞内的元素或化合物的来源、成、布和去向等，组分进
的过程。Байду номын сангаас 据细胞的生物膜系统及细胞的亚显微结构的功能可知．过程为：胞膜一核糖体一内质网一高尔基体一细咆膜。其细
答案Ｂ
例２在光照下，给玉米离体叶片少量的ＣＯ随着光合供，
（）
Ａ只在植物体内．ｃ．在小白鼠体内只
Ｂ植物和小白鼠体内均含有．Ｄ．物和小白鼠体内均无植
① 线粒体 ②核糖体 ③ 中心体 ④ 内质网 ⑤ 高尔基体 ⑥细胞膜 ⑦细胞核Ａ． ②④⑦⑥ ① Ｂ． ⑥②④⑤⑥ Ｃ ②③⑦④⑤ ．Ｄ． ⑥②⑦④ ⑤
的完全培养液中培养１，测定放射性。预计印在植株体内分ｈ再布的变化最可能是（）

2023版高三一轮总复习生物人教版必修2 第6单元素养加强课6同位素标记法及其应用

考点1同位素标记法在高中生物实验中的应用归纳1．同位素标记法在高中生物学中的应用总结实验目的标记物标记物转移情况实验结论研究分泌蛋白的合成和分泌过程用3H标记的亮氨酸核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜各种细胞器既有明确的分工，相互之间又协调配合研究光合作用过程中物质的利用H182O H182O→18O2光合作用的反应物H2O的O以O2的形式放出，CO2中的C用于合成有机物14CO214CO2→14C3→(14CH2O)探究生物的遗传物质亲代噬菌体中的32P(DNA)、35S(蛋白质)子代噬菌体检测到放射性32P，未检测到35SDNA是遗传物质验证DNA的复制方式亲代双链用15N标记亲代DNA→子一代DNA的一条链含15NDNA的复制方式为半保留复制探究DNA复制、转录的原料3H或15N标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸主要集中在细胞核，尿嘧啶核糖核苷酸主要集中在细胞质标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用于合成DNA，尿嘧啶核糖核苷酸用于合成RNA生长素的极性运输含14C的生长素标记物在形态学上端，在形态学下端可检测到标记物，反之不行生长素只能从植物体的形态学上端运输到形态学下端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，发出绿色荧光。

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出红色荧光。

(2)人教版教材中用到的荧光标记法《必修1》P43“荧光标记小鼠细胞和人细胞细胞融合实验”。

这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。

1．下列关于同位素标记法应用的描述，不恰当的是()A．可用18O2探究有氧呼吸的整个过程B．可用14CO2探究光合作用中碳的转移途径C．可用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白合成和分泌过程D．可用131I研究甲状腺吸收碘量与甲状腺激素合成的关系A[用18O2只能探究有氧呼吸的第三阶段，不能探究有氧呼吸的整个过程。

同位素标记技术在生物领域的应用

同位素标记技术在生物领域的应用同位素标记技术是指以放射性或非放射性同位素对生物分子或物质进行标记，通过借助同位素的物理、化学性质对被标记物质进行定性和定量分析的一种技术手段。

它是物质代谢过程、生物细胞的代谢途径与进程、分子结构和功能等方面的重要研究工具之一，广泛应用于生物学、医学、工业、环境等领域。

同位素标记技术的原理同位素标记技术基于荷质比不同的物质具有不同原子量的特点，同位素标记可以分为放射性同位素标记和非放射性同位素标记。

放射性同位素标记多指放射性核素对生物分子或物质进行标记，使之成为放射性同位素标记。

由于放射性核素在相应物理条件下概率性地发射垂直方向的高速电子或正电子，结果放射线可以用来追踪被标记物质的传递途径与反应过程。

非放射性同位素标记则是指使用作为非放射性核素的同位素进行标记，同位素标记后的物质无法产生辐射并仅作为同位素参与反应，但其物理和化学性质与未被标记的物质相比会有所改变，使其区别于未被标记的物质。

同位素标记技术应用于蛋白质研究蛋白质是细胞机器的重要组成部分，是许多生物过程的关键参与者，它们的功能并不能通过单一的手段来描述和研究。

同位素标记技术可以用于研究蛋白质的结构、功能和代谢途径。

例如：通过对火焰细菌蛋白质进行13C标记，与未被标记的蛋白进行混合可以得到一个同构标记同位素式。

该技术可用于监测蛋白的生物合成途径，并确定它们如何在细胞内作用。

同位素标记技术也被广泛用于研究蛋白质互作网络，例如蛋白质-蛋白质相互作用，同位素标记可以用于鉴定蛋白质与其他蛋白质的相互作用所导致的构象变化。

同位素标记技术应用于细胞代谢和药代动力学研究同位素标记技术可用于对细胞代谢途径进行动态监测和分析。

例如，对细胞进行13C标记，随后对其进行环路泛亮和氧化反应的分析，可以确定代谢过程中产生的物质所在环路的序列，以及以何种顺序处理碳原子。

同时，这种技术也可用于研究细胞中代谢途径的调节机制，比如通过研究巨噬细胞坏死的模拟，找到哪些代谢酶受到了调控。

高中生物教科书中同位素标记法运用小结

高中生物教科书中同位素标记法运用小结什么是同位素标记法？人教版高中生物教科书中描述为：“同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。

用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。

科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。

这种方法叫做同位素标记法。

”用于标记的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要元素。

如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。

为更好地掌握同位素标记法，现把其在高中生物教科书中的应用举例总结如下：一、光合作用例（必修一第106页）科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是：A.二氧化碳→叶绿素→ADPB.二氧化碳→叶绿体→ATPC.二氧化碳→乙醇→糖类D.二氧化碳→三碳化合物→糖类解析：教科书描述为：“光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？进入20世纪40年代，科学家开始用放射性同位素14C做实验研究这一问题。

”二、有丝分裂例（必修一第130页）科学家用32P的磷酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗，追踪蚕豆细胞分裂情况，得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂数据如下。

1）细胞分裂具有周期性，你能在数轴上画出一个细胞周期吗？2）蚕豆根尖细胞分裂时，细胞周期有多少小时？间期是多少小时？分裂期是多少小时？解析：关于有丝分裂中同位素标记法的应用在教科书中没有明确的指出，而在本章自我检测中出现，这表明有丝分裂研究过程中也用到了同位素标记法。

三、噬菌体侵染细菌的实验教科书描述为：“1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更具说服力的实验。

”四、DNA半保留复制教科书描述为：“1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，设计了一个巧妙的实验，证实了DNA的确是以并保留的方式复制的。

”五、单克隆抗体的应用例由单克隆抗体研制而成的“生物导弹”由两部分组成，一是“瞄准装置”，二是杀伤性“弹头”，下列对此描述不正确的是（）A.“瞄准装置”是由识别肿瘤的单克隆抗体构成B.“弹头”是由放射性同位素、化学药物和毒素等物质构成C.“弹头”中的药物有杀伤细胞的功能D.“生物导弹”是利用细胞工程制备出来的解析：“生物导弹”有两部分，一是“瞄准装置”，由识别肿瘤的单克隆抗体构成；二是杀伤性“弹头”，由放射性同位素、化学药物和毒素等构成，放射性同位素起到示踪作用，答案C。

同位素示踪法在高中生物中的应用归

同位素示踪法在高中生物中的应用归纳1同位素示踪法，是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析的方法。

常用的标记元素有：（1）14C :常用于标记CO2,葡萄糖，生长素等物质中的C，也可用与标记生长素的运输方向（2）18O：常用于标记光合作用和呼吸作用过程中的H2O,CO2，O2,葡萄糖等，（3）3H：经常用于标记核苷酸示踪DNA，RNA的分布（4）15N：常用于标记无机盐，示踪在自然界中的N循环，也可用来标记氨基酸等（5）32P:常用于标记核酸，标记含P的无机盐可示踪无机盐在植物体内的利用状况，也可用来标记DNA的复制情况（6）35S：标记蛋白质，在研究遗传的物质基础实验中标记噬菌体2 同位素示踪法应用实例表例11.陆生植物光合作用所需要的碳源，主要是空气中的C02，CO2主要是通过叶片气孔进入叶内。

陆生植物能不能通过根部获得碳源，且用于光合作用?请做出假设，且根据提供的实验材料，完成相关实验问题。

(1)假设为：。

(2)利用实验器材，补充相关实验步骤。

(3)方法和步骤：①；②；③对菜豆幼苗的光合作用产物进行检查。

结果预测和结论：。

该实验最可能的结果是，原因是。

答案(1)陆生植物能通过根部获得碳源(2)①把适量含有NaH14CO3，的营养液置于锥形瓶中，并选取生长正常的菜豆幼苗放入锥形瓶中②将上述装置放在温暖、阳光充足的地方培养③结果预测和结论：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。

如果是在光合作用产物中没有发现14C，说明陆生植物不能通过根部获得碳源，用于光合作用。

最可能的结果和结论是：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。

原因是陆生植物的根部可以吸收土壤中的CO2和碳酸盐，用于光合作用。

有关同位素标记的考点归纳

高中生物同位素标记的考点归纳同位素标记法能较直观地反映出生物体内物质动态变化的过程和途径，是高考生物命题的重要背景材料。

复习时将课本中有关同位素示踪知识进行整合再生，对于学生深刻理解基础知识，培养分析解决问题能力是大有裨益的。

现将高中生物学课本中同位素标记法的应用归纳如下：1.研究细胞的分裂或分化[例]将数量相同的两组小鼠肝细胞，用含有标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，甲组加入某种物质，乙组不加，经过一段时间培养后，洗去培养液分别取出两组的全部细胞，测量每组的总放射性强度，结果甲组明显大于乙组。

甲组加入的物质的作用是（）A. 促进细胞分裂B. 促进细胞分化C. 促进细胞衰老D. 促进细胞癌变分析：在细胞分裂的过程中，发生了DNA的复制，此时，细胞对组成DNA的原料需要量会增加。

而在细胞停止分裂，发生分化、发育的时候，细胞对组成RNA的原料需要量会增加，利用同位素分别标记组成DNA和RNA的特定碱基，可判断细胞所处的状态。

答案：A2．研究新陈代谢2．1光合作用利用同位素14C、3H、18O分别标记参与光合作用的CO2、H2O，根据光合作用中的物质转变过程，可得到元素转移的方向如下：（1）3H2O→〔3H〕→C3H2O （2）H218O→18O2→周围大气（3）14CO2→14C3→14CH2O2．2呼吸作用由于有氧呼吸过程中物质转变与光合作用刚好相反，由光合作用中的物质转变途径可推知有氧呼吸的物质转变：（1）18O2→H218O （2）186126182182C H OC OH O⎫⎪→⎬⎪⎭综合以上光合作用与呼吸作用中元素转移途径，可总结出绿色植物体内同位素标记18O的转移途径：有氧呼吸Ⅲ阶段有氧呼吸Ⅱ阶段光合作用暗反应18O2 H218O C18O2CH218O 光合作用光反应光合作用暗反应有氧呼吸Ⅰ、Ⅱ阶段无氧呼吸[例]将生长旺盛的绿色植物置于玻璃钟罩内并向其提供充足18O2(如图)。

在适宜条件下光照1小时。

再谈同位素标记在高中生物学中的应用

再谈同位素标记在高中生物学中的应用生物组俊霞2021年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〕。

以下列图标注了甲动物〔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。

请答复以下问题：〔1〕假设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期细胞开场出现到其所占M期细胞总数的比例到达最大值时，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立者是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一样的，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质网中；17min后出现在高尔基体中；117min后，出现在靠近细胞膜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，分泌蛋白最先由质网上的核糖体形成，然后转移到质网加工，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。

同位素标记技术在生物分析领域的应用

同位素标记技术在生物分析领域的应用同位素标记技术是一种利用同位素标记分子或物质的方法，它在生物分析领域有着广泛的应用。

同位素标记技术可以用于生物物质的定量分析、代谢动力学研究、药物代谢动力学研究、蛋白质组学研究等方面，具有准确、敏感、定量、稳定等优点。

下面将分别从以上几个方面探讨其应用。

一、生物物质的定量分析生物物质的定量分析通常采用质谱法等技术手段，而质谱法中又以同位素标记技术最为常用。

同位素标记可以通过将同种元素的不同同位素做为分子中的标记来实现。

比如选择普遍存在于生物体内的比较稳定的碳12和碳13作为同位素，其中碳13含有一个中子，相对于碳12会增加一个单位的质量。

在充分标记之后，运用质谱仪对同位素分子进行检测和定量分析。

由于同位素标记分子的质量突出，因此可以相对容易和准确地定量其含量，以及识别和分离其他的杂质。

例如，同位素标记技术在食品领域中有广泛的应用。

糖是我们人体的一个基本营养源，而糖的结构往往很复杂，糖分子同时含有多个羟基，这给定量分析带来了巨大的困难。

但同位素标记技术可以通过在糖分子中引入同位素标记来实现糖的定量分析。

例如，HPLC-MS 的方法可以测定出糖分子中的羟基位置、羟基数量，同时也可以通过检测标记的羧基进行检测。

这个方法的优点在于可以利用结构同样复杂的标记化合物作为内标，相对定量分析非常容易，可以减少实验变异度。

另一方面，其较为适合于实际应用。

类似还有在蛋白质检测、新药分析中等的应用。

二、代谢动力学研究代谢动力学研究通常需要对药物的分解代谢、分布、排泄等过程进行分析。

而药物的纯化比较困难，因此需要通过同位素标记来实现药物的追踪。

同位素标记通常有放射性标记和非放射性标记两种。

其中，非放射性标记比较安全，非观察性，但比较便于分离及其追踪。

放射性标记则可以依托放射性的能量对样品作用，发生核反应而产生探测信号，具有很高的敏感度和特异性。

因此，放射性标记是代谢动力学研究中的重要手段。