高中生物中的“同位素标记法
高中生物同位素标记法总结
高中生物同位素标记法总结伙计们！今天我要给你们讲讲那个能让科学变得超级炫酷的神奇方法——同位素标记法。
想象一下，你手中拿着一根魔法棒，轻轻一挥，那些看似普通的分子瞬间变成了超级英雄，它们在细胞里穿梭、变换着形状，就像在玩捉迷藏一样。
这就是同位素标记法的魅力所在。
得说说什么是同位素。
简单来说，同位素就是具有相同原子序数但不同质量数的元素。
比如，氢的同位素就有氕、氘和氚。
这些小家伙就像是双胞胎，长得一模一样，但名字却不一样，一个轻飘飘，一个重甸甸，还有一个带着点小电。
现在，回到我们的魔法棒——同位素标记法。
想象一下，当你用这个魔法棒给某个分子打个标签，它就会变身成为独一无二的“超级英雄”。
这些“超级英雄”会在实验中扮演不同的角色，有的负责侦查，有的负责攻击，还有的负责治疗。
它们就像是一群小伙伴，一起保护着我们的身体。
举个例子，当我们要研究某种蛋白质是怎么工作的，可以用氕来标记它的氨基酸序列。
这样，当这种蛋白质被合成出来的时候，每个氨基酸都会带上一个氕的标签。
这样一来，科学家们就能通过追踪这些带标签的氨基酸，找到它们在细胞里的去向。
就像是找到了宝藏地图，能知道宝藏在哪里。
同位素标记法不仅适用于蛋白质，还可以用来研究DNA、RNA、酶等生物大分子。
就像是一个全能的侦探，无论什么问题都能解决。
不过，同位素标记法也有个小挑战。
因为同位素会留下放射性，所以需要小心处理。
科学家得确保所有的同位素都被妥善地封存起来，不能让它们跑出去“捣乱”。
就像守护宝藏的勇士，时刻警惕着可能出现的问题。
同位素标记法就像是一把神奇的魔法棒，能让我们对生命现象有更深的理解。
它让我们看到了分子之间的奇妙关系，就像是一部精彩的微观世界纪录片。
虽然有时候会有点麻烦，但只要我们用心去探索，就能发现更多隐藏在细胞深处的秘密。
今天的科普就到这里。
希望你们也能像对待魔法一样，对待科学中的奥秘。
记得哦，好奇心是通往知识大门的钥匙。
下次再聊，拜拜啦！。
2020高中生物必修2： 实验素养提升4 同位素标记法的原理与应用
[技能必备]理解含义同位素标记法也叫同位素示踪法，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。
同位素是具有相同原子序数但质量数不同的核素。
同一元素的不同核素之间互称为同位素。
例如，氢有如1H、2H、3H三种核素互称同位素。
同位素可分为稳定性同位素和放射性同位素两类，稳定性同位素是原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素。
放射性同位素是原子核不稳定会自发衰变的同位素。
同位素示踪法即同位素标记法，包括稳定性同位素示踪法和放射性同位素示踪法。
放射性同位素示踪法在实践中运用较广，因为其灵敏度高，且容易测定。
常用的放射性同位素有3H、14C、32P、35S、131I、42K等。
如对孕妇及儿童某些疾病诊断中，要将食物或药物成分用示踪剂标记，就不能使用或多或少具有毒副作用的1放射性同位素，而只能使用对人体无害，使用安全的稳定性同位素。
常用的稳定同位素有2H、13C、15N和18O等。
高中生物学教材中涉及的鲁宾和卡门研究光合作用氧气来源的实验中，就是用18O分别标记CO2和H2O。
还有梅塞尔森做的DNA半保留复制实验中，是用15N标记亲代的DNA分子。
[技能提升]1.(2019·山师附中模拟)下列关于同位素示踪法的叙述错误的是( )A.将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，若子代大肠杆菌的DNA分子中既有14N，又有15N，则可说明DNA的半保留复制B.将洋葱根尖培养在含同位素标记的胸腺嘧啶的培养液中，经过一次分裂，子代细胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中C.用DNA探针进行基因鉴定时，如果待测DNA是双链，则需要采用加热的方法使其形成单链，才可用于检测D.由噬菌体侵染细菌实验可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的蛋白质，进而证明了DNA是噬菌体的遗传物质解析将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，无论DNA复制方式是半保留复制、全保留复制还是混合复制，子一代大肠杆菌的DNA 分子中都既有14N，又有15N，所以由此不能证明DNA的复制方式是半保留复制，A错误；胸腺嘧啶是合成DNA的原料，而DNA主要分布在细胞核中，此外在2洋葱根尖细胞的细胞质(线粒体)中也含有少量DNA，所以子代细胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中，B正确；DNA探针是单链DNA，用于检测双链DNA 时，需先将双链DNA打开形成单链，才能进行检测，C正确；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌细胞中，所以噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，D正确。
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)。
同位素标记法高中生物总结
同位素标记法高中生物总结同位素标记法，听起来有点高大上，其实它就是一种研究生物分子和化学反应的好工具。
简单来说，科学家用这种方法在分子中加入一些特别的“标签”，这些标签就像是给分子穿上了个显眼的衣服，让它们在复杂的生物反应中脱颖而出，嘿，这可是帮助我们了解生命奥秘的绝佳法宝哦！接下来，我们就一起深度了解一下这个有趣的概念吧。
1. 同位素是什么？1.1 同位素的定义好，首先我们得搞清楚啥是同位素。
它们就是元素的一种变体，核子数不同但化学性质一样的“兄弟”。
想象一下，氢有三种：普通氢、重氢（氘）和超重氢（氚），就像家里的三兄弟，各有各的特点，但长得差不多。
重氢比普通氢多了一个中子，分子量也就稍微重一些。
通过这些“重兄弟”，科学家们可以更好地追踪化学反应的路径，真是让人眼前一亮！1.2 为什么使用同位素？那你可能会问，为什么我们非要用同位素呢？这就要提到它们的独特性了。
同位素在化学反应中会表现得和普通元素一模一样，但在实验室里，我们却可以用一些特殊仪器轻松分辨它们的不同，像侦探一样找出反应的细节，简直酷炫无比！2. 同位素标记法的应用2.1 追踪营养物质首先，同位素标记法在追踪营养物质方面表现得尤为出色。
举个例子吧，植物需要水和二氧化碳进行光合作用。
科学家们可以用标记的二氧化碳进行实验，这样就能看见植物究竟如何吸收和转化这些营养，像是在给植物做个“体检”，清楚明白它们的“饮食习惯”。
这不光能帮我们理解植物的生活，更能推动农业的进步，让农民种地更轻松。
2.2 研究代谢过程再来谈谈代谢过程的研究。
同位素标记法也能用来观察动物体内的代谢情况。
比如，科学家给实验小鼠喂食标记的营养物质，通过追踪这些标记物的流动，能发现它们在小鼠体内的代谢路径，就像解开一场生物界的“逃脱游戏”。
这对药物开发和疾病治疗都有着极其重要的意义，毕竟谁不想早点找到治病的“良方”呢？3. 同位素标记法的未来3.1 新技术的崛起随着科学技术的进步，同位素标记法也在不断发展。
高中生物同位素标记法总结
高中生物同位素标记法总结大家好，今天咱们来聊聊高中生物里一个特别有趣的东西——同位素标记法。
听起来有点拗口，其实它就像是生物学里的“小侦探”，帮我们追踪各种生物分子的“去向”。
1. 同位素标记法概述1.1 什么是同位素标记法？说白了，同位素标记法就是用一种特殊的“标记”来追踪物质在生物体内的运动和变化。
这种标记就是“同位素”。
比如，大家都知道碳，碳有很多种“兄弟”，我们叫它们同位素。
普通的碳是碳12，而我们有时候会用碳14这种不同的碳来标记。
这些标记的“兄弟”在化学反应中表现得和普通碳一样，但它们有一个独特的特点——它们能被“发现”。
1.2 为什么要用同位素标记法？我们用这个方法来了解生物体内的化学反应。
比如说，我们想知道植物是怎么进行光合作用的，我们就可以用带有碳14的二氧化碳来“标记”植物，看看这些碳14最终去了哪里。
这样一来，植物的“秘密行动”就会暴露出来，咱们也就能更清楚地了解它们的内部“动态”了。
2. 同位素标记法的应用2.1 在生物化学中的应用同位素标记法在生物化学中的作用就像是打开了一扇新世界的大门。
举个例子，科学家们曾经用这种方法来研究细胞如何合成蛋白质。
通过在氨基酸中引入同位素，研究人员可以跟踪这些氨基酸在细胞内的“旅行路线”，从而揭示蛋白质合成的过程。
这就好比给细胞装了一个GPS，让我们能清晰地知道它们的行动轨迹。
2.2 在医学中的应用在医学领域，同位素标记法也有很多“好戏”。
比如说，医生可以利用放射性同位素来诊断一些疾病。
通过注射带有放射性同位素的药物，医生可以通过成像技术看到体内的“异常区域”，这就像是给身体做了一个“全景扫描”。
这种方法帮助医生更快、更准确地找到问题的根源。
3. 实施同位素标记法的步骤3.1 选择合适的同位素首先，我们得选择合适的同位素。
这个过程就像选购商品一样，得找对“品类”。
不同的同位素有不同的性质和用途，因此要根据实验的需要来挑选。
比如，碳14和氢3是常用的同位素，各自有其独特的“本领”。
同位素示踪法在高中生物中的应用归纳
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。
例2将植物细胞放在有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸存在的环境中，温育数小时。
然后收集细胞，粉碎并轻摇匀浆，进行分级离心以获得各种细胞结构。
放射性3H将主存在于（）A．核仁、质体和高尔基体 B．细胞核、核仁和溶酶体C．细胞核、核糖体和液泡 D．细胞核、线粒体和叶绿体例3 从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中能正确描述的曲线是（）例4．用32P标记了水稻体细胞（含24条染色体）的DNA分子双链，再次这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（）A．中期24和12、后期48和12 B．中期24和12、后期48和24C．中期24和24、后期48和12 D．中期24和24、后期48和24 例5．用32P和35S分别标记噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳，然后去侵染含31P与32S的细菌，待细菌解体后，子代噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳（）A．少数含32P、大多数含31P和全部含32SB．只含31P和少数含32SC．少数含32P、大多数含31P和少数含35S、大多数含32SD．只含32P和大多数含35S。
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。
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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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高考总复习·生物学
高中生物中用到同位素标记法的实验
高中生物中用到同位素标记法的实验有放射性的同位素标记
追踪分泌蛋白的合成与分泌过程的实验
（囊泡）（囊泡）
（核糖体--->内质网--->高尔基体--->细胞膜）（线粒体提供能量）
证明光合作用中释放的氧全部来自于水的实验
鲁宾和卡门
证明光合作用中CO2中的碳元素的转化途径
（CO2--->C3----->(CH2O)+C5）
卡尔文
噬菌体侵染大肠杆菌的实验（证明DNA是遗传物质）
赫尔希和蔡斯
思路：设法将DNA与蛋白质区分开来，单独考察各自在遗传中的作用无放射性的同位素标记
证明DNA是半保留复制的实验
思路：设法将亲子与子代DNA分子区分开来。
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。
同位素标记法在高中生物教材中的应用及拓展
同位素标记法在高中生物教材中的应用及拓展作者：穆凯利宋丽艳来源：《高等教育》2016年第09期同位素标记法（isotopic tracer method）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，可用于追踪物质的运行和变化规律。
用反射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。
科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。
1、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，只是具有不同的核物理性质。
因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物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。
1.1 方法简便放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。
1.2 定位定量准确放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变，与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。
1.3 符合生理条件在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。
高三总复习生物课件 同位素标记法在遗传物质研究中的应用
提能点(一) 同位素标记法在实验中的应用 同位素标记法是用示踪元素标记化合物，根据化合物的放射性确定物质的转 移途径或对有关的化学反应进行追踪，也称为同位素示踪法。 1．噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系
亲代噬菌体 培养细菌 子代噬菌体
DNA 32P 31P 32P、31P
蛋白质 35S 32S 32S
解析：本活动中使用到 14N 和 15N，即采用了同位素示踪技术；3 个离心管中的 条带需经密度梯度离心技术获得，A 正确。a 管中只有重带，即 15N-15N-DNA，表明 该管中的大肠杆菌是在含 15NH4Cl 的培养液中培养的，B 错误。b 管中只有中带， 即 DNA 都是 15N-14N-DNA，C 正确。c 管中 1/2 中带为 15N-14N-DNA,1/2 轻带为 14N-14N-DNA。综合 a、b、c 三支管可推测，a 管中为亲代 DNA：15N-15N-DNA，b 管中为复制一代后的子代 DNA：15N-14N-DNA，c 管中为复制两代后的子代 DNA： 1/215N-14N-DNA、1/214N-14N-DNA，说明 DNA 分子的复制是半保留复制，D 正确。
C．有15N15N和14N14N两种，其比例为3∶1
D．有15N14N和14N14N两种，其比例为3∶1 解析：将只含有 14N 的大肠杆菌置于含有 15N 的培养基中繁殖两代后，由于 DNA 的
半保留复制，得到的子代 DNA 为 2 个 15N15N-DNA 和 2 个 15N14N-DNA，再将其转到含有 14N 的培养基中繁殖一代，会得到 6 个 15N14N-DNA 和 2 个 14N14N-DNA，比例为 3∶1。
32P的培养液中正常培养，分裂为2个子细胞，其中1个子细胞发育为细胞①。细胞
高中生物中的“同位素标记法
“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 3 H 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。
高中生物中的同位素标记总结
高中生物中的同位素标记总结
同位素，在高中生物中经常提及它，是一种相对稳定的新元素，与正常元素相似，但其原子里含有一定数量不同重量级的中子，使其具有不同的性质，而这类性质在同位素之间也存在一些共同的特征，同时，它们也对生物学有重要意义。
同位素标记是用来分辨特定分子和原子的一个方法，其原理是在分子或原子的原子核中植入不同重量级的中子，这样就会形成新的元素，并有同位素的特征。
不仅能用于分辨，而且与一些化学过程也有关，比如有些元素可以发生反应，而其同位素可以很容易地穿过，从而对生物有重要作用。
究其核心是基础物质与同位素之间的有机体标记，凡是拥有基础物质的活体，必定伴随着有不同同位素标记的化学物质的生産及利用。
其中，活性的154，155，164等能有促进植物体释放植物激素，改变植物的生长特性和发育，提高产量，促进凋零和对抗逆境的生物效应，已经得以研究应用，服务于植物经济的发展。
此外，放射性同位素，如氯36，氟18等，可以用到医学上，检查人体细胞结构和代谢运行，可以研究如骨骼、免疫系统、内分泌系统等疾病，辅助查明和诊断病症，针对性地治疗，可以准确判断患者是否接受治疗，从而改善病人的生活质量。
总之，同位素标记具有重要的理论价值与应用价值，它在高中生
物学中的作用非常重要，它可以用来识别特定的分子和原子，也可以发挥其在化学反应中的重要作用，进而影响植物生长特性及抗逆性，为医学诊断和治疗提供依据，在植物经济中的作用也很重要。
同位素标记的关键在于它们与基础物质之间的有机标记。
高中生物中的“同位素标记法
“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,就可以检测与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、日常生活与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、防治病虫害与临床治癌,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、分布与去向等,进而了解细胞的结构与功能、化学物质的变化、反应机理。
高中生物教材中的实验(或内容)与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。
下列叙述中正确的就是( )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,高尔基体并不直接与内质网与细胞膜相连,而就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与分泌时,曾经做过这样一个实验:她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,就是按照内质网→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就是紧密联系的。
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。
热点专题01高中生物常用技术方法及生物科学史归纳-2023年高考生物考前热点知识梳理课件
(二)假说—演绎法 假说—演绎法,就是在观察和分析基础上提出问题后，通过推理和想象提出解 释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检 验，如果实验结果与预测相符,则假说成立。 教材中的假说—演绎法：孟德尔的一对相对性状杂交实验；孟德尔的两对相 对性状杂交实验；摩尔根果蝇杂交实验；DNA半保留复制的证明。
(核酸、蛋白质、多肽等大分子)吸附或共价结合后,其荧光特性发生改变,从而 反映出有关研究对象性能的信息。下列有关荧光标记技术应用的说法中,不合
理的是( B)
A.可采用荧光标记技术研究细胞骨架在细胞中的分布 B.可用荧光标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和运输 C.可采用荧光标记技术研究基因在染色体上的位置 D.可采用荧光标记技术研究染色体上端粒的数目
例3 “假说—演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法，许多科学家的 研究都用到了该方法，下列叙述正确的是( A)
A.孟德尔利用该方法发现了两大遗传定律，且都通过演绎推理预测了测交的 实验结果 B.萨顿利用该方法提出了“基因位于染色体上”的假说，摩尔根通过实验验 证了该假说 C.艾弗里等人依据格里菲思提出的假说，进一步演绎推理并通过实验验证了 “转化因子”是DNA D.沃森和克里克提出了“DNA全保留复制”的假说，后续科学家利用该方法 证明了DNA是半保留复制的
[解析] 细胞骨架由蛋白质纤维组成,可采用荧光标记技术研究细胞骨架在细胞 中的分布,A正确;可用同位素标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和运输,B错误; 通过现代分子生物学技术,运用荧光标记的手段,可以很直观地观察到基因在染 色体上呈线性排列,C正确;每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA,称为 端粒，科学家用黄色荧光标记端粒,可以追踪端粒在每次细胞分裂后的变化,以 此研究端粒变化与细胞活动的关系,D正确。
高中生物内容中同位素标记法的应用
新课程教学２０１９年第１６期高中生物内容中同位素标记法的应用云南省曲靖市富源县第六中学 夏荣春 【摘 要】同位素标记法可以用于追踪物质的运行和变化规律，借助同位素原子来研究有机反应历程。
用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。
科学家可以通过追踪用同位素标记的化合物，研究化学反应的详细过程。
同位素标记法能非常准确地显示被标记物在反应过程中的位置，因此有非常广泛的应用，本文研究同位素标记法在高中生物内容中的应用。
【关键词】高中生物 同位素标记法 应用一、蛋白质的合成及其分泌把具有放射性的原子放入合成蛋白质的原料氨基酸中，标记这种氨基酸，再根据放射性元素的运动与迁移就可以知道合成蛋白质原料的移动路径，由此可以知道蛋白质合成以及分泌的过程。
通过这个实验，最终还可以知道蛋白质合成的起点不是内质网，而是核糖体；而在细胞膜结构当中，高尔基体并不是与内质网和细胞膜相连的，它是一个独立的细胞器，它与内质网和细胞膜是通过囊泡相联系的；高尔基体的作用主要是对多肽链进行进一步的加工，并通过形成囊泡的形式把加工成熟的蛋白质分泌到细胞膜外部。
由此实验，最终确定蛋白质的合成及分泌的次序：蛋白质在细胞内合成经过的细胞器依次是核糖体、内质网、高尔基体。
之后高尔基体再通过囊泡运输到细胞膜上，最终分泌到细胞外。
通过同位素标记法，发现在蛋白质合成的过程中，在每个细胞器内经历的时间是不同的。
二、研究光合作用中一些物质的变化过程为了揭示光合作用中，各种物质的变化过程，科学家分别利用放射性同位素１８Ｏ、１４Ｃ、３Ｈ作为显示各种物质的标志性原子。
最终实验结果显示，以被１８Ｏ标记的水为原料进行光合作用，最终产生的氧气全部都具有放射性；以被１８Ｏ标记的二氧化碳为原料进行光合作用，最终的产物中除了葡萄糖这一碳水化合物具有放射性外，氧气不具有放射性；以１８Ｏ以及１４Ｃ标记的二氧化碳为原料进行的光合作用，二氧化碳被固定阶段产生的三碳化合物具有放射性，最终产物中，葡萄糖和氧气都具有放射性。
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)。
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“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。
二、碳（14C）
例2：给在温室中生长的玉米植株提供14CO2，光合作用开始很短内，在叶肉细胞中有绝大多数的14C出现在含有4个碳的有机酸（C4）中。
一段时间后，叶肉细胞内C4中的14C逐渐减少，而在维管束鞘细胞中C3内的14C逐渐增多。
下列对玉米固定CO2过程的叙述正确的是（）
A．通过C4和C3途径，依次在维管束鞘细胞和叶肉细胞的叶绿体中完成
B．通过C4和C3途径，依次在叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中完成
C．通过C4途径，在维管束鞘细胞的叶绿体中完成
D．通过C4途径，在叶肉细胞的叶绿体中完成
解析：通过题干描述可知在玉米中发生了如下过程：在叶肉细胞的叶绿体中CO2+C3→C4，C4化合物由叶肉细胞的叶绿体进入维管束鞘细胞释放出CO2，CO2+C5→2C3化合物。
答案：
b。
知识盘点：
1．用放射性14C取代化合物中同位素12C，形成以14C作为放射性标记的化合物。
科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用和呼吸作用过程中的碳原子的转移途径。
2．用同位素14C标记的吲哚乙酸，可研究生长素的极性运输。
用标记了14C的脂肪饲喂动物，可研究动物代谢的物质转化。
三、氧（18O）
例3：如果将一株绿色植物栽培在密闭的含H218O的完全培养液中，给予充足的光照，经过较长时间后，18O可能存在于下列哪一组物质中（）
①周围空气的氧气中；②暗反应过程中产生的ADP中；③周围空气水分子中；④植物体内合成的葡萄糖中。
a．只有①是正确的 b．只有①③是正确的
C．除④之外都正确 d．全部正确
解析：植物所吸收的水分绝大部分通过蒸腾作用散失到周围的空气中，另有一小部分参与光合作用。
在光反应中，h218O被光解产生氧气，在暗反应中，atp被水解。
若参与水解的水分子为H218O，则ADP中会有18O。
有氧呼吸第二步，丙酮酸可能和h218O反应，生成C18O2和[h]， C18O2再参与光合作用生成葡萄糖。
答案：D。
知识盘点：
1．人教社课标教材是这样叙述鲁宾和卡门的实验的：“随着技术的进步，人们对同位素
有了更多的了解，这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。
1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行了探究。
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。
然后进行两组实验：第一组向植物提供h2O和C18O2；第二组向同种植物提供H218O和CO2。
在其他条件都相同的情况下，他们分析了两组实验释放的氧气。
结果表明，第一组释放的氧气全部是O2；第二组释放的氧气全部是18O2。
这一实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水。
”
2．用18O标记O2，在黑暗中进行呼吸作用，发现在呼吸作用的产物水中出现18O，证明O2在有氧呼吸过程中是与氢结合形成水。
四、磷（32p）
例4：把豌豆幼苗放在含32p的培养液中培养，一段时间后测定表明，幼苗各部分都含32p。
然后将该幼苗转移到31p的培养液中，数天后32p分布是（）
A．不在新的茎叶中 B．主要在新的茎叶中
C．主要在老的茎叶中 D．主要在老的根中
解析：磷可在植物体内形成不稳定的化合物，当外界环境中缺少磷时，植物体缺少磷，老叶中含磷的化合物分解，然后运到幼叶中供新叶合成物质。
答案：C。
知识盘点：
1．可用于研究矿质元素在植物体内的运输。
2．标记噬菌体的DNA分子，与细菌混合培养，离心，检测上清液和沉淀物中放射性元素的含量，证明DNA分子是生物的遗传物质。
3．标记脱氧核苷酸研究证实了DNA分子中碱基排列规律。
4．用于基因诊断。
五、N（15N）
例用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次，则含有14N的DNA 分子占全部DNA分子的比例和含15N的DNA分子占全部DNA单链的比例依次为 ( ) A．1/9，1/4 B．1，1/8 C．1/4，1/6 D．1/8，1/8
解析：根据DNA分子的复制为半保留复制的特点，在复制过程中DNA的两条链均作母链(模板)而形成子链，形成两个DNA分子，子代DNA的两条链中，一条来自母链，一条是新合成的子链。
复制三次，共形成8个DNA分子。
在8个DNA分子的16条单链中，只有两个DNA分子两条链含有原来标记的15N。
但是在新和成的DNA分子中每条连都含有14N。
答案：B。
知识盘点：
1.植物对氮元素的利用和分配。
2.蛋白质在生物体内的代谢过程。