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。
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。
同位素示踪技术在高中生物学实验中的应用小结
同位素示踪技术在高中生物学实验中的应用小结1利用放射性同位素3H标记氨基酸作为示踪元素，来研究分泌蛋白在细胞中的合成部位及运输方向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，被标记的亮氨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则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。
从而也证明了细胞内各种生物膜在功能上是紧密联系的。
2利用放射性同位素3H作为示踪元素来研究细胞的有丝分裂细胞有丝分裂时，DNA分子在间期要复制，为细胞的分裂做准备。
为了研究细胞的有丝分裂，在小鼠肝细胞的培养液中加入用3H等标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（3H-TdR），3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷是合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸的原料，胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA 的原料。
因此细胞有丝分裂时，细胞核中的DNA分子复制可以被检测到。
3 利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪元素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3.1 19世纪30年代美国科学家鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kamen）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。
他们进行了这样2组实验：用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它分别成为H218O和C18O2，然后进行2组光合作用的实验：第1组向绿色植物提供H218O和CO2；第2组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。
在相同的条件下，对2组光合作用实验释放出的氧进行分析，结果表明，第1组释放的氧全部是18O2，第2组释放的氧全部是O2。
从而证明了光合作用中释放的氧全部来自水。
3.2 用18O、14C标记二氧化碳（14C18O2），固定后产生的三碳化合物有放射性（14C3），产物葡萄糖（14C6H1218O6）有放射性，产物水（H218O）有放射性。
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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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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【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。
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中的应用
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…
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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 ） ６２ ０
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 （ ）
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T高尔基体T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18O14c、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180分别标记H2O和CO,使它们分别成为H218O和C8O，然后进行两组光合作用实验：第一组向绿色植物提供H2180和CO,第二组向同种绿色植物提供H20和C8Q。
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。
高中生物中的同位素标记与荧光标记技术
高中生物中的同位素标记与荧光标记技术同位素标记法是生物学实验和研究中常用的技术手段之一，可用于追踪研究对象的运行和变化规律。
同位素可分为稳定同位素和放射性同位素，其中稳定同位素没有放射性，如H、H、N、O等，而放射性同位素常用的有C、P、S、H等。
放射性同位素能不断地放出特征射线的核物理性质，因此可以用探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等。
稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度高，测量方法简便易行，能准确地定量和定位。
在高中阶段，同位素标记法的应用非常广泛。
例如，研究分泌蛋白的合成和分泌时，可以标记某一氨基酸如亮氨酸的H，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。
另外，研究光合作用中氧气的来源时，可以用O分别标记H2O和CO2，然后进行两组对比实验，分析出不同组释放的氧气成分，从而证明植物释放的氧气来自于H2O而不是CO2.此外，还可以利用同位素标记法研究光合作用中CO2中的碳原子转移途径等问题。
在20世纪50年代，科学家利用荧光标记技术，将DNA与染色体上的特定区域相结合，从而证明了基因位于染色体上。
这一实验证据为基因遗传的分子机制提供了重要证明。
4、荧光显微镜成像荧光标记技术的应用还包括荧光显微镜成像。
通过将荧光物质标记在特定的生物分子上，可以在荧光显微镜下观察这些分子在细胞内的分布和运动情况，从而深入研究生物分子的功能和相互作用。
5、生物医学研究荧光标记技术在生物医学研究中也有广泛应用。
例如，利用荧光标记技术可以追踪药物在体内的分布和代谢情况，从而为药物研发提供重要信息。
总之，荧光标记技术在生命科学领域中的应用非常广泛，为我们深入了解生物分子的结构和功能提供了强有力的工具。
通过现代分子生物学技术，可以使用荧光标记直观地观察基因在染色体上的线性排列。
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。
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。
必修2 第6单元 素养加强课6 同位素标记法及其应用
提升点1同位素标记法在高中生物学实验中的应用归纳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→细胞质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(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)苏教版教材中用到的荧光标记法《必修1》P42“人、鼠细胞的融合实验”。
这一实验很有力地证明了细胞质膜的结构特点是具有一定的流动性。
1．(2022·湖南岳阳一模)科学家利用“同位素标记法”弄清了许多化学反应的详细过程。
下列说法正确的是()A．用15N标记核苷酸弄清了分裂期染色体形态和数目的变化规律B．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C．用14C标记CO2供给小球藻进行光合作用可用于证明碳的转化途径D．用18O分别标记H2O和CO2后同时供给同一植物，可证明光合作用释放的O2来自水C[假设15N标记的是脱氧核苷酸，被标记的染色体只能对数目的变化规律进行研究，而没有办法对染色体形态的变化规律进行研究，A错误；用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质并以此侵染细菌证明了DNA是遗传物质，B错误；用14C标记CO2最终探明了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H182O和CO2，另一组提供H2O和C18O2供给同种植物，而非同时，D错误。
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、N15N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..。
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。
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同位素标记法在高中生物教学中的应用
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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。
然后进行两组实验：第一组向植物提供H218O和CO2，结果释放的氧气全部是18O2；第二组向植物提供H2O和C18O2，结果释放的氧气全部是O2。
这一事实有力地证明了光合作用过程中O2中的O全部来自H2O。
2.光合作用暗反应阶段中C元素的去向
标记方法：卡尔文用14C标记CO2中的C，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性。
转移途径：随着14CO2的固定，14C首先出现在C3中，然后C3被还原，14C进入C5和（CH2O）中，从而证明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
（二）标记某元素，探究化合物的作用
赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法，研究了蛋白质和DNA在生物的遗传中的作用。
1.标记方法
分别用放射性元素32P和35S标记DNA和蛋白质。
用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液放射性低，沉淀物放射性高；用含35S的噬菌体侵染大肠
杆菌，上清液放射性高，沉淀物放射性低。
2.结论
噬菌体在侵染细菌的过程中，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的蛋白质，从而证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
例：在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，以下对于沉淀物中含有少量放射性现象的解释，正确的是（）
A.经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上
B.离心速度太快，含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中
C.T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S
D.少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌
【解析】选A。
35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，DNA分子中不含35S，噬菌体的蛋白质外壳不能进入大肠杆菌内，但能吸附在大肠杆菌表面，造成一定的实验误差；是否留在沉淀物中，与物质的相对分子质量有关，本题中T2噬菌体蛋白质外壳相对分子质量相同，与转速太快无关。
（三）标记特征化合物，探究生理过程
1.探究分泌蛋白合成和运输的过程
在研究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌过程中，科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H 标记的亮氨酸，3 min 后，被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中，17 min 后，出现在高尔基体中，117 min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上合成之后，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膜结构在功能上是紧密联系的。
2.证明DNA分子的半保留复制
标记方法：美国科学家梅塞尔森和斯塔尔用放射性同位素15N做标记，然后将被15N标记的DNA分子转移到含14N的培养基中培养n代后，离心，因为放射性物质15N的原子量和14N的原子量不同，因此DNA的相对分子质量不同。
结果：如果DNA分子的两条链都是15N，则离心时为重带；如果DNA分子的一条链是15N，一条链是14N，则离心时为中带；如果DNA分子的两条链都是14N，则离心时为轻带。
结论：根据重带、中带、轻带DNA出现的比例可判断DNA复制是全保留复制还是半保留复制。
最终证明了DNA的复制为半保留复制。
例：假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%。
用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。
下列叙述不正确的是（）
A.该过程至少需要2.97×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖不需要细菌提供DNA模板
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶50
D.该DNA发生突变，其控制的性状可能发生改变
【解析】选C。
C项错误，1个被32P标记的噬菌体经半保留复制形成的100个子代中有2个子代噬菌体含32P，98个只含31P，所以含32P的子代噬菌体与只含31P的子代噬菌体的比例为2∶98=1∶49。
除此之外，同位素标记法在生物领域的应用还有其他很多方面，如研究细胞的增殖历程、生物的生命活动调节以及动物胚胎发育过程等方面。
在教学中适当
的讲授一些同位素标记的原初实验，有利于把代谢过程有关的复杂知识点更科学、更原始地传授给学生，同时，也使学生对这项技术有一个更深刻的认识和把握。