细胞分裂中的同位素标记练习题及答案

细胞分裂中的同位素标记练习题及答案

1.为确定细胞分裂中复制周期的长短，要加入以氚标记的R化合物。下列化合物中最合适作为R的是：

A.腺嘌呤

B.胞嘧啶

C.鸟嘌呤

D.胸腺嘧啶

2、某细胞有一对同源染色体，用32P放射性同位素标记标记，在

31P环境中一次分裂后，产生的后代的全部是一条标记一条不标记。两次分裂后是有

3.（1）假定体细胞染色体数是10，将细胞放如含有3H胸腺嘧啶

的培养液中培养，请问其中一个细胞进行一次复制后，该

细胞在细胞分裂后期将有条染色体被复制．

（2）用磷32标记的玉米体细胞（含20条染色体）的分子双链，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、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标

4、有人试图用15N标记的T2噬菌体做“T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验。你赞成的是：

A、为了快速获得大量15N标记的噬菌体，可用15N的培养基直接培养T2噬菌体

B、他能在子病毒的和蛋白质中均检测到15N

C、预期结果会不理想，因为15N能同时标记和蛋白质

D、他能得出“是主要的遗传物质”的结论

5、将生长旺盛的绿色植物置于玻璃钟罩内并向其提供充足18O

2(如图)。在适宜条件下光照1小时。下列分析错误的是：

A、空气中的18O2在植物细胞内最先在线粒体中[H]结合生成水

B、一段时间后玻璃罩壁上出现许多含18O的水珠，这些水珠是经植物体的蒸腾作用散失的

C、一段时间后叶肉细胞有可能释放出了含18O的2

D、一段时间后，绝不可能在植物细胞内检测到含18O的氨基酸

6、为验证药物X能抑制瘤细胞的增殖，将小鼠的瘤细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3)；乙组中加入。在相同且适宜培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。若出现，则说明药物X有效。

7、假定某生物细胞内有一对同源染色体，将200个用15N同位素标记了分子的体细胞加入含14N脱氧核苷酸培养液中，并在适宜条件下进行同步培养（细胞分裂同步进行）。某时刻测定细胞的总数目为1600个，在这1600个细胞中，含15N放射性的细胞个数为

A．900个B．800个C．700

个D．400个

8、用放射性同位素分别标记U和T的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂周期为20小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如下图所示。下列对此结果的分析中，不正确的是（）

A．b点时刻，细胞正大量合成

B．d点时刻，细胞中含量达到最高值

C．阶段，细胞内最容易发生基因突变

D．处于阶段的细胞数目较多

9．．噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌的实验相关叙述中不正确的是（）

A．该实验不能证明蛋白质不是遗传物质

B．侵染过程的原料、、酶、场所等条件均由细菌提供

C．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S共同标记一组噬菌体的和蛋白质

D．连续培养噬菌体n代，则含母链的应占子代总数的1/2(1).

10．．（多选）下列生物学研究选择的技术（方法）恰当的是（）

A．用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸研究的复制B．用利用纸层析法提取叶绿体中的色素

C．用标志重捕法进行鼠的种群密度的调查D．用无毒的染料研究动物胚胎发育的过程

11. 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2最终探明了2中碳元素在光合作用中的转移途径

B．用18O标记H2 O和2有力地证明了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标记噬菌体的并以此侵染细菌证明了是遗传物质

12. ．用3H标记葡萄糖中的氢，经有氧呼吸后，下列物质中可能有3H的是（）

A、H2O

B、2

C、C2H5

D、C3H6O3

13. 假设将含有一对同源染色体的精原细胞的分子用15N 标记，并供给含14N 的原料。该细胞经减数分裂产生的四个精子中，含15N 标记的的精子占全部精子的比例为（）

A．0 B．25% C． 50% D．10 0%

14. 从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有15N 氨基酸的培养液中（培养液还具备这些细胞器完成其功能所需要的物质和条件），连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中正确的是

15. 将一株水培草莓用钟罩罩住，在培养液中添加H218O ，追踪18O 的所在。先在草莓根毛细胞里发现，这是植物细胞对水的作用，继而钟罩壁上凝结有，这是植物的

作用所致。在光照的情况下，罩内空气中又出现，这是依赖于植物的作用，将钟罩再次移到黑暗环境后气体减少了，而罩壁上凝结的反而增加了，这是植物的

作用所致。

16. 将生长旺盛的两盆绿色植物分别置于两个玻璃钟罩内，甲罩内的花盆浇足含18O 的水（H218O ），乙罩内充足含18O 的2 （C 18O

2），将两个花盆用塑料袋包扎起来，并用玻璃钟罩密封（如下图），在适宜的温度下光照1小时。请回答：

（1）此时，甲罩壁上出现许多含18O 的水珠，这些水珠是经植物体的作用产生的。甲罩内还有许多18O2 ，这是植物体进行将H218O分解成和的结果。

（2）乙罩壁上出现许多含18O 的水珠，这些是植物吸收C 18O2

进行作用产生的。

（3）将甲装置移入黑暗环境中，几小时后，罩内的18O2逐渐减少，减少的18O2被转移到植物体内形成了。这一生理过程的主要意义是

17. 利用同位素作为示踪元素，标记特定的化合物以追踪物质运行和变化过程的方法叫做同位素标记法。下列各项所选择使用的同位素及相关结论不．正确的是（）

同位

应用

素

18．.用同位素标记追踪血液中的某些葡萄糖分子，若该分子流经人的肾脏后又由肾静脉流出，则该分子很可能穿过几层细胞膜? （）

19、.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是 A．每条染色体的两条单体都被标记

B．每条染色体中都只有一条单体被标记

C．只有半数的染色体中一条单体被标记

D．每条染色体的两条单体都不被标记

20．对性腺组织细胞进行荧光标记，等位基因A、a都被标记为黄色，等位基因B、b都被标记为绿色，在荧光显微镜下观察处于四分体时期的细胞。下列有关推测合理的是

A．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点

B．若这2对基因在1对同源染色体上，则有1个四分体中出

现4个黄色、4个绿色荧光点

C．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现2个黄色、2个绿色荧光点

D．若这2对基因在2对同源染色体上，则有1个四分体中出现4个黄色、4个绿色荧光点

21、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，所得的分子中，分别含12C和13C的脱氧核苷酸链数之比为（D ）

A．2n : 1 B．(2n－2) : n C．(2n－2) : 2 D．(2n－1) : 1

22、用32P标记玉米体细胞所有染色体上分子的两条链，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标记的分子数分别是

相

对

含

量

相

对

含

量

相

对

含

量

相

对

含

量

A B C D

23．同位素标记法是生物学研究中的常用方法，若以3H标记的腺嘌呤脱氧核苷酸为实验材料进行某项研究，该研究可能是A．测定肺癌细胞的分裂速率 B．测定人体内肝细胞合成蛋白质的速率

C．研究生物细胞中腺嘌呤的代谢途径 D．比较不同组织细胞复制的情况

24．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，发现其含量变化不大，但部分的末端已带上放射性标记，该现象不能说明

A．中远离A的磷酸容易脱离B．部分32P标志的是重新合成的C．是细胞内的直接能源物质D．该过程中既有合成又有分解25、．一个分子，放在含N15标记的培养基中培养，复制4次后含N15标记的分子总数占

A．1/4 B．18 ．1/16 D．1

26、赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和，参照右图判断下列被标记部位组合正确的是

A．①②B．①③C．①④D．②④

27、．如果把两条链均含15N的分子叫做重，把两条链均含14N的分子叫做轻，把一条链含15N，另一条链含14N的分子叫做中间。那么，将一个完全被15N标记的分子放入到含14N的培养基中培养，让其连续复制二次，则培养基内重、中间和轻的分子数分别是

A．0，2，2 B．2，0，2 C．0，2，6 D．2，2，0

28、用15N标记含有100个碱基对的分子，其中有胞嘧啶60个，该分子在14N的培养基中连续复制4次。下列有关判断错误

．．的是A．含有15N的分子有两个

B．含有14N的分子占15/16

C．复制过程中需腺嘌呤脱氧核苷酸320个

D．复制结果共产生32个分子

29、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

30、右图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是

A．结构A中的能量变化是光能转变为中的化学能

B．供给142,放射性出现的顺序为C3—C5一甲

C．结构A释放的氧气可进人线粒体中

D．结构A释放的氧气可能来自于二氧化碳

31、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和

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和信使的含量变化。请据图回答：

(1)在放射性同位素标记研究中，

为区别和，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、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过程中细胞核减少一半的原因是▲ 。

(4)a时期中的主要用于指导与垒有关的蛋白质的合成。d、

e时期细胞中含量较低的最可能原因是▲。

32、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12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：

。

33、下图是人体甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白的基本过程，试回答([ ]中填序号，上填写名称)：

(1)若含18O的氨基酸在甲状腺细胞内合成甲状腺球蛋白过程中产生了H2O，则H2O的生成部位是[ ] ；水中的

18O最可能来自于氨基酸的 (基团)。

(2)用含18O标记的氪基酸培养上图细胞，则出现18O的部位依次为 (用图中序号回答)。

(3)含18O标记的氨基酸培养液相当于人体中的。

其中碘和水进入细胞的运输方式依次为；细胞合成的甲状腺球蛋白运出细胞的方式为。

34、有关高尔基体的功能，科学家们做了大量的实验：

(1) 与他的同事、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) 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。；实验(5)则证明植物细胞中高尔基体与的形成有关。

35、在植物组织培养过程中，需要一些诱导因素才能使高度分化

的植物体细胞表现出全能性。请根据下面提供的实验材料、方法和原理，探究细胞分裂素对细胞分裂过程是否有促进作用的有关实验。

（1）实验材料：胡萝卜愈伤组织、一定浓度的细胞分裂素溶液、不含植物激素和放射性元素的培养液、3H标记的胸

腺嘧啶脱氧核苷（3H—）、蒸馏水、必要的其它实验用

具等。

（2）实验原理：细胞内的3H—参与合成，的合成总是发生在细胞周期的间期，因此，细胞中总放射性强度的大小反

映了细胞分裂的快慢。）

（3）实验步骤：

①取胡萝卜愈伤组织均分为两A、B组，分别培养在不

同位素标记的相关知识

标记 同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。借助同位素原子以研究有机反应历程的方法。即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（必修一P102方框） 必修一P48（分泌蛋白的合成与运输）P51（帕拉德简介） 经典实验：帕拉德在豚鼠的胰腺细胞内一次性注射适量3H标记的亮氨酸。3分钟后放射性出现在附有核糖体的内质网中；17分钟后，出现在高尔基体中；117分钟后，出现在近细胞膜内侧的运输蛋白质的囊泡中，以及释放到细胞外的分泌物中。 合成与运输过程概述：在核糖体上合成的蛋白质，进入内质网腔后，还要经过一些加工，如折叠、组装、加上一些糖基团等，才能成为比较成熟的蛋白质。然后，由内质网腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹着蛋白质转移到高尔基体，把蛋白质输送到高尔基体腔内，做进一步的加工。接着，高尔基体边缘突起形成小泡，把蛋白质包裹在小泡里，运输到细胞膜，小泡与细胞膜融合，把蛋白质释放到细胞外。 必修一P67（细胞膜具有流动性） 1970年，科学工作者曾用绿色和红色荧光染料分别标记鼠和人的细胞膜上的蛋白质。当将两个细胞融合成一个细胞后，起初，一半膜发绿色荧光，另一半膜发红色荧光，在37℃下保温40分钟后，两种颜色的因光点均匀分布 细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。构成细胞膜的磷脂分子和蛋白质分子不是静止不动的，而是能够作相对的运动。这种特点对于细胞完成各种生理功能是非常重要的。 必修一P102（验证光合作用释放的氧气来自水、有机物是如何合成的） 1939年，美国科学家鲁宾(S．Ruben)和卡门(M．Kamen)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。 卡尔文循环 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。美国科学家卡尔文等用小球藻(一种单细胞的绿藻)做实验：用14C标记的14CO ，供小球藻进行光合作用，然后跟踪检测其放射性，最终探明了CO2中的 2 碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。 参考：复习资料及随堂小测（八）2010.11.25 练习 必修一P106 6T

同位素标记法小专题

同位素标记法小专题 一、考点说明 在高考理综生物考试中常以选择题的形式考查同位素标记法的应用。三模考试中刚好也出现了同位素标记的问题“同位素标记法”与分泌蛋白、光合作用、噬菌体侵染细菌、基因工程、基因诊断等生物知识相关，主要涉及教材相关考点： 1．光合作用（教材必一册P51鲁宾和卡门实验） 2．植物的矿质营养（教材必一册P61小资料矿质元素的运输） 3．遗传物质的证据（教材必二册P4噬菌体侵染细菌的实验） 4．C3植物和C4植物（教材选修P29） 5．基因工程（教材选修P54基因诊断、56病毒检测） 6．细胞的生物膜系统（教材选修P61分沁蛋白的合成与分泌） 拓展问题： 7、DNA的复制 5．细胞分裂过程中DNA和RNA的复制 二、同位素标记法概述 在中子和质子组成的原子核内，质子数相同，中子数不同的这一类原子称为同位素。同位素包括稳定同位素和放射性同位素。稳定同位素是指原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素，如15N，18O等。放射性同位素是指原子核不稳定会发生衰变，发出α射线或β射线或γ射线的同位素，如3H、14C、32P、35S、131I、42K等。 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。氢的同位素：氕、氘和氚，氚具有放射性，能够发射负B射线，因而可以通过探测器进行追踪；碳的同位素：稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C；氧的同位素：16O、17O、18O，它们都不具有放射性，因此不能通过放射性进行追踪；磷的同位素：除了质量数为31的一种稳定性同位素外，还有几个放射性同位素，其质量数为29、30、32、33和34；但只有质量数为32和33的同位素存在足够长的时间可以作为示踪物之用，32和33都可以发射负B射线。硫的同位素：硫的同位素32S、33S、34S、35S和36S中，除35S外，其它放射性同位素的半衰期都很短，因此在放射性同位素示踪法中，用的多是35S。 除了课本中介绍的这些实验中涉及到同位素标记法的应用之外，在一些习题中也经常涉及到。例如用N的同位素15N标记核苷酸研究DNA的半保留复制；利用N的同位素15N标记氨基酸，研究其在动植物体内的转移途径；用42K标记的培养基来研究矿质元素在植物体内的运输途径等。只要我们了解其中的原理便能触类旁通，解决学习中的困难。 三、例题分析： 例一、如何研究分泌蛋白的合成与分泌过程？ 例二、光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？设计实验步骤并预测结果和结论？ 例三：在光照下，供给玉米离体叶片少量的14C02，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO2形成的C3化合物和C4化合物中，14C含量变化示意图正确的是（） 变式（10全国卷I）光照条件下，给C3植物和C4 植物叶片提供14CO2，然后检测叶片中的14C。下列有关检测结果的叙述，错误的是（） A.从C3植物的淀粉和C4植物的葡萄糖中可检测到14C

DNA复制、放射性同位素标记与细胞分裂

1、蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是 A.每条染色体的两条单体都被标记 ( ) B.每条染色体中都只有一条单体被标记 C.只有半数的染色体中一条单体被标记 D.每条染色体的两条单体都不被标记 继续探究：根据题意，如果让其在不含放射性标记的培养基中继续分裂至后期，则其染色体的放射性标记分布情况应该是怎样的？其产生的子细胞中，含3H标记的染色体条数为多少？2、果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期分别有8条、16条被标记的染色体( )。 A.第1次B．第2次 C．第3次 D．第4次 继续探究：若发现某细胞中有2条染色体含32P，则该细胞至少为第几次分裂所产生的？3、(2013·河北保定模拟)将某一用3H充分标记的染色体数目为2N的雄性动物精巢细胞，放置于不含3H的培养基中培养，该细胞经过连续分裂后形成四个大小相等的子细胞。下列有关说法正确的是( ) 4．蚕豆体细胞染色体数目2N＝12，科学家用3H标记蚕豆根尖细胞的DNA，可以在染色体水平上研究真核生物的DNA复制方式。 实验的基本过程如下： Ⅰ.将蚕豆幼苗培养在含有3H的胸腺嘧啶核苷的培养基上，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。 Ⅱ.当DNA分子双链都被3H标记后，再将根移到含有秋水仙素的非放射性培养基中，培养一段时间后，观察细胞分裂中期染色体的放射性情况。 请回答相关问题： (1)蚕豆根尖细胞进行的分裂方式是________；

第一章 医用同位素示踪的基本知识

第一章医用同位素示踪的基本知识 一概念 1放射性示踪（radioactive trace）：利用放射性核素或其标记物作为示踪剂在生物体内外研究各种物质或现象的运动规律。 应用辐射检测仪器进行物质动态变化规律的追踪、定位或定量 分析。 2放射性核素（radionuclide）：指可自发地发生核衰变并可发射一定类型和能谱的射线，由一种核衰变成另一种核的核素。 例如：61147Pm →β62147Sm 。核衰变以其特有的方式和速度 进行，不受任何化学和生物作用的影响。 3同位素（isotope）：具有相同原子序数但质量数不同的核素。 如11H，12H，13H。（分为稳定性同位素stability isotope和放 射性同位素radioactive isotope）。 4同质异能素（isomer）：具有相同质量数和原子序数，处于不同核能态的一类核素，处于亚稳态或激发态的原子与其相应的 基态原子互称为同质异能素。如99m Tc具有的能量高于99Tc。 5放射性示踪剂（radioactive tracer）：是以放射性为其鉴别特性的示踪剂，它是化合物分子中，同一位置上的稳定同位素 的原子被同一元素的放射性同位素的原子所取代，在分子的性 质和结构上没有任何变化。 二核衰变类型（type of radioactive disintegration）：1.α衰变：原子核放射α粒子的放射性衰变。α粒子即氦原子核（24He）。由2个质子和2个中子组成，带2个正电荷，质量较大。如88226Ra→86222Rn + α + 4.785MeV（衰变能） 2MeV a粒子，空气射程0.01m，软组织中0.01m，体内电离密度6000/mm，行经末端形成Bragg peak。 2.β衰变：原子核放射出β粒子或俘获轨道电子的放射性衰变。分为

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

细胞分裂中的同位素标记习题

细胞分裂中的同位素标记习题 1.为确定细胞分裂中DNA复制周期的长短，要加入以氚标记的R化合物。下列化合物中最合适作为R的是： A.腺嘌呤 B.胞嘧啶 C.鸟嘌呤 D.胸腺嘧啶 2、某细胞有一对同源染色体，用32P放射性同位素标记标记，在31P环境中一次分裂后，产生的后代的DNA全部是一条标记一条不标记。两次分裂后是有 3.（1）假定体细胞染色体数是10，将细胞放如含有3H胸腺嘧啶的培养液中培养，请问其中一个细胞进行一次DNA复制后，该细胞在细胞分裂后期将有条染色体被复制． （2）用磷32标记的玉米体细胞（含20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、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。 4、有人试图用15N标记的T2噬菌体做“T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验。你赞成的是： A、为了快速获得大量15N标记的噬菌体，可用15N的培养基直接培养T2噬菌体 B、他能在子病毒的DNA和蛋白质中均检测到15N C、预期结果会不理想，因为15N能同时标记DNA和蛋白质 D、他能得出“DNA是主要的遗传物质”的结论 5、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。下列分析错误的是： A、空气中的18O2在植物细胞内最先在线粒体中[H]结合生成水 B、一段时间后玻璃罩壁上出现许多含18O的水珠，这些水珠是经植物体的蒸腾作用散失的 C、一段时间后叶肉细胞有可能释放出了含18O的CO2 D、一段时间后，绝不可能在植物细胞内检测到含18O的氨基酸 6、为验证药物X能抑制瘤细胞的增殖，将小鼠的瘤细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3H-TdR)；乙组中加入。在相同且适宜培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。若出现，则说明药物X有效。 7、假定某生物细胞内有一对同源染色体，将200个用15N同位素标记了DNA分子的体细胞加入含14N脱氧核苷酸培养液中，并在适宜条件下进行同步培养（细胞分裂同步进行）。某时刻测定细胞的总数目为1600个，在这1600个细胞中，含15N放射性的细胞个数为 A．900个B．800个C．700个D．400个8、用放射性同位素分别标记U和T的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂周期为20小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如下图所示。下列对此结果的分析中，不正确的是（） A．b点时刻，细胞正大量合成RNA B．d点时刻，细胞中DNA含量达到最高值 C．c-e阶段，细胞内最容易发生基因突变 D．处于a-c阶段的细胞数目较多 9．．噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌的实验相关叙述中不正确的是（）

同位素示踪与荧光标记技术

同位素示踪与荧光标记技术 [热考解读] 1．同位素示踪法 (1)同位素示踪法：用示踪元素标记的化合物，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。这种科学的研究方法叫做同位素示踪法，也叫同位素标记法。(2)应用：可用于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。还可用于疾病的诊断和治疗，如碘的放射性同位素可以用来治疗甲状腺肿大。 (3)使用注意事项：一次只能使用一种同位素标记 2．荧光标记法 荧光标记法(Fluorescent Labeling)是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行标记的分析方法。 (1)常用的荧光蛋白为绿色和红色两种 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，分子量为27 kD，具有238个氨基酸，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，有着广泛的应用前景。 (2)人教版教材中用到荧光标记法的地方 ①《必修1》P66“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。 ②《必修2》P30“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，可以很直观地观察到某一基因在染色体上的位置。 (3)荧光标记法特别是在免疫学研究中也有重要的作用，例如免疫荧光抗体标记法。将已知的抗体或抗原分子标记上荧光素，当与其相对应的抗原或抗体起反应时，在形成的复合物上就带有一定量的荧光素，在荧光显微镜下就可以看见发出荧光的抗原抗体结合部位，检测出抗原或抗体。 [命题设计] 1．(2018·山东青岛一模)同位素标记法常用于追踪物质运行和变化规律的研究，下列相关叙述不正确的是() A．给小鼠供应18O2，其呼出气体中可能含有C18O2 B．用含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，只能在分生区细胞中检测到放射性 C．用15N标记DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留复制 D．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，保温、搅拌、离心后可检测到沉淀物中放射性很高

同位素标记法在高中生物学中的应用总结

同位素标记法在高中生物学中的应用总结 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。 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

专题33-同位素标记法的应用

专题1：同位素示踪法的应用 【同位素】：在中子和质子组成的原子核内，质子数相同，中子数不同的这一类原子称为同位素。同位素包括稳定同位素和放射性同位素。稳定同位素是指原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素，如15N，18O等。放射性同位素是指原子核不稳定会发生衰变，发出α射线或β射线或γ射线的同位素，如3H、14C、32P、35S、131I等。 （1）放射性同位素标记：利用放射性同位素标记某一特定物质，然后用放射自显影技术来检测和追踪物质的运行和变化规律，可用于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、化学物质的变化和反应机理等。 （2）稳定同位素标记：使用稳定同位素标记，虽然不能用放射自显影技术来显现、追踪同位素的去向，但可用测量分子质量或密度梯度离心技术来区别不同的物质。 一、研究分泌蛋白的合成、加工与运输过程 【资料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：在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，3min后，放射性出现在粗面内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在靠近质膜内侧的运输蛋白质的小泡中，最后出现在释放到细胞外的分泌物中。 实验结论：。 1.如图为某动物细胞结构示意图，如果让该细胞吸收含同位素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（） 2.用放射性同位素标记的某种氨基酸培养胰腺细胞得到带有放射性的胰岛素。如果用仪器测试放射性在细胞中出现的顺序，这个顺序最可能是（） ①线粒体②核糖体③内质网④染色体⑤高尔基体⑥细胞膜⑦细胞核 A.①③④⑦⑥ B.⑥②③⑤⑥ C.②③⑤①⑥ D.⑥②⑦④⑤ 3.从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有15N 氨基酸的培养液中（培养液还具备这些细胞器完成其功能所需要的物质和条件），连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中正确的是（）

细胞分裂中的同位素标记练习题及答案

细胞分裂中的同位素标记练习题及答案 1.为确定细胞分裂中复制周期的长短，要加入以氚标记的R化合物。下列化合物中最合适作为R的是： A.腺嘌呤 B.胞嘧啶 C.鸟嘌呤 D.胸腺嘧啶 2、某细胞有一对同源染色体，用32P放射性同位素标记标记，在 31P环境中一次分裂后，产生的后代的全部是一条标记一条不标记。两次分裂后是有 3.（1）假定体细胞染色体数是10，将细胞放如含有3H胸腺嘧啶 的培养液中培养，请问其中一个细胞进行一次复制后，该 细胞在细胞分裂后期将有条染色体被复制． （2）用磷32标记的玉米体细胞（含20条染色体）的分子双链，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、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标 4、有人试图用15N标记的T2噬菌体做“T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验。你赞成的是： A、为了快速获得大量15N标记的噬菌体，可用15N的培养基直接培养T2噬菌体 B、他能在子病毒的和蛋白质中均检测到15N C、预期结果会不理想，因为15N能同时标记和蛋白质

D、他能得出“是主要的遗传物质”的结论 5、将生长旺盛的绿色植物置于玻璃钟罩内并向其提供充足18O 2(如图)。在适宜条件下光照1小时。下列分析错误的是： A、空气中的18O2在植物细胞内最先在线粒体中[H]结合生成水 B、一段时间后玻璃罩壁上出现许多含18O的水珠，这些水珠是经植物体的蒸腾作用散失的 C、一段时间后叶肉细胞有可能释放出了含18O的2 D、一段时间后，绝不可能在植物细胞内检测到含18O的氨基酸 6、为验证药物X能抑制瘤细胞的增殖，将小鼠的瘤细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷(3)；乙组中加入。在相同且适宜培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。若出现，则说明药物X有效。 7、假定某生物细胞内有一对同源染色体，将200个用15N同位素标记了分子的体细胞加入含14N脱氧核苷酸培养液中，并在适宜条件下进行同步培养（细胞分裂同步进行）。某时刻测定细胞的总数目为1600个，在这1600个细胞中，含15N放射性的细胞个数为

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（）

同位素标记法在高中生物学中的应用总结

同位素标记法在高中生物学中的应用总结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。 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。 6．基因工程 在目的基因的检测与鉴定中，采用了DNA分子杂交技术。将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记，以此为探针使之与基因组DNA杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因已导入受体细胞中。 另外，还可采用同样方法检测目的基因是否转录出了mRNA，不同的是从转基因生物中提取的是mRNA。 7．基因诊断 基因诊断是用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA分子作探针，依据DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。 另外，还可以用在植物有机物的运输研究过程中。 示踪原子不仅用于科学研究，还用于疾病的诊断和治疗。例如，射线能破坏甲状腺细胞，使甲状腺肿大得到缓解。因此，碘的放射性同位素就可用于治疗甲状腺肿大。

[2020高考生物复习江苏]补上一课3 细胞分裂过程中的同位素标记问题

把握两种方法、明确三种动态变化、巧借模型、严把四关、强力突破放射性追踪 1.DNA分子半保留复制图像及解读 2.有丝分裂中DNA和染色体的标记情况分析 有丝分裂过程中DNA复制一次细胞分裂一次,如图为连续分裂两次的过程图(以一条染色体为例). 由图可以看出,第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条子链组成；第二次有丝分裂后最终形成的子细胞中含亲代DNA链的染色体条数是0～2n(以体细胞染色体数为2n为例). 3.减数分裂中DNA和染色体标记情况分析 在减数分裂过程中,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). 由图可以看出,减数分裂过程中细胞虽然连续分裂两次,但DNA只复制一次,所以四个子细胞中所有核DNA分子均由一条亲代DNA链和一条利用原料合成的子链组成. 某性原细胞(2n＝16)的DNA全部被32P标记,其在含31P的培养基中进行一次有丝分裂后继续进行减数分裂,下列能正确表示有丝分裂前期(白色柱状图)和减数第一次分裂前期(灰色柱状图)每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子数目的是() 解析绘制染色体和核DNA分子被标记情况,并只以一条染色体上DNA分子的标记情况为例,绘制如图(图中线条代表核DNA分子中的一条链). 该性原细胞在含31P的培养基中进行有丝分裂时,由于DNA的半保留复制,有丝分

裂前期的每条染色体上有两个DNA分子,且DNA分子双链均为一条含31P,另一条含32P,故有丝分裂前期含32P的染色单体和核DNA分子数目分别为32和32；有丝分裂产生的子细胞中每个核DNA分子双链均为一条含31P,另一条含32P,子细胞在含31P的培养基中继续进行减数分裂,则减数第一次分裂前期每个细胞中含32P的染色单体和核DNA分子数目分别为16和16. 答案 A 解答本类问题必严把四关 1.蚕豆根尖细胞(2N＝12)在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一个细胞周期,然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期,其染色体的放射性标记分布情况是() A.每条染色体的两条单体都被标记 B.每条染色体中都只有一条单体被标记 C.只有半数的染色体中一条单体被标记 D.每条染色体的两条单体都不被标记 解析DNA复制是半保留复制,蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(3H－T)培养基中完成一个细胞周期,每一个DNA分子都有一条脱氧核苷酸链含3H－T,然后在不含放射性标记的培养基中培养至中期,每个DNA分子复制的

同位素标记法在高中生物知识中的应用

同位素标记法在高中生物知识中的应用 【摘要】在中子和质子组成的原子核内，质子数相同，中子数不同的这一类原子称为同位素。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。人们根据这种化合物的放射性，对生物体内各种复杂的生理、生化过程进行追踪，这种科学研究方法就叫做同位素示踪法。同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究的对象的运行和变化规律进行追踪的分析法。 【关键词】同位素;标记;应用 一、概述 在中子和质子组成的原子核内，质子数相同，中子数不同的这一类原子称为同位素。同位素包括稳定同位素和放射性同位素。稳定同位素是指原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素，如15N、18O等。放射性同位素是指原子核不稳定会发生衰变，发出α射线或β射线或γ射线的同位素，如3H、14C、32P、35S、131I、42K等。 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。人们根据这种化合物的放射性，对生物体内各种复杂的生理、生化过程进行追踪，这种科学研究方法就叫做同位素示踪法。同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究的对象的运行和变化规律进行追踪的分析法。在生物学科中，经常利用14C、18O、15N、3H、32P和35S等同位素作为示踪原子，来考察学生分析、判断和推断能力。 二、方法应用 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。用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、反应机理等。 三.放射性同位素示踪法的特点 ⑴灵敏度高：放射性示踪法可测到10-14-10-18克水平，即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子。它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平。 ⑵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

同位素标记法小专题

一、考点说明 在高考理综生物考试中常以选择题的形式考查同位素标记法的应用。三模考试中刚好也出现了同位素标记的问题“同位素标记法”与分泌蛋白、光合作用、噬菌体侵染细菌、基因工程、基因诊断等生物知识相关，主要涉及教材相关考点： 1．光合作用（教材必一册P51鲁宾和卡门实验） 2．植物的矿质营养（教材必一册P61小资料矿质元素的运输） 3．遗传物质的证据（教材必二册P4噬菌体侵染细菌的实验） 4．C3植物和C4植物（教材选修P29） 5．基因工程（教材选修P54基因诊断、56病毒检测） 6．细胞的生物膜系统（教材选修P61分沁蛋白的合成与分泌） 拓展问题： 7、DNA的复制 5．细胞分裂过程中DNA和RNA的复制 二、同位素标记法概述 在中子和质子组成的原子核内，质子数相同，中子数不同的这一类原子称为同位素。同位素包括稳定同位素和放射性同位素。稳定同位素是指原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素，如15N，18O等。放射性同位素是指原子核不稳定会发生衰变，发出α射线或β射线或γ射线的同位素，如3H、14C、32P、35S、131I、42K等。 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。氢的同位素：氕、氘和氚，氚具有放射性，能够发射负B射线，因而可以通过探测器进行追踪；碳的同位素：稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C；氧的同位素：16O、17O、18O，它们都不具有放射性，因此不能通过放射性进行追踪；磷的同位素：除了质量数为31的一种稳定性同位素外，还有几个放射性同位素，其质量数为29、30、32、33和34；但只有质量数为32和33的同位素存在足够长的时间可以作为示踪物之用，32和33都可以发射负B射线。硫的同位素：硫的同位素32S、33S、34S、35S和36S中，除35S外，其它放射性同位素的半衰期都很短，因此在放射性同位素示踪法中，用的多是35S。 除了课本中介绍的这些实验中涉及到同位素标记法的应用之外，在一些习题中也经常涉及到。例如用 N的同位素15N标记核苷酸研究DNA的半保留复制；利用N的同位素15N标记氨基酸，研究其在动植物体内的转移途径；用42K标记的培养基来研究矿质元素在植物体内的运输途径等。只要我们了解其中的原理便能触类旁通，解决学习中的困难。 三、例题分析： 例一、如何研究分泌蛋白的合成与分泌过程？ 例二、光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？设计实验步骤并预测结果和结论？ 例三：在光照下，供给玉米离体叶片少量的14C02，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO2形成的C3化合物和C4化合物中，14C含量变化示意图正确的是（）

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 一、什么是同位素标记法？ 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。是利用同位素作为示踪剂对研究对象进行标记，用于追踪研究对象的运行和变化规律。也叫同位素示踪法。 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。 【原理】 具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素。 同位素可分为稳定同位素和放射性同位素。 1、稳定同位素：稳定同位素是指原子核结构稳定，不发生衰变的同位素，稳定同位素没有放射性，如：1H、2H、15N、18O等。在实验或研究中如使用稳定同位素，不能采用自显影等技术来追踪同位素的去向，只能利用同位素的质量差，通过测量分子质量或离心技术来区别同位素。鲁宾和卡门就是用稳定性同位素18O分别标记H2O和CO2来研究光合作用过程中释放的氧气中O的来源。 2、放射性同位素：具有一定的半衰期，是不稳定的同位素。常用的有：14C、32P、35S、3H等。利用放射性同位素能不断地放出特征射线的核物理性质，就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。 放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂，但是，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，其应用范围受到限制；而用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。 【高中阶段有哪些应用？】 1、研究分泌蛋白的合成和分泌

2、研究光合作用中氧气的来源 合作用的“三碳途径”——卡尔文循环。

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、探究DNA分子半保留复制的特点

最新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。 6．基因工程 在目的基因的检测与鉴定中，采用了DNA分子杂交技术。将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记，以此为探针使之与基因组DNA 杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因已导入受体细胞中。 另外，还可采用同样方法检测目的基因是否转录出了mRNA，不同的是从转基因生物中提取的是mRNA。 7．基因诊断 基因诊断是用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA分子作探针，依据DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。 另外，还可以用在植物有机物的运输研究过程中。 示踪原子不仅用于科学研究，还用于疾病的诊断和治疗。例如，射线能破坏甲状腺细胞，使甲状腺肿大得到缓解。因此，碘的放射性同位素就可用于治疗甲状腺肿大。 利用到同位素示踪的实验有： 1.光合作用中释放出的氧来自水还是二氧化碳：美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了这个问题，证明得到氧全部来自水而不是二氧化碳。

[2020高考生物复习江苏]实验素养提升4 同位素标记法的应用

[技能必备] 高中生物涉及的同位素的应用总结如下: 实验目的标记物标记物转移情况实验结论 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 14CO2 14CO2→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35S DNA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15N DNA的复制方式为 半保留复制 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 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 探究DNA复制、 转录的原料 3H或15N（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 1.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（） 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 解析a、b、c、d分别是核糖体、内质网、线粒体和高尔基体.葡萄糖不能直接在线粒体中分解成无机物,A错误；a中能发生氨基酸的脱水缩合,线粒体内膜上能进行有氧呼吸的第三阶段,都能产生水,B正确；在分泌蛋白的合成、加工和运输过程中,线粒体仅提供ATP,不与其他细胞器发生结构上的联系,C错误；分泌蛋白运出细胞膜的方式是胞吐,需要ATP但不需要载体,D错误. 答案 B 2.下列哪项实验或研究成果没有运用同位素示踪技术（） A.光合作用过程产生的氧气中的氧来自水 B.CO2中的碳经卡尔文循环转化成有机物中的碳 C.噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质 D.生物学家研究患者遗传家系推测红绿色盲的遗传方式 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. 答案 D 3.细菌在15N培养基中繁殖数代后,使细菌DNA的含氮碱基皆含有15N,然后再移入14N培养基中培养,抽取其子代的DNA经高速离心分离,如图①～⑤为可能的结果,下列叙述错误的是（）