同位素標記法-上課

1、同位素標記法在高中同位素標記法在高中生物學中的應用生物學中的應用淮北開渠中學淮北開渠中學李少英李少英生物專題復習生物專題復習1911年，年，Hevesy(郝維西郝維西)在英國盧瑟福實驗在英國盧瑟福實驗室工作期間，因懷疑女房東總是把剩菜改頭室工作期間，因懷疑女房東總是把剩菜改頭換面之后給他吃。于是，他在剩菜中放上微換面之后給他吃。于是，他在剩菜中放上微量的放射性釷，然后在下一次的菜中檢驗是量的放射性釷，然后在下一次的菜中檢驗是否有放射性，結果他每次都能準確地判斷出否有放射性，結果他每次都能準確地判斷出他所吃的菜是剩菜還是新菜。他所吃的菜是剩菜還是新菜。 小故事：小故事：同位素標記法同位素標記法分

2、泌蛋白的合成、分泌蛋白的合成、加工和運輸的研加工和運輸的研究究光合作用光合作用實驗研究實驗研究細胞呼吸細胞呼吸實驗研究實驗研究研究有絲分裂研究有絲分裂過程中染色體過程中染色體的變化規(guī)律的變化規(guī)律 DNA是遺傳是遺傳物質的研究物質的研究DNA復制復制方式的研究方式的研究生長素的極生長素的極性運輸研究性運輸研究基因探針在基因基因探針在基因診斷中的應用診斷中的應用 一、研究生命活動的基本單位一、研究生命活動的基本單位-細胞細胞1.分泌蛋白在細胞中的合成部位及運輸方向分泌蛋白在細胞中的合成部位及運輸方向2.細胞的結構和功能細胞的結構和功能將用將用3H標記的尿苷引入植標記的尿苷引入植物細胞內，然后設法獲

3、得物細胞內，然后設法獲得各種細胞結構，其中能表各種細胞結構，其中能表現出有放射性的一組結構現出有放射性的一組結構是是 （ ） A.細胞核，核仁、中心體細胞核，核仁、中心體B.細胞核、核糖體、高爾基體細胞核、核糖體、高爾基體C.細胞核、核糖體、線粒體、葉綠體細胞核、核糖體、線粒體、葉綠體 D.細胞核、核糖體、內質網、液泡細胞核、核糖體、內質網、液泡C例：細胞周期包括分裂間期和分裂期。下圖標注了甲動例：細胞周期包括分裂間期和分裂期。下圖標注了甲動物物(體細胞染色體數為體細胞染色體數為12)腸上皮細胞的細胞周期各階段腸上皮細胞的細胞周期各階段的時長及的時長及DNA含量。請回答下列問題：含量。請回答下

4、列問題： (1)若用含放射性同位素的胸苷若用含放射性同位素的胸苷(DNA復制的原料之一復制的原料之一)短期培養(yǎng)短期培養(yǎng)甲動物腸上皮細胞后，處于甲動物腸上皮細胞后，處于S期的細胞都會被標記。洗脫含放期的細胞都會被標記。洗脫含放射性同位素的胸苷，換用無放射性的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng)，定期檢射性同位素的胸苷，換用無放射性的新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng)，定期檢測。預計最快約測。預計最快約 h后會檢測到被標記的后會檢測到被標記的M期細胞。期細胞。(2)若向甲動物腸上皮細胞培養(yǎng)液中加人過量胸苷，處于若向甲動物腸上皮細胞培養(yǎng)液中加人過量胸苷，處于S期的期的細胞立刻被抑制，而處于其他時期的細胞不受影響。預計加人細胞立刻被抑制，而處

5、于其他時期的細胞不受影響。預計加人過量胸苷約過量胸苷約 h后，細胞都將停留在后，細胞都將停留在S期。期。2.27.43.細胞的增殖細胞的增殖1.探究光合作用中探究光合作用中O2的來源（的來源（18O）二、研究生物的新陳代謝二、研究生物的新陳代謝2.呼吸作用的機理呼吸作用的機理動物吸入動物吸入18O2先后出現標記的化合物是先后出現標記的化合物是和和H218OC18O2原因原因:有氧呼吸有氧呼吸3.探究光合作用中探究光合作用中碳原子碳原子的的轉移途徑轉移途徑14C思考：思考：想要探究想要探究CO 2 轉化成的第一個產物是什么，轉化成的第一個產物是什么，可能的實驗思路是可能的實驗思路是_ 縮短光照時

6、間，當檢測到的化合物只有一種縮短光照時間，當檢測到的化合物只有一種時，這個化合物就是第一個產物時，這個化合物就是第一個產物 卡爾文給小球藻懸浮液通入卡爾文給小球藻懸浮液通入 14 CO 2 ，光照一，光照一定時間定時間(從從1秒到數分鐘秒到數分鐘)后后,殺死小球藻，同時殺死小球藻，同時提取產物并分析。實驗發(fā)現，僅僅提取產物并分析。實驗發(fā)現，僅僅30秒的時秒的時間間,CO 2 已經轉化為許多種類的化合物。已經轉化為許多種類的化合物。舉一反三：舉一反三： 小麥旗葉是小麥植株最頂端的小麥旗葉是小麥植株最頂端的一片葉子。研究人員認為，在一片葉子。研究人員認為，在小麥的灌漿過程中，小麥胚乳小麥的灌漿過程

7、中，小麥胚乳中的淀粉主要由旗葉提供。請中的淀粉主要由旗葉提供。請設計實驗思路，驗證旗葉在小設計實驗思路，驗證旗葉在小麥灌漿過程中的作用：麥灌漿過程中的作用： 僅為小麥僅為小麥 提供提供 ； 檢測檢測 。 旗葉旗葉14CO2含含14C的淀粉占全部淀粉的比例的淀粉占全部淀粉的比例現用體重等方面大體相同的三組兔子進行實驗。將含有放射性碘現用體重等方面大體相同的三組兔子進行實驗。將含有放射性碘的注射液注射到的注射液注射到A、B、C三組兔子的體內，然后，定時測定甲狀三組兔子的體內，然后，定時測定甲狀腺的放射量。腺的放射量。4d后，向后，向A組兔子注射無放射性的甲狀腺激素，向組兔子注射無放射性的甲狀腺激素

8、，向B組兔子注射無放射性的促甲狀腺激素，向組兔子注射無放射性的促甲狀腺激素，向C組兔子注射生理鹽水，組兔子注射生理鹽水，實驗結果如右圖所示。請據圖回答：實驗結果如右圖所示。請據圖回答：(1)開始的開始的4d內三組兔子內三組兔子體內甲狀腺放射量升降體內甲狀腺放射量升降的原因的原因?(2)第二次注射后，三組第二次注射后，三組免子甲狀腺放射量下降免子甲狀腺放射量下降的速率不同原因的速率不同原因?三、研究生命活動的調節(jié)三、研究生命活動的調節(jié) 35S 35S 四、研究生物的遺傳和變異四、研究生物的遺傳和變異1噬菌體侵染細菌的實驗噬菌體侵染細菌的實驗32P 32P 結論：結論：DNA是遺傳物質是遺傳物質

9、15N(標記DNA)2.探究探究DNA復制方式復制方式科學家在研究科學家在研究DNA分子的復制方式時采用了梯度離心法。若分子的復制方式時采用了梯度離心法。若DNA分子兩條鏈都含分子兩條鏈都含14N記做輕鏈記做輕鏈DNA，均含，均含15N記做重鏈記做重鏈DNA，一條，一條含含14N一條含一條含15N記做中鏈記做中鏈DNA。請回答：。請回答：（1）將一個含）將一個含14N的的DNA分子放入含分子放入含15N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一代，的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一代，經離心后：經離心后： 所得兩個所得兩個DNA分子分子 ，則說明，則說明DNA分分子的復制方式為全保留復制。子的復制方式為全保留復制。 所得兩個所得兩個DNA分子均為中鏈分子均為中鏈DNA ，則是否能說明，則是否能說明DNA分子分子的復制方式為半保留復制的復制方式為半保留復制（2）若）若DNA分子的復制方式是半保留復制，一個含分子的復制方式是半保留復制，一個含15N的的DNA分分子在含子在含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)兩代后，所