同位素標(biāo)記相關(guān)知識(shí)綜合復(fù)習(xí)

1.（2018.11浙江選考30

）（7分）光合作用是整個(gè)生物圈的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量基礎(chǔ)?；卮鹣铝袉栴}：

（1）為研究光合作用中碳的同化與去向，用同位素14c標(biāo)記的CO2供給小球藻，每隔一定時(shí)間取樣，并將樣品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以殺死小球藻并提取

標(biāo)記化合物。濃縮后再點(diǎn)樣進(jìn)行雙向紙層析，使標(biāo)記化合物分離

。根據(jù)標(biāo)記化合物出現(xiàn)的時(shí)間，最先檢測(cè)到的是三碳化合物。猜測(cè)此三碳化合物是CO2與某一個(gè)二碳分子結(jié)合生成的，但當(dāng)突然降低CO2濃度

后，發(fā)現(xiàn)RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物質(zhì)不是二碳分子。同位素14c標(biāo)記提取分離突然降低CO2濃度高考真題回顧（2020.7浙江選考30

）

②用放射性同位素24Na+注入靜息的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)，不久在生理溶液中測(cè)量到放射性，24Na+的這種轉(zhuǎn)運(yùn)方式屬于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。用抑制酶活性的藥物處理神經(jīng)細(xì)胞，會(huì)使24Na+外流量減少。2.（2020.7浙江選考23）某研究小組用放射性同位素32P、35S分別標(biāo)記T2噬菌體,然后將大腸桿菌和被標(biāo)記的噬菌體置于培養(yǎng)液中培養(yǎng),如圖所示。一段時(shí)間后,分別進(jìn)行攪拌、離心,并檢測(cè)沉淀物和懸浮液中的放射性。下列分析錯(cuò)誤的是A.甲組的懸浮液含極少量32P標(biāo)記的噬菌體DNA,但不產(chǎn)生含32P的子代噬菌體B.甲組被感染的細(xì)菌內(nèi)含有32P標(biāo)記的噬菌體DNA,也可產(chǎn)生不含32P的子代噬菌體C.乙組的懸浮液含極少量35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì),也可產(chǎn)生含35S的子代噬菌體D.乙組被感染的細(xì)菌內(nèi)不含35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì),也不產(chǎn)生含35S的子代噬菌體C教材中有多個(gè)生物科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)用同位素標(biāo)記的方法，通過儀器對(duì)同位素進(jìn)行追蹤，可以研究元素或化合物的來源、分布、去向；進(jìn)而弄清生命活動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)的過程。近年高考經(jīng)常作為考點(diǎn)，但這些實(shí)驗(yàn)無法在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成，導(dǎo)致我們同學(xué)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)有種神秘感，理解起來比較抽象。本節(jié)課我們一起來剖析和歸納教材中的一些經(jīng)典的同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)。一、同位素：

同位素示蹤放射性同位素示蹤放射性同位素:

二、同位素示蹤如3H、14C、32P、35S、131I、24Na如2H、13C、18O、15N種類穩(wěn)定同位素:1.種類明析概念研究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸探究光合作用中元素的轉(zhuǎn)移證明DNA是遺傳物質(zhì)----噬菌體侵染細(xì)菌探究DNA分子半保留復(fù)制的特點(diǎn)（必修一P.40）（必修一P.86）（必修二P.49）

（必修二P.62）教材中同位素示蹤梳理教材研究細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變

（必修一）

基因工程（必修三）

(1)物質(zhì)代謝的研究(2)物質(zhì)轉(zhuǎn)移的研究2.同位素示蹤研究對(duì)象:(2)選擇標(biāo)記劑給入途徑(1)標(biāo)記劑的選擇(3)同位素測(cè)量方法的選擇3.同位素示蹤必須要考慮的三大問題:探究光合作用中O2來源同位素標(biāo)記法探究DNA分子復(fù)制方式研究噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中DNA、蛋白質(zhì)外殼的去向追蹤分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸?shù)耐緩阶粉櫣夂献饔锰挤磻?yīng)中碳原子的途徑類型實(shí)驗(yàn)名稱同位素被標(biāo)記的化合物檢測(cè)方法穩(wěn)定性同位素標(biāo)記放射性同位素標(biāo)記探究光合作用O2來源探究DNA復(fù)制方式研究噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中DNA、蛋白質(zhì)外殼的去向追蹤分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸?shù)耐緩阶粉櫣夂献饔锰挤磻?yīng)中碳原子的途徑18O15N18CO2/H218O15N-15N-DNA質(zhì)譜儀密度梯度離心放射性檢測(cè)儀或特定的顯影裝置3H14C32P、35S3H標(biāo)記的亮氨酸14CO232P標(biāo)記DNA、35S標(biāo)記蛋白質(zhì)AB??漢水丑生侯偉作品探究光合作用中O2的來源魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)1.任務(wù)：探究光合作用中O2中的O來自反應(yīng)物CO2還是H2O？2.方法：同位素18O分別標(biāo)記CO2和H2O問題1：該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？問題2：該實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？AB18O標(biāo)記的化合物不同生成的O2是16O2還是18O2問題3：若實(shí)驗(yàn)中A組產(chǎn)生的全是16O2，B組產(chǎn)生的全是18O2，可得出什么結(jié)論？魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)資料：事實(shí)上，A組釋放的O2主要是16O2，還有少量的18O2；B組釋放的O2主要是18O2，還有少量的16O2；從實(shí)驗(yàn)嚴(yán)密性的角度來分析不能說明光合作用產(chǎn)生的O2全部來自于H2O。

魯賓、卡門設(shè)計(jì)了更巧妙更有說服力的方案

甲組乙組丙組配比HC18O3-（0.61%）HC16O3-（99.39%）H218O(0.85%)H216O(99.15%)HC18O3-（0.40%）HC16O3-（99.60%）H218O(0.20%)H216O(99.80%)

HC18O3-（0.57%）HC16O3-（99.43%）H218O(0.20%)H216O(99.80%)結(jié)果結(jié)論18O2(0.85%)16O2

(99.15%)18O2(0.20%)16O2

(99.80%)18O2(0.20%)16O2

(99.80%)產(chǎn)生的O2中18O/16O2的比率和水中H218O/H216O比率一致，與碳酸鹽中HC18O3-

/HC16O3-的比率不一致光合作用生成的氧氣來自于水真實(shí)的魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)反思：A組釋放的O2主要是16O2，還有少量的18O2；B組釋放的O2主要是18O2，還有少量的16O2，用學(xué)過的知識(shí)解釋原因。AB魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)18O2啟示：因此在極短時(shí)間內(nèi)光合作用檢測(cè)O2，可以減少CO2中的O對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。問題4：16O2和18O2如何檢測(cè)和區(qū)辨？A.用放射性顯影裝置檢測(cè)O2是否有放射性來區(qū)辨B.用質(zhì)譜儀分析質(zhì)量差別來區(qū)辨C.兩者都可以√問題5：該實(shí)驗(yàn)中所用的方法是_______________（“放射性同位素標(biāo)記法”或“同位素標(biāo)記法”）-同位素標(biāo)記法C18O2→C6H1218O6H218O→3.（2018.4

浙江選考22）某研究小組進(jìn)行“探究DNA的復(fù)制過程”的活動(dòng)，結(jié)果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示離心管編號(hào)，條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯(cuò)誤的是A.本活動(dòng)運(yùn)用了同位素示蹤和密度梯度離心技術(shù)B.a管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的C.b管的結(jié)果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是15N-14N-DNAD.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明DNA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制的B高考真題回顧4.（2018.4浙江選考23）下列關(guān)于“核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是A.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌后的子代噬菌體多數(shù)具有放射性B.肺炎雙球菌活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型菌是基因突變的結(jié)果C.肺炎雙球菌離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)D.煙草花葉病毒感染和重建實(shí)驗(yàn)中用TMVA的RNA和TMVB的蛋白質(zhì)重建的病毒感染煙草葉片細(xì)胞后，可檢測(cè)到A型病毒，說明RNA是TMVA的遺傳物質(zhì)

D5.（2015.10浙江選考22）下列關(guān)于用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是A.子代噬菌體的DNA控制子代噬菌體的蛋白質(zhì)合成B.合成子代噬菌體外殼的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體外殼都含35S

C.合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體DNA都不含32PD.大腸桿菌的DNA中嘌呤堿基之和與嘧啶堿基之和的比值與噬菌體的相同C6.（2016.6浙江理綜30）下面是關(guān)于植物光合作用的問題。請(qǐng)回答：（2）以14CO2作為光合作用的原料,在卡爾文循環(huán)中首先出現(xiàn)含的三碳化合物是

。（3）給某植物提供C1802和H20,釋放的氧氣中含有18O是由于

，H218O又作為原料參

與了光合作用之故。

三碳酸C1802的部分氧轉(zhuǎn)移到H2180中7.

（2014.6浙江理綜5）某哺乳動(dòng)物體細(xì)胞在培養(yǎng)中能夠分裂，在培養(yǎng)過程中將適量的3H-TdR(3H標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷