同位素标记相关知识综合复习

1.（2018.11浙江选考30

）（7分）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：

（1）为研究光合作用中碳的同化与去向，用同位素14c标记的CO2供给小球藻，每隔一定时间取样，并将样品立即加入到煮沸的甲醇中。甲醇用以杀死小球藻并提取

标记化合物。浓缩后再点样进行双向纸层析，使标记化合物分离

。根据标记化合物出现的时间，最先检测到的是三碳化合物。猜测此三碳化合物是CO2与某一个二碳分子结合生成的，但当突然降低CO2浓度

后，发现RuBP的含量快速升高，由此推知固定CO2的物质不是二碳分子。同位素14c标记提取分离突然降低CO2浓度高考真题回顾（2020.7浙江选考30

）

②用放射性同位素24Na+注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到放射性，24Na+的这种转运方式属于主动转运。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使24Na+外流量减少。2.（2020.7浙江选考23）某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P的子代噬菌体B.甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体C.乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质,也可产生含35S的子代噬菌体D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,也不产生含35S的子代噬菌体C教材中有多个生物科学史的实验用同位素标记的方法，通过仪器对同位素进行追踪，可以研究元素或化合物的来源、分布、去向；进而弄清生命活动和化学反应的过程。近年高考经常作为考点，但这些实验无法在中学实验室完成，导致我们同学对这些实验有种神秘感，理解起来比较抽象。本节课我们一起来剖析和归纳教材中的一些经典的同位素标记实验。一、同位素：

同位素示踪放射性同位素示踪放射性同位素:

二、同位素示踪如3H、14C、32P、35S、131I、24Na如2H、13C、18O、15N种类稳定同位素:1.种类明析概念研究分泌蛋白的合成和运输探究光合作用中元素的转移证明DNA是遗传物质----噬菌体侵染细菌探究DNA分子半保留复制的特点（必修一P.40）（必修一P.86）（必修二P.49）

（必修二P.62）教材中同位素示踪梳理教材研究细胞呼吸过程中物质的转变

（必修一）

基因工程（必修三）

(1)物质代谢的研究(2)物质转移的研究2.同位素示踪研究对象:(2)选择标记剂给入途径(1)标记剂的选择(3)同位素测量方法的选择3.同位素示踪必须要考虑的三大问题:探究光合作用中O2来源同位素标记法探究DNA分子复制方式研究噬菌体侵染细菌实验中DNA、蛋白质外壳的去向追踪分泌蛋白的合成、加工和运输的途径追踪光合作用碳反应中碳原子的途径类型实验名称同位素被标记的化合物检测方法稳定性同位素标记放射性同位素标记探究光合作用O2来源探究DNA复制方式研究噬菌体侵染细菌实验中DNA、蛋白质外壳的去向追踪分泌蛋白的合成、加工和运输的途径追踪光合作用碳反应中碳原子的途径18O15N18CO2/H218O15N-15N-DNA质谱仪密度梯度离心放射性检测仪或特定的显影装置3H14C32P、35S3H标记的亮氨酸14CO232P标记DNA、35S标记蛋白质AB??汉水丑生侯伟作品探究光合作用中O2的来源鲁宾、卡门实验1.任务：探究光合作用中O2中的O来自反应物CO2还是H2O？2.方法：同位素18O分别标记CO2和H2O问题1：该实验的自变量是什么？问题2：该实验的因变量是什么？AB18O标记的化合物不同生成的O2是16O2还是18O2问题3：若实验中A组产生的全是16O2，B组产生的全是18O2，可得出什么结论？鲁宾、卡门实验资料：事实上，A组释放的O2主要是16O2，还有少量的18O2；B组释放的O2主要是18O2，还有少量的16O2；从实验严密性的角度来分析不能说明光合作用产生的O2全部来自于H2O。

鲁宾、卡门设计了更巧妙更有说服力的方案

甲组乙组丙组配比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%)结果结论18O2(0.85%)16O2

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

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

(99.80%)产生的O2中18O/16O2的比率和水中H218O/H216O比率一致，与碳酸盐中HC18O3-

/HC16O3-的比率不一致光合作用生成的氧气来自于水真实的鲁宾、卡门实验反思：A组释放的O2主要是16O2，还有少量的18O2；B组释放的O2主要是18O2，还有少量的16O2，用学过的知识解释原因。AB鲁宾、卡门实验18O2启示：因此在极短时间内光合作用检测O2，可以减少CO2中的O对实验结果的干扰。问题4：16O2和18O2如何检测和区辨？A.用放射性显影装置检测O2是否有放射性来区辨B.用质谱仪分析质量差别来区辨C.两者都可以√问题5：该实验中所用的方法是_______________（“放射性同位素标记法”或“同位素标记法”）-同位素标记法C18O2→C6H1218O6H218O→3.（2018.4

浙江选考22）某研究小组进行“探究DNA的复制过程”的活动，结果如图所示。其中培养大肠杆菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，a、b、c表示离心管编号，条带表示大肠杆菌DNA离心后在离心管中的分布位置。下列叙述错误的是A.本活动运用了同位素示踪和密度梯度离心技术B.a管的结果表明该管中的大肠杆菌是在含14NH4Cl的培养液中培养的C.b管的结果表明该管中的大肠杆菌的DNA都是15N-14N-DNAD.实验结果说明DNA分子的复制是半保留复制的B高考真题回顾4.（2018.4浙江选考23）下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是A.噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D.烟草花叶病毒感染和重建实验中用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMVA的遗传物质

D5.（2015.10浙江选考22）下列关于用32P标记的T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌实验的叙述，错误的是A.子代噬菌体的DNA控制子代噬菌体的蛋白质合成B.合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含35S

C.合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体DNA都不含32PD.大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同C6.（2016.6浙江理综30）下面是关于植物光合作用的问题。请回答：（2）以14CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含的三碳化合物是

。（3）给某植物提供C1802和H20,释放的氧气中含有18O是由于

，H218O又作为原料参

与了光合作用之故。

三碳酸C1802的部分氧转移到H2180中7.

（2014.6浙江理综5）某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培养过程中将适量的3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷