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综合题解题技能1同位素示踪法的应用


综合题解题技能1 “同位素示踪

法”的应用
样题细研 同位素的发现为探明许多生命的奥秘起了很重要 的作用 (1)用18O标记二氧化碳,使其参与光合作用,再

经有氧呼吸,则18O转移的途径是
A.C18O2→(CH218O)→H218O B.C18O2→(CH218O)→C18O2

(

)

C. D.C18O2→18O2

(2)如果用含15N的蛋白质饲料饲养体内不含15N的
大白鼠,较长一段时间后,从大白鼠的组织中分 离出下列物质,其中含有15N的是(多选)( A.脂肪酸 B.淀粉酶 C.肌糖原 (3)植物光合作用产生的O2来自H2O,还是来自 CO2?请写出简单实验思路证明你的结论。? ) D.生长激素?

解析

同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂

对研究对象进行标记的微量分析方法,即把放射性 同位素的原子掺到其他物质中去,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。从而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。第(3)小题的实验 设计可用同位素标记法。分别用同位素 1 8 O标记的 H 2 18 O和C 18 O 2 提供给两组植物进行光合作用实验,分 析两组植物光合作用释放的氧气,18O2仅在提供H218O 的那组植物中产生,即可证明光合作用产生的O2来自 H2O。

答案

(1)B

(2)BD

(3)来自H2O。分别将C18O2和H218O提供给两组植物, 分析两组植物光合作用释放的氧气,18O2仅在提供 H218O的那组植物中产生,即可证明上述结论。?

归纳整合
1.标记水和二氧化碳中的氧元素来探究光合作用产 生的氧气的来源。例如在教材中,介绍的鲁宾和 卡门的实验,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,然后进行两组光合作用实验:第一组向绿 色植物提供H 2 18 O和CO 2 ,第二组向同种绿色植物

提供H 2 O和C 18 O 2 。在相同条件下,他们对两组光
合作用释放的氧进行了分析,结果表明第一组释 放的氧全部是 18 O 2 ,第二组释放的氧全部是O 2 , 从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。

2.标记植物吸收的特种元素来探究该元素在植物体 内的运输途径,如本样题第(1)小题。 3.标记硫元素和磷元素来探究噬菌体的遗传物质是 DNA。教材中同样是在介绍噬菌体侵染细菌的实

验中,介绍了35S的标记应用。即是用35S标记噬
菌体的蛋白质外壳来显示其最后的存在部位。由 于蛋白质含有S元素,而DNA中不含S元素,可以 把蛋白质和DNA区别开来。 4.标记DNA分子中的元素来探究DNA分子的半保留复

制,例如用 N的同位素 15 N标记核苷酸研究DNA的
半保留复制。

5.利用标记DNA分子制造基因工程中的DNA探针。? 6.标记氨基酸探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、 运输与分泌途径,利用N的同位素15N标记氨基酸。

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→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。

变式训练

1.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.CO2? ( A )

C.C2H5OH
解析

D.C3H6O3

有氧呼吸的最终产物是CO2和H2O。

2.将植物细胞在?3H标记的尿苷存在下培育数小 时,然后收集细胞,经适当处理后获得各种细胞

器。放射性将主要存在于
A.叶绿体和高尔基体 C.细胞核和内质网

( D )
B.细胞核和液泡 D.线粒体和叶绿体?

解析

尿苷是合成RNA的原料,在细胞器中只有

线粒体和叶绿体含有DNA并且转录合成RNA。除此 之外,核糖体的组成成分中含RNA,但是,选项 中末涉及。

随堂演练 1.将用15N标记的尿嘧啶核苷酸引入某种绿色植物细 胞内,一段时间后,下列各组结构中,放射性较 强的一组结构是 A.细胞核、核仁、中心体? B.细胞膜、核糖体、高尔基体? C.细胞核、核糖体、线粒体、叶绿体? ( C )

D.细胞核、核糖体、内质网、液泡

2.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 ) A.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?
B.用18O标记H2O和CO2有力地证明了CO2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DNA并以此侵染细菌证明了
DNA是遗传物质

3.从某腺体的细胞中提取一些细胞器,放入含有15N
标记的氨基酸的培养液中(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 ( B )

4.用同位素14C标记的吲哚乙酸来处理一段枝条的一 端,然后探测另一端是否含有放射性14C标记的吲 哚乙酸存在。枝条及位置如下图。下列有关处理 方法及结果的叙述正确的是 ( )

A.处理图甲中A端,不可能在图甲中的B端探测到
14C的存在

B.处理图乙中A端,能在图乙中的B端探测到14C的

存在
C.处理图乙中B端,能在图乙中的A端探测到14C的 存在? D.处理图甲中B端,能在图甲中的A端探测到14C的 存在

答案

C

5.为了验证促进有丝分裂的物质对细胞分裂的促进
作用,将小鼠的肝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);乙组中加入等剂量的?
3H-TdR,加入促进有丝分裂的物质。培养一段时

间后,分别测定甲、乙两组细胞的总放射性强度。
据此回答下列问题:? (1)细胞内?3H-TdR参与合成的生物大分子是 ,该种分子的存在位置 是 、 。

(2)乙组细胞的总放射性强度比甲组的



原因是
在细胞周期的
.


期。 。

(3)细胞利用3H-TdR合成生物大分子的过程发生

(4)在上述实验中选用3H-TdR的原因是

答案

(1)DNA

染色体

线粒体

(2)高

乙组细胞分裂旺盛,产生的细胞多,且

含有由胸腺嘧啶脱氧核苷合成的胸腺嘧啶脱氧核苷

酸等为原料合成的DNA
(3)间? (4)它是合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸的原料,胸腺 嘧啶脱氧核苷酸又是合成DNA的原料,且RNA的合成 不需,排除了RNA的干扰

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