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高考生物一轮复* 实验素养提升4 放射性同位素标记法学案

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实验素养提升 4 放射性同位素标记法 [技能必备] 1.理解含义 用同位素标记化合物,让它们一起运动、迁移,再用探测仪器进行追踪,可以明确化学反应 的详细过程。 2.方法应用 用来研究细胞内的元素或化合物的来源、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。 3.应用分析 (1)标记某元素,追踪其转移途径。如用 18O 标记 H128O,光合作用只产生 18O2;再用 18O 标记 C18O2,光合作用只产生 O2,证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于 H2O,而不是来 自 CO2。 (2)标记特征元素,探究化合物的作用。如 T2 噬菌体侵染细菌的实验中,用 32P 标记噬菌体 的 DNA,大肠杆菌内发现放射性物质;35S 标记蛋白质,大肠杆菌内未发现放射性物质;证明 了 DNA 是噬菌体的遗传物质。 (3)标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理。如用 3H 标记亮氨酸,探究分泌 蛋白的分泌过程;用 15N 标记 DNA,证明了 DNA 复制的特点是半保留复制。 [技能展示] 1.(2017·河南六市二次联考)下列有关放射性同位素示踪实验的叙述,错误的是( ) A.小鼠吸入 18O2,则在其尿液中可以检测到 H128O,呼出的 CO2 也可能含有 18O B.35S 标记甲硫氨酸,附着在内质网上的核糖体与游离的核糖体都可能出现放射性 C.将某精原细胞中的某条染色体上的 DNA 的一条链用 15N 进行标记,正常情况下,在该细胞 分裂形成的精细胞中,含 15N 的精细胞所占比例为 50% D.在缺氧时给水稻提供 14CO2,体内可以存在 14C 的转移途径 14CO2→14C3→(14CH2O)→(14C2H5OH) 解析 将某精原细胞中的某条染色体上的 DNA 一条链用 15N 进行标记,根据半保留复制特点, 正常情况下,该细胞分裂形成的 4 个精细胞中,含 15N 的精细胞只有 1 个,因此所占比例为 25%,C 错误。 答案 C 2.科学家在研究蚕豆根尖分生区细胞的有丝分裂周期时,分别用放射性同位素 15N 标记胸腺 嘧啶脱氧核苷酸(15N-TdR),用 32P 标记尿嘧啶核糖核苷酸(32P-UdR),把两种核苷酸被细胞 利用的速率绘成曲线如下图所示。已知蚕豆有丝分裂周期为 20 h。下列对结果的分析不正 确的是( ) A.B 点时,细胞正在大量合成 RNA B.D 点时,细胞中 DNA 含量达到最大值 C.CE 阶段,细胞容易发生基因突变 D.蚕豆有丝分裂周期中分裂期时间不超过 6 h 解析 D 点时利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸的速率最大,但 D 点到 E 点,TdR 仍然被利用,说明 该阶段仍合成 DNA,E 点时细胞中 DNA 含量最高。 答案 B 3.(2017·海南压轴卷)在生命科学发展过程的经典实验中,用到放射性同位素标记法的是 () A.萨克斯证明光合作用的产物中有淀粉 B.摩尔根证明基因位于染色体上 C.T2 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 D.用烟草花叶病毒证明 RNA 也是遗传物质 解析 萨克斯证明光合作用产物中有淀粉使用的是碘液染色法;摩尔根用假说—演绎法证明 了基因在染色体上;证明烟草花叶病毒的 RNA 也是遗传物质使用的是病毒拆分实验。 答案 C 4.(2017·湖南衡阳六校联考)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,抽取亲代及子代的 DNA 经高速离心分离,图①~⑤为 可能的结果,下列叙述错误的是( ) A.子一代 DNA 应为② B.子二代 DNA 应为① C.子三代 DNA 应为④ D.亲代的 DNA 应为⑤ 解析 亲代细菌 DNA 的含氮碱基皆含有 15N,故亲代的 DNA 应为⑤;放在 14N 培养基中培养, 子一代 DNA 为 14N-15N-DNA,应为图中②;子二代 DNA,一半是 14N-15N-DNA,另一半是 14N -14N-DNA,应为图中①;随着复制次数增加,离心后都含有中带和轻带,轻带相对含量增 加,应为图中③。 答案 C 5.赫尔希和蔡斯于 1952 年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了 DNA 是遗传物质。 这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( ) A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B.只将其 DNA 注入大肠杆菌细胞中 C.DNA 可用 15N 放射性同位素标记 D.蛋白质可用 32P 放射性同位素标记 解析 组成噬菌体的结构物质有蛋白质和 DNA,对蛋白质和 DNA 进行标记要用特有元素 35S 和 32P,不能用共有元素 15N,故 C 项错误。蛋白质的组成元素中一般没有 P,故 D 错误。噬 菌体侵染细菌时把 DNA 注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,这一特性将蛋白质和 DNA 分离开,使实验结果更科学、更准确,故 B 项正确。 答案 B



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