高考生物一轮复习实验素养提升4放射性同位素标记法教案

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H182O，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H182O，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