(完整word版)“同位素示踪法”专题练习
“同位素示踪法”专题练习
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，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。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。一、3H练习
1．将植物细胞在3H标记的尿苷存在下温育数小时，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B．细胞核和液泡C．细胞核和内质网D．线粒体和叶绿体2．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
C、C2H5OH
D、C3H6O3
3．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性（3H 标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体中。因此，可以肯定被标记的化合物是（）
A 一种氨基酸
B 尿嘧啶核苷
C 胸腺嘧啶脱氧核苷酸
D 葡萄糖
4．（多选）下列生物学研究选择的技术（方法）恰当的是（）
A．用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA的复制B．用利用纸层析法提取叶绿体中的色素
C．用标志重捕法进行鼠的种群密度的调查D．用无毒的染料研究动物胚胎发育的过程
5．为了研究促进有丝分裂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，在甲组的培养液中只加入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 并加入促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。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，该种分子所在的细胞结构名称是、。
（2）乙组细胞的总放射性强度比甲组的，原因是。（3）细胞利用3H-TdR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的期。
（4）在上述实验中选用3H-TdR的原因是。二、14C练习
1．若用14C 标记CO2 分子，则放射性物质在植物光合作用过程中将会依次出现在（）
A．C5、CO2、C3、（CH2 O）B．C3、C5、（CH2 O）
C．CO2、C3、（CH2 O）D．CO2 、C3、C5、（CH2 O）
2．用同位素标记追踪CO2 分子，某植物细胞产生后进入相邻细胞中被利用，一共穿越几层磷脂分子层?（）
A 2层
B 4层
C 6层
D 0层或8层
3．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．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H2 O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
4．用同位素14C 标记的吲哚乙酸来处理一段枝条一端，然后探测另一端是否
含有放射性14C 的吲哚乙酸存在。枝条及位置如右下图。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
三、15N 练习
1．科学家用 15N 的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的有关数据，如下图。下列叙述正确的是 （ ）
A ．蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19．3h
B ．非等位基因的自由组合可发生在19．3～21．3h
C ．0～2h 期间，DNA 分子始终处于解旋状态
D ．高尔基体、线粒体、叶绿体在细胞分裂过程中活动旺盛
变式1：大肠杆菌在含有15N 标记的NH4Cl 培养液中培养后，再转移到含有14N 的普通培养液中培养，8小时后提取DNA 进行分析，得出含15N 的DNA 占总DNA 的比例为1/16，则大肠杆菌的分裂周期是 ( )
A ．2小时
B ．4小时
C ．1.6小时
D ．1小时
变式2：同位素标记法是生物学研究中的常用方法。英才苑某同学试图探究细胞有丝分裂分裂期是否存在蛋白质的合成过程，常用的标记元素及方法是：
A ．以含15N 的无机盐培养洋葱根尖，并检验分裂期细胞的放射性
B ．以含15N 的腺嘌呤的营养液培养植物组织，并检验分裂期细胞的放射性
C ．以含15N 的无机盐溶液代替清水制作洋葱根尖有丝分裂装片，并检测分裂期细胞的放射性
D ．以含15N 一尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养植物组织，检验分裂期细胞的放射性
2．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
D ．细胞核、核糖体、内质网、液泡
3．假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA 分子用 15N 标记，并供给含 14N 的原料。该细胞经减数分裂产生的四个精子中，含 15N 标记的DNA 的精子占全部精子的比例为 （ ）
A ．0
B ．25%
C ．50%
D ．100%
4．如果用 15N 、 32P 、 35S 标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为 （ ）
A ．可在外壳中找到 15N 和 35S
B ．可在DNA 中找到 15N 和 32P
C ．可在外壳中找到 15N
D ．可在DNA 中找到 15N 、 32P 和 35S
5．从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有 15N 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 （ ）
6．给某种蔬菜施含放射性同位素15N 的氮肥，植物吸收后主要用于合成蛋白质。人食用该种蔬菜后，通过代谢， 15N 最终出现在 中。 （ ）
38.6 分裂 分裂
分裂 0 2 19.3 21.3 40.6 h
A 氨基酸
B 氨C尿素 D 蛋白质
7．用放射性15N 标记的(NH4)2 SO4 给水稻施肥，并将施用该种肥料后水稻的稻谷饲料喂猪，对猪的唾液和尿液定时进行放射性同位素的跟踪检测。结果，在猪的唾液和尿液中均能检测到有15N 存在。根据以上实例，请回答下列有关问题：
⑴在(NH4)2 SO4中掺入15N 的用途是。
⑵把色素滤液放在光源和分光镜之间，则可见在光谱上出现了黑色线或暗带，黑线和暗带主要集中在。
⑶(NH4)2 SO4中的N进入猪细胞内的简要过程是。
⑷15N 进入唾液和尿液的物质变化过程的主要区别。
⑸与唾液中含15N 的物质的合成和分泌有关的细胞器。四、18O练习
1．在一个密封的玻璃钟罩内，有绿色植物，并养有以此为食的小动物，罩内的O2 用18O 原子为标记，每天给予光照，若干时间后，18O 可在下列哪项自身有机物中出现（）
A．只在植物体中B．动植物体内均有
C．只在动物体内D．动植物体内均无
2．在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O 的水中，过一段时间后，分析18O 放射性的存在，最有可能的是（）
A．在植物体内的葡萄糖中发现B．在植物体内的淀粉中发现
C．在植物体内的脂肪、蛋白质、淀粉中均可发现D．在植物体周围的空气中发现
3、将一株水培草莓用钟罩罩住，在培养液中添加H2 18O ，追踪18O 的所在。先在草莓根毛细胞里发现，这是植物细胞对水的作用，继而钟罩壁上凝结有，这是植物的作用所致。在光照的情况下，罩内空气中又出现，这是依赖于植物的作用，将钟罩再次移到黑暗环境后气体减少了，而罩壁上凝结的反而增加了，这是植物的作用所致。
4．将生长旺盛的两盆绿色植物分别置于两个玻璃钟罩内，甲罩内
的花盆浇足含18O 的水（H2 18O ），乙罩内充足含18O 的CO2 （C
18O 2 ），将两个花盆用塑料袋包扎起来，并用玻璃钟罩密封（如
右图），在适宜的温度下光照1小时。请回答：
（1）此时，甲罩壁上出现许多含18O 的水珠，这些水珠是经植
物体的作用产生的。甲罩内还有许多18O2 ，这是植
物体进行将H2 18O分解成和的结果。
（2）乙罩壁上出现许多含18O 的水珠，这些是植物吸收C 18O2 进行作用产生的。
（3）将甲装置移入黑暗环境中，几小时后，罩内的18O2 逐渐减少，减少的18O2 被转移到植物体内形成了。这一生理过程的主要意义是。
五、32P、35S练习
1．下列那一种方法能为T2噬菌体的DNA作上32P标记（）
A．用含32P标记的大肠杆菌培养B．用含32P标记的植物细胞培养
C．用含32P标记的动物细胞培养D．用含32P标记的固体培养基培养
2．把菜豆幼苗放在含32P的培养液中培养，一小时后测定表明，幼苗各部分都含32P。然后将该幼苗转移到不含32P的培养液中，数天后32P （）
A 不在新的茎叶中
B 主要在新的茎叶中
C 主要在老的茎叶中
D 主要在老的根中3．噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌的实验相关叙述中不正确的是（）
A．该实验不能证明蛋白质不是遗传物质
B．侵染过程的原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供
C．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S共同标记一组噬菌体的DNA和蛋白质
D．连续培养噬菌体n代，则含母链的DNA应占子代DNA总数的1/2(n-1)
4．用35S标记的大肠杆菌T2 噬菌体去侵染32P标记DNA的细菌，则新产生的噬菌体中（）A．全部含有35S，32P B．全部含有32P，不含35S
C．部分含有35S，不含32P D．部分含有32P，不含35S
5．用含有35S标记氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含35S蛋白质。
(1)请写出35S在细胞各结构间移动的先后顺序(用"→"表示先后顺序)。
(2)写出上述蛋白质合成和分泌过程中相关细胞器的功能。
6.用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过一段时间的保温后，搅拌、离心后发现放射性主要分布在上清液中，沉淀物的放射性很低，对于沉淀物中还含有少量的放射性的正确解释是()
A．经搅拌与离心后还是有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上
B．离心速度太快，较重的T2噬菌体有部分留在沉淀物中
C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S
D．少量含有放射性35S的蛋白质进入大肠杆菌内
六、其它标记
1．诊断苯丙酮尿症选用的探针是（）
A．32P半乳糖苷转移酶基因B．荧光标记的苯丙氨酸羟化酶
C．3H苯丙氨酸羟化酶基因D．荧光标记的B-珠蛋白基因
2．放射性同位素标记法一般不应用于（）
A．基因诊断
B．修复有缺陷的基因
C．分泌蛋白分泌过程的研究
D．探究C3、C4植物固定CO2 的途径
3．用放射性同位素分别标记U和T的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂周期为20小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如右图所示。
下列对此结果的分析中，不正确的是（）
A．b点时刻，细胞正大量合成RNA
B．d点时刻，细胞中DNA含量达到最高值
C．c-e阶段，细胞内最容易发生基因突变
D．处于a-c阶段的细胞数目较多
4、一系列实验证明细胞模具有流动性。荧光抗体免疫标记实验就是其中的一个典型例子。下图表示了人、鼠细胞融合的过程，研究中分别将带有绿色荧光、能与人体细胞膜上HLA抗原特异性结合的抗体和带有红色荧光、能与小鼠细胞膜上H-2抗原特异性结合的抗体放入细胞培养液中，对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述不正确的是（）
A．要使实验现象明显，可以适当提高细胞培养液的温度
B．选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大
C．实验表明不同种细胞可以杂交，而同种生物细胞不能进行融合
D．实验结果可以直接证明细胞膜上的蛋白质分子可以运动
一、3H练习：答案：1、D2、Ａ3、C4、CD5、（1）DNA 染色体线粒体（2）高乙组细胞分裂旺盛，产生的细胞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）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。
二、14C练习：答案：1、C2、C3、A4、C
三、15N练习：答案：1、A变式1C 变式2：D 2、C3、D4、B5、B6、C7、⑴作为示踪原子⑵红光区和蓝紫光区⑶水稻根吸收的氮与光合作用的产物形成稻谷内的蛋白质，稻谷内蛋白质经猪消化、吸收，进入猪细胞内⑷前者是合成唾液淀粉酶为同化作用，后者是氨基酸经脱氨基作用后氨基的转化过程⑸核糖体、内质网、高尔基体
四、18O练习：答案：1、B2、D
3、H2 18O 渗透H2 18O 蒸腾O2 光合作用O2 H2 18O 呼吸作用
4．（1）蒸腾光合作用[H] 18O2 （2）光合（3）水为植物的各项生命活动提供能量
五、32P、35S练习答案：1、A2、B3、C4、B5、（1）核糖体→内质网→高尔基体→小泡→细胞膜（→胞外）；（2）核糖体是蛋白质合成的场所；内质网与蛋白质合成有关，是蛋白质运输通道；高尔基体是蛋白质加工和转运的场所。6A
六、其它标记：答案：1、C2、B3、B4、C
高中生物学中常见同位素示踪法实验
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用 同位素示踪法是利用放射性核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参到其他物质中去，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。 同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它可以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。总之，同位素示踪法正在更大规模地应用于生物研究领域。 用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S、131I等。在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下： 1 研究蛋白质或核酸合成的原料及过程 把具有反射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，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、运动到哪里以及分布如何。 2 研究分泌蛋白的合成和运输 用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。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。 3 研究细胞的结构和功能 用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。 4 探究光合作用中元素的转移 利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。例如，美国的科学家鲁宾和卡门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H218O 和CO2，第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。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18O2，第二组释放的氧全部是O2，从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。另外，卡尔文等用14C标记的CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 5 研究细胞呼吸过程中物质的转变途径 利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。例如，用18O标记的氧气（18O），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即18O→H218O。用18O标记的葡萄糖（C6H1218O6），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部无放射性，即C6H1218O6→C18O2。例如将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水。 6 研究某些矿质元素在植物体内的吸收、运输过程 研究矿质元素的吸收部位时，常用放射性同位素32P等来做实验，发现根毛区是根尖吸收矿质离子最活跃的部位。研究矿质离子在茎中的运输部位时，用不透水的蜡纸将柳树的韧
同位素示踪在植物光合作用研究中应用
题目：同位素示踪在植物光合作用研究中应用 学院：XXXXXXX学院 专业班级：XXXXXX班 姓名：XXX 引言： 同位素示踪法是利用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，Hevesy创立了示踪实验并于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。 中文名称：同位素示踪 英文名称：isotopic tagging;isotopic tracing 定义：化合物的同位素标记物与其非标记物具有相同 的生物化学性质，且同位素能够很灵敏地被检测，因而 追踪同位素标记物在所研究对象中的移动、分布、转变 或代谢等，是生物科学研究的有力手段。 正文： 同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性
质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点： 1.灵敏度高 放射性示踪法可测到10-14－10-18克水平，即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子。它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平。 2.方法简便 放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液
同位素示踪与荧光标记技术
同位素示踪与荧光标记技术 [热考解读] 1．同位素示踪法 (1)同位素示踪法：用示踪元素标记的化合物，可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学的研究方法叫做同位素示踪法，也叫同位素标记法。(2)应用：可用于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。还可用于疾病的诊断和治疗，如碘的放射性同位素可以用来治疗甲状腺肿大。 (3)使用注意事项：一次只能使用一种同位素标记 2．荧光标记法 荧光标记法(Fluorescent Labeling)是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行标记的分析方法。 (1)常用的荧光蛋白为绿色和红色两种 ①绿色荧光蛋白(GFP)常用的是来源于发光水母的一种功能独特的蛋白质，分子量为27 kD，具有238个氨基酸，蓝光或近紫外光照射，发射绿色荧光。 ②红色荧光蛋白来源于珊瑚虫，是一种与绿色荧光蛋白同源的荧光蛋白，在紫外光的照射下可发射红色荧光，有着广泛的应用前景。 (2)人教版教材中用到荧光标记法的地方 ①《必修1》P66“细胞融合实验”：这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。 ②《必修2》P30“基因在染色体上的实验证据”：通过现代分子生物学技术，运用荧光标记的手段，可以很直观地观察到某一基因在染色体上的位置。 (3)荧光标记法特别是在免疫学研究中也有重要的作用，例如免疫荧光抗体标记法。将已知的抗体或抗原分子标记上荧光素，当与其相对应的抗原或抗体起反应时，在形成的复合物上就带有一定量的荧光素，在荧光显微镜下就可以看见发出荧光的抗原抗体结合部位，检测出抗原或抗体。 [命题设计] 1．(2018·山东青岛一模)同位素标记法常用于追踪物质运行和变化规律的研究，下列相关叙述不正确的是() A．给小鼠供应18O2，其呼出气体中可能含有C18O2 B．用含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，只能在分生区细胞中检测到放射性 C．用15N标记DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留复制 D．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，保温、搅拌、离心后可检测到沉淀物中放射性很高
同位素示踪法在生物学科中的应用
同位素示踪法在生物学科中的应用 用放射性同位素标记的化合物，其化学性质不变，根据其放射性，对生物体内各种复杂的生理、生化过程进行追踪，叫同位素示踪法。常利用14C、18O、15N、3H、32P、35S等同位素作为示踪原子。 1．推断动、植物细胞的结构和功能 用同位素标记的氨基酸或核苷酸引入细胞内，探测这种放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。 例1．用示踪原子3H标记的四种脱氧核苷酸，将其配制到培养基中培养人的白细胞，待细胞恢复分裂后，发现子代细胞中除细胞核外，细胞质中也探测到3H的存在，你认为细胞质中的3H主要存在于（） A．叶绿体B．核糖体C．线粒体D．高尔基体 例2．用14C标记的葡萄糖培养去掉细胞壁的植物细胞，3h后用放射自显影技术观察，该植物细胞内含有14C最多的结构是（） A．核糖体B．高尔基体C．内质网D．细胞核 例3．若用放射性同位素15N标记的氨基酸研究胰腺细胞合成并分泌消化酶的过程，则放射性同位素15N先后出现在（） A．高尔基体、内质网、核糖体B．内质网、高尔基体、核糖体 C．核糖体、内质网、高尔基体D．核糖体、高尔基体、内质网 2．判断光合作用和呼吸作用过程中原子转移的途径 （1）光合作用：O2来自于水的光解，C6H12O6中的C和O全来自于CO2 （2）有氧呼吸：CO2中的O来自于C6H12O6和H2O，H2O中的O来自于O2。 例4．用C18O2参与光合作用，再经过有氧呼吸，则18O转移的途径是（）A．CO2O2 B．CO2 C3 C6H12O6 H2O C．CO2C3 C6H12O6 CO2 D．CO2 C3C6H12O6 H2O+ CO2 例5．在某动物有氧呼吸实验中，若所用的水中有12%含18O，氧气中有4%含18O，则该动物有氧呼吸释放的CO2中约含（） A．6%的C18O2 B．12%C18O2 C．4% C18O2 D．2%C18O2 例6．将生长旺盛的两盆绿色植物分别放置于两个玻璃钟罩内，甲钟罩内的花盆浇足含18O 的水，乙钟罩内充足含18O的CO2，将两个花盆用塑料袋包扎起来，并用玻璃钟罩密封，在适宜温度下光照1h，回答： （1）甲钟罩的壁上出现了许多含18O的水珠，这些水是经过植物的蒸腾作用产生的。还有许多18O2，这是植物进行产生的。 （2）乙钟罩的壁上有许多含18O的水珠，这是C18O2进行作用产生的。 （3）将甲移入黑暗环境中，几小时后，钟罩内18O2减少，减少的18O2被转移到植物体内形成了，这一生理过程的主要意义是。3．定蛋白质代谢过程中元素的转移情况 例7．有人给农作物施用15N标记的肥料，结果在食用该农作物的动物尿液中查出15N。（1）含15N的化肥从土壤溶液中先后经过和过程进入根细胞。（2）含15N的物质在植物体内的核糖体处合成植物蛋白。以后动物摄取该植物蛋白，在消化道内先后经等酶的作用，又分解为含15N的氨基酸。（3）含15N的氨基酸被吸收到动物体内，又经过作用被分解为含15N的物质，进而在内转化为，随尿液排出体外。 4．证明植物生长素的极性运输
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用同位素示踪法是利用放射性核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参到其他物质中去，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。同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它可以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。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S、131I等。在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下： 1 研究蛋白质或核酸合成的原料及过程 把具有放射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，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、运动到哪里以及分布如何。 2 研究分泌蛋白的合成和运输 用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。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。 3 研究细胞的结构和功能 用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。 4 探究光合作用中元素的转移 利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。例如，美国的科学家鲁宾和卡门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H218O和CO2，第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。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18O2，第二组释放的氧全部是O2，从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。另外，卡尔文等用14C标记的CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 5 研究细胞呼吸过程中物质的转变途径 利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。例如，用18O标记的氧气（18O），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即18O→H218O。用18O标记的葡萄糖（C6H1218O6），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部无放射性，即C6H1218O6→C18O2。例如将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水。 6 研究某些矿质元素在植物体内的吸收、运输过程 研究矿质元素的吸收部位时，常用放射性同位素32P等来做实验，发现根毛区是根尖吸收矿质离子最活跃的部位。研究矿质离子在茎中的运输部位时，用不透水的蜡纸将柳树的韧皮部和木质部隔开，并在土壤中施用含42K的肥料，5小时后测定42K在柳茎各部位的分布；有蜡纸隔开的木质部含有大量42K，韧皮部几乎无42K，说明运输42K的是木质部；柳茎在用蜡纸隔开韧皮部和木质部的以下区段以及不插入蜡纸的对照实验中，韧皮部中也有很多42K，说明42K可从木质部横向运输到韧皮部。 7 研究有丝分裂过程中染色体的变化规律
同位素示踪法
“同位素示踪法”专题复习 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，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。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。 一、3H练习 1．将植物细胞在3H标记的尿苷存在下温育数小时，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B．细胞核和液泡C．细胞核和内质网D．线粒体和叶绿体 2．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 C、C2H5OH D、C3H6O3 3．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性（3H标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体中。因此，可以肯定被标记的化合物是（） A一种氨基酸B尿嘧啶核苷C胸腺嘧啶脱氧核苷酸D葡萄糖 4．（多选）下列生物学研究选择的技术（方法）恰当的是（） A．用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA的复制B．用利用纸层析法提取叶绿体中的色素 C．用标志重捕法进行鼠的种群密度的调查D．用无毒的染料研究动物胚胎发育的过程 5．为了促进有丝分裂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加入促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。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，该种分子所在的细胞结构名称是，。 （2）乙组细胞的总放射性强度比甲组的，原因是。 （3）细胞利用3H-TdR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的期。
同位素示踪法及其在中学生物学中的应用
同位素示踪法及其在中学生物学中的应用娄志义 (安徽省合肥市中国科技大学附属中学230026) 左丽丽 (山东省寿光市第五中学262735) 同位素示踪法是利用放射性核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参到其他物质中去，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。示踪实验的创建者是Hevesy，HeX,esy于1923年首先用天然放射性z1Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。目前，由于中学《生物》课本中介绍的实验越来越多，涉及的同位素示踪法也频繁地出现，本文对同位素示踪法的原理及其应用做一介绍 1 同位素示踪法基本原理和特点 1．1基本原理具有相同的质子数和不同中子数的原子互称同位素，如16O、17O和18O是氧的三个同位素。而具有放射性的同位素叫放射性同位素，如235U和236U是铀元素的两个放射性同位素。同位素示踪所利用的放射性核素(或稳定性核素)及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物(如标记食物，药物和代谢物质等)代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线(如a、B 一、B’、Y、X射线等)的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等；稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪、气
相层析仪、核磁共振等质量分析仪器来测定。。 1．2放射性同位素示踪法的特点 放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂，但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度高，测量方法简便易行，而且具有能准确地定量，准确地定位及符合研究对象的生理条件等特点：①灵敏度高。放射性示踪法可以检测10-18～10-19放射性核素，比普通化学分析法的灵敏度(10—12g)要高得多。②方法简便。放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的Y射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析。③定位定量准确。放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变，可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。④符合生理条件。在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的质量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。 2各种同位素及其在中学生物学中的应用 2．1 氢的同位素已知氢有三种同位素，即氕、氘和氚，氕和氘是稳定的同位素，而氚具有放射性，能够发射负B射线，因而可以通过
同位素示踪法是什么
同位素示踪法是什么 同位素示踪法(isotopic tracer ?method)是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研 究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立(加速器、反应堆等)，为放射性同位素示 踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。下面小编就 给大家科普一下关于同位素示踪法的资料，欢迎阅读。 ?同位素示踪法简介用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂，研究化学、 生物或其他过程的方法。放射性核素或稀有稳定核素的原子、分子及其化合物，与普通物质的相应原子、分子及其化合物具有相同的化学、生物学性质。例如，含有放射性核素的食物、药物或代谢物质，与相应的非放射性的食物、药物或代谢物质在生物体内所发生的化学变化及生物学过程完全相同。可以 利用放射性核素的原子作为一种标记，制成含有这种标记核素的食物、药物 或代谢物质。由于放射性核素能不断地发射具有一定特征的射线;通过放射性探测方法，可以随时追踪含有放射性核素的标记物在体内或体外的位置及其 数量的运动变化情况。如果用稳定核素原子作为标记，则通过探测该原子的 特征质量的方法追踪。示踪原子(又称标记原子)，是其核物理特征易于探测 的原子。含有示踪原子的化合物称为标记化合物。在特殊情况下，有时也采 用标记的细胞、微生物、动植物等各类标记物。1912年G·C·DE赫维西首先 试用同位素示踪技术，并陆续作了许多工作。由于其开创性贡献赫维西1943年获得了诺贝尔化学奖。从30年代开始随着重氢同位素和人工放射性核素的发现，同位素示踪方法大量应用于生命科学、医学、化学等领域。同位素示
最新同位素标记法在高中生物的应用
同位素标记法在高中生物的应用：同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。 在浙科版必修1P6教材中也有说明：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。此研究方法在高中生物教材中多次出现，总结如下： 1．分泌蛋白的合成与分泌（必修1P40简答题） 20世纪70年代，科学家詹姆森等在豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸。3min后被标记的亮氨酸出现在附有核糖体的内质网中；17min后，出现在高尔基体中；117min后，出现在靠近细胞膜内侧的囊泡中及释放到细胞外的分泌物中。由此发现了分泌蛋白的合成与分泌途径：核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→外排。 2．光合作用中氧气的来源 1939年，鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，然后进行两组对比实验：一组提供H2O 和C18O2，另一组提供H218O和CO2。在其他条件相同情况下，分析出第一组释放的氧气全部为O2，第二组全部为18O2，有力地证明了植物释放的O2来自于H2O而不是CO2。3．光合作用中有机物的生成 20世纪40年代美国生物学家卡尔文等把单细胞的小球藻短暂暴露在含14C的CO2里，然后把细胞磨碎，分析14C出现在哪些化合物中。经过10年努力终于探索出了光合作用的“三碳途径”——卡尔文循环。为此，卡尔文荣获“诺贝尔奖”。 4．噬菌体侵染细菌的实验 1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，再让被35S、32P分别标记的两种噬菌体去侵染大肠杆菌，经离心处理后，分析放射性物质的存在场所。此实验有力证明了DNA是遗传物质。 5．DNA的半保留复制 1957年，美国科学家梅塞尔森和斯坦尔用含15N的培养基培养大肠杆菌，使之变成“重”细菌，再把它放在含14N的培养基中继续培养。在不同时间取样，并提取DNA进行密度梯度离心，根据轻重链浮力等的不同，就分出新生链和母链，这就证实了DNA复制的半保留性。 6．基因工程 在目的基因的检测与鉴定中，采用了DNA分子杂交技术。将转基因生物的基因组DNA提取出来，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作标记，以此为探针使之与基因组DNA 杂交，如果显示出杂交带，就表明目的基因已导入受体细胞中。 另外，还可采用同样方法检测目的基因是否转录出了mRNA，不同的是从转基因生物中提取的是mRNA。 7．基因诊断 基因诊断是用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA分子作探针，依据DNA分子杂交原理，鉴定被检测样本上的遗传信息，从而达到检测疾病的目的。 另外，还可以用在植物有机物的运输研究过程中。 示踪原子不仅用于科学研究，还用于疾病的诊断和治疗。例如，射线能破坏甲状腺细胞，使甲状腺肿大得到缓解。因此，碘的放射性同位素就可用于治疗甲状腺肿大。 利用到同位素示踪的实验有： 1.光合作用中释放出的氧来自水还是二氧化碳：美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究了这个问题，证明得到氧全部来自水而不是二氧化碳。
(完整word版)“同位素示踪法”专题练习
“同位素示踪法”专题练习 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，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。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。一、3H练习 1．将植物细胞在3H标记的尿苷存在下温育数小时，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B．细胞核和液泡C．细胞核和内质网D．线粒体和叶绿体2．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 C、C2H5OH D、C3H6O3 3．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性（3H 标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体中。因此，可以肯定被标记的化合物是（） A 一种氨基酸 B 尿嘧啶核苷 C 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D 葡萄糖 4．（多选）下列生物学研究选择的技术（方法）恰当的是（） A．用3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA的复制B．用利用纸层析法提取叶绿体中的色素 C．用标志重捕法进行鼠的种群密度的调查D．用无毒的染料研究动物胚胎发育的过程 5．为了研究促进有丝分裂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，在甲组的培养液中只加入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 并加入促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。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，该种分子所在的细胞结构名称是、。 （2）乙组细胞的总放射性强度比甲组的，原因是。（3）细胞利用3H-TdR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的期。 （4）在上述实验中选用3H-TdR的原因是。二、14C练习 1．若用14C 标记CO2 分子，则放射性物质在植物光合作用过程中将会依次出现在（） A．C5、CO2、C3、（CH2 O）B．C3、C5、（CH2 O） C．CO2、C3、（CH2 O）D．CO2 、C3、C5、（CH2 O） 2．用同位素标记追踪CO2 分子，某植物细胞产生后进入相邻细胞中被利用，一共穿越几层磷脂分子层?（） A 2层 B 4层 C 6层 D 0层或8层 3．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．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H2 O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 4．用同位素14C 标记的吲哚乙酸来处理一段枝条一端，然后探测另一端是否 含有放射性14C 的吲哚乙酸存在。枝条及位置如右下图。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
高中生物同位素示踪法在高中生物中的应用归纳素材新人教版
同位素示踪法在生物中的应用归纳 1同位素示踪法，是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析的方法。 常用的标记元素有： （1）14C :常用于标记CO2,葡萄糖，生长素等物质中的C，也可用与标记生长素的运输方向 （2）18O：常用于标记光合作用和呼吸作用过程中的H2O,CO2，O2,葡萄糖等， （3）3H：经常用于标记核苷酸示踪DNA，RNA的分布 （4） 15N：常用于标记无机盐，示踪在自然界中的N循环，也可用来标记氨基酸等 （5）32P:常用于标记核酸，标记含P的无机盐可示踪无机盐在植物体内的利用状况，也可用来标记DNA的复制情况 （6）35S：标记蛋白质，在研究遗传的物质基础实验中标记噬菌体 例22 陆生植物能不能通过根部获得碳源，且用于光合作用?请做出假设，且根据提供的实验材料，完成相关实验问题。 (1)假设为：。 (2)利用实验器材，补充相关实验步骤。 (3)方法和步骤：
①； ②； ③对菜豆幼苗的光合作用产物进行检查。 结果预测和结论：。 该实验最可能的结果是，原因是。 答案 (1)陆生植物能通过根部获得碳源 (2)①把适量含有NaH14CO3，的营养液置于锥形瓶中，并选取生长正常的菜豆幼苗放入锥形瓶中②将上述装置放在温暖、阳光充足的地方培养③结果预测和结论：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。如果是在光合作用产物中没有发现14C，说明陆生植物不能通过根部获得碳源，用于光合作用。最可能的结果和结论是：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。原因是陆生植物的根部可以吸收土壤中的CO2和碳酸盐，用于光合作用。 例2将植物细胞放在有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸存在的环境中，温育数小时。然后收集细胞，粉碎并轻摇匀浆，进行分级离心以获得各种细胞结构。放射性3H将主存在于（） A．核仁、质体和高尔基体B．细胞核、核仁和溶酶体 C．细胞核、核糖体和液泡D．细胞核、线粒体和叶绿体 例3 从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中能正确描述的曲线是（） 例4．用32P标记了水稻体细胞（含24条染色体）的DNA分子双链，再次这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数 和被32P标记的染色体条数分别是 （） A．中期24和12、后期48和12 B．中期24和12、后期48和24 C．中期24和24、后期48和12 D．中期24和24、后期48和24 例5．用32P和35S分别标记噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳，然后去侵染含31P与32S的细菌，待细菌解体后，子代噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳 （） A．少数含32P、大多数含31P和全部含32S B．只含31P和少数含32S C．少数含32P、大多数含31P和少数含35S、大多数含32S D．只含32P和大多数含35S
同位素示踪法在高中生物中的应用归类盘点
同位素示踪法在高中生物中的应用归类盘点 一、同位素示踪法，是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析的方法。常用的标记元素有：（1）14C:常用于标记CO2,葡萄糖，生长素等物质中的C，也可用与标记生长素的运输方向 （2）18O：常用于标记光合作用和呼吸作用过程中的H2O,CO2，O2,葡萄糖等， （3）3H：经常用于标记核苷酸示踪DNA，RNA的分布 （4）15N：常用于标记无机盐，示踪在自然界中的N循环，也可用来标记氨基酸等 （5）32P:常用于标记核酸，标记含P的无机盐可示踪无机盐在植物体内的利用状况，也可用来标记DNA的复制情况 （6）35S：标记蛋白质，在研究遗传的物质基础实验中标记噬菌体
例析同位素示踪法在高中生物学中的应用学术研究2011-03-11 09:51:52 阅读9 评论0 字号：大中小订阅. 同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫同位素示踪法。生物学上常用放射性同位素作为示踪元素，来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。用于示踪的放射性元素一般是构成细胞化合物的重要元素，如H、N、O、P、S 等。在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳例析。 1 光合作用和呼吸作用过程中特征元素的示踪 例1 一个密闭的透明玻璃容器内，放有绿色植物和小白鼠（小白鼠以植物为食），容器内供应O，每天给予充足的光照，一段时间后，绿色植物和小白鼠体内的有机物含O的情况是（） A．只在植物体内 B.植物和小白鼠体内均含有C．只在小白鼠体内 D. 植物和小白鼠体内均无 解析O在绿色植物体内的转移途径如下： OHOCOCHO 绿色植物体内的CHO被动物摄食，通过同化作用转变成自身的有机物。因此，植物和小白鼠体内的有机物都含有O。 答案B 2 研究C植物光合作用的途径 例 2 在光照下，供给玉米离体叶片少量的CO，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO形成C化合物与C化合物中，C含量变化示意图正确的是（） 解析用C标记CO来追踪C植物光合作用的途径：首先在C植物叶肉细胞叶绿体内CO与PEP相结合形成C化合物，然后C化合物进入维管束鞘细胞叶绿体并分解为CO和丙酮酸，CO与一个C化合物相结合，形成2个C化合物，C化合物被还原为CHO。因此放射性同位素在C植物光合作用过程中的转移途径为： CO→C→C→CHO 所以C化合物先出现放射性，C化合物后出现放射性。由于含放射性标记的CO是少量的，所以C化合物的放射量达到一定量后，然后降低，逐渐转入C化合物和CHO 中。 答案B 3 测定矿质元素在植物体内的分布和利用 例3 把菜豆幼苗放在含P的完全培养液中培养1h，测其放射性，发现幼苗各部分都含有P。然后将该幼苗转移到不含P的完全培养液中培养1h，再测定放射性。预计P 在植株体内分布的变化最可能是（） A．P在下层叶中减少，幼嫩部分增加 B．P在下层叶中增加，幼嫩部分减少 C．P在下层叶中减少，幼嫩部分减少 D．P在下层叶中增加，幼嫩部分不变 解析当培养液中缺乏某种可再度利用的必需矿质元素时，植物体内发生调节，即优先保证幼嫩组织的生长发育，老叶中的矿质元素转移到幼嫩组织中去，从而使老叶受到损害。 答案A 4 研究细胞的生物膜在功能上的联系 例4 把胰腺细胞培养在含H标记的亮氨酸的培养液中，最后测得细胞分泌物中含有放射性的胰岛素。若用仪器追踪上述过程中放射性同位素在细胞结构中出现的先后顺序，最可能是（） ①线粒体②核糖体③中心体④内质网 ⑤高尔基体⑥细胞膜⑦细胞核 A．①②④⑦⑥ B.⑥②④⑤⑥C. ②③⑦④⑤ D.⑥②⑦④⑤ 解析将用放射性同位素标记的氨基酸，使其进入胰腺细胞，目的是为了了解细胞的分泌蛋白的合成、加工、运输和分泌的过程。根据细胞的生物膜系统及细胞的亚显微结构的功能可知，其过程为：细胞膜→核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜。 答案B 5 研究原肠胚三个胚层的发育方向 例5 动物学家研究蛙的胚胎发育时，用C将囊胚植物半球的表面部分细胞作上标记，这些标记可能出现在蝌蚪的（） A．肝脏和胰脏B．骨骼和肌肉C．心脏和肾脏D．大脑和小脑 解析蛙的囊胚通过动物半球外包和植物半球内陷，形成了具有一孔（胚孔）、二腔（原肠腔、缩小的囊胚腔）、三胚层（外胚层、中胚层、内胚层）的原肠胚，内陷的植物半球形成了原肠胚的内胚层。其中外胚层将发育成神经系统、感觉器官、表皮及其附属结构；中胚层发育成骨骼、肌肉以及循环、排泄、生殖系统等；内胚层发育成肝、胰等腺体，以及呼吸道、消化道的上皮。
放射性同位素的应用-同位素示踪法
放射性同位素的应用-同位素示踪法 同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。 一、同位素示踪法基本原理和特点 同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点： 1.灵敏度高 放射性示踪法可测到10^(-14)－10^(-18)克水平，即可以从10^(15)个非放射性原子中检出一个放射性原子。它比目前较敏感的重量分析天平要敏感10^(8)-10^(7)倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10^(-12)克水平。 2.方法简便 放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。 3.定位定量准确 放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变, 与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。 4.符合生理条件 在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用 https://www.360docs.net/doc/4c497479.html,work Information Technology Company.2020YEAR
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用同位素示踪法是利用放射性核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参到其他物质中去，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。同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它可以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。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S、131I等。在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下： 1研究蛋白质或核酸合成的原料及过程 把具有放射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，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、运动到哪里以及分布如何。 2研究分泌蛋白的合成和运输 用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。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。 3研究细胞的结构和功能 用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。 4探究光合作用中元素的转移 利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。例如，美国的科学家鲁宾和卡门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H218O和 CO2，第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。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18O2，第二组释放的氧全部是O2，从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。另外，卡尔文等用14C标记的CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。 5研究细胞呼吸过程中物质的转变途径 利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。例如，用18O标记的氧气（18O），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即18O→H218O。用18O标记的葡萄糖（C6H1218O6），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部无放射性，即C6H1218O6→C18O2。例如将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水。 6研究某些矿质元素在植物体内的吸收、运输过程 研究矿质元素的吸收部位时，常用放射性同位素32P等来做实验，发现根毛区是根尖吸收矿质离子最活跃的部位。研究矿质离子在茎中的运输部位时，用不透水的蜡纸将柳树的韧
2010届高考化学同位素示踪法基本原理和特点
同位素示踪法基本原理和特点 同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb 研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。 同位素示踪法基本原理和特点 同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点： 1.灵敏度高 放射性示踪法可测到10-14－10-18克水平，即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子。它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平。 2.方法简便 放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。 3.定位定量准确 放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变,与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。 4.符合生理条件 在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。放射性同位素示踪法的优点如上所述，但也存在一些缺陷，如从事放射性同位素工作的人员要受一定的专门训练，要具备相应的安全防护措施和条件，在目前个别元素（如氧、氮等）还没有合适的放射性同位素等等。在作示踪实验时，还必须注意到示踪剂的同位素效应和放射效应问题。所谓同位素效应是指放射性同位素（或是稳定性同位素）与相应的普通元素之间存在着化学性质上的微小差异所引起的个别性质上的明显区别，对于轻元素而言，同位素效应比较严重。因为同位素之间的质量判别是倍增的，如3H质量是1H的三倍，2H是1H的两倍，当用氚水（3H2O）作示踪剂时，它在普通H2O中的含量不能过大，否则会使水的物理常数、对细胞膜的渗透及细胞质粘性等都会发生改变。但在一般的示踪实验中，由同位素效应引起的误差，常在实验误差内，可忽略不计。放射性同位素释放的射线利于追踪测量，但射线对生物体的作用达到一定剂量