2018屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 實驗素養(yǎng)提升4 放射性同位素標(biāo)記法學(xué)案

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1、 實驗素養(yǎng)提升4 放射性同位素標(biāo)記法 [技能必備] 1.理解含義 用同位素標(biāo)記化合物，讓它們一起運(yùn)動、遷移，再用探測儀器進(jìn)行追蹤，可以明確化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。 2.方法應(yīng)用 用來研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等。 3.應(yīng)用分析 (1)標(biāo)記某元素，追蹤其轉(zhuǎn)移途徑。如用18O標(biāo)記HO，光合作用只產(chǎn)生18O2；再用18O標(biāo)記C18O2，光合作用只產(chǎn)生O2，證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧原子全部來自于H2O，而不是來自CO2。 (2)標(biāo)記特征元素，探究化合物的作用。如T2噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA

2、，大腸桿菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)；35S標(biāo)記蛋白質(zhì)，大腸桿菌內(nèi)未發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)；證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 (3)標(biāo)記特征化合物，探究詳細(xì)生理過程，研究生物學(xué)原理。如用3H標(biāo)記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程；用15N標(biāo)記DNA，證明了DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。 [技能展示] 1.(2017·河南六市二次聯(lián)考)下列有關(guān)放射性同位素示蹤實驗的敘述，錯誤的是(　　) A.小鼠吸入18O2，則在其尿液中可以檢測到HO，呼出的CO2也可能含有18O B.35S標(biāo)記甲硫氨酸，附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體與游離的核糖體都可能出現(xiàn)放射性 C.將某精原細(xì)胞中的某條染色體上的DNA的一條鏈用15N進(jìn)行標(biāo)

3、記，正常情況下，在該細(xì)胞分裂形成的精細(xì)胞中，含15N的精細(xì)胞所占比例為50% D.在缺氧時給水稻提供14CO2，體內(nèi)可以存在14C的轉(zhuǎn)移途徑14CO2→14C3→(14CH2O)→(14C2H5OH) 解析　將某精原細(xì)胞中的某條染色體上的DNA一條鏈用15N進(jìn)行標(biāo)記，根據(jù)半保留復(fù)制特點(diǎn)，正常情況下，該細(xì)胞分裂形成的4個精細(xì)胞中，含15N的精細(xì)胞只有1個，因此所占比例為25%，C錯誤。 答案　C 2.科學(xué)家在研究蠶豆根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂周期時，分別用放射性同位素15N標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸(15N－TdR)，用32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸(32P－UdR)，把兩種核苷酸被細(xì)胞利用的速率

4、繪成曲線如下圖所示。已知蠶豆有絲分裂周期為20 h。下列對結(jié)果的分析不正確的是(　　) A.B點(diǎn)時，細(xì)胞正在大量合成RNA B.D點(diǎn)時，細(xì)胞中DNA含量達(dá)到最大值 C.CE階段，細(xì)胞容易發(fā)生基因突變 D.蠶豆有絲分裂周期中分裂期時間不超過6 h 解析　D點(diǎn)時利用胸腺嘧啶脫氧核苷酸的速率最大，但D點(diǎn)到E點(diǎn)，TdR仍然被利用，說明該階段仍合成DNA，E點(diǎn)時細(xì)胞中DNA含量最高。 答案　B 3.(2017·海南壓軸卷)在生命科學(xué)發(fā)展過程的經(jīng)典實驗中，用到放射性同位素標(biāo)記法的是(　　) A.薩克斯證明光合作用的產(chǎn)物中有淀粉 B.摩爾根證明基因位于染色體上 C.T2噬菌體侵染大腸

5、桿菌的實驗 D.用煙草花葉病毒證明RNA也是遺傳物質(zhì) 解析　薩克斯證明光合作用產(chǎn)物中有淀粉使用的是碘液染色法；摩爾根用假說—演繹法證明了基因在染色體上；證明煙草花葉病毒的RNA也是遺傳物質(zhì)使用的是病毒拆分實驗。 答案　C 4.(2017·湖南衡陽六校聯(lián)考)細(xì)菌在15N培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代后，使細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含有15N，然后再移入14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，抽取親代及子代的DNA經(jīng)高速離心分離，圖①～⑤為可能的結(jié)果，下列敘述錯誤的是(　　) A.子一代DNA應(yīng)為② B.子二代DNA應(yīng)為① C.子三代DNA應(yīng)為④ D.親代的DNA應(yīng)為⑤ 解析　親代細(xì)菌DNA的含氮堿基皆含

6、有15N，故親代的DNA應(yīng)為⑤；放在14N培養(yǎng)基中培養(yǎng)，子一代DNA為14N－15N－DNA，應(yīng)為圖中②；子二代DNA，一半是14N－15N－DNA，另一半是14N－14N－DNA，應(yīng)為圖中①；隨著復(fù)制次數(shù)增加，離心后都含有中帶和輕帶，輕帶相對含量增加，應(yīng)為圖中③。 答案　C 5.赫爾希和蔡斯于1952年所做的噬菌體侵染細(xì)菌的著名實驗進(jìn)一步證實了DNA是遺傳物質(zhì)。這項實驗獲得成功的原因之一是噬菌體(　　) A.侵染大腸桿菌后會裂解宿主細(xì)胞 B.只將其DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中 C.DNA可用15N放射性同位素標(biāo)記 D.蛋白質(zhì)可用32P放射性同位素標(biāo)記 解析　組成噬菌體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)有蛋白質(zhì)和DNA，對蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)行標(biāo)記要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，故C項錯誤。蛋白質(zhì)的組成元素中一般沒有P，故D錯誤。噬菌體侵染細(xì)菌時把DNA注入大腸桿菌中，而蛋白質(zhì)外殼留在外面，這一特性將蛋白質(zhì)和DNA分離開，使實驗結(jié)果更科學(xué)、更準(zhǔn)確，故B項正確。 答案　B 3