實驗素養(yǎng)提升4同位素標記法及其應用實例

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1、1 創(chuàng)新設計技法必備1.理解含義用同位素標記化合物,讓它們一起運動、遷移,再用探測儀器進行追蹤,可以明確化學反應的詳細過程。2.方法應用用來研究細胞內(nèi)的元素或化合物的來源、分布和去向等,進而了解細胞的結構和功能、化學物質(zhì)的變化、反應機理等。 2 創(chuàng)新設計3.應用分析(2)標記特征元素,探究化合物的作用。如T2噬菌體侵染細菌的實驗中,用32P標記噬菌體的DNA,大腸桿菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì); 35S標記蛋白質(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)標記特征化合物,探究詳細生理過程,研究生物學原理。如用3H標記亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌過程;用15N標記DNA,證明了DNA

2、復制的特點是半保留復制。 3 創(chuàng)新設計技能展示1.下列有關同位素示蹤實驗的敘述,錯誤的是()B.35S標記甲硫氨酸,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.將某精原細胞中的某條染色體上的DNA的一條鏈用15N進行標記,正常情況下,在該細胞分裂形成的精細胞中,含 15N的精細胞所占比例為50%D.在缺氧時給水稻提供14CO2,體內(nèi)可以存在14C的轉移途徑14CO214C3(14CH 2O)(14C2H 5OH) 4 創(chuàng)新設計解析將某精原細胞中的某條染色體上的DNA一條鏈用15N進行標記,根據(jù)半保留復制特點,正常情況下,該細胞分裂形成的4個精細胞中,含15N的精細胞只有1個,因此所

3、占比例為25%,C錯誤。答案C 5 創(chuàng)新設計2.科學家在研究蠶豆根尖分生區(qū)細胞的有絲分裂周期時,分別用放射性同位素15N標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸(15NTdR),用32P標記尿嘧啶核糖核苷酸(32PUdR),把兩種核苷酸被細胞利用的速率繪成曲線如下圖所示。已知蠶豆有絲分裂周期為20 h。下列對結果的分析不正確的是() 6 創(chuàng)新設計A.B點時,細胞正在大量合成RNAB.D點時,細胞中DNA含量達到最大值C.CE階段,細胞容易發(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點時利用胸腺嘧啶脫氧核苷酸的速率最大,但D點到E點,TdR仍然被利用,說明該階段仍合成DNA,E點時細胞中DNA含

4、量最高。答案B 7 創(chuàng)新設計3.在生命科學發(fā)展過程的經(jīng)典實驗中,用到同位素標記法的是()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 8 創(chuàng)新設計4.某研究小組進行“探究DNA的復制過程”的活動,結果如圖所示。其中培養(yǎng)大腸桿菌的唯一氮源是14NH 4Cl或15NH 4Cl,a、b、c表示離心管編號,條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置

5、。下列敘述錯誤的是() 9 創(chuàng)新設計A.本活動運用了同位素示蹤和密度梯度離心技術B.a管的結果表明該管中的大腸桿菌是在含14NH 4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的C.b管的結果表明該管中的大腸桿菌的DNA都是15N14NDNAD.實驗結果說明DNA分子的復制是半保留復制的 10 創(chuàng)新設計解析本題考查的是“探究DNA的復制過程”。本活動中有使用到14N和15N即采用了同位素示蹤,3個離心管中的條帶需經(jīng)密度梯度離心,A正確;a管中只有重帶,即15N15NDNA,表明該管中的大腸桿菌是在含15NH 4Cl的培養(yǎng)液中培養(yǎng)的,B錯誤;b管中只有中帶,即DNA都是15N14NDNA,C正確;c管中具有1/2中帶為1

6、5N14NDNA,1/2輕帶為14N14NDNA,綜合a、b、c三只管可推測,a管中為親代DNA: 15N15NDNA,b管中為復制一代后的子代DNA:15N14NDNA,c管中為復制兩代后的子代DNA:1/215N14NDNA、1/2 14N14NDNA,說明DNA分子的復制是半保留復制,D正確。答案B 11 創(chuàng)新設計5.將蠶豆(2n12)根尖細胞中DNA分子雙鏈用3H標記后移入普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)。取不同細胞周期的材料制作臨時裝片,檢測到的染色體形態(tài)有如下圖所示的三種。根據(jù)相關信息,下列說法中正確的是() 12 創(chuàng)新設計A.若檢測到a染色體,說明該細胞尚未進入第一個細胞周期B.第二次有絲分裂中

7、期的染色體均為b類型C.a、b兩種類型的染色體會出現(xiàn)在同一個細胞中D.第三次有絲分裂中期,細胞中b、c染色體各6條 13 創(chuàng)新設計解析DNA分子雙鏈用3H標記的蠶豆根尖細胞移入普通培養(yǎng)液中培養(yǎng),依據(jù)DNA分子的半保留復制,在第一個有絲分裂間期DNA完成復制后,每個親代DNA分子經(jīng)過復制形成的2個子代DNA分子都有一條鏈含有3H、另一條鏈不含有3H,這兩個DNA分子分別存在于同一條染色體所含有的2條姐妹染色單體上,因此若檢測到a染色體,說明該細胞已經(jīng)進入第一個細胞周期,A錯誤;第一次有絲分裂結束后所形成的細胞中,每條染色體的DNA均只有1條鏈含有 3H,在第二次有絲分裂的間期DNA分子完成復制后

8、,位于同一條染色體的2條染色單體上的DNA分子,其中有一個DNA分子的2條鏈都不含3H,另一個DNA分子只有一條鏈含3H,所以第二次有絲分裂中期的染色體均為b 14 創(chuàng)新設計類型,B正確;結合對A、B選項的分析可知:a、b兩種類型的染色體不會出現(xiàn)在同一個細胞中,C錯誤;在第二次有絲分裂后期,因著絲點分裂導致2條姐妹染色單體分開成為2條子染色體,分別移向細胞兩極,由于子染色體移向細胞的哪一極是隨機的,所以第二次有絲分裂結束后得到的子細胞,含有3H的染色體數(shù)在012之間,因而第三次有絲分裂中期,細胞中的染色體總數(shù)是12,可能含有b、c兩種類型的染色體,但b、c染色體的數(shù)目不確定,D錯誤。答案B 15 本 節(jié) 內(nèi) 容 結 束

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