同位素标记在生物学中的应用

【网络构建】

【知识精讲】

一、分泌蛋白合成分泌过程

【例题】用14C标记的氨基酸研究细胞内胰岛素的合成与分泌过程，下列叙述错误的是(　　)

A. 合成场所位于内质网上的核糖体

B. 与胰岛素合成分泌有关的膜性结构包括内质网、高尔基体、线粒体、囊泡、细胞膜

C. 没有活性的胰岛素原修饰加工的场所是内质网、高尔基体

D. 氨基酸被标记后，标记物出现的结构依次为核糖体、内质网、高尔基体、线粒体、细胞膜

【小结】用同位素标记的氨基酸合成分泌蛋白合成依次经过的细胞结构是                                 

依次经过的细胞器是                        依次经过的具膜细胞器是                    

与此有关的细胞结构有                         。从内质网中提取的胰岛素可以降血糖吗？

从高尔基体中提取的胰岛素可以降血糖吗？

二、光合作用产物O2、有机物中C的来源

【例题】写出用H2O18和14CO2为原料，进行光合作用的反应方程式，并用箭头标出O18、14C转移路线。                                                            。用符号和箭头写出14CO2转移过程                                                  。

【小结】光合作用释放的氧气来源于水，产生的水中的O、合成的有机物中O、C来源于CO2。

光合作用和呼吸作用物质联系（1）C元素：CO2        (CH2O)有氧呼吸Ⅰ

       有氧呼吸Ⅱ   CO2；（2）O元素：H2O        O2  有氧呼吸Ⅲ        

三、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验

【例题】赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时,分别用35S、32P标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三次，下列叙述正确的是

A.用32P和35S标记同一噬菌体的DNA和蛋白质

B.噬菌体侵染细菌时，只将35S注入细菌细胞中

C.在子代噬菌体中，含32P的噬菌体占总数的1/4 

D.该实验可以证明DNA是噬菌体的主要遗传物质

【例题】下图表示噬菌体侵染细菌的部分实验过程。下列有关说法正确的是(　　)

A. 搅拌的目的是给细菌和噬菌体提供更多的氧气

B. 离心可以让上清液中析出噬菌体颗粒和蛋白质外壳

C. 噬菌体增殖所需的模板、原料、能量均来自细菌

D. b中有少量放射性证明了蛋白质是遗传物质

【小结】1、实验过程及结果（1）标记噬菌体

（2）噬菌体侵染细菌侵染

2、实验结果分析：（1）噬菌体侵染细菌时，            进入细菌细胞中，而           留在外面。（2）子代噬菌体的各种性状是通过          来遗传的。（3）凡是同位素标记的物质在细菌内，将来沉淀物就带放射性，凡是同位素标记的物质在细菌外面，将来放射性就在上清液中。

【易错提醒】1、噬菌体利用宿主细胞核糖体合成子代噬菌体的蛋白质外壳。2、用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致；用32P标记噬菌体的侵染实验中，上清液中存在少量放射性可能是保温时间过长或过短所致。3、噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。

四、DNA半保留复制过程和相关计算

【例题】一个双链均被32p标记的噬菌体DNA上有x个碱基对，其中腺嘌呤有m个。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出128个子代噬菌体。下列叙述正确的是

A．该过程至少需要(x—m)个胞嘧啶脱氧核苷酸

B．噬菌体增殖需要细菌提供原料、模板和酶等

C．只含31P与含32P的子代噬菌体的比例为63：1

D．若该DNA上基因发生突变，其长度不一定改变

【小结】DNA复制的特点是                                         。其中含有腺嘌呤X个复制n次总共需要腺嘌呤                 个，第n次需要腺嘌呤              个；若某DNA一条链N15另一条链N14，放在含N14环境中复制n次含N15的DNA比例为            ，

含N14的DNA比例为       ，仅含N14的DNA比例为       

【当堂训练】

1、在前人进行的下列研究中，采用的核心技术相同（或相似）的一组是

①证明光合作用所释放的氧气来自于水

②用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株

③用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质

④用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布

A. ①②        B. ①③         C. ②④          D. ③④

2、下列有关32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，错误的是

  A．培养时间过长或过短都会影响实验结果

  B．培养温度、离心时间等是本实验的无关变量

  C．该实验结果表明，噬菌体的DNA进入大肠杆菌

  D．用含32P的大肠杆菌作实验材料不影响本实验结果

3、 为探究T2噬菌体的遗传物质，用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经保温培养、搅拌离心后检测放射性，预计上清液中应没有放射性，但结果出现了放射性。则标记的元素及误差原因分析错误的是（多选）

A. P； 培养时间过长              B. P； 搅拌不够充分

C.S； 培养时间过长               D. S； 搅拌不够充分

4、进行“噬菌体侵染细菌”实验时，分别用放射性同位素32P和标记的35S噬菌体去侵染未经标记的细菌。若亲代噬菌体的遗传物质在细菌体内复制了3次，并全部组装形成子代噬菌体。下列有关该实验的叙述中，正确的是

A、分别用含32P和35S的牛肉膏蛋白胨培养基培养噬菌体以标记噬菌体

B、含有32P、35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/4和0

C、T2噬菌体遗传信息传递的方向是RNA→DNA→RNA→蛋白质

D、该实验证明了DNA是主要的遗传物质

4、下面是关于植物光合作用的问题。请回答：

（1）若以14CO2作为光合作用的原料,在暗反应中首先出现含14C的化合物是          。

(2)    给某植物提供C1802和H20,释放的氧气中含有18O是由于          ，H218O又作为原料参与了光合作用之故。(1)三碳化合物(2)C18O2中的部分氧转移到H218O中

5、右图为高等动物细胞亚显微结构模式图，请回答下列问题：

若图中的分泌物为抗体，则该细胞为________，抗体从合成到分泌到细胞外需要经过的细胞结构依次为________(用图中的序号和箭头表示)。该过程需要消耗ATP，产生ATP的结构主要是[　]________。

  浆细胞　③→②→⑤→④　[⑥]线粒体