資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
專題12 同位素標記法在實驗中的應用
【典例精講】
典例1：如果用3H、15N、32P、35S標記噬菌體后，讓其侵染未被標記的細菌，在產生的子代噬菌體的組成成分中，能夠找到的放射性元素為（　　）
A.可在外殼中找到3H、15N和35S
B.可在DNA中找到3H、15N和32P
C.可在外殼中找到15N、35S
D.可在DNA中找到15N、32P、35S
典例2：生命科學研究常利用同位素標記特定的化合物,追蹤或顯示物質運行和變化過程。下列各項所選擇使用的同位素及相關結論不正確的是（ ）
組別 同位素 應用
A 35S 標記噬菌體，證明DNA是遺傳物質
B 15N 標記DNA分子，證明DNA分子半保留復制方式
C 14C 標記CO2，得知碳原子在光合作用中的轉移途徑
D 18O 標記H2O，證明光合作用所釋放的氧氣全部來自于H2O
【方法點撥】
1.噬菌體親子代個體與細菌之間的同位素標記關系
DNA 蛋白質 DNA和蛋白質
親代噬菌體 32P 35S 14C、3H、18O、15N
培養細菌 31P 32S 12C、2H、16O、14N
子代噬菌體 32P、31P 32S C、H、O、N兩種都有
（1）該實驗不能標記C、H、O、N這些DNA和蛋白質共有的元素，否則無法將DNA和蛋白質分開。
（2）35S和32P不能同時標記在同一噬菌體上。
2.高中生物常用同位素示蹤法案例
放射性元素 標記物質 研究內容 結論
14C CO2 暗反應中碳的轉移途徑 CO2→C3→有機物
3H 亮氨酸 分泌蛋白的合成、分泌過程 核糖體→內質網→高爾基體→細胞膜
18O H2O和CO2 光合作用中O2的來源 產生的O2來自于H2O，而不是CO2
15N DNA DNA的復制 DNA半保留復制
32P DNA 生物的遺傳物質 DNA是生物的遺傳物質
35S 蛋白質
【題型訓練】
1. 有關“T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗”，下列說法正確的是（　　）
A.用含32P的培養基直接培養T2噬菌體，可以標記其DNA
B.用含32P標記的T2噬菌體進行實驗，離心所得上清液放射性很高
C.用含32P標記的T2噬菌體進行實驗，所得子代噬菌體均有放射性
D.用含32P標記的T2噬菌體進行實驗，證明了DNA是噬菌體的遺傳物質
2. 某團隊從下表①～④實驗組中選擇兩組，模擬T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗，驗證DNA是遺傳物質。結果顯示：第一組實驗檢測到放射性物質主要分布在沉淀物中，第二組實驗檢測到放射性物質主要分布在上清液中。該團隊選擇的第一、二組實驗分別是（　）
組別
T2噬菌體 大腸桿菌
① 未標記 15N標記
② 32P標記 35S標記
③ 3H標記 未標記
④ 35S標記 未標記
A.①和④ B.②和③ C.②和④ D.④和③
3. 關于同位素標記法的敘述，錯誤的是（　　）
A.給小白鼠提供18O2，一段時間后，在其尿液中能檢測到18O
B.給植物澆灌H218O，一段時間后在周圍空氣中的O2、CO2、水蒸氣中都能檢測到18O
C.核DNA分子的兩條鏈都用15N標記的一個精原細胞，放入含14N的培養液中完成一次減數分裂形成的四個精細胞都含有15N
D.分別用含有35S和32P的兩種培養基培養細菌，再用上述細菌分別培養病毒，檢測子代病毒的放射性可區分是DNA病毒還是RNA病毒
4. 某研究小組進行“探究DNA復制方式”的實驗，結果如下圖所示。其中培養大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，①②③表示離心管順序編號，條帶表示大腸桿菌DNA離心后在離心管中的分布位置。下列敘述錯誤的是（　　）
A.本實驗運用了同位素標記技術和密度梯度離心技術
B.①是大腸桿菌在14NH4Cl的培養液中培養的結果
C.②中大腸桿菌的DNA都含14N/15N
D.實驗結果說明DNA的復制方式是半保留復制
【答案】
典例1：【答案】B
【解析】噬菌體是DNA病毒，由蛋白質外殼和DNA組成，蛋白質和DNA都含C、H、O、N四種元素，其中蛋白質中含有S元素，DNA含P元素；當用3H、15N、32P、35S標記噬菌體后，讓其侵染未被標記的細菌，蛋白質外殼留在外面，故在產生的子代噬菌體的蛋白質外殼和DNA中都能找到3H、15N，而無35S元素，A、C、D錯誤；因侵染時只有DNA進入細菌體內，故子代噬菌體中還可找到的放射性元素是32P，B正確。
典例2：【答案】A
【解析】用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，用32P標記噬菌體的DNA，分別侵染細菌，最終證明DNA是遺傳物質，故A錯誤；15N標記DNA分子，證明了DNA分子的復制方式是半保留復制，故B正確；卡爾文用14C標記CO2，研究出碳原子在光合作用中的轉移途徑，即CO2→C3→有機物，故C正確；魯賓和卡門用18O標記水，證明光合作用所釋放的氧氣全部來自于水，故D正確．故選A．
【題型訓練】
1.【答案】D
【解析】 T2噬菌體是病毒，沒有細胞結構，不能在培養基上獨立生存，A錯誤；32P標記的是T2噬菌體的DNA，噬菌體在侵染細菌時只有DNA進入細菌，并隨著細菌離心到沉淀物中，因此用含32P標記的T2噬菌體進行實驗，離心所得上清液放射性很低，B錯誤；32P標記的是T2噬菌體的DNA，噬菌體在侵染細菌時只有DNA進入細菌，并作為模板控制子代噬菌體的合成，合成子代噬菌體的原料均由細菌提供，根據DNA半保留復制特點，所得子代噬菌體只有少數具有放射性，C錯誤；用含32P標記的T2噬菌體進行實驗，證明了DNA是噬菌體的遺傳物質，D正確。
2.【答案】C
【解析】噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌，蛋白質外殼沒有進入，為了區分DNA和蛋白質，可用32P標記噬菌體的DNA，用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，根據第一組實驗檢測到放射性物質主要分布在沉淀物中，說明親代噬菌體的DNA被32P標記，根據第二組實驗檢測到放射性物質主要分布在上清液中，說明第二組噬菌體的蛋白質被35S標記，即C正確。
3.【答案】D
【解析】給小白鼠提供18O2，經過有氧呼吸，可以形成放射性的水，經過體液循環則在其尿液中可以檢測到H218O，A正確；
給植物澆灌H218O，H218O參與光反應形成18O2，H218O參與有氧呼吸第二階段產生C18O2，因此一段時間后植物周圍含18O的物質有水蒸氣、O2和CO2，B正確；
DNA復制為半保留復制，新合成的子代DNA都包含一條DNA母鏈和一條子鏈，合成的子代DNA分子都含有15N﹣14N，完成一次減數分裂形成的四個精細胞都含有15N，C正確；
分別用含有35S和32P的兩種培養基培養細菌，S是蛋白質的特征元素，P是DNA的特征元素。不能區分DNA病毒還是RNA病毒，D錯誤。
4.【答案】B
【解析】本實驗培養大腸桿菌的唯一氮源是14NH4Cl或15NH4Cl，氮元素被標記，通過離心使在不同培養基上生長繁殖的大腸桿菌的DNA分層，A項正確；①中只有重密度帶，說明①中DNA兩條單鏈都含有15N，B項錯誤；②中只有中密度帶，說明②中DNA兩條單鏈一條含有15N，一條含有14N，C項正確；①中DNA兩條單鏈都含有15N，經過復制離心后為②，再復制離心后為③，說明開始時大腸桿菌DNA雙鏈被15N標記，放到含14N的培養基中培養，復制一次后為②，②中DNA兩條單鏈一條含有15N，一條含有14N，②中DNA再復制一次，形成的4個DNA中，其中兩個DNA中各有一條單鏈含有15N，一條單鏈含有14N，另外兩個DNA的兩條單鏈都含有14N，離心出現中密度帶和輕密度帶，實驗結果說明DNA的復制方式是半保留復制，D項正確。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑