2021高三生物人教版一轮教师用书:必修2 第6单元 素养加强课6 同位素标记法及其应用 Word版含解析.doc
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1、 同位素标记法在高中生物实验中的应用归纳(2016全国卷)在有关DNA分子的研究中,常用32P来标记DNA分子。用、和表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(APPP或dAPPP)。回答下列问题:(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上,那么带有32P的磷酸基团应在ATP的_(填“”“”或“”)位上。(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料,将32P标记到新合成的DNA分子上,则带有32P的磷酸基团应在dATP的_(填“”“”或“”)位上。(3)将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进
2、行标记,并使其感染大肠杆菌,在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放,则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n,原因是_。审题指导(1)弄清ATP中带有32P的磷酸基团的三个位置APPP。(2)弄清两个实验的目的,一个是让某种酶催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上,另一个是用带有32P的dATP作为DNA合成的原料。(3)根据DNA分子半保留复制的特点解释含有32P的噬菌体所占比例为2/n的原因。解析(1)根据题干信息可知,该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团(P),同时将P基团转移到DNA末端上。因此需将32P标记到ATP的位上
3、。(2)DNA生物合成的原料为脱氧核苷酸。将dATP两个高能磷酸键都水解后的产物为dAP(腺嘌呤脱氧核苷酸),该产物为合成DNA的原料。因此需将32P标记到dATP的位上。(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记。答案(1)(2)(3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后,标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中,因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记1同位素标记法在高中生物学实验中的应用(1)探究光合作用中元素(原子)的转移:美国科学家鲁宾和卡门
4、用18O分别标记H2O和CO2,证明光合作用释放的氧气全部来自水。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。(2)证明DNA是遗传物质:赫尔希和蔡斯分别用放射性同位素标记蛋白质和DNA的特征元素,即用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质,证明DNA是噬菌体的遗传物质。(3)研究分泌蛋白的合成和运输:用3H标记亮氨酸,研究分泌蛋白在细胞中的合成、运输与分泌途径,证明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后,按照内质网高尔基体细胞膜的方向运输,从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。(4)证
5、明DNA分子进行半保留复制:用含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌,让大肠杆菌繁殖几代,再将大肠杆菌转移到含14N的普通培养液中培养,然后在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA,再通过密度梯度离心来区别亲代与子代DNA,从而证明DNA的复制是以半保留的方式进行的。(5)研究生长素的极性运输:证明植物生长素的极性运输时,用同位素14C标记茎形态学上端的生长素(吲哚乙酸),可在茎的形态学下端检测到放射性同位素14C,而标记茎形态学下端的生长素,在茎的形态学上端检测不到放射性同位素14C,说明植物生长素只能从形态学上端运输到形态学下端。2与荧光标记法的区别(1)常用的荧光蛋白有绿色和红色两种绿色
6、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,蓝光或近紫外光照射,发射绿色荧光。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。(2)人教版教材中用到的荧光标记法必修1P67“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。必修2P30“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。1(2016全国卷)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()证明光合作用所释放的氧气来自水用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株用T
7、2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质用甲基绿和吡罗红对细胞染色,观察核酸的分布ABC DB采用的是同位素标记法,其中是为两组植物分别提供HO和CO2、H2O和C18O2检测产生氧气的标记情况,是分别用32P和35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,检测子代噬菌体的标记情况;采用的是诱变技术,采用的是混合染色技术。故采用的核心技术相同(或相似)的是和,B项符合题意。2(2019潍坊期中)物理学和化学方法可用于生物学的研究。下列有关叙述错误的是()A沃森和克里克利用X射线衍射法研究并推算出了DNA的双螺旋结构B科学家通过荧光标记的人、鼠细胞融合实验证明了细胞膜具有流动性C赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标
8、记和离心技术证明DNA是遗传物质D科学家运用同位素示踪和离心技术证实了DNA的半保留复制A在遗传物质的研究历史上,沃森和克里克以威尔金斯和其同事富兰克林提供的DNA衍射图谱的有关数据为基础,推算出DNA分子呈螺旋结构。3(2019成都市测试)同位素标记法是生物科学研究中常用的方法。下列叙述错误的是()A用C标记的CO2供给小球藻进行光合作用可证明碳的转化途径B将3H标记的亮氨酸注射到胰腺腺泡细胞中可证明生物膜间有联系C用14C或18O标记的噬菌体分别侵染细菌可证明DNA是遗传物质D将被15N标记的细菌转移到含14N的培养液中可证明DNA的复制方式C用32P或35S标记的噬菌体分别侵染细菌可证明
9、DNA是遗传物质。4(2019晋中调研)同位素标记法在遗传学的研究中发挥了重要作用。请根据所学知识回答下列问题:(1)现提供3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸、尿嘧啶核糖核苷酸以及亮氨酸,若要研究抗体的合成与转运,应选择_;若要验证抗体合成所需的直接模板,应选择_。(2)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,经短时间保温培养、搅拌离心,检测到上清液中的放射性很低。此组实验标记的元素是_,离心的目的是_。(3)科学家将15N标记的DNA分子(15N15NDNA)放到含14N的培养液中培养,让其复制3次。将亲代DNA和每次复制产物置于试管进行离心,结果如图。其
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