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高中生物中的“同位素标记法 　　“ 同 位 素 标 记 法 ” 的 总 结 　　利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质, 就可以检测和追踪它在体内或体外的位置、 数量及其转变等。 同位素标记在工业、农业生产、日常生活和科学科研等方面都有着极其广泛的应用。在生物学领域可用来测定生物化 石的年代,也可利用其射线进行诱变育种、防治病虫害和临床治癌,还可利用其射线作为示踪原子来研究细胞内的元 素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理。高中生物教材 中的实验(或内容)和相关习题中许多知识都涉及同位素标记法的应用。下面我就相关内容通过有关例题进行归纳阐 述,以便大家对这项技术有一个深刻的体会,并学会同位素标记的应用。 　　一、氢(3H ) 　　例 1:科学家用含 3H 标记的亮氨酸的培养液培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射 性的时间表。下列叙述中正确的是() 　　A .形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成 　　B .高尔基体膜向内与内质网膜相连,向外与细胞膜相连 　　C .高尔基体具有转运分泌蛋白的作用 　　D .靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成 　　解析:分泌蛋白的多肽最早在核糖体上合成,高尔基体并不直接和内质网与细胞膜相连,而是通过囊泡间接连接。 答案:CD 。 　　知识盘点: 　　1. 科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时, 曾经做过这样一个实验:他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射 3H 标记的亮氨 酸, 3min 后,被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中, 17min 后,出现在高尔基体中, 117min 后,出现在靠 近细胞膜内侧的运输蛋白质的小泡中,以及释放到细胞外的分泌物中。这个实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核 糖体中合成之后,是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的,从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密 联系的。 　　2.研究肝脏细胞中胆固醇的来源时,用 3H —胆固醇作静脉注射的示踪实验,结果放射性大部分进入肝脏,再出现在 粪便中。 　　3.用 3H 标记的尿苷或胸腺嘧啶可用来检测转录或复制。 　　二、碳(14C ) 　　例 2:给在温室中生长的玉米植株提供 14CO 2,光合作用开始很短内,在叶肉细胞中有绝大多数的 14C 出现在含有 4个碳 的有机酸(C4)中。一段时间后,叶肉细胞内 C4中的 14C 逐渐减少,而在维管束鞘细胞中 C3内的 14C 逐渐增多。下列 对玉米固定 CO2过程的叙述正确的是() 　　A .通过 C4和 C3途径,依次在维管束鞘细胞和叶肉细胞的叶绿体中完成 　　B .通过 C4和 C3途径,依次在叶肉细胞和维管束鞘细胞的叶绿体中完成 　　C .通过 C4途径,在维管束鞘细胞的叶绿体中完成 　　D .通过 C4途径,在叶肉细胞的叶绿体中完成 　　解析:通过题干描述可知在玉米中发生了如下过程:在叶肉细胞的叶绿体中 CO2+C3→ C4, C4化合物由叶肉细胞的叶绿 体进入维管束鞘细胞释放出 CO2, CO2+C5→ 2C3化合物。答案:b 。 　　知识盘点: 　　1.用放射性 14C 取代化合物中同位素 12C ,形成以 14C 作为放射性标记的化合物。科学家用含有 14C 的 CO2来追踪光合作 用和呼吸作用过程中的碳原子的转移途径。 　　2.用同位素 14C 标记的吲哚乙酸,可研究生长素的极性运输。用标记了 14C 的脂肪饲喂动物,可研究动物代谢的物质 转化。 　　三、氧(18O ) 　　例 3:如果将一株绿色植物栽培在密闭的含 H 218O 的完全培养液中,给予充足的光照,经过较长时间后, 18O 可能存在于 下列哪一组物质中() 　　①周围空气的氧气中;②暗反应过程中产生的 ADP 中;③周围空气水分子中;④植物体内合成的葡萄糖中。 　　a .只有①是正确的 b.只有①③是正确的 　　C .除④之外都正确 d.全部正确 　　解析:植物所吸收的水分绝大部分通过蒸腾作用散失到周围的空气中, 另有一小部分参与光合作用。 在光反应中, h218O 被光解产生氧气,在暗反应中, atp 被水解。若参与水解的水分子为 H 218O ,则 ADP 中会有 18O 。有氧呼吸第二步,丙酮 酸可能和 h218O 反应,生成 C 18O2和 [h], C18O2再参与光合作用生成葡萄糖。答案:D 。 　　知识盘点: 　　1.人教社课标教材是这样叙述鲁宾和卡门的实验的:“随着技术的进步,人们对同位素有了更多的了解,这为解决氧 气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。 1939年,美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行了探究。他们用氧的 同位素 18O 分别标记 h2O 和 CO2,使它们分别成为 H 21