2024届高考生物一轮复习第六单元基因的本质基因的表达热点专题7同位素标记法课件.ppt

热点专题7　同位素标记法 (本热点对应学生用书P158) [热点归纳] 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。 ①美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2 证明光合作用释放的氧气全部来自水；②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，证明分泌蛋白在核糖体合成之后，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有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：①绿色荧光蛋白(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；②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)运用到荧光标记法的实验：①“细胞融合实验”：这一实验证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性；②“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，直接观察到某一基因在染色体上的位置。 【典例】(2021年河南天一大联考)下列哪项实验或研究成果没有运用同位素示踪技术(　　) A.光合作用过程产生的氧气中的氧来自水 B.CO2中的碳经卡尔文循环转化成有机物中的碳 C.噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质 D.生物学家研究患者遗传家系推测红绿色盲的遗传方式 【答案】D　 【解析】1941年鲁宾和卡门用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，证明光合作用释放的氧气来自水；20世40年代，美国科学家卡尔文利用14C标记CO2，探明了CO2转化成有机物的途径，这一途径就是卡尔文循环；噬菌体侵染细菌的实验中，分别用32P和35S标记噬菌体，跟踪进入细菌内的化学物质是蛋白质还是DNA，从而证明DNA是遗传物质；生物学家研究患者遗传家系推测红绿色盲的遗传方式，没有使用同位素示踪技术。 [高考试练] 1.用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的来龙去脉，下列结论错误的是(　　) A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O B.光合作用的产物C6H12O6中的O全部来自原料中的CO2 C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2 D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6 【答案】D　 【解析】光合作用过程中氧气来自光反应过程中水的光解，因此产物O2中的O全部来自原料中的H2O，A正确；光合作用过程中葡萄糖产生于暗反应阶段，其中的O全部来自原料中的CO2，B正确；有氧呼吸的产物H2O是在有氧呼吸的第三阶段由[H]与氧气结合形成的，因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2，C正确；有氧呼吸过程中二氧化碳是丙酮酸与水反应产生的，丙酮酸是葡萄糖分解产生的，因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和水，D错误。 2.同位素标记技术在生物科学研究中得到广泛应用。以下运用不恰当的是(　　) A.用15N标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质是否为DNA B.用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中DNA的复制方式 C.用3H标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中，研究分泌蛋白的合成、加工和分泌过程 D.用18O标记H2O、14C标记CO2，分别研究光合作用中O2的来源和C的转移途径 【答案】A　 【解析】蛋白质和DNA中都含有N，用15N标记的噬菌体并没有将蛋白质和DNA分开，侵染未标记的大肠杆菌，探究控制生物性状的遗传物质时，不能说明为DNA；胸腺嘧啶脱氧核苷酸只存在于DNA中，用15N或32P标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸，可研究有丝分裂过程中DNA的复制方式