同位素标记法的应用---公开课(21张PPT)

课堂总结
分泌蛋白的合成加工运 输的研究 DNA是遗传物质的研究
生长素的极性运输研究
光合作用释放的氧来自水
同位素标记法
光合产物中有机物 的碳的来CO2
DNA复制的半保留 复制
基因工程中目的基 因的表达和检测
同位素示踪法，它可以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、 反应机理等，同位素示踪法正在更大规模地应用于生物研究领域。
结合实验,培养能力
9.(2017·全国卷Ⅰ，29) 根据遗传物质的化学组成，可将病毒 分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康 会造成很大危害，通常一种新病毒出现后需要确定该病毒 的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用
放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材 料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出 (1)实验思路 (2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证 的甲、乙两个组)
①仅为小麦 旗叶 提供14CO 做为光合作用
合的原料；
2
②检测 小麦胚乳中含14C淀粉占全部淀粉的比例。
32P标记的 DNA
35S标记的 蛋白质
三.证明DNA是遗传物质
1.怎3 5样S标标记记的噬是蛋菌白体质？，
沉淀物放射性高 3放22.P射3标5S性记和的的3分2是P布标D，N记A说，的明根噬是据菌 体噬在菌侵体染的细什菌的么过？程中，
生物一轮复习 同位素标记法的应用
江夏实验高级中学
小 故 事：
一位科学家在实验室工作期间，因怀疑女房东总 是把剩菜改头换面之后给他吃。于是，他在剩菜中放 上微量的放射性钍，然后在下一次的菜中检验是否有 放射性，结果他每次都能准确地判断出他所吃的菜是 剩菜还是新菜。
同位素标记法
同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。同位 素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用 示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。科学家通过 追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细 过程。这种科学研究方法叫做同位素标记法。同位素标 记法也叫同位素示踪法。
2016新课标1卷
8.在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表 示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置（A-Pα～Pβ～Pγ 或dA-Pα～Pβ～Pγ）。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
γ 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
14 14
小球藻
小球藻
14
鲁宾和卡门实验
卡尔文用14CO2，探明了CO2中的碳在 光合作用中转化成有机物中碳。
3.下图是利用小球藻进行光合作用实验的示
意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是( B )
A
B
Ａ.1:2
Ｂ.8:9
Ｃ.2:1
Ｄ.9:8
4.科学家用含14CO2 来追踪光合作用中的碳
原子，这种碳原子的转移途径是 ( D )
结合实验,培养能力
(1)实验思路： 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基 中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放 射性。 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基 中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放 射性。 (2)结果及结论： 若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为R N A病毒；若 乙组收集的病毒有放射器，3H—亮氨酸参与图示过程合成3H—X。据图分
析，下列叙述正确的是( B )
A.葡萄糖在c中被彻底分解成无机物 B.a、c中均能产生水 C.c、b、d三种具膜细胞器在图中所示过程中可以通过囊泡发生联系 D.3H—X通过细胞膜需要载体和ATP
二.探究光合作用中元素的转移
代(3与)含子14一N的代D、N子A分二子代数的＝D2NnA个?。
亲(4代)只含15N子的一D代NA分子数＝子0 二个代。
(5)只含14N的DNA分子数＝2n－2 个
(6)轻带占的比例＝ （2n－2）/2n 。
中带占的比例＝ 2/2n 。
重带占的比例＝ 0
。
7将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代 后得到G0代细胞。然后将G0细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、 2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。再从G0、G1、G2代细胞中提取 DNA，经密度梯度离心后得到结果(如图)。由于DNA分子质量不同，因此在 离心管内的分布不同。若①、②、③分别表示轻、中、重3种DNA分子的位 置，请回答下列问题：
(1)G0、G1、G23代DNA离心后的试管分别是图中的：
A B D G0________、G1________、G2________。
(2)G2代在①、②、③3条带中的DNA数的比例是
___0_∶___1_∶___1____。
(3)图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分
别是：条带①__3_1P___31_P_，条带②__31_P___3_2_P。
2.分泌蛋白的合成加
工和运输过程，说明了
细胞结构与功能上具有
什么联系？
核糖体
3 min 内质网
17 min 高尔基体
117 min
细胞膜
1.将用3H标记的尿苷引入绿色植物细胞内，然后设法获得各种细
胞结构，其中能表现出有放射性的一组结构是 （ C ）
A.细胞核，核仁、中心体 B.细胞核、核糖体、高尔基体 C.细胞核、核糖体、线粒体、叶绿体 D.细胞核、核糖体、内质网、液泡
Ａ、14CO2 Ｂ、14CO2 Ｃ、14CO2 Ｄ、14CO2
叶绿素 叶绿体 乙醇 三碳化合物
ADP ADP 糖类 糖类
5卡尔文给小球藻悬浮液通入 14 CO 2 ，光照一定时间(从1 秒到数分钟)后,杀死小球藻，同时提取产物并分析。实验发现，仅 仅30秒的时间,CO 2 已经转化为许多种类的化合物。
常见的同位素有3H、18O、14C、32P、35S、15N
分泌蛋白的合成 加工运输的研究
光合作用释放 的氧来自水
DNA是遗传物 质的研究
同位素标记法
光合产物中有机 物的碳的来源
DNA复制方式 的探究
生长素的极 性运输研究
基因工程中目的基 因的表达和检测
一.探究分泌蛋白的合成加工和运输过程
1.通过观察放射性出 现的顺序，说明分泌蛋 白的合成加工和运输依 次经了哪些结构？
长句表达方法训练（2016全国卷29）
（3）将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含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____________________。
描述状态（事实）
分析本质
得出结论
一个被32P标记的噬菌 体DNA分子，在不含 32P的培养基中复制， 结果只有两个噬菌体 的DNA被标记
半保留复制 标记的两条链分配 到不同的噬菌体中
一个被32P标记的噬菌 体DNA，在大肠杆菌进
行中半保留复制，结果
标记的两条链被分配到 两个噬菌体中
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，因此得到的n个噬菌体中只有两 个带有标记。
进3.入放细射菌性体的内的分是布噬能菌说体
上清液放射性高
的明D什NA么，？而不是噬菌体的
蛋白质，证明了DNA是噬
菌4.体得的出遗了传什物质么。结论？
四.探究DNA分子复制的方式
沃D森NA和被克15N里标克记提的出大D肠NA杆半菌保放留在复 14制N 的假说：子代DNA分子中，一条
链培(1来)养子自液代亲培D代N养A，n分代另子一总条数链＝为2n新个合。成的 链(12。.)怎含么15N利的用DN放A射分性子同数位＝2素个来。区分亲
谢谢指导
江夏实验高级中学
思考
想要探究CO 2 转化成的第一个产物是什么，可能的实验思 路是_缩_短__光__照_时__间_，__当__检_测__到_的__化_合__物__只_有__一_种__时__，_就__是_第__一_个__产__物_
6.小麦旗叶是小麦植株最顶端的一片叶子。研究人员认为 ，在小麦的灌浆过程中，小麦胚乳中的淀粉主要由旗叶提供。请 设计实验思路，探究旗叶在小麦灌浆过程中的作用：
dATP的____(填“α”、“β”和“γ”)位上。
α （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“α”、“β”和 “γ”)位上。
（3）将一个噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆 菌，在不含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________________________________________C_om_pa_ny_Lo_go