同位素标记法小专题word版本

[技能必备]理解含义同位素标记法也叫同位素示踪法，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。

同位素是具有相同原子序数但质量数不同的核素。

同一元素的不同核素之间互称为同位素。

例如，氢有如1H、2H、3H三种核素互称同位素。

同位素可分为稳定性同位素和放射性同位素两类，稳定性同位素是原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素。

放射性同位素是原子核不稳定会自发衰变的同位素。

同位素示踪法即同位素标记法，包括稳定性同位素示踪法和放射性同位素示踪法。

放射性同位素示踪法在实践中运用较广，因为其灵敏度高，且容易测定。

常用的放射性同位素有3H、14C、32P、35S、131I、42K等。

如对孕妇及儿童某些疾病诊断中，要将食物或药物成分用示踪剂标记，就不能使用或多或少具有毒副作用的放射性同位素，而只能使用对人体无害，使用安全的稳定性同位素。

常用的稳定同位素有2H、13C、15N和18O等。

高中生物学教材中涉及的鲁宾和卡门研究光合作用氧气来源的实验中，就是用18O分别标记CO2和H2O。

还有梅塞尔森做的DNA 半保留复制实验中，是用15N标记亲代的DNA分子。

[技能提升]1.(2019·山师附中模拟)下列关于同位素示踪法的叙述错误的是()A.将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，若子代大肠杆菌的DNA分子中既有14N，又有15N，则可说明DNA的半保留复制B.将洋葱根尖培养在含同位素标记的胸腺嘧啶的培养液中，经过一次分裂，子代细胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中C.用DNA探针进行基因鉴定时，如果待测DNA是双链，则需要采用加热的方法使其形成单链，才可用于检测D.由噬菌体侵染细菌实验可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的蛋白质，进而证明了DNA是噬菌体的遗传物质解析将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，无论DNA复制方式是半保留复制、全保留复制还是混合复制，子一代大肠杆菌的DNA 分子中都既有14N，又有15N，所以由此不能证明DNA的复制方式是半保留复制，A错误；胸腺嘧啶是合成DNA的原料，而DNA主要分布在细胞核中，此外在洋葱根尖细胞的细胞质(线粒体)中也含有少量DNA，所以子代细胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中，B正确；DNA探针是单链DNA，用于检测双链DNA时，需先将双链DNA打开形成单链，才能进行检测，C正确；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌细胞中，所以噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，D正确。

微专题12同位素标记法[专题整合]同位素标记法(也称同位素示踪法)包括放射性同位素标记法和稳定性同位素标记法，是用示踪元素标记化合物(其化学性质不变)，通过化合物的放射性分析或质量特征分析，确定物质的转移途径或对有关的化学反应进行追踪的方法。

常用的放射性同位素有3H、14C、32P、35S、131I等，常用的稳定性同位素有15N、18O等。

1．亲、子代T2噬菌体与细菌之间的同位素标记关系来区分DNA和蛋白质。

(2)研究T2噬菌体的遗传物质时，不能用35S (标记蛋白质)和32P (标记DNA)同时标记同一T2噬菌体，因为放射性检测只能检测放射性存在的部位，不能确定是何种元素的放射性。

2．其他实验中同位素标记法的应用举例1．(2020·高考江苏卷改编)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。

在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是()A．卡尔文(M. Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径B．赫尔希(A. D. Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质C．梅塞尔森(M. Meselson)等证明DNA进行半保留复制D．温特(F. W. Went)证明燕麦幼苗尖端产生促进生长的化学物质解析：选D。

卡尔文等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径时，用14C 标记的14CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，该研究采用了同位素标记法；赫尔希等利用35S和32P分别标记T2噬菌体，然后用这些噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，短时间保温后搅拌、离心，检测悬浮液和沉淀物中的放射性，该研究采用了同位素标记法；梅塞尔森等用15N标记大肠杆菌的亲代DNA，被标记的大肠杆菌在不含15N的培养基中分裂增殖后，再取大肠杆菌的DNA并用密度梯度离心法分离，证实了DNA的半保留复制机制，该研究采用了同位素标记法；温特的研究中利用燕麦幼苗尖端和琼脂块开展实验，该研究没有采用同位素标记法。

1．有丝分裂与DNA复制（1）过程图解(一般只研究一条染色体)①复制一次(母链标记，培养液不含同位素标记)，如图：②转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期，如图：（2）规律总结：若只复制一次，产生的子染色体都带有标记；若复制两次，产生的子染色体只有一半带有标记。

2．减数分裂与DNA复制（1）过程图解：减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象，如图：（2）规律总结：由于减数分裂没有细胞周期，DNA只复制一次，因此产生的子染色体都带有标记。

1．让雄果蝇的一个精原细胞（甲）在含有被标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸培养基中完成一次有丝分裂，形成2个精原细胞（乙和丙），然后在不含放射性标记的培养基中继续完成减数分裂，形成8个精细胞（无交叉互换），下列有关叙述正确的是（）A．甲在有丝分裂后期，所有染色体都具有放射性B．乙在减数第一次分裂后期，所有染色体都具有放射性C．丙在减数第二次分裂后期，每个细胞中含放射性的染色体都占1/2D．乙和丙在完成减数分裂后，每个精细胞都一定有一半的染色体具有放射性2．果蝇(2n=8)某精原细胞中每条染色体的DNA两条链均被32p标记，将其置于普通培养液中先进行一次有丝分裂，再进行减数分裂。

下图表示染色体组数部分曲线变化，下列关于BC段细胞的叙述，正确的是（）A．若表示减数分裂，细胞中每条染色体都有一条染色单体被标记B．若表示减数分裂，产生的子代细胞中具有放射性的占1/2C．若表示有丝分裂，细胞中每个核DNA都有1条链被标记D．若表示有丝分裂，细胞中含有2条X染色体和2条Y染色体3．某DNA分子（14N）含有3 000个碱基，腺嘌呤占35%。

若该DNA分子以15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次，将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图一所示结果；若将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图二所示结果。

下列有关分析正确的是（）A．X层全部是仅含14N的DNA分子B．W层中含15N标记的胞嘧啶有3150个C．Y层中含有的氢键数是X层的3倍D．W层与Z层的核苷酸数之比是7：14．噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。

同位素标记法专项练习同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。

在浙科版必修1P6教材中也有说明：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。

此研究方法在高中生物教材中多次出现，总结如下：1．分泌蛋白的合成与分泌（必修1P40简答题）20世纪70年代，科学家詹姆森等在豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸。

3min后被标记的亮氨酸出现在附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囊泡中及释放到细胞外的分泌物中。

由此发现了分泌蛋白的合成与分泌途径：核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→外排。

（2019·全国高一月考）下列关于分泌蛋白的合成与分泌，叙述错误的是（）A．线粒体参与分泌蛋白的合成和运输B．高尔基体在该过程中起着重要的交通枢纽作用C．分泌蛋白从合成到分泌至细胞外共穿过5层生物膜D．科学家常用同位素标记法研究分泌蛋白的合成和分泌【答案】C【解析】分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成蛋白质→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体“出芽”形成囊泡→细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。

【详解】A、线粒体为分泌蛋白的合成和运输提供能量，A正确；B、高尔基体在该过程中起着重要的加工和运输作用，B正确；C、分泌蛋白在内质网上的核糖体中合成，核糖体无膜结构，进入内质网后以出芽的形式通过囊泡在内质网膜、高尔基体膜、细胞膜互相融合，此过程并没有穿过磷脂双分子层，所以此过程分泌蛋白通过了1层生物膜，C错误；D、科学家用同位素标记法研究分泌蛋白的合成和分泌，D正确。

【点睛】解答此题要求考生识记细胞中各种细胞器结构、分布和功能，掌握分泌蛋白的合成与分泌过程，能结合所学的知识准确判断各选项。

2．光合作用中氧气的来源1939年，鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，然后进行两组对比实验：一组提供H2O和C18O2，另一组提供H218O和CO2。

【生物】同位素标记法应用例析（一）放射性同位素自被发现以来，人类很快在将其作为标记物应用于物学研究，为探究生命过程的奥秘起了非常重要的作用。

放射性同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫示踪元素。

用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。

人们可以根据这种化合物的放射性，对有关的一系列化学反应进行追踪。

这种科学研究方法叫做同位素标记法。

现结合必修1《分子与细胞》中所学的知识，就放射性同位素的应用原理及例析归纳如下：1.研究蛋白质或核酸合成的原料及过程原理：把具有放射性的原子掺到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里以及分布如何。

典例1 愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(3H标记)。

当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射性自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体。

可以有理由肯定被标记的化合物是A.一种氨基酸B.尿嘧啶核苷C.胸腺嘧啶脱氧核苷酸D.葡萄糖解析细胞中的DNA只存在于细胞核、线粒体和叶绿体中，而胸腺嘧啶脱氧核苷酸是构成DNA的基本结构单位之一。

答案：C2.研究分泌蛋白的合成和分泌原理：研究细胞器在分泌蛋白合成中的作用时，标记某一氨基酸如亮氨酸的3H，在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。

研究手段：观察放射性在不同细胞器中出现的时间，来观察不同细胞器在分泌蛋白中的作用。

典例2 （多选）科学家用含3H标记的亮氨酸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细胞结构附有核糖体的内质网高尔基体靠近细胞膜的囊泡时间/min 3 17 117A．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本题考查分泌蛋白的合成和分泌过程。

高中生物同位素示踪汇总同位素与非同位素相比，化学性质和生物学性质相同但核物理性质不同。

通过追踪同位素标记化合物在体内外的位置、数量及其转变等，可以揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动过程。

这种研究方法叫同位素示踪法(或同位素标记法)，首先由Hevesy 于1923年用天然放射性212Pb 研究铅盐在豆科植物内的分布和转移而创建。

同位素示踪的主要优点有：①灵敏度高。

可测到10-14～10-18克水平，比迄今最准确的化学分析法灵敏度高102～106倍。

②方法简便。

放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，直接在体外测量而获得结果。

③定位定量准确。

可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。

④符合生理条件。

实验中引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观事实的本质。

高中生物常用同位素有14C 、3H 、18O 、 15N 、32P 、35S 等，涉及的相关知识汇总如下：1、光合作用释放的氧的来源20世纪30年代，鲁宾和卡门用氧的同位素(18O)分别标记H 2O 和CO 2，使它们分别成为H 218O 和C 18O 2，然后在相同条件下分别进行了两组实验：第一组为H 218O+ CO 2→释放的氧全为18O 2；第二组为H 2O+ C 18O 2→释放的氧全为O 2。

两组实验相互对照，证明了光合作用释放的氧全部来自于H 2O 。

(见图1)【思考1】将生长旺盛的两盆绿色植物分别置于两个玻璃钟罩内，甲罩内的花盆浇足H 2 18O ，乙罩内充足含C 18O 2，将两个花盆用塑料袋包扎起来，并用玻璃钟罩密封(如下图)，在适宜的温度下光照1小时。

请回答：(1)此时，甲罩壁上出现许多含18O 的水珠，这些水珠是经植物体的 作用产生的。

高中生物用到的同位素标记法
1. 稳定性同位素标记（18O，15N）
鲁宾和卡门利用O的稳定性同位素18O，研究发现光合作用的氧气来源于水。

（必修Ⅰ102页）
利用N的稳定性同位素15N，证明了DNA的半保留复制。

（必修Ⅱ53页）
2.放射性同位素标记（3H，14C，32P，35S ）
利用放射性同位素3H研究分泌蛋白的合成与运输。

（必修Ⅰ48页）卡尔文利用放射性同位素14C发现了光合作用中的卡尔文循环。

（必修Ⅰ102页）
利用放射性同位素32P标记DNA，35S标记蛋白质，证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA。

（必修Ⅱ45页）
除此之外，在生物选修Ⅲ“基因探针（选修Ⅲ14页）”，“单克隆抗体诊断（选修Ⅲ54页）”中也有涉及。

０８届高三生物同位素标记专题复习本专题涉及物质基础、结构基础、细胞代谢、细胞增殖与发育、遗传与变异等，答案以红色字表示1．如图为某动物细胞结构示意图。

如果让该细胞吸收含放射性同位素15N 标记的氨基酸，同位素示踪可以发现，这种氨基酸首先出现在图中哪一序号所示的细胞器中 A２．放射性同位素示踪法是生物学研究过程中常采用的技术手段。

下面是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述不正确．．．的是 D A ．给玉米提供14CO 2，则14C 的转移途径大致是14CO 2→14C 4→14C 3→（14CH 2O ）B ．用含有3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培养液培养洋葱的根尖，可以在细胞核和线粒体处检测到较强的放射性，而在核糖体处则检测不到C ．要得到含32P 的噬菌体，必须先用含32P 的培养基培养细菌D ．小白鼠吸入18O 2后呼出的二氧化碳不会含有18O ，但尿液中会含有少量的H 218O３．下面是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述不合理的是 D （ ）A ．给玉米提供14CO 2，14C 在玉米光合作用中的转移途径大致是：14CO 2→14C 4→14C 3→14C 6H 12 O 6B ．在含葡萄糖（C 6 H 12 O 6）和乳糖（14C 12H 22O 11）的培养液中培养大肠杆菌，需一段时间后才会出现含14C 的细菌细胞C ．给水稻叶片提供C 18O 2，水稻根细胞中可产生含18O 的酒精D ．小白鼠吸入18O 2后呼出的二氧化碳一定不含18O ，而尿液中有H 218O４．用32P 标记玉米体细胞所有染色体上DNA 分子的两条链，再将这些细胞转入不含32P 的培养基中进行组织培养。

这些细胞在第一次细胞分裂的前、中、后期，一个细胞中被32P 标记的染色体条数和染色体上被32P 标记的DNA 分子数分别是A32表示32５．同位素标记法是生物学研究中的常用方法，若以3H 标记的腺嘌呤脱氧核苷酸为实验材料进行某项研究，该研究可能是 ACDA ．测定肺癌细胞的分裂速率B ．C ．研究生物细胞中腺嘌呤的代谢途径D ．比较不同组织细胞DNA 复制的情况６、生物学研究所选择的技术（方法）正确的是：前中后 前中后 相对含量 前中后 前中后 相对含量 前中后 前中后相对含量前中后 前中后 A B C DA 、 用层析液提取叶绿体中的色素B 、 用标记重捕法进行鼠的种群年龄结构的调查C 、 动物细胞的融合和植物细胞的融合均可用聚乙二醇作促融剂Ｄ、用3H 标志的尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA 的复制７．科学家提供踮S 标记的氨基酸培养哺乳动物的乳腺细胞，测量细胞合成并分泌乳腺蛋白过程中各种膜结构的面积变化，结果如下图。

专题07 DNA是主要的遗传物质肺炎双球菌转化实验的分析（1）肺炎双球菌类型的比较（2①过程及结果②结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。

（3）艾弗里的体外转化实验①过程与结果②结论：DNA是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

2．噬菌体侵染细菌实验的分析（1）实验方法同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。

（2）实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌①噬菌体的结构②噬菌体的生活方式：活细胞寄生。

（3）实验过程①标记噬菌体②侵染细菌（4）实验结果分析3．生物遗传物质的判断（1）RNA是遗传物质的实验结论：烟草花叶病毒中RNA是遗传物质。

（2）DNA是主要的遗传物质(连一连)4、“二看法”判断子代噬菌体标记情况5、探究遗传物质的思路和方法（1）探究思路①若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。

②若探究未知病毒遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性，破坏其一，看其二。

（2）探究方法①分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能保证100%。

②同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。

方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。

目的：把DNA与蛋白质区分开。

③病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。

方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。

④酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”其遗传物质不是DNA，若“否”其遗传物质可能是DNA。

一、选择题1．将下列混合物加入培养基中，在适宜条件下培养一段时间，只出现表面光滑的一种菌落的是（）A．加热致死的S型细菌与R型活细菌B．S型细菌的DNA与R型活细菌C．DNA酶处理的S型菌DNA与R型活细菌D．DNA酶处理的R型菌DNA与S型活细菌2．下列关于噬菌体侵染细菌实验的说法，正确的是（）A．分别使用35S，32P对同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA进行标记B．可利用15N代替32P来标记DNAC．32P标记的噬菌体侵染细菌后，沉淀物中的放射性很高D．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体3．下列有关遗传物质探索历程的叙述中错误的是（）A．肺炎链球菌体外转化实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌B．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质C．用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，保温时间过长或过短，上清液放射性都会升高D．烟草花叶病毒（TMV）的重建实验证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质4．下图表示某兴趣小组所做的噬菌体侵染细菌实验，下列有关说法正确的是（）A．噬菌体DNA的复制通常发生在噬菌体分裂前的间期B．b中提取出来的子代噬菌体含35SC．如果搅拌不充分，则离心后b的放射性会增强D．仅由图中实验即可得出DNA是遗传物质5．下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是（）A．格里菲思的实验证明已经加热致死的S型细菌中存在某种促进R型活细菌转化的因子B．艾弗里的实验证明促成R型细菌向S型细菌转化的物质是DNAC．艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质D．将S型细菌的DNA与R型活细菌混合后可将R型活细菌全部转化为S型活细菌6．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验大致步骤如下，有关叙述错误的是（）A．通过该实验证明DNA是遗传物质B．不能用含32P的培养基直接培养并标记噬菌体C．沉淀物中检测到放射性表明噬菌体的DNA已注入大肠杆菌D．大肠杆菌裂解后释放出的噬菌体仅小部分具有放射性7．“甲型H1N1流感病毒”的H和N分别指的是病毒表面的两大类蛋白质——血细胞凝集素和神经氨酸酶，下列叙述正确的是（）A．病毒表面的两类蛋白质是在病毒体内合成的B．甲型H1N1流感病毒的变异能力比T2噬菌体强C．在人工配制的富含有机物的培养基上就可以培养D．虽然能引发传染病，但是其没有细胞结构，因此它不是生物8．在1928年，格里菲斯以小鼠为实验材料，研究肺炎链球菌的致病情况，S型细菌的菌体有多糖类荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑；R型细菌的菌体没有多糖类荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。

“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14CO2;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H218O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H218O;则ADP中会有18O..有氧呼吸第二步;丙酮酸可能和h218O反应;生成C18O2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H218O和C18O2..然后进行两组实验：第一组向植物提供h2O和C18O2；第二组向同种植物提供H218O和CO2..在其他条件都相同的情况下;他们分析了两组实验释放的氧气..结果表明;第一组释放的氧气全部是O2；第二组释放的氧气全部是18O2..这一实验有力地证明光合作用释放的氧气来自水..”2．用18O标记O2;在黑暗中进行呼吸作用;发现在呼吸作用的产物水中出现18O;证明O2在有氧呼吸过程中是与氢结合形成水..四、磷32p例4：把豌豆幼苗放在含32p的培养液中培养;一段时间后测定表明;幼苗各部分都含32p..然后将该幼苗转移到31p 的培养液中;数天后32p分布是A．不在新的茎叶中 B．主要在新的茎叶中C．主要在老的茎叶中 D．主要在老的根中解析：磷可在植物体内形成不稳定的化合物;当外界环境中缺少磷时;植物体缺少磷;老叶中含磷的化合物分解;然后运到幼叶中供新叶合成物质..答案：C..知识盘点：1．可用于研究矿质元素在植物体内的运输..2．标记噬菌体的DNA分子;与细菌混合培养;离心;检测上清液和沉淀物中放射性元素的含量;证明DNA分子是生物的遗传物质..3．标记脱氧核苷酸研究证实了DNA分子中碱基排列规律..4．用于基因诊断..五、N15N例用15N标记的一个DNA分子放在含有14N的培养基中让其复制三次;则含有14N的DNA分子占全部DNA分子的比例和含15N的DNA分子占全部DNA单链的比例依次为A．1/9;1/4 B．1;1/8 C．1/4;1/6 D．1/8;1/8解析：根据DNA分子的复制为半保留复制的特点;在复制过程中DNA的两条链均作母链模板而形成子链;形成两个DNA 分子;子代DNA的两条链中;一条来自母链;一条是新合成的子链..复制三次;共形成8个DNA分子..在8个DNA分子的16条单链中;只有两个DNA分子两条链含有原来标记的15N..但是在新和成的DNA分子中每条连都含有14N..答案：B.. 知识盘点：1.植物对氮元素的利用和分配..2.蛋白质在生物体内的代谢过程..。

同位素标记法专题复习同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。

一、同位素示踪法基本原理和特点:同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的物理性质。

因此，可用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。

利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。

放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：二 、教材中同位素标记法应用:1、判断光合作用和呼吸作用过程中原子转移途径；2、判断细胞的结构和功能；3、判断物质在植物体内运输途径；4、测定物质代谢过程中元素转移途径；5、证明DNA 的复制方式；6、证明DNA 是遗传物质；7、判断动物胚胎发育过程中的元素的转移；8、判断矿质代谢中矿质元素在植物体内的分布与利用；三、教材中同位素标记法运用事例及放射性元素在试题中应用归类：用放射性元素标记的化合物，化学性质不改变。

根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪，即同位素标记法。

广泛应用于生物实验中。

如教材中探究光合作用释放的氧气全部来自水，分泌蛋白的形成途径，C 4植物光合作用途径，噬菌体浸染细菌实验等。

这种方法在试题中也广泛的应用，通常涉及到14C 、35S （或32S ）、18O 、3H 、32P （或31P ）、15N 等。

下面就这些标记的元素进行归类：1、 14C【例1】 光照下，供给玉米离体叶片少量的14CO 2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO 2形成的C 3化合物和C 4化合物中，14C 含量变化示意图正确的是( )【例2】 某科学家用含有同位素14C 的CO 2来追踪光合作用中C 原子，其转移的途径是（ ）A CO 2→叶绿素→ATPB CO 2→C 5→C 6H 12O 6C CO 2→C 3→C 6H 12O 6D CO 2→C 2H 5OH →C 6H 12O 6 2 18O【例3】 用含18O 的葡萄糖进行有氧呼吸，其过程中18O 转移的途径是（ ）A 葡萄糖→丙酮酸→水B 葡萄糖→丙酮酸→氧气C 葡萄糖→氧气→水D 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳【例4】 把一盆绿色植物放在密封的容器中，供给18O 2，让它进行呼吸作用和光合作用。

同位素标记法专题解析作者：于伟东来源：《文理导航·教育研究与实践》 2016年第1期内蒙古赤峰市元宝山区平煤高级中学于伟东【摘要】文章通过对同位素标记法在高中生物教材中的多次应用以及在生物试题中的考查形式，进行简单的归纳、总结。

【关键词】同位素；同位素标记法；示踪原子1.分泌蛋白的合成和运输有些蛋白质是在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的，这类蛋白质叫做分泌蛋白，如消化酶、抗体和一部分激素。

典例1：用35S标记一定量的氨基酸，并用来培养哺乳动物的乳腺细胞，测得核糖体、内质网、高尔基体上放射性强度的变化曲线（甲图）以及在此过程中高尔基体、内质网、细胞膜膜面积的变化曲线（乙图），则下列分析不正确的是（）A.甲图中的a、b、c三条曲线所指代的细胞器分别是核糖体、内质网、高尔基体B.与乳腺分泌蛋白的合成与分泌密切相关的具膜细胞器是内质网、高尔基体和线粒体C.乙图中的A、B、C三条曲线所指代的膜结构分别是细胞膜、内质网膜、高尔基体膜D.35S在细胞各个结构间移动的先后顺序是核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜参考答案：C2.光合作用中氧气的来源典例2：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物质的相对分子量的比是：A.1：2B.8：9C.2：1D.9：8参考答案：B正确3.光合作用暗反应有机物中碳的来源20世纪40年代美国科学家卡尔文等用单细胞的小球藻（一种单细胞绿藻）做实验：用14C 的CO2供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径成为卡尔文循环。

并且由此卡尔文获得了诺贝尔奖。

典例3：科学家用含有14C的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是：A.二氧化碳—叶绿素—ADPB.二氧化碳—叶绿体—ATPC.二氧化碳—乙醇—糖类D.二氧化碳—三碳化合物—糖类参考答案：D4.噬菌体侵染细菌的实验在艾弗里肺炎双球菌体外转化实验的基础上，1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，再让被35S、32P标记的两种噬菌体分别去侵染大肠杆菌，经离心处理后，分析放射性物质的存在场所。