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“同位素示踪法”专题复习
一、3H
3H-氨基酸（分泌蛋白在细胞中合成部位及运输方向）
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，3 min后，被标记的氨基酸出现在附着有核糖体的内质网中，17 min后，出现在高尔基体中，117 min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，是按照核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜的方向合成、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.
3H-尿苷(转录)
1．将植物细胞在3H标记的尿苷存在下温育数小时，然后收集细胞，经适当处理后获得各种细胞器。放射性将主要存在于：　（　　）
A．叶绿体和高尔基体B．细胞核和液泡C．细胞核和内质网D．线粒体和叶绿体
呼吸作用
2．用3H标记葡萄糖中的氢，经有氧呼吸后，下列物质中可能有3H的是　（　　）
A、H2O B、CO2C、C2H5OH D、C3H6O3
3H-TdR(复制)
3．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，利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体中。因此，可以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
4．为了促进有丝分裂物质对细胞分裂的促进作用，将小鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入 3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（ 3H-TdR）；乙组中加入等剂量的 3H-TdR加入促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。据此回答下列问题：
（1）细胞内 3H-TdR参与合成的生物大分子是　　　，该种分子所在的细胞结构名称是　　　，　　　。
（2）乙组细胞的总放射性强度比甲组的　　　，原因是　　　　　　　　　。
（3）细胞利用 3H-TdR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的　　　期。
（4）在上述实验中选用3H-TdR的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
光合作用
19世纪３０年代美国科学家鲁宾（S．Ruben）和卡门（M．kame n）研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。他们进行了这样两组实验：用氧的同位素18O分别标记 H2O和CO2，使它分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用的实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2；第二组向同种绿色植物提供H2O和 C18O2。在相同的条件下，对两组光合作用实验释放出的氧进行分析，结果表明，第一组释放的氧全部是18O2，第二组释放的氧全部是O2。从而证明了光合作用中释放的氧全部来自水。
答案：1、D 2、Ａ　 3、C
4、（1）DNA染色体线粒体（2）高乙组细胞分裂旺盛，产生的细胞含有由胸腺嘧啶脱氧核苷合成的胸腺嘧啶脱氧核苷酸等为原料合成的DNA。（3）间（4）合成胸腺嘧啶脱氧核苷酸的原料，胸腺嘧啶脱氧核苷酸又是合成DNA的原料。
二、14C
光合作用 呼吸作用 蛋白质合成 生长素的极性运输
1．若用 14C 标记CO2 分子，则放射性物质在C4植物光合作用过程中将会依次出现在　（　　）
A．C5、C4、（CH2 O） B．C5、C3、（CH2 O）　　
C．C3、C4、（CH2 O）D．C4 、C3、（CH2 O）
2．用同位素标记追踪血液中的某些葡萄糖分子，若该分子流经人的肾脏后又由肾静脉流出，则该分子很可能穿过几层细胞膜 　（　　）
A2层 B4层　C6层D0层或8层
3．科学家利用“同位素标记法”搞清了许多化学反应的详细过程。下列说法正确的是　（　　）
A．用14C 标记CO2 最终探明了CO2 中碳元素在光合作用中的转移途径
B．用18O标记H2 O和CO2 有力地证明了CO2 是光合作用的原料
C．用15N标记核苷酸搞清了分裂期染色体形态和数目的变化规律
D．用35S标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌证明了DNA是遗传物质
4．用同位素14C 标记的吲哚乙酸来处理一段枝条一端，然后探测另一端是否含有放射性14C 的吲哚乙酸存在。枝条及位置如下图。下列有关处理方法及结果的叙述正确的是　（　　）
A．处理图甲中A端，不可能在图甲中的B端探测到14C 的存在
B．处理图乙中A端，能在图乙中的B端探测到14C 的存在
C．处理图乙中B端，能在图乙中的A端探测到14C 的存在
D．处理图甲中B端，能在图甲中的A端探测到14C 的存在　
答案：1、D2、D3、A4、C
三、15N
核酸复制、转录 蛋白质合成
1．科学家用15N 的硝酸盐作为标记物浸泡蚕豆幼苗,追踪蚕豆根尖细胞分裂情况,得到蚕豆根尖分生区细胞连续分裂的有关数据，如下图。下列叙述正确的是　（　　）
A．蚕豆根尖细胞分裂的一个细胞周期为19．3h
B．非等位基因的自由组合可发生在19．3～21．3h
C．0～2h 期间，DNA分子始终处于解旋状态　　　
D．高尔基体、线粒体、叶绿体在细胞分裂过程中活动旺盛
2．将用15N 标记的尿嘧啶核苷酸引入某种绿色植物细胞内，一段时间后，下列各组结构中，放射性较强的一组结构是　（　　）
A．细胞核、核仁、中心体B．细胞膜、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
3．假设将含有一对同源染色体的精原细胞的DNA分子用15N 标记，并供给含14N 的原料。该细胞经减数分裂产生的四个精子中，含15N 标记的DNA的精子占全部精子的比例为　（　　）
A．0B．25%C．50%D．100%
4．如果用15N 、32P、 35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为　（　　）
A．可在外壳中找到15N 和 35S B．可在DNA中找到15N 和32P
C．可在外壳中找到15ND．可在DNA中找到15N 、32P和 35S
5．从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有15N 氨基酸的培养液中（培养液还具备这些细胞器完成其功能所需要的物质和条件），连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中正确的是　（　　）
6．给某种蔬菜施含放射性同位素15N的氮肥，植物吸收后主要用于合成蛋白质。人食用该种蔬菜后，通过代谢，15N 最终出现在中　　　。　（　　）
A氨基酸 B氨　　　C尿素D蛋白质
7．用放射性15N 标记的(NH4)2 SO4给水稻施肥，并将施用该种肥料后水稻的稻谷饲料喂猪，对猪的唾液和尿液定时进行放射性同位素的跟踪检测。结果，在猪的唾液和尿液中均能检测到有15N 存在。根据以上实例，请回答下列有关问题：
⑴在(NH4)2 SO4中掺入15N 的用途是　　　　　　　　　　　　。
⑵把色素滤液放在光源和分光镜之间，则可见在光谱上出现了黑色线或暗带，黑线和暗带主要集中在　　　　　　　　　。
⑶(NH4)2 SO4中的N进入猪细胞内的简要过程是　　　　　　　　　　　　。
⑷15N 进入唾液和尿液的物质变化过程的主要区别　　　　　　　　　　　　　　　。
⑸与唾液中含15N 的物质的合成和分泌有关的细胞器　　　　　　　　　　　　。
答案：1、A2、C3、D4、B5、B6、C7、⑴作为示踪原子⑵红光区和蓝紫光区⑶水稻根吸收的氮与光合作用的产物形成稻谷内的蛋白质，稻谷内蛋白质经猪消化、吸收，进入猪细胞内⑷前者是合成唾液淀粉酶为同化作用，后者是氨基酸经脱氨基作用后氨基的转化过程⑸核糖体、内质网、高尔基体
四、18O
呼吸作用 光合作用 （O2、CO2、H2O）
1．在一个密封的玻璃钟罩内，有绿色植物，并养有以此为食的小动物，罩内的O2 用18O 原子为标记，每天给予光照，若干时间后，18O 可在下列哪项自身有机物中出现　（　　）
A．只在植物体中B．动植物体内均有
C．只在动物体内D．动植物体内均无
2．在光照充足的环境里，将黑藻放入含有180 的水中，过一段时间后，分析18O 放射性的存在，最有可能的是（）
A．在植物体内的葡萄糖中发现　　　　　　　　　　　　B．在植物体内的淀粉中发现
C．在植物体内的脂肪、蛋白质、淀粉中均可发现　　　　D．在植物体周围的空气中发现
3、将一株水培草莓用钟罩罩住，在培养液中添加H2 18O ，追踪18O 的所在。先在草莓根毛细胞里发现　　　，这是植物细胞对水的　　　作用，继而钟罩壁上凝结有　　　，这是植物的作用所致。在光照的情况下，罩内空气中又出现　　　，这是依赖于植物的　　　作用，将钟罩再次移到黑暗环境后　　　气体减少了，而罩壁上凝结的　　　反而增加了，这是植物的　　　作用所致。
4．将生长旺盛的两盆绿色植物分别置于两个玻璃钟罩内，甲罩内的花盆浇足含18O 的水（H2 18O ），乙罩内充足含18O 的CO2 （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。甲罩内还有许多18O2 ，这是植物体进行　　　将H2 18O分解成　　　和　　　的结果。
（2）乙罩壁上出现许多含18O 的水珠，这些是植物吸收C 18O2 进行　　　作用产生的。
（3）将甲装置移入黑暗环境中，几小时后，罩内的18O2 逐渐减少，减少的18O2 被转移到植物体内形成了　　　。这一生理过程的主要意义是
　　　　　　　　　　　　　　　。
　　答案：1、b2、d
3、H218O　渗透H218O蒸腾O2 光合作用O2 H2 18O呼吸作用
4．（1）蒸腾　光合作用H18O2 （2）光合（3）水为植物的各项生命活动提供能量
五、32P、35S
植物矿质代谢 核酸复制、转录
例 把菜豆幼苗放在含32P的培养液中培养，一小时后测定表明，幼苗各部分都含32P。然后将该幼苗转移到不含32P的培养液中，数天后32P：
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
1．下列那一种方法能为t2噬菌体的DNA作上32P标记　（　　）
a．用含32P标记的大肠杆菌培养　　　b．用含32P标记的植物细胞培养
c．用含32P标记的动物细胞培养　　　d．用含32P标记的固体培养基培养
2．把菜豆幼苗放在含32P的培养液中培养，一小时后测定表明，幼苗各部分都含32P。然后将该幼苗转移到不含32P的培养液中，数天后32P　（　　）
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
3．噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌的实验相关叙述中不正确的是　（　　）
a．该实验不能证明蛋白质不是遗传物质
b．侵染过程的原料、atp、酶、场所等条件均由细菌提供
c．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S共同标记一组噬菌体的DNA和蛋白质
d．连续培养噬菌体n代，则含母链的DNA应占子代DNA总数的1/2(n-1)
4．用35S标记的大肠杆菌t2噬菌体去侵染32P标记DNA的细菌，则新产生的噬菌体中　（　　）
a．全部含有35S，32Pb．全部含有32P，不含35S
c．部分含有35S，不含32Pd．部分含有32P，不含35S
5．用含有35S标记氨基酸的培养基培养动物细胞，该细胞能合成并分泌一种含35S蛋白质。
(1)请写出35S在细胞各结构间移动的先后顺序(用"→"表示先后顺序)。
(2)写出上述蛋白质合成和分泌过程中相关细胞器的功能。
答案：1、a2、b3、c4、b5、（1）核糖体→内质网→高尔基体→小泡→细胞膜（→胞外）；（2）核糖体是蛋白质合成的场所；内质网与蛋白质合成有关，是蛋白质运输通道；高尔基体是蛋白质加工和转运的场所。
六、其它标记
1．诊断苯丙酮尿症选用的探针是　（　　）
a．32P半乳糖苷转移酶基因　　　b．荧光标记的苯丙氨酸羟化酶
c． 3H苯丙氨酸羟化酶基因　　　　d．荧光标记的b-珠蛋白基因
2．放射性同位素标记法一般不应用于　（　　）
a．基因诊断
b．修复有缺陷的基因
c．分泌蛋白分泌过程的研究
d．探究C3、C4植物固定CO2 的途径
3．用放射性同位素分别标记U和T的培养基培养蚕豆根尖分生区细胞，观察其有丝分裂周期为20小时，根据这两种碱基被细胞利用的速率，绘制成的曲线如下图所示。下列对此结果的分析中，不正确的是　（　　）
a．b点时刻，细胞正大量合成RNA
b．d点时刻，细胞中DNA含量达到最高值
c．c-e阶段，细胞内最容易发生基因突变
d．处于a-c阶段的细胞数目较多
4、一系列实验证明细胞模具有流动性。荧光抗体免疫标记实验就是其中的一个典型例子。下图表示了人、鼠细胞融合的过程，研究中分别将带有绿色荧光、能与人体细胞膜上hla抗原特异性结合的抗体和带有红色荧光、能与小鼠细胞膜上h-2抗原特异性结合的抗体放入细胞培养液中，对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述不正确的是　（　　）
a．要使实验现象明显，可以适当提高细胞培养液的温度
b．选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大
c．实验表明不同种细胞可以杂交，而同种生物细胞不能进行融合
d．实验结果可以直接证明细胞膜上的蛋白质分子可以运动
　　答案：1、c2、b3、b4、c

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