1、全椒中学生物组全椒中学生物组 童宗敏童宗敏 厚德博学 笃行至善 一、同位素标记法的概念一、同位素标记法的概念 同位素可用于追踪物质的运行和变同位素可用于追踪物质的运行和变 化规律。用同位素标记的化合物，化学化规律。用同位素标记的化合物，化学 性质不会改变。科学家通过追踪示踪元性质不会改变。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素标记的化合物，可以弄清化学反应的 详细过程。这种方法叫做同位素标记法。详细过程。这种方法叫做同位素标记法。 同位素标记法也叫同位素标记法也叫 同位素示踪法同位素示踪法 二、同位素标记法的应用二、同位素标记法的应用 1 1、分泌蛋白的合成与分泌分泌蛋白的
2、合成与分泌 2 2、光合作用中氧气的来源光合作用中氧气的来源 3 3、光合作用中有机物的生成光合作用中有机物的生成 4 4、噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 5 5、DNADNA的半保留复制的半保留复制 6 6、有丝分裂过程研究有丝分裂过程研究 7 7、探究某种化合物的作用探究某种化合物的作用 8 8、基因工程、基因工程 9 9、基因诊断、基因诊断 谢谢 谢谢 例例1、下下图表示用图表示用3H-亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白，亮氨酸标记细胞内的分泌蛋白， 追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内追踪不同时间具有放射性的分泌蛋白颗粒在细胞内 分布情况和运输过程。其中正确的是分布情况和运输
3、过程。其中正确的是 C 例例2、请请回答与光合作用有关的问题回答与光合作用有关的问题： （2）植物光合作用产生的）植物光合作用产生的O2来自来自H2O，还是，还是 来自来自CO2？ 请写出简单实验思路证明你的结论。请写出简单实验思路证明你的结论。 （2）来自于）来自于H2O 分别将分别将C18O2和和H218O提供给两组植提供给两组植 物物,分析两组植物光合作用释放的分析两组植物光合作用释放的O2,仅在仅在H218O组植物组植物 中产生中产生,即可证明上述结论即可证明上述结论. 例例3、有关有关DNA分子的研究中，常用分子的研究中，常用 32P来标记 来标记DNA分子。用分子。用、和和表示表示
4、 ATP或或dATP（d表示脱氧）上三个磷表示脱氧）上三个磷 酸基团所处的位置（酸基团所处的位置（A-PPP或或 dA-PPP）。回答下列问题；）。回答下列问题； （1）某种酶可以催化）某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到的一个磷酸基团转移到 DNA末端上，同时产生末端上，同时产生ADP.若要用该酶把若要用该酶把32P标记到标记到 DNA末端上，那么带有末端上，那么带有32P的磷酸基团应在的磷酸基团应在ATP的的 （填“（填“”“”“”或”或”）位上。”）位上。 （2）若用带有）若用带有32P标记的标记的dATP作为作为DNA生物合成的生物合成的 原料，将原料，将32P标记到新合成的标记到
5、新合成的DNA分子上，则带有分子上，则带有 32P的磷酸基团应在 的磷酸基团应在dATP的（填“的（填“”“”“”或”或”）”） 位上。位上。 （3）将一个带有某种噬菌体）将一个带有某种噬菌体DNA分子的两天链用分子的两天链用 32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有 进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P 的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双 链链DNA分子都装配成噬菌体（分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其个）并释放，则其 中含有中含有32P的噬菌体所占比例为的噬菌体所占比例为2/n,原因是。原因是。 答案：答案：（1） (2
6、) （3）一）一 个含有个含有32P标记标记 的双链的双链DNA分分 子经半保留复子经半保留复 制后，标记的制后，标记的 两条单链只能两条单链只能 分配到两个噬分配到两个噬 菌体的双链菌体的双链 DNA分子，因分子，因 此在得到的此在得到的n 个噬菌体中只个噬菌体中只 有两个带有标有两个带有标 记记。 例例4、科学家科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素失以大肠杆菌为实验对象，运用同位素失 踪技术及密度梯度离心方法进行了踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方式的复制方式的 探索实验，实验内容及结果见探索实验，实验内容及结果见下表。下表。 组别 1 组 2 组 3 组 4 组 培养液中唯一氮
7、 源 14 4 NH CL 15 4 NH CL 14 4 NH CL 14 4 NH CL 繁殖代数 多代 多代 一代 两代 培养产物 A B B 的子 I 代 B 的子 II 代 操作 提取 DNA 并离心 离心结果 仅为轻带（ 14 N/ 14 N） 仅为重带（ 15 N/ 15 N） 仅为中带 ( 15 N/ 14 N) 1/2 轻带（ 14 N/ 14 N） 1/2 中带 ( 15 N/ 14 N) 请分析并回答：请分析并回答： 要得到要得到DNA中的中的N全部被放射性标记的大肠杆菌全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须经过，必须经过 _代培养，且培养液中的代培养，且培养液中的_是唯一氮
8、源。是唯一氮源。 综合分析笨实验的综合分析笨实验的DNA离心结果，第离心结果，第_组结果对得到的结组结果对得到的结 论起到了关键作用，但需把它与第论起到了关键作用，但需把它与第_组和第组和第_ 组的结果进行比较，才能说明组的结果进行比较，才能说明DNA分子的复制方式是分子的复制方式是_。 分析讨论：分析讨论： 若子若子I代代DNA的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重的离心结果为“轻”和“重”两条密度带，则“重 带”带”DNA来自于来自于_ 据此可判断据此可判断DNA分子的复制方式不是分子的复制方式不是_复制。复制。 若将子若将子I代代DNA双链分开后再离心，其结果是双链分开后再离心，其
9、结果是_（选填（选填 “能”或“不能”）“能”或“不能”） 判断判断DNA的复制方式。的复制方式。 若在同等条件下将子若在同等条件下将子II代继续培养，子代继续培养，子n代代DNA离心的结果是：离心的结果是： 密度带的数量和位置是密度带的数量和位置是_，放射性强度发生变化的是，放射性强度发生变化的是 _带。带。 若某次实验的结果中，子若某次实验的结果中，子I代代DNA的“中带”比以往实验结果的的“中带”比以往实验结果的 “中带”略宽，可能的原因是新合成的“中带”略宽，可能的原因是新合成的DNA单链中的单链中的N尚有少部分尚有少部分 为为_. 多多 15N/15NH4Cl 3 1 2 半保留复制
10、半保留复制 B 半保留半保留 不能不能 没有变化没有变化 轻轻 15N 例例5、蚕豆蚕豆根失细胞有含根失细胞有含3H标记的胸腺嘧啶氧核标记的胸腺嘧啶氧核 苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放苷培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放 射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色 体的放射性标记分布情况体的放射性标记分布情况是是 A每条染色体的两条单体都被标记每条染色体的两条单体都被标记 B每条染色体中都只有一条单体被标记每条染色体中都只有一条单体被标记 C只有半数的染色体中一条单体被标记只有半数的染色体中一条单体被标记 D每条染色体的两条单体都不被标记每条
11、染色体的两条单体都不被标记 B 例例6、某某哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培哺乳动物体细胞在培养中能够分裂，在培 养过程中将适量的养过程中将适量的3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧标记的胸腺嘧啶脱氧 核苷）和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中，核苷）和某促进细胞分裂的药物加入到培养液中， 培养一段时间，可观察和测量培养一段时间，可观察和测量到到 A.G1期变短，该期有大量期变短，该期有大量3H-TdR进入细胞核进入细胞核 B.S期变长，该期有期变长，该期有DNA复制和核糖体的增生复制和核糖体的增生 C.G2期变短，该期细胞核中有组蛋白期变短，该期细胞核中有组蛋白 D.M期相对较短，该期细
12、胞的核膜始终完整期相对较短，该期细胞的核膜始终完整 C 例例7、为了为了探究某物质（探究某物质（X）的作用，研究）的作用，研究 者提出了以下实验思路：者提出了以下实验思路： （1）实验分组：）实验分组： 甲组：培养液甲组：培养液+Y细胞细胞+3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱标记的胸腺嘧啶脱 氧核苷氧核苷)+生理盐水生理盐水 乙组：培养液乙组：培养液+Y细细胞胞+3H-TdR+X（用生理盐水配制）（用生理盐水配制） 每组设置若干个重复样品。每组设置若干个重复样品。 （2）分别测定两组的）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），（细胞内的放射性强度）， 求每组的平均值。求每组的平均值。 将各
13、样品在适宜条件下培养合适时间后，测定将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定CRD， 求每组平均值并进行统计分析。求每组平均值并进行统计分析。 （要求与说明：答题时用（要求与说明：答题时用X、CRD、3H-TDR表示相关表示相关 名词：名词：Y细胞是能增殖的高等动物体细胞）请回答：细胞是能增殖的高等动物体细胞）请回答： （1）实验目的：）实验目的： 。 （2）预测实验结果及结论：）预测实验结果及结论： 。 (3) 实验中采用实验中采用3H-TDR的原因是：的原因是： 。 答案答案：探究：探究X对对Y 细胞增殖（细胞增殖（DNA合合 成）的影响。成）的影响。 如果乙组如果乙组CRD明明 显高于甲组，说明显高于甲组，说明 X对对Y细胞增殖细胞增殖 （DNA合成）有促合成）有促 进作用。进作用。 如果乙组如果乙组CRD与甲与甲 组基本相同，说明组基本相同，说明 X对对Y细胞增殖细胞增殖 （DNA合成）无影合成）无影 响。响。 如果乙组如果乙组CRD明显明显 低于甲组，说明低于甲组，说明X 对对Y细胞增殖（细胞增殖（DNA 合成）有抑制作用。合成）有抑制作用。 是 是 DNA合成的合成的原料之 一，可根据CRD 变化来判断细胞 增殖（DNA合 成）。
