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，C4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14CO2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固
定CO2形成的C3化合物和C4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C的CO2来追踪光合作用中C 原子，其转移的途径是（ ）
A CO2→叶绿素→ATP B CO2→C5→C6H12O6
C CO2→C3→C6H12O6 D CO2→C2H5OH→C6H12O6 14
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
18【例4】 把一盆绿色植物放在密封的容器中，供给O2，让它进行呼吸作用和光合作用。过一
段时间后下列哪些物质内可能找到含有18O（ ）
① 植物体内的水分子中 ②植物周围空气中的氧分子中 ③植物周围的空气中的二氧化碳分子中 ④植物体内的葡萄糖分子中 ⑤植物体内的淀粉或脂肪中 ⑥植物细胞内的丙酮酸分子中 ⑦植物周围空气的水分子中
A ①③④⑦ B ①②③④⑤ C①②③④⑤⑦ D ①②③④⑤⑥⑦
3 3H
常标记核苷酸用于示踪DNA或RNA的分布等。
【例5】为了验证促进有丝分裂物质对细胞分裂的促进作用，将小老鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲和乙两组，在甲组的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（3H-TDR）；乙组
3中加入等量的H-TDR并加促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲和乙两组细胞的
总放射性强度。根据手术回答问题：
（1）细胞内3H-TDR参与合成的生物大分子是 ，该种分子中所在的细胞结构名称是 、 。
（2）乙组细胞的总反射性强度比甲组的 ，原因是 。
3（3）细胞利用H-TDR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的 期。
3（4）在上述实验中选择H-TDR的原因是 。
【例6】胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（简称胸苷）在细胞内可以转化为胸腺密啶脱氧核糖核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有3H—胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时．后洗去激离的3H—胸苷。连续48小时检测小肠绒毛的被标记部位，结果如下图（黑点表示放射
性部位）。
请回答：
（1）处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，这说明什么？
（2）处理后24小时左右，在b处可以检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，为什么？
（3）如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？
（4）上述实上述实验假如选用含有3H—尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况将会怎样？为什么？
4 15 N
常用于标记无机盐，示踪在自然界中的物质循环;也用15 N标记氨基酸，研究氨基酸在细胞
151515内合成并分泌蛋白质的过程。如氨基酸（ N）→核糖体（ N）→内质网（ N）→高尔基体
（15 N）→经过细胞膜分泌到外。
1515【例7】科学家给农作物施以 N标记的肥料，结果在此农作物为食的羊尿中查出 N元素。
请回答问题：
15（1）含 N的化肥是以 状态从土壤中进入根细胞中。根吸收矿质元素的主要部位
是 。
15（2）含 N的物质所合成的植物蛋白，在羊消化道内转化为氨基酸，参与此消化的酶主要
有 、 、 ，吸收氨基酸的主要器官是 。
1515（3）在羊体内，含 N的氨基酸被分解，脱去 ，其中含 N的物质最终形成 等废物，
随尿排出。
5 32 P
常用于标记核酸，出现在作为遗传物质证据的实验中；标记32 P的无机盐，示踪无机盐在植物体内利用状况；也可以标记DNA考查其复制特点。
【例8】把菜豆幼苗放在含有32 P的培养液中培养，1h后测定表明，幼苗的各部分都含有32 P。
3232然后将该幼苗转移到不含 P的培养液中数天，数天后 P（ ）
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
6 35S
常用于标记病毒的外壳，在验证核酸是遗传物质的证据实验中使用。
【例9】噬菌体内的S用35S标记，P用32 P标记，用该噬菌体浸染某细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么子代噬菌体中36S和32 P的 分布规律是（细菌体内含有32S和31P）（ ）
353232A 外壳中含有S和S，核心内只含有 P
B外壳中只含有32S，核心内只含有32 P
C外壳中含有35S和32S，核心内含有32 P和31P
D 外壳中只含有32S，核心内含有32 P和31P
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，C4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14CO2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固
定CO2形成的C3化合物和C4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C的CO2来追踪光合作用中C 原子，其转移的途径是（ ）
A CO2→叶绿素→ATP B CO2→C5→C6H12O6
C CO2→C3→C6H12O6 D CO2→C2H5OH→C6H12O6 14
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
18【例4】 把一盆绿色植物放在密封的容器中，供给O2，让它进行呼吸作用和光合作用。过一
段时间后下列哪些物质内可能找到含有18O（ ）
① 植物体内的水分子中 ②植物周围空气中的氧分子中 ③植物周围的空气中的二氧化碳分子中 ④植物体内的葡萄糖分子中 ⑤植物体内的淀粉或脂肪中 ⑥植物细胞内的丙酮酸分子中 ⑦植物周围空气的水分子中
A ①③④⑦ B ①②③④⑤ C①②③④⑤⑦ D ①②③④⑤⑥⑦
3 3H
常标记核苷酸用于示踪DNA或RNA的分布等。
【例5】为了验证促进有丝分裂物质对细胞分裂的促进作用，将小老鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲和乙两组，在甲组的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸（3H-TDR）；乙组
3中加入等量的H-TDR并加促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲和乙两组细胞的
总放射性强度。根据手术回答问题：
（1）细胞内3H-TDR参与合成的生物大分子是 ，该种分子中所在的细胞结构名称是 、 。
（2）乙组细胞的总反射性强度比甲组的 ，原因是 。
3（3）细胞利用H-TDR合成生物大分子的过程发生在细胞周期的 期。
3（4）在上述实验中选择H-TDR的原因是 。
【例6】胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（简称胸苷）在细胞内可以转化为胸腺密啶脱氧核糖核苷酸，后者是合成DNA的原料，用含有3H—胸苷的营养液，处理活的小肠黏膜层，半小时．后洗去激离的3H—胸苷。连续48小时检测小肠绒毛的被标记部位，结果如下图（黑点表示放射
性部位）。
请回答：
（1）处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，这说明什么？
（2）处理后24小时左右，在b处可以检测到放射性，48小时左右，在c处检测到放射性，为什么？
（3）如果继续跟踪检测，小肠黏膜层上的放射性将发生怎样的变化？
（4）上述实上述实验假如选用含有3H—尿嘧啶核糖核苷的营养液，请推测几小时内小肠黏膜层上放射性出现的情况将会怎样？为什么？
4 15 N
常用于标记无机盐，示踪在自然界中的物质循环;也用15 N标记氨基酸，研究氨基酸在细胞
151515内合成并分泌蛋白质的过程。如氨基酸（ N）→核糖体（ N）→内质网（ N）→高尔基体
（15 N）→经过细胞膜分泌到外。
1515【例7】科学家给农作物施以 N标记的肥料，结果在此农作物为食的羊尿中查出 N元素。
请回答问题：
15（1）含 N的化肥是以 状态从土壤中进入根细胞中。根吸收矿质元素的主要部位
是 。
15（2）含 N的物质所合成的植物蛋白，在羊消化道内转化为氨基酸，参与此消化的酶主要
有 、 、 ，吸收氨基酸的主要器官是 。
1515（3）在羊体内，含 N的氨基酸被分解，脱去 ，其中含 N的物质最终形成 等废物，
随尿排出。
5 32 P
常用于标记核酸，出现在作为遗传物质证据的实验中；标记32 P的无机盐，示踪无机盐在植物体内利用状况；也可以标记DNA考查其复制特点。
【例8】把菜豆幼苗放在含有32 P的培养液中培养，1h后测定表明，幼苗的各部分都含有32 P。
3232然后将该幼苗转移到不含 P的培养液中数天，数天后 P（ ）
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
6 35S
常用于标记病毒的外壳，在验证核酸是遗传物质的证据实验中使用。
【例9】噬菌体内的S用35S标记，P用32 P标记，用该噬菌体浸染某细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么子代噬菌体中36S和32 P的 分布规律是（细菌体内含有32S和31P）（ ）
353232A 外壳中含有S和S，核心内只含有 P
B外壳中只含有32S，核心内只含有32 P
C外壳中含有35S和32S，核心内含有32 P和31P
D 外壳中只含有32S，核心内含有32 P和31P