熱點專題7同位素標記法[熱點歸納]1.同位素標記法在高中生物學實驗中的應用(1)探究光合作用中元素(原子)的轉移。①美國科學家魯賓和卡門用18O分別標記H2O和CO2

證明光合作用釋放的氧氣全部來自水；②卡爾文等用14C標記的CO2供小球藻進行光合作用，追蹤檢測其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。(2)證明DNA是遺傳物質。赫爾希和蔡斯分別用放射性同位素標記蛋白質和DNA的特征元素，即用32P標記噬菌體的DNA，用35S標記噬菌體的蛋白質，證明DNA是噬菌體的遺傳物質。(3)研究分泌蛋白的合成和運輸。用3H標記亮氨酸，研究分泌蛋白在細胞中的合成、運輸與分泌途徑，證明分泌蛋白在核糖體合成之后，按照內質網→高爾基體→細胞膜的方向運輸，從而證明了細胞內的各種生物膜在功能上是緊密聯(lián)系的。(4)證明DNA分子進行半保留復制。用含有15N標記的NH4Cl培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，讓大腸桿菌繁殖幾代，再將大腸桿菌轉移到含有14N的普通培養(yǎng)液中培養(yǎng)，然后在不同時刻收集大腸桿菌并提取DNA，再通過密度梯度離心來區(qū)別親代與子代DNA，從而證明DNA的復制是以半保留的方式進行的。(5)研究生長素的極性運輸。證明植物生長素的極性運輸時，用同位素14C標記莖形態(tài)學上端的生長素(吲哚乙酸)，可在莖的形態(tài)學下端檢測到放射性同位素14C，而標記莖形態(tài)學下端的生長素，在莖的形態(tài)學上端檢測不到放射性同位素14C，說明植物生長素只能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端。2.與熒光標記法的區(qū)別(1)常用的熒光蛋白有綠色和紅色兩種：①綠色熒光蛋白(GFP)常用的是來源于發(fā)光水母的一種功能獨特的蛋白質，藍光或近紫外光照射，發(fā)射綠色熒光；②紅色熒光蛋白來源于珊瑚蟲，是一種與綠色熒光蛋白同源的熒光蛋白，在紫外光的照射下可發(fā)射紅色熒光。(2)運用到熒光標記法的實驗：①“細胞融合實驗”：這一實驗證明了細胞膜的結構特點是具有一定的流動性；②“基因在染色體上的實驗證據”：通過現(xiàn)代分子生物學技術，運用熒光標記的手段，直接觀察到某一基因在染色體上的位置?！镜淅?2021年河南天一大聯(lián)考)下列哪項實驗或研究成果沒有運用同位素示蹤技術(

)A.光合作用過程產生的氧氣中的氧來自水B.CO2中的碳經卡爾文循環(huán)轉化成有機物中的碳C.噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質D.生物學家研究患者遺傳家系推測紅綠色盲的遺傳方式【答案】D

【解析】1941年魯賓和卡門用氧的同位素18O分別標記H2O和CO2，證明光合作用釋放的氧氣來自水；20世40年代，美國科學家卡爾文利用14C標記CO2，探明了CO2轉化成有機物的途徑，這一途徑就是卡爾文循環(huán)；噬菌體侵染細菌的實驗中，分別用32P和35S標記噬菌體，跟蹤進入細菌內的化學物質是蛋白質還是DNA，從而證明DNA是遺傳物質；生物學家研究患者遺傳家系推測紅綠色盲的遺傳方式，沒有使用同位素示蹤技術。

[高考試練]1.用同位素標記法研究光合作用和有氧呼吸過程中氧原子的來龍去脈，下列結論錯誤的是(

)A.光合作用的產物O2中的O全部來自原料中的H2OB.光合作用的產物C6H12O6中的O全部來自原料中的CO2C.有氧呼吸的產物H2O中的O全部來自原料中的O2D.有氧呼吸的產物CO2中的O全部來自原料中的C6H12O6【答案】D

【解析】光合作用過程中氧氣來自光反應過程中水的光解，因此產物O2中的O全部來自原料中的H2O，A正確；光合作用過程中葡萄糖產生于暗反應階段，其中的O全部來自原料中的CO2，B正確；有氧呼吸的產物H2O是在有氧呼吸的第三階段由[H]與氧氣結合形成的，因此有氧呼吸的產物H2O中的O全部來自原料中的O2，C正確；有氧呼吸過程中二氧化碳是丙酮酸與水反應產生的，丙酮酸是葡萄糖分解產生的，因此有氧呼吸的產物CO2中的O來自原料中的C6H12O6和水，D錯誤。2.同位素標記技術在生物科學研究中得到廣泛應用。以下運用不恰當?shù)氖?

)A.用15N標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，探究控制生物性狀的遺傳物質是否為DNAB.用15N或32P標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過程中DNA的復制方式C.用3H標記的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡細胞中，研究分泌蛋白的合成、加工和分泌過程D.用18O標記H2O、14C標記CO2，分別研究光合作用中O2的來源和C的轉移途徑【答案】A

【解析】蛋白質和DNA中都含有N，用15N標記的噬菌體并沒有將蛋白質和DNA分開，侵染未標記的大腸桿菌，探究控制生物性狀的遺傳物質時，不能說明為DNA；胸腺嘧啶脫氧核苷酸只存在于DNA中，用15N或32P標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸，可研究有絲分裂過程中DNA的復制方式；用3H標記的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡細胞中，帶標記的亮氨