2022届高考生物一轮复习 第六单元 遗传的物质基础 热考培优（五）同位素示踪与荧光标记技术学案

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1、2022届高考生物一轮复习 第六单元 遗传的物质基础 热考培优（五）同位素示踪与荧光标记技术学案1同位素示踪法 (1)同位素示踪法：用示踪元素标记的化合物， 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。这种科学的研究方法叫做同位素示踪法，也叫同位素标记法。 (2)应用：可用于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。 还可用于疾病的诊断和治疗，如碘的放射性同位素可以用来治疗甲状腺肿大。 (3)使用注意事项：一次只能使用一种同位素标记2荧光标记法荧光标记法(Fluorescent Labeling)是利用荧光蛋白或荧

2、光蛋白基因作为标志物对研究对象进行标记的分析方法。(1)常用的荧光蛋白为绿色和红色两种绿色荧光蛋白(GFP)常用的是来源于发光水母的一种功能独特的蛋白质，分子量为27 kD，具有238个氨基酸，蓝光或近紫外光照射，发射绿色荧光。红色荧光蛋白来源于珊瑚虫，是一种与绿色荧光蛋白同源的荧光蛋白，在紫外光的照射下可发射红色荧光，有着广泛的应用前景。(2)人教版教材中用到荧光标记法的地方必修1P66“细胞融合实验”：这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。必修2P30“基因在染色体上的实验证据”：通过现代分子生物学技术，运用荧光标记的手段，可以很直观地观察到某一基因在染色体上的位置。(

3、3)荧光标记法特别是在免疫学研究中也有重要的作用，例如免疫荧光抗体标记法。将已知的抗体或抗原分子标记上荧光素，当与其相对应的抗原或抗体起反应时，在形成的复合物上就带有一定量的荧光素，在荧光显微镜下就可以看见发出荧光的抗原抗体结合部位，检测出抗原或抗体。命题设计1(2018山东青岛一模)同位素标记法常用于追踪物质运行和变化规律的研究，下列相关叙述不正确的是()A给小鼠供应18O2，其呼出气体中可能含有C18O2B用含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，只能在分生区细胞中检测到放射性C用15N标记DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留复制D用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，保温、搅拌

4、、离心后可检测到沉淀物中放射性很高解析：选B。给小鼠供应18O2，参与有氧呼吸的第三阶段生成HO，HO再参与有氧呼吸的第二阶段生成C18O2，因此其呼出气体中可能含有C18O2，A正确；3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料，由于所有细胞都能合成RNA，因此用含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，不仅能在分生区细胞中检测到放射性，在其他细胞中也能检测到放射性，B错误；用15N标记DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留复制，C正确；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并随着细菌离心到沉淀物中，因此用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，保温、搅拌、离心

5、后可检测到沉淀物中放射性很高，D正确。2下列生物学研究中，应用同位素标记法能实现研究目的的是()A15N标记脱氧核苷酸，证明DNA的分子结构为规则的双螺旋B35S标记蛋白质，证明DNA是一切生物的主要遗传物质C18O标记CO2，观察光合作用吸收的CO2中O元素的去向D3H标记胸腺嘧啶，证明通过转录过程合成RNA解析：选C。15N标记DNA分子，证明了DNA分子的复制方式是半保留复制，A错误；噬菌体的DNA中不含S元素，但其蛋白质外壳中含有S元素，因此本实验只能说明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌内，B错误；18O标记CO2，可以用于观察光合作用吸收的CO2中O元素的去向，C正确；转录过程

6、利用的原料是四种核糖核苷酸，不会利用胸腺嘧啶，D错误。3荧光显微技术是用荧光显微镜观察被荧光染料处理的生物样品，由于能观察细胞内动态变化，且效果良好，现在得到了广泛的应用。请回答下列问题：(1)1970年，科学家分别用绿色和红色荧光染料，标记小鼠和人体细胞膜上的蛋白质，然后将人、鼠细胞融合，并分为两组。开始时，融合细胞的一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，将其中一组置于37 下处理40 min，两种颜色的荧光均匀分布；将另一组置于0 下处理40 min，融合细胞仍一半发红色荧光，一半发绿色荧光。该实验说明，细胞膜具有流动性，且流动性的大小与_有关。(2)如果用黄色荧光染料标记染色体上的端粒，在细

7、胞分裂的分裂期(分裂未完成)，一个果蝇体细胞中共有_个黄色荧光点，一个大肠杆菌细胞中共有_个黄色荧光点。(3)如果在一对同源染色体上，用相同颜色的荧光染料标记相同或等位基因，用不同颜色的荧光染料标记非等位基因，在四分体时期，一个初级精母细胞中相同颜色的荧光点有_个，并可观察到不同颜色的荧光点在染色体上呈_排列，从而用现代分子生物学技术证明了基因位于染色体上。解析：(1)在两种细胞刚融合时，融合细胞一半发红色荧光，一半发绿色荧光，其中一组经37 处理40 min后两种颜色的荧光均匀分布，这说明细胞膜具有流动性；而另一组经0 处理40 min后，融合细胞仍是一半发红色荧光，一半发绿色荧光，说明细胞膜的流动性与温度有关。(2)端粒是每条染色体两端的一段特殊序列的DNA。未复制的染色体有2个端粒，则已复制的染色体有4个端粒，一个果蝇体细胞中共有8条染色体，所以该细胞在分裂期(分裂未完成)共有32个端粒。大肠杆菌为原核生物，原核细胞中没有染色体，DNA呈环状，没有端粒。(3)在四分体时期，染色体已复制，一对同源染色体上的相同或等位基因有4个，故该初级精母细胞中相同颜色的荧光点有4个。因基因在染色体上呈线性排列，所以可观察到不同颜色的荧光点在染色体上呈线性排列。答案：(1)温度(2)320(3)4线性