同位素示蹤與熒光標(biāo)記技術(shù)

1、同位素示蹤與熒光標(biāo)記技術(shù)熱考解讀1同位素示蹤法(1) 同位素示蹤法：用示蹤元素標(biāo)記的化合物，可以根據(jù)這種化合物的放射性，對(duì)有關(guān)的一系列化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行追蹤。這種科學(xué)的研究方法叫做同位素示蹤法，也叫同位素標(biāo)記法。(2) 應(yīng)用：可用于研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來(lái)源、組成、分布和去向等，進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等。還可用于疾病的診斷和治療，如碘的放射性同位素可以用來(lái)治療甲狀腺腫大。(3) 使用注意事項(xiàng)：一次只能使用一種同位素標(biāo)記2熒光標(biāo)記法熒光標(biāo)記法(FluorescentLabeling)是利用熒光蛋白或熒光蛋白基因作為標(biāo)志物對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的分析方法。(1) 常用的熒光蛋

2、白為綠色和紅色兩種 綠色熒光蛋白(GFP)常用的是來(lái)源于發(fā)光水母的一種功能獨(dú)特的蛋白質(zhì)，分子量為27kD,具有238個(gè)氨基酸，藍(lán)光或近紫外光照射，發(fā)射綠色熒光。 紅色熒光蛋白來(lái)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，有著廣泛的應(yīng)用前景。(2) 人教版教材中用到熒光標(biāo)記法的地方 必修1P66“細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)”：這一實(shí)驗(yàn)很有力地證明了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性。 必修2P30“基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”：通過(guò)現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，運(yùn)用熒光標(biāo)記的手段，可以很直觀地觀察到某一基因在染色體上的位置。(3) 熒光標(biāo)記法特別是在免疫學(xué)研究中也有重要的作用，例如免疫

3、熒光抗體標(biāo)記法。將已知的抗體或抗原分子標(biāo)記上熒光素，當(dāng)與其相對(duì)應(yīng)的抗原或抗體起反應(yīng)時(shí)，在形成的復(fù)合物上就帶有一定量的熒光素，在熒光顯微鏡下就可以看見發(fā)出熒光的抗原抗體結(jié)合部位，檢測(cè)出抗原或抗體。命題設(shè)計(jì)1.(2018山東青島一模)同位素標(biāo)記法常用于追蹤物質(zhì)運(yùn)行和變化規(guī)律的研究，下列相關(guān)敘述不正確的是()A. 給小鼠供應(yīng)18O2，其呼出氣體中可能含有C18O2B. 用含3H標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)洋蔥根尖，只能在分生區(qū)細(xì)胞中檢測(cè)到放射性C. 用15N標(biāo)記DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留復(fù)制D. 用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，保溫、攪拌、離心后可檢測(cè)到沉淀物中放射性很高解析：

4、選B給小鼠供應(yīng)18O2,參與有氧呼吸的第三階段生成H28O,H18O再參與有氧呼吸的第二階段生成C18O2,因此其呼出氣體中可能含有C18O2,A正確；3H標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸是合成RNA的原料，由于所有細(xì)胞都能合成RNA,因此用含3H標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)洋蔥根尖,不僅能在分生區(qū)細(xì)胞中檢測(cè)到放射性,在其他細(xì)胞中也能檢測(cè)到放射性，B錯(cuò)誤；用15N標(biāo)記DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留復(fù)制，C正確；32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA,噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),只有DNA進(jìn)入細(xì)菌并隨著細(xì)菌離心到沉淀物中,因此用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,保溫、攪拌、離心后可檢測(cè)到沉淀物中放射性很高,D正

5、確。2下列生物學(xué)研究中,應(yīng)用同位素標(biāo)記法能實(shí)現(xiàn)研究目的的是()A.15N標(biāo)記脫氧核苷酸，證明DNA的分子結(jié)構(gòu)為規(guī)則的雙螺旋B35S標(biāo)記蛋白質(zhì),證明DNA是一切生物的主要遺傳物質(zhì)C. 18O標(biāo)記co2，觀察光合作用吸收的CO2中O元素的去向D. 3H標(biāo)記胸腺嘧啶，證明通過(guò)轉(zhuǎn)錄過(guò)程合成RNA解析：選C。15N標(biāo)記DNA分子，證明了DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制，A錯(cuò)誤；噬菌體的DNA中不含S元素，但其蛋白質(zhì)外殼中含有S元素，因此本實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)，B錯(cuò)誤；18O標(biāo)記CO2，可以用于觀察光合作用吸收的CO2中O元素的去向，C正確；轉(zhuǎn)錄過(guò)程利用的原料是四種核糖核苷

6、酸不會(huì)利用胸腺嘧啶，D錯(cuò)誤。3.熒光顯微技術(shù)是用熒光顯微鏡觀察被熒光染料處理的生物樣品，由于能觀察細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)變化，且效果良好，現(xiàn)在得到了廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 1970年，科學(xué)家分別用綠色和紅色熒光染料，標(biāo)記小鼠和人體細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，然后將人、鼠細(xì)胞融合，并分為兩組。開始時(shí)，融合細(xì)胞的一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光，將其中一組置于37°C下處理40min,兩種顏色的熒光均勻分布；將另一組置于0°C下處理40min,融合細(xì)胞仍一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光。該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，且流動(dòng)性的大小與有關(guān)。(2) 如果用黃色熒光染料標(biāo)記染色體上的端粒，在細(xì)胞

7、分裂的分裂期(分裂未完成)，一個(gè)果蠅體細(xì)胞中共有個(gè)黃色熒光點(diǎn)，一個(gè)大腸桿菌細(xì)胞中共有個(gè)黃色熒光點(diǎn)。(3) 如果在一對(duì)同源染色體上，用相同顏色的熒光染料標(biāo)記相同或等位基因，用不同顏色的熒光染料標(biāo)記非等位基因，在四分體時(shí)期，一個(gè)初級(jí)精母細(xì)胞中相同顏色的熒光點(diǎn)有個(gè)，并可觀察到不同顏色的熒光點(diǎn)在染色體上呈排列，從而用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)證明了基因位于染色體上。解析：1)在兩種細(xì)胞剛?cè)诤蠒r(shí)，融合細(xì)胞一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光，其中一組經(jīng)37°C處理40min后兩種顏色的熒光均勻分布，這說(shuō)明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性；而另一組經(jīng)0C處理40min后，融合細(xì)胞仍是一半發(fā)紅色熒光，一半發(fā)綠色熒光，說(shuō)明細(xì)胞膜的流動(dòng)性與溫度有關(guān)。(2)端粒是每條染色體兩端的一段特殊序列的DNA。未復(fù)制的染色體有2個(gè)端粒，則已復(fù)制的染色體有4個(gè)端粒，一個(gè)果蠅體細(xì)胞中共有8條染色體，所以該細(xì)胞在分裂期(分裂未完成)共有32個(gè)端粒。大腸桿菌為原核生物，原核細(xì)胞中沒有染色體，DNA呈環(huán)狀，沒有端粒。