2019屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 第六單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 熱考培優(yōu)(五)同位素示蹤與熒光標(biāo)記技術(shù)學(xué)案

上傳人:Sc****h 文檔編號(hào):104141084 上傳時(shí)間:2022-06-09 格式:DOC 頁(yè)數(shù):3 大?。?1KB
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2019屆高考生物一輪復(fù)習(xí) 第六單元 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ) 熱考培優(yōu)(五)同位素示蹤與熒光標(biāo)記技術(shù)學(xué)案_第1頁(yè)
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1、 熱考培優(yōu)(五)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(Fluorescent Labeling)是利用熒光蛋白或熒光蛋白基

2、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)常用的熒光蛋白為綠色和紅色兩種 ①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27 kD,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。 ②紅色熒光蛋白來(lái)源于珊瑚蟲(chóng),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 ①《必修1》P66“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。 ②《必修2》P30“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

3、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(jiàn)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C18O2 B.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

4、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:選B。給小鼠供應(yīng)18O2,參與有氧呼吸的第三階段生成HO,HO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

5、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 B.35S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

6、細(xì)菌時(shí)蛋白質(zhì)外殼沒(méi)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(kāi)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 ℃下處理40 min,兩種顏色的熒光均勻分布;將另一組置于0 ℃下處理40 min,融合細(xì)胞

7、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

8、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 ℃處理40 min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)0 ℃處理40 min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(méi)有染色體,DNA呈環(huán)狀,沒(méi)有端粒。(3)在四分體時(shí)期,染色體已復(fù)制,一對(duì)同源染色體上的相同或等位基因有4個(gè),故該初級(jí)精母細(xì)胞中相同顏色的熒光點(diǎn)有4個(gè)。因基因在染色體上呈線性排列,所以可觀察到不同顏色的熒光點(diǎn)在染色體上呈線性排列。 答案:(1)溫度 (2)32 0 (3)4 線性 3

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