“同位素示踪法”基础练习汇编
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，即把放射性同位素的原子参到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。从而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。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。如H、C、N、O、P、S等。
一、各种同位素及其在中学生物学中的应用
1．氢的同位素 已知氢有三种同位素，即氕、氘和氚，氕和氘是稳定的同位素，而氚具有放射性，能够发射负B射线，因而可以通过探测器进行追踪。H标记化合物是指用放射性H取代化合物中的稳定同位素氕或氘，并以H作为标记的放射性标记化合物。例如，在高中生物学中，介绍科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，曾经做过这样一个实验：他们在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射H标记的亮氨酸，3min后，被标记的氨基酸出现在附着有核酸体的内质网中，17min后，出现在高尔基体中，117min后，出现在靠近细胞膜内侧的运输蛋白质的小泡中，以及释放到细胞外的分泌物中，这个实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按
3
3
3
3
3
14
15
18
32
35
1 / 14
照内质网叶高尔基体一细胞膜的方向运输的，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。
2．C的同位素 自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素C、C和放射性同位素C。C能够发射 B射线，因此可以用放射性C取代化合物中它的稳定同位素C，如教材中介绍了科学家用含有C的二氧化碳来追踪光合作用中的C原子的转移途径是：二氧化碳一三碳化合物一糖类。
3.氧的同位素 自然界中氧元素有三种同位素，即O、0、0，它们都不具有放射性，因此不能通过放射性进行追踪。在示踪研究中，常用18代替化合物中的16进行标记，最后通过质谱仪测定代谢物的质量的方法进行确定。例如在教材中，介绍的鲁宾和卡门的实验，研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。他们用氧的同位素18分别标记H2 O和C02 ，使它们分别成为H2 O和C02，然后进行两组光合作用实验：第一组向绿色植物提供 H2 O和C02，第二组向同种绿色植物提供H2 O和C02。在相同条件下，他们对两组光合作用释放的氧进行了分析，结果表明第一组释放的氧全部是O，第二组释放的氧全部是02，从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。
4. P的同位素磷是一个简单的元素，除了质量数为31的一种稳定性同位素外，还有几个放射性同位素，其质量数为29、30、32、33和34；但只有质量数为32和33_的同位素存在足够长的时间可以作为示踪物之
2 / 14
18
18
18
18
18
18
16
17
18
12
14
14
14
14
12
13
用，32和33都可以发射负B射线。在教材中介绍了用32标记噬菌体的DNA，然后用被标记的噬菌体去感染细菌的实验。由于DNA中含有P元素，因而用放射性的32P取代DNA中的P，就使得DNA具有可识别性，从而和细菌的DNA相区别开来。
5.S的同位素硫的同位素32、33、34、35和36中，除35外，其它放射性同位素的半衰期都很短，因此在放射性同位素示踪法中，用的多是35。教材中同样是在介绍噬菌体侵染细菌的实验中，介绍了35S的标记应用。即是用35S标记噬菌体的蛋白质外壳来显示其最后的存在部位。由于蛋白质含有S 元素，而DNA中不含S元素，可以把蛋白质和DNA区别开来。
除了课本中介绍的这些实验中涉及到同位素标记法的应用之外，在一些习题中也经常涉及到。例如用 N的同位素15标记核苷酸研究DNA的半保留复制；利用N的同位素15N标记氨基酸，研究其在动植物体内的转移途径；用K标记的培养基来研究矿质元素在植物体内的运输途径等。
二、“同位素示踪法”基础练习
3
3
H练习
3
1．将植物细胞在H标记的尿苷存在下培育数小时，然后收集细胞，经适当处理后获得各种细胞器。放射性将主要存在于： （ ）
3 / 14
A．叶绿体和高尔基体 B．细胞核和液泡 C．细胞核和内质网 D．线粒体和叶绿体
2．用H标记葡萄糖中的氢，经有氧呼吸后，下列物质中可能有H的是 （ ）
A、H2O B、CO2 C、C2H5OH D、C3H6O3
3．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性（H标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影技术发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体中。因此，可以肯定被标记的化合物是 （ ）
A 一种氨基酸 B 尿嘧啶核苷 C 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D 葡萄糖
4．（多选）下列生物学研究选择的技术（方法）恰当的是 （ ） A．用H标记的尿嘧啶核糖核苷酸研究DNA的复制 B．用利用纸层析法提取叶绿体中的色素
C．用标志重捕法进行鼠的种群密度的调查 D．用无毒的染料研究动物胚胎发育的过程
4 / 14
3
3
3
3
5．为了促进有丝分裂物质对细胞分裂的促进作用，将小鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（H-TdR）；乙组中加入等剂量的H-TdR加入促进有丝分裂物质。培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射强度。据此回答下列问题：
（1）细胞内H-TdR参与合成的生物大分子是 ，该种分子所在的细胞结构名称是 ， 。
（2）乙组细胞的总放射性强度比甲组的 ，原因是 。
（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。
（4）在上述实验中选用
3
3
3
3
3
3
H-TdR的原因
是 。
答案：1、D 2、Ａ 3、C 4、CD 5、（1）DNA 染色体 线粒体 （2）高 乙组细胞分裂旺盛，产生的细胞含有由胸腺嘧啶脱氧核苷合成的胸腺嘧啶脱氧核苷酸等为原料合成的DNA。（3）间 （4）合成胸腺
5 / 14
“组织水肿”专题复习
