放射性同位素放射线 半衰期同位素示踪技术细胞(结构与功能) 食物链如14C新陈代谢 放疗 环境污染诱变育种 DNA胚胎发育矿质元素15N复制 细胞核光合作用呼吸作用 有机物代谢途径研究遗传物生物膜 细胞器同位素专题知识体系网络结构图高三专题复习-------放射性同位素在生物学中的应用教学目标：教学重点：1、 梳理知识的思维方法(由网络结构图发散思维引导联想思维能力的训练)2、 解题过程和解题方法的训练 教学难点：例2和例3的解题过程及方法 教学过程：一、梳理知识体系，形成网络结构同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫示踪元素。
用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。
人们可以根据这种化合物的放射性，对生物体内各种复杂的生理、生化过程进行追踪的方法，就是放射性同位素示踪法。
如示踪原子追踪光合作用、呼吸作用的过程、胚胎发育过程、细胞的结构和功能、蛋白质(酶)的形成以及遗传物质的研究等等。
14C 、18O 、15N 、3H 、32P 、35S 等都是常用的示踪原子。
二、 同位素技术的考题类型及解法(一) 学科内综合分析题例 1 同位素示踪技术在生物学的研究中被广泛应用。
分析下列有关实验：细胞数目相等的两组小鼠肝细胞，用含有3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养，A 组加入某物质，B 组不加，经过一段时间培养后，洗去培养液，分别取出两组的全部细胞，测量每组的总放射性强度，结果 A 组显著大于B 组。
请回答：A 组加入的物质的作用是_______。
3H 标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸用于细胞中_________的合成，它在细胞中主要分布的部位是____________。
解析：通过审题可以简略绘图示。
答案：促进细胞分裂 DNA 细胞核本题主要考查细胞分裂及细胞核内DNA 分子复制(时间、场所、原料或组成单位)。
［解综合分析题的思路］：1、 确认题干的中心知识点(内容)2、 依题意分解中心知识为各分枝知识3、 分析各知识点的内在联系，将中心知识变通扩展*T加某物质*B*A>DNA 数目：A 组大于B 组 细胞数目：A 组大于B 组 细胞分裂(次数)：A 组大于B 组4、 针对性作答。
(二) 放射性同位素有关计算题例2 假设14N 的DNA 分子的相对分子质量为a ，含有15N 的该DNA 分子的相对分子质量为b ，将含有14N 的DNA 分子置于15N 的培养基中连续培养复制二次，所得DNA 的相对分子质量平均为______________。
解析：本题考查DNA 半保留复制的有关知识。
解题方法为图示法(如图所示)：答案：(a ＋3b)/4 扩展：如果复制n 次呢→[a+(2n －1)b]╱2n 。
15N 的DNA 置于14N 的培养基中连续复制n 次，则a 与b 交换。
放射性同位素有关的计算内容主要有： 1、 生物化石年代的计算 2、 光合作用的物质量的计算 3、 呼吸作用的物质量的计算 4、 DNA 分子及碱基数的计算(三) 坐标图象题例3 从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C 氨基酸的培养液中，培养液中这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量。
下图中正确的描述曲线是( )解析：本题考查生物图象识别能力和细胞器的功能即与蛋白质合成加工、运输、分泌过程有关的细胞器。
(排除法解题)中心体不能形成蛋白质，C 、D 项错误。
而与蛋白质合成加工、运输、分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。
核糖体内把氨基酸合成为多肽链，经过内质网的加工运输到高尔基体分泌到细胞外面去，整个过程都需要线粒体产生的能量ATP 。
如图，本题解答的关键是曲线的“起点”。
选B 。
［解坐标图象题的思路］ 1、 识图要“四看”：一看纵横坐标含义； 二看特殊点(起点、转折点、终点)； 三看变化趋势(规律)； 四看曲线(与坐标)之间的关系。
2、 运用知识“嫁接”分析综合图象与生物学含义。
3、 针对题意运用图象特征解决问题。
时间 14时间14时间时间 14ABCDa b bb求：DNA 质量平均值(a ＋3b)/4a b已知: 1514 1415内质网加工运输高尔基体加工运输分泌蛋白质形成 分泌过程：核糖体合成多肽链生物学含义文图转换0 时间14C 氨基酸数细胞膜外排(四) 科普材料信息题例4 6027Co 是典型的γ如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大，γ射线处理作物年主要引起_基因突变__，从而产生可遗传的变异，除γ射线外，用于人工诱变的其它射线还有__紫外线_、__中子流__和__X 射线___。
解析： 审题读懂信息材料(如图示)，本题的中心知识点是“诱变育种”。
科普信息题的特点是具有综合性、时代性、先进性。
大纲考纲要求“读懂自然科学的资料，看懂图、表所包含的信息，能从文字、图表中提取所需的信息并从中找出规律”。
要求考生具备“获取信息，处理信息，解决问题的能力”。
其解题思路是：1、 阅读材料，读懂并接受信息。
2、 处理提炼有用材料。
3、 将知识“嫁接”于材料信息中分析解决问题。
三、练习题1、具有放射性的14C 其半衰期为5686年，空气中12C 与14C 的存量比约为1012∶1.2，活着的生物体141／8，请估算该化石的年代。
( )解析：“14C 的存量为空气中的1／8”即1／23 →经过3次半衰期→3×2、在医疗卫生上，用放射性钴69放出的γ射线治疗肿瘤(称为放疗)，其原理是利用了γ射线的 ( ) A 、电离作用，使肿瘤细胞转化 B 、贯穿作用，导致基因突变 C 、高能量，杀死肿瘤细胞 D 、热作用，减轻病人痛苦 3、动物胚胎学家研究胚胎发育时，用同位素将囊胚时期的植物半球表面的部分细胞作上标记。
同位素示踪的结果，这些标记可能出现在蝌蚪的 ( )A 、肝脏和胰腺B 、骨骼和肌肉C 、心脏和肾脏D 、大脑和小脑 4、下列用同位素示踪法在生物学上的有关实验 (1)如果有18O 标记的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下。
一段时间后，在植物体周围的空气中，能够收集到含18O 的物质有氧气、水和二氧化碳，它们分别是由_ _、_ _和__ _生理过程产生的。
(2)在光照条件下，向培养小球藻的试管中通入用14C 标记的浓度为1%的14CO 2 第5分钟再通入浓度为2%的14CO 2，第15分钟再供给0.003 %14CO 25分钟。
在这个过程中分别检测小球藻内的葡萄糖、三碳化合物、五碳化合物的放射强度得到如图a 、b 、c 三条曲线，这三条曲线表示的化合物依次是__ __、___ __、__ __。
5、有人用原子示踪法做实验，给绿色植物施用含放射性同位素15N 的氮肥，让人吃了这些植物，最后在尿液中检测出15N 。
下列有关15N 的行程分析不正确的是 （） A. 15N （15NH 4+或15NO 3-）首先经主动运输到细胞内部 B.经化合作用15N 转变成葡萄糖、淀粉，最后转化成植物蛋白C.人吃进植物蛋白，经消化吸收循环进入各细胞，在细胞内15N 参与组织蛋白合成 D.有些组织蛋白分解产生CO 2、H 2O 和尿素，含15N 尿素经肾脏以尿的形式排出体外 6、用同位素18O 标记的CO 2作原料，供给植物进行光合作用。
当植物进行有氧呼吸时，在呼吸产物CO 2和H 2O 中，含18O 的应是 （ ）A.H 2OB.CO 2C.H 2O 和CO 2D.H 2O 或CO 2γ射线(高能) (基因突变)新品种诱变育种 中子流 X 射线紫外线 化合物相对量515注入7、用14C 标记的葡萄糖培养去掉细胞壁的原生质体，3小时后用放射性自显影技术观察，在该植物细胞内含有14C 最多的结构最可能是 ( )A 、核糖体B 、高尔基体C 、内质网D 、细胞核8、某一DNA 分子含有800个碱基对，其中含有A600个。
该DNA 分子连续复制数次后，消耗周围环境中的G 的脱氧核苷酸6200个，该DNA 分子已经复制了 ( )A 、4次B 、5次C 、6次D 、7次9、葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常用的物质。
将一只实验用的小鼠放入含有放射性元素标记的18O 2气体的容器内，18O 2进入细胞内以后，最先出现具有放射性化合物的是 ( )A 、丙酮酸B 、乳酸C 、二氧化碳D 、水10、让实验动物猴吸入混有18O 2的空气，该猴体内最先出现含有18O 的化合物是() A 、 C 6H 12O 6 B 、H 2O C 、C 2H 5OH D 、C 3H 6O 311、下列关于核放射性物质进入人体途径示意图的叙述中，正确的是( ) A 、图中表示放射性物质主要通过食物链经消化进入人体的途径有4条 B 、图中表示放射性物质通过呼吸道进入人体的途径有2条 C 、图中表示放射性溶液通过皮肤进入人体的途径有1条 D 、图中表示放射性物质进入人体的途径共有4条12、科学家在研究钠通过细胞膜的运输方式时，做了下述实验：先向枪乌贼神经纤维里注入微量的放射性同位素24Na ，不久可测得神经纤维周围溶液中存在24Na 。
如果在神经纤维膜外溶液中先后加入某药物和A TP ，测得周围溶液中24Na 的量如下图。
据图作出推断，错误的是 A 、加入某药物后，溶液中24Na 的量不再增加 B 、加入A TP 后，溶液中24Na 的量增加 C 、神经纤维排出24Na 需要A TPD 、“某药物”的作用机理是抑制细胞中的呼吸作用13、若给予放射性同位素标记的氨基酸研究胰腺细胞合成和分泌消化酶的过程，放射性标记先后出现在( )A 、高尔基体、内质网、核糖体B 、内质网、高尔基体、核糖体C 、核糖体、内质网、高尔基体D 、核糖体、高尔基体、内质网14、将标记的氨基酸供胰腺用来合成一种酶，酶最终被分泌到胰腺外面，这种酶移动的最可能途径是( )A 、内质网→高尔基体→细胞核B 、内质网→高尔基体→囊泡与质膜的融合C 、细胞核→内质网→高尔基体D 、内质网→核糖体→囊泡与质膜的融合15、将用3H 标记的尿苷引入某绿色植物细胞内，然后设法获得各种结构，下列哪组结构最能表现出放射性？ ( )A 、细胞核、核仁和中心体B 、细胞核、核糖体和高尔基体核试验产生的放射性沉降物或核工业废物大 气土壤植物(粮食、蔬菜)人体水源动物肉、奶水生生物水产食品C、细胞核、核糖体、线粒体和叶绿体D、细胞核、核糖体、内质网和液泡16、有示踪原子3H标记四种脱氧核苷酸，将其配制到培养基中培养人的白细胞，待细胞分裂后，发现子代细胞中除细胞核外，细胞质中也探测到3H存在，你认为细胞质中的3H 主要存在于( )A、叶绿体B、核糖体C、线粒体D、高尔基体17、在光合作用实验里，如果所用的水中有0.20%的水分子含有18O，二氧化碳有0.68%的二氧化碳分子含有18O，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含有18O的比例为( )A、0.2%B、0.44%C、0.64%D、0.88%18、给某种蔬菜施用含有放射性同位素15N的氮肥，植物吸收后主要用于合成蛋白质。