同位素示踪法(高中生物同位素标记法总结)

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一、同位素示踪法的原理和方法

同位素示踪法是利用放射性核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添加到其他物质中去，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。

放射性同位素标记法就是给某一种物质带上放射性，然后追踪该物质的转移途径。

用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。

在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。

例如，通过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，是按照内质网→高尔基体→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。

利用放射性同位素18 O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。

例如，美国的科学家鲁宾和卡门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。

用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别成为H218O和C18O2,然后进行两组光合作用实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2,第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2.在相同条件下，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18O2,第二组释放的氧全部是O2,从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。

另外，卡尔文等用14C标记的CO2,供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。

3.研究细胞呼吸过程中物质的转变途径

利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。

例如，用18O标记的氧气（18O2），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即18O→H218O.用18O标记的葡萄糖（C6H1218O6），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部无放射性，即C6H1218O6→C18O2.例如将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水。

在研究蛋白质和DNA在遗传中的作用时，分别放射性标记蛋白质和DNA的特征元素，用32P标记噬菌体的DNA,大肠杆菌内发现放射性物质，用35S标记噬菌体的蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质；

从而验证噬菌体在侵染细菌的过程中，进入细菌体内的是噬菌体的DNA,而不是噬菌体的蛋白质，进而证明了DNA是噬菌体的遗传物质。

通过放射性标记来“区别”亲代与子代的DNA,如放射性标记15N,因为放射性物质15

N的原子量和14N的原子量不同，因此DNA的相对分子质量不同。

如果DNA分子的两条链都是15N,则离心时为重带；

如果DNA分子的一条链是15N,一条链是14N,则离心时为中带；

如果DNA分子的两条链都是14N,则离心时为轻带。

二、什么是同位素示踪法

同位素示踪法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。一、同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。

三、同位素示踪法是什么

1、同位素示踪法是利用放射性同位素或经富集的稀有稳定核素作为示踪剂，研究各种物理、化学、生物、环境和材料等领域中科学问题的技术。

2、示踪剂是由示踪原子或分子组成的物质。示踪原子（又称标记原子）是其核性质易于探测的原子。含有示踪原子的化合物，称为标记化合物。理论上，几乎所有的化合物都可被示踪原子标记。

3、在工业活动中，示踪原子为使用多种高性能的检测方法和生产过程自动控制方法提供了可能性，克服了传统检测方法难以完成甚至无法完成的难题。如石油工业中采用放射性核素示踪微球等方法测绘注水井吸水剖面，为评价地层，调整注水量的分配，实现石油的增产和稳产作出了贡献。

4、在机械工业中可用氪化技术进行机械磨损研究，测量一些其他方法不能完成的运动部件的最高工作温度和温度分布。

5、此外，这一灵敏度很高的85Kr检漏方法也在机械工业产品、机械零部件和金属真空系统的检漏，以及电子工业半导体器件的检漏中得到应用。在钢铁工业中，可用同位素示踪技术测定高炉炉壁的腐蚀程度。水利工程中可用来探测大坝的渗漏情况等。

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