易司拓普同位素
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同位素标记法的应用分析

作者:小编 日期:2021-05-26 15:18:15 点击数:

同位素用于追踪物质运行和变化过程时,叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物,化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性,有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。

同位素标记法的大致流程为:用同位素标记某物质或结构→同位素标记的物质或结构与无同位素标记的物质或结构混合→分析同位素存在的物质或结构及其数量的变化→得出结论。

在解答同位素示踪法应用问题时,先需分清所标记的化合物,根据示踪元素的移动位置判断生化反应的进程,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。

(1)标记某元素,追踪其转移途径

鲁宾和卡门用18O标记H2O,光合作用只产生18O2,再用18O标记CO2,光合作用只产生O2。证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O,而不是来自于CO2。H218O→18O2

卡尔文等用14C 标记的14CO2,供小球藻进行光合作用,追踪检测其放射性,证明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳。14CO2→14C3→(14CH2O)

用同位素14C标记,研究生长素的极性运输问题等。

(2)标记特征元素,探究化合物的作用

如蔡斯和赫尔希的T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记噬菌体的DNA,发现大肠杆菌体内有放射性物质;用35S标记蛋白质,大肠杆菌体内未发现放射性物质。由此证明了DNA是噬菌体的遗传物质。

(1)32P——DNA,证明DNA是遗传物质。

(2)35S——蛋白质,证明蛋白质外壳未进入细菌体内,不知蛋白质是不是遗传物质。下结论时,不用特意说明蛋白质不是遗传物质。

(3)标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理

如用3H标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程;

用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,研究有丝分裂过程中染色体的变化规律;

用15N标记DNA,证明了DNA复制的特点是半保留复制。

(4)模型构建同位素在实验研究中的其他应用

①利用放射性同位素标记自显影技术,证明细胞分裂间期的最大特点是完成DNA复制、RNA和蛋白质的合成;用放射性元素标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸并追踪,研究DNA的复制;用放射性元素标记尿嘧啶核糖核苷酸并追踪,研究RNA的合成;用放射性元素标记氨基酸并追踪,研究蛋白质的合成。

②利用同位素14C标记植物组织,证明了植物生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端。

③用放射性同位素(如32P)或荧光分子等标记的DNA分子作探针,根据DNA分子的杂交原理,鉴定被检测标本上的遗传信息,可应用于产前诊断和环境监测。


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