“組織水腫”專題復習(已修改)
2025-04-28 12:44 本頁面
【正文】 “同位素示蹤法”基礎練習匯編同位素示蹤法是利用放射性元素作為示蹤劑對研究對象進行標記的微量分析方法，即把放射性同位素的原子參到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運動、遷移，再用放射性探測儀器進行追蹤，就可知道放射性原子通過什么路徑，運動到哪里了，是怎樣分布的。從而研究細胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向等，進而了解細胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學物質(zhì)的變化、反應機理等。用于示蹤技術的放射性同位素一般是用于構(gòu)成細胞化合物的重要元素。如3H、14C、15N、18O、32P、35S等。一、各種同位素及其在中學生物學中的應用1．氫的同位素 已知氫有三種同位素，即氕、氘和氚，氕和氘是穩(wěn)定的同位素，而氚具有放射性，能夠發(fā)射負B射線，因而可以通過探測器進行追蹤。3H標記化合物是指用放射性3H取代化合物中的穩(wěn)定同位素氕或氘，并以3H作為標記的放射性標記化合物。例如，在高中生物學中，介紹科學家在研究分泌蛋白的合成和分泌時，曾經(jīng)做過這樣一個實驗：他們在豚鼠的胰臟腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸，3min后，被標記的氨基酸出現(xiàn)在附著有核酸體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，17min后，出現(xiàn)在高爾基體中，117min后，出現(xiàn)在靠近細胞膜內(nèi)側(cè)的運輸?shù)鞍踪|(zhì)的小泡中，以及釋放到細胞外的分泌物中，這個實驗說明分泌蛋白在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體中合成之后，是按照內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葉高爾基體一細胞膜的方向運輸?shù)?，從而證明了細胞內(nèi)的各種生物膜在功能上是緊密聯(lián)系的。2．C的同位素 自然界中碳元素有三種同位素，即穩(wěn)定同位素12C、13C和放射性同位素14C。14C能夠發(fā)射 B射線，因此可以用放射性14C取代化合物中它的穩(wěn)定同位素12C，如教材中介紹了科學家用含有14C的二氧化碳來追蹤光合作用中的C原子的轉(zhuǎn)移途徑是：二氧化碳一三碳化合物一糖類。 自然界中氧元素有三種同位素，即16O、170、180，它們都不具有放射性，因此不能通過放射性進行追蹤。在示蹤研究中，常用18代替化合物中的16進行標記，最后通過質(zhì)譜儀測定代謝物的質(zhì)量的方法進行確定。例如在教材中，介紹的魯賓和卡門的實驗，研究光合作用中釋放的氧到底是來自于水，還是來自于二氧化碳。他們用氧的同位素18分別標記H2 O和C02 ，使它們分別成為H2 18O和C1802，然后進行兩組光合作用實驗：第一組向綠色植物提供 H2 18O和C02，第二組向同種綠色植物提供H2 18O和C1802。在相同條件下，他們對兩組光合作用釋放的氧進行了分析，結(jié)果表明第一組釋放的氧全部是18O，第二組釋放的氧全部是02，從而證明了光合作用釋放的氧全部來自水。 4. P的同位素磷是一個簡單的元素，除了質(zhì)量數(shù)為31的一種穩(wěn)定性同位素外，還有幾個放射性同位素，其質(zhì)量數(shù)為2333和34；但只有質(zhì)量數(shù)為32和33_的同位素存在足夠長的時間可以作為示蹤物之用，32和33都可以發(fā)射負B射線。在教材中介紹了用32標記噬菌體的DNA，然后用被標記的噬菌體去感染細菌的實驗。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具有可識別性，從而和細菌的DNA相區(qū)別開來。 、3335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蹤法中，用的多是35。教材中同樣是在介紹噬菌體侵染細菌的實驗中，介紹了35S的標記應用。即是用35S標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼來顯示其最后的存在部位。由于蛋白質(zhì)含有S 元素，而DNA中不含S元素，可以把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)別開來。
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