各种同位素及其在中学生物学中的应用VIP专享

1 各种同位素及其在中学生物学中的应用 1.氢的同位素 在必修1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3H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 2 如必修1介绍了科学家卡尔文用含有14C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16O、170、180，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 18O和 C1802，然后进行两组光合作用实验：第一组向绿色植物提供 H2 18O和 C02，第二组向同种绿色植物提供 H2 18O和 3 C1802。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 18O，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 在必修 2中介绍了赫尔希和蔡斯用 32P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 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 4 元素，可以把蛋白质和DNA区别开来。 6.N的同位素 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 7.K的同位素 用 40k标记的培养基来研究矿质元素在植物体内的运输途径等。 练习 1．将植物细胞在 3H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...