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同位素標(biāo)記法在高中生物學(xué)中的應(yīng)用總結(jié)
同位素標(biāo)記法是利用放射性同位素作為示蹤劑對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法，生物學(xué)上經(jīng)常使用的同位素是組成原生質(zhì)的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。
1．分泌蛋白的合成與分泌（必修1P40簡(jiǎn)答題）
20世紀(jì)70年代，科學(xué)家詹姆森等在豚鼠的胰腺細(xì)胞中注射3H標(biāo)記的亮氨酸。3min后被標(biāo)記的亮氨酸出現(xiàn)在附有核糖體的內(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(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的囊泡中及釋放到細(xì)胞外的分泌物中。由此發(fā)現(xiàn)了分泌蛋白的合成與分泌途徑：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→囊泡→細(xì)胞膜→外排。
2、
2．光合作用中氧氣的來(lái)源
1939年，魯賓和卡門(mén)用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，然后進(jìn)行兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：一組提供H2O和C18O2，另一組提供H218O和CO2。在其他條件相同情況下，分析出第一組釋放的氧氣全部為O2，第二組全部為18O2，有力地證明了植物釋放的O2來(lái)自于H2O而不是CO2。
3．光合作用中有機(jī)物的生成
20世紀(jì)40年代美國(guó)生物學(xué)家卡爾文等把單細(xì)胞的小球藻短暫暴露在含14C的CO2里，然后把細(xì)胞磨碎，分析14C出現(xiàn)在哪些化合物中。經(jīng)過(guò)10年努力終于探索出了光合作用的“三碳途徑”——卡爾文循環(huán)。為此，卡爾文榮獲“諾貝爾獎(jiǎng)”。
4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
1952年，赫爾
3、希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，用35S、32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，再讓被35S、32P分別標(biāo)記的兩種噬菌體去侵染大腸桿菌，經(jīng)離心處理后，分析放射性物質(zhì)的存在場(chǎng)所。此實(shí)驗(yàn)有力證明了DNA是遺傳物質(zhì)。
5．DNA的半保留復(fù)制
1957年，美國(guó)科學(xué)家梅塞爾森和斯坦?fàn)栍煤?5N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，使之變成“重”細(xì)菌，再把它放在含14N的培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。在不同時(shí)間取樣，并提取DNA進(jìn)行密度梯度離心，根據(jù)輕重鏈浮力等的不同，就分出新生鏈和母鏈，這就證實(shí)了DNA復(fù)制的半保留性。
6．基因工程
在目的基因的檢測(cè)與鑒定中，采用了DNA分子雜交技術(shù)。將轉(zhuǎn)基因生物的基因組DNA提取出來(lái)
4、，在含有目的基因的DNA片段上用放射性同位素作標(biāo)記，以此為探針使之與基因組DNA雜交，如果顯示出雜交帶，就表明目的基因已導(dǎo)入受體細(xì)胞中。
另外，還可采用同樣方法檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA，不同的是從轉(zhuǎn)基因生物中提取的是mRNA。
7．基因診斷
基因診斷是用放射性同位素（如32P）、熒光分子等標(biāo)記的DNA分子作探針，依據(jù)DNA分子雜交原理，鑒定被檢測(cè)樣本上的遺傳信息，從而達(dá)到檢測(cè)疾病的目的。
另外，還可以用在植物有機(jī)物的運(yùn)輸研究過(guò)程中。
示蹤原子不僅用于科學(xué)研究，還用于疾病的診斷和治療。例如，射線能破壞甲狀腺細(xì)胞，使甲狀腺腫大得到緩解。因此，碘的放射性同位素就可用于治療甲狀腺腫大。
專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè)
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