一、概念:
(《必修1》102页)同位素用于追踪物质的运行和变化规律过程。用示踪元素标记的化合物,化学性质不会改变。人们可以根据这种化合物的放射性,对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,也叫同位素示踪法。
二、应用:可用于研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等,进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
三、常用的示踪元素:如3H、14C、32P、35 S(蛋白质的特征元素)等。
四、教材中用到同位素标记法的地方:
《必修1》48页“分泌蛋白的合成和运输”:用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白合成和分泌的整个过程。
《必修1》102页“光合作用的探究历程”:
1939年美国科学家鲁宾和卡门利用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,然后通过对比实验,证明了光合作用释放的氧气来自水。
20世纪40年代,美国科学家卡尔文,用14C标记的CO2,供小球藻进行光合作用,最终探明了碳在光合作用过程中转化成有机物中碳的途径,这一途径称为卡尔文循环。
《必修2》45页“噬菌体侵染细菌的实验”:1952年赫尔希和蔡斯分别用同位素32P和 35S 标记的噬菌体,通过实验证明了DNA才是真正的遗传物质。
《选修3》14页“DNA分子杂交技术”:用放射性同位素标记的含有目的基因的DNA片段作为探针进行目的基因的检测。
五、在生物学中,和同位素标记法类似的另一种方法是——荧光标记法。
教材中用到荧光标记法的地方有:
《必修1》67页“细胞融合实验”:这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定的流动性。
《必修2》30页“基因在染色体上的实验证据”:通过现代分子生物学技术,运用荧光标记的手段,可以很直观地观察到某一基因在染色体上的位置。
《选修3》81页最上小字:将带有遗传标记的ES细胞注入囊胚腔,通过组织化学染色,研究胚胎发育的过程。(这里用的不是荧光标记,但原理类似)。
同位素标记法和荧光标记法的区别:
同位素标记法通常采用放射性同位素标记物质中的分子原子,荧光标记法通常是借助荧光分子来标记蛋白质。一个是元素标记,另一个是分子标记。