同位素是具有相同原子序數的同一化學元素的兩種或多種原子之一,在元素周期表上佔有同一位置[即具有相同質子數,不同中子數(或不同質量數)同一元素的不同核素互為同位素。]
同位素用於追蹤物質運行和變化過程時,叫做示蹤元素。用示蹤元素標記的化合物,化學性質不變。人們可以根據這種化合物的性質,對有關的一系列化學反應進行追蹤。
通過追蹤示蹤元素標記的化合物,來弄清化學反應的詳細過程或者原子去路的研究方法。叫做同位素標記法,也叫同位素示蹤法。
高中生物教材中有很多提到同位素標記法的實驗,現整理如下:
1.人教版必修一P48:在豚鼠的胰腺腺泡細胞注射3H標記的亮氨酸去分析分泌蛋白的合成和運輸過程;
2.人教版必修一P102:美國科學家魯賓和卡門利用18O探究光合作用產生的O2來自於H2O還是來自CO2;
3.人教版必修一P102:卡爾文利用14C標記CO2供小球藻光合作用,追蹤檢測其放射性,探究有機物中的碳的來源;
4.人教版必修二P44:赫爾希和蔡斯以噬菌體為實驗材料利用放射性同位素標記法標記DNA(32P)和蛋白質(35S),證明DNA是有細胞結構的生物的遺傳物質;
5.人教版必修二P52:利用大腸桿菌為實驗材料提供含14NH4Cl和15NH4Cl為原料的培養液,研究其DNA的複製方式;
6.DNA複製與細胞的有絲分裂和減數分裂綜合:探究DNA複製與細胞分裂中染色體標記問題;
7.人教版必修一P67:利用紅綠兩種螢光染料標記人鼠細胞表面的蛋白質,而後將兩種細胞進行融合,進而證明細胞膜具有流動性的結構特點;
(註:綠色螢光蛋白的由來 20世紀60年代,一位日本科學家從美國西岸打撈了大量發光水母,帶回位於華盛頓州的實驗室進行研究。這些水母在受到外界的驚擾時會發出綠色的螢光,這種水母能發特殊的光原理是:在這種水母的體內有一種叫水母素的物質,在與鈣離子結合時會發出藍光,而這道藍光未經人所見就已被一種蛋白質吸收,改發綠色的螢光。這種捕獲藍光並發出綠光的蛋白質,就是綠色螢光蛋白。綠色螢光蛋白可形象地比喻成一個裝有色素的「油漆桶」。裝在「桶」中的發光基團對藍色光照特別敏感。當它受到藍光照射時,會吸收藍光的部分能量,然後發射出綠色的螢光。綠色螢光蛋白並不需要與其他物質合作,只需要用藍光照射,就能自己發光。利用這一性質,生物學家們可以用綠色螢光蛋白來標記幾乎任何生物分子或細胞,然後在藍光照射下進行顯微鏡觀察。到後來發展到紅色、藍色、黃色螢光蛋白。直到研究基因,現在的技術要比當時1970年先進。螢火蟲發螢光,是由螢光酶(luciferase)作為酶催化底物分子螢光素(luciferin),有化學反應如氧化,以後產生螢光。而蛋白質本身發光,無需底物。)
8.人教版必修二P55:將海蜇綠色螢光蛋白基因導入小鼠體內,在紫外線照射下,也能像海蜇一樣發綠光的轉基因實驗說明基因是具有遺傳效應的作用。
以上就是教材中提到有同位素標記法或者與之相關的實驗,如果還能找到相關實驗,請留言謝謝。
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