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同位素标记法在高中生物中的应用

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高中生物学姐妹2019.8.27我想分享基本原则

同位素示踪所使用的放射性核素或稳定核素及其化合物在化学和生物学性质上与相应的常见元素及其在自然界中存在的化合物相同,但具有不同的核物理性质。因此,可以使用同位素作为标记来制备含有同位素的标记化合物(例如标记的食物,药物,代谢物等)来代替相应的未标记化合物。通过使用放射性同位素连续发射特征射线的核物理特性,核探测器可用于在体内或体外追踪其位置,数量及其转化。虽然稳定同位素不释放辐射,但它可以用来对应普通同位素。通过质谱仪,例如质谱仪,气相色谱仪或核磁共振仪测量同位素质量的差异。放射性同位素和稳定同位素均可用作示踪剂。然而,作为示踪剂的稳定同位素具有较低的灵敏度,较少的可用类型,较昂贵的和有限的应用范围。作为示踪剂,不仅灵敏度高,测量方法简单易行,还能准确定量,准确定位和符合研究对象的生理条件。

同位素标记是使用放射性同位素作为示踪剂标记研究对象的微量分析方法。生物学中常用的放射性同位素(核不稳定性会衰变,α射线或β射线或γ射线的同位素)具有3H。14C,32P,35S,45Ca,51Cr,59Fe,125I,131I,198Ag等,稳定同位素(具有稳定核结构且没有衰变的同位素)是2H,13C,15N,18O等。

同位素标记可用于跟踪物质的移动和变化。它在高中生物学教科书中多次出现,总结如下:

稳定同位素示踪技术

1.光合作用中的氧源

1939年,鲁宾和卡门将H22O和C18O标记为18O。在相同条件下,分析第一组中释放的氧气均为O 2,第二组均为18O222。

2.半保留的DNA复制

1957年,美国科学家Messelson和Stein在含有15N的培养基中培养大肠杆菌,使其成为“重”细菌,然后在含有14N的培养基中培养。在不同时间取样,提取DNA用于密度梯度离心。根据轻链和重链浮力分离新生链和亲链,这证实了DNA复制的半保留。放射性同位素示踪技术

1.分泌蛋白的合成和分泌

在20世纪70年代,科学家詹姆森和其他人将3H标记的亮氨酸注入豚鼠的胰腺细胞中。 3分钟后,标记的亮氨酸出现在具有核糖体的内质网中; 17分钟后,它出现在高尔基体中; 117分钟后,它出现在靠近细胞膜内部的囊泡中并释放到细胞外分泌物中。因此,发现分泌蛋白的合成和分泌途径:核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→剥落。

2.光合作用中有机物的产生

在20世纪40年代,美国生物学家Calvin等人。将单细胞小球藻短暂暴露于142,然后将细胞粉碎,分析出哪些化合物14C出现。经过10年的努力,最终探索了光合作用的“三碳通路”。卡尔文循环。为此,凯文获得了“诺贝尔奖”。

3.噬菌体感染细菌的实验

1952年,Hershey和Chase使用T2噬菌体作为实验材料,分别用35S和32P标记噬菌体的蛋白质壳和DNA,然后分别用35S和32P标记的两个噬菌体感染大肠杆菌,并离心后,定位分析存在放射性物质的地方。该实验有力地证明DNA是遗传物质。

4.基因工程

在靶基因的检测和鉴定中,采用DNA分子杂交技术(如32P)。提取转基因生物的基因组DNA,用放射性同位素标记含有目的基因的DNA片段,从而使用探针作为探针与基因组DNA杂交。如果显示杂交条带,则表明靶基因已被引入受体细胞。 in。

此外,除了从转基因生物中提取mRNA之外,可以使用相同的方法来检测靶基因是否转录mRNA。

5.基因诊断

基因诊断使用用放射性同位素(例如32P),荧光分子等标记的DNA分子作为探针,根据DNA分子的杂交原理鉴定待检测样品的遗传信息,从而实现检测疾病的目的。

示踪剂原子不仅用于科学研究,还用于疾病的诊断和治疗。例如,辐射可以破坏甲状腺细胞并缓解甲状腺肿。因此,碘的放射性同位素可用于治疗甲状腺肿。

提示:

每个人在生物学习过程中都有很多知识要学习更难,欢迎给生物妹妹传达信息,生物妹妹会尽力帮助大家。

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基本原则

同位素示踪所使用的放射性核素或稳定核素及其化合物在化学和生物学性质上与相应的常见元素及其在自然界中存在的化合物相同,但具有不同的核物理性质。因此,可以使用同位素作为标记来制备含有同位素的标记化合物(例如标记的食物,药物,代谢物等)来代替相应的未标记化合物。通过使用放射性同位素连续发射特征射线的核物理特性,核探测器可用于在体内或体外追踪其位置,数量及其转化。虽然稳定同位素不释放辐射,但它可以用来对应普通同位素。通过质谱仪,例如质谱仪,气相色谱仪或核磁共振仪测量同位素质量的差异。放射性同位素和稳定同位素均可用作示踪剂。然而,作为示踪剂的稳定同位素具有较低的灵敏度,较少的可用类型,较昂贵的和有限的应用范围。作为示踪剂,不仅灵敏度高,测量方法简单易行,还能准确定量,准确定位和符合研究对象的生理条件。

同位素标记是使用放射性同位素作为示踪剂标记研究对象的微量分析方法。生物学中常用的放射性同位素(核不稳定性会衰变,α射线或β射线或γ射线的同位素)具有3H。14C,32P,35S,45Ca,51Cr,59Fe,125I,131I,198Ag等,稳定同位素(具有稳定核结构且没有衰变的同位素)是2H,13C,15N,18O等。

同位素标记可用于跟踪物质的移动和变化。它在高中生物学教科书中多次出现,总结如下:

稳定同位素示踪技术

1.光合作用中的氧源

1939年,鲁宾和卡门将H22O和C18O标记为18O。在相同条件下,分析第一组中释放的氧气均为O 2,第二组均为18O222。

2.半保留的DNA复制

1957年,美国科学家Messelson和Stein在含有15N的培养基中培养大肠杆菌,使其成为“重”细菌,然后在含有14N的培养基中培养。在不同时间取样,提取DNA用于密度梯度离心。根据轻链和重链浮力分离新生链和亲链,这证实了DNA复制的半保留。放射性同位素示踪技术

1.分泌蛋白的合成和分泌

在20世纪70年代,科学家詹姆森和其他人将3H标记的亮氨酸注入豚鼠的胰腺细胞中。 3分钟后,标记的亮氨酸出现在具有核糖体的内质网中; 17分钟后,它出现在高尔基体中; 117分钟后,它出现在靠近细胞膜内部的囊泡中并释放到细胞外分泌物中。因此,发现分泌蛋白的合成和分泌途径:核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→剥落。

2.光合作用中有机物的产生

在20世纪40年代,美国生物学家Calvin等人。将单细胞小球藻短暂暴露于142,然后将细胞粉碎,分析出哪些化合物14C出现。经过10年的努力,最终探索了光合作用的“三碳通路”。卡尔文循环。为此,凯文获得了“诺贝尔奖”。

3.噬菌体感染细菌的实验

1952年,好时和大通以T2噬菌体为实验材料,分别用35S和32P标记噬菌体的蛋白外壳和DNA,然后分别用35S和32P标记的两个噬菌体感染大肠杆菌,然后离心,分析放射性物质存在的位置。这个实验有力地证明了dna是一种遗传物质。

4。基因工程

在目标基因的检测和鉴定中,采用了dna分子杂交技术(如32p)。提取转基因生物的基因组dna,并用放射性同位素标记含有感兴趣基因的dna片段,以此作为探针与基因组dna杂交。如果显示杂交带,则表明目标基因已导入受体细胞。在。

此外,同样的方法也可以用来检测目标基因是否转录mrna,除了mrna是从转基因生物中提取的。

5。遗传诊断

基因诊断是以放射性同位素(如32P)、荧光分子等标记的DNA分子为探针,根据DNA分子杂交的原理,识别待检样品的遗传信息。从而达到检测疾病的目的。

示踪原子不仅用于科学研究,而且用于疾病的诊断和治疗。例如,辐射可以破坏甲状腺细胞和缓解甲状腺肿。因此,碘的放射性同位素可用于治疗甲状腺肿。

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