同位素示踪法与高中生物学教学.doc

《同位素示踪法与高中生物学教学.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、同位素示踪法与高中生物学教学同位素（isotope）一词来源于希腊文Iso（相同）τoπos（位置），是指原子序数相同，在元素周期表上的位置相同，而化学性质相似，质量不同的元素；它们是质子数相同而中子数不同的原子。许多元素都存在同位素现象。目前已发现稳定的同位素300余种，放射性同位素达1500种之，它们大多是人工制备的。同位素在生产、生活和科研等方面都有着极其广泛的应用。在生物学领域可用来测定生物化石的年代，也利用其射线进行右边诱变育种、防治病虫害和临床治癌，还可利用其射线作为示踪原子来研究细胞内的元素或

2、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。同位素示踪法是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法,即把放射性同位素的原子参到其他物质中去,让它们一起运动,迁移,再用放射性探测仪器进行追踪,就可知道放射性原子通过什么路径,运动到哪里了,是怎样分布的。同位素标记的放射性标记化合物，与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质，不同的只是它们带有放射性，可以利用放射性探测技术来追踪。用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素。如3H、

3、15N、14C、18O、32P、35S等。检测组织中放射线的方法,通常是放射自显影技术，这是一种利用组织内含有的放射性同位素发出的辐射，感光后显影成像的技术，可凭肉眼观察黑影的形状，或通过显微镜观察黑色颗粒的分布和径迹，从而确定放射性物质在细胞或组织中的分布。用小型探测器（如盖革计数管、闪烁计数器）也能探测同位素示踪原子的动态。示踪实验的创建者是Hevesy，1911年，Hevesy在英国卢瑟福实验室工作期间，因怀疑女房东总是把剩菜改头换面之后给他吃。于是，他在剩菜中放上微量的放射性钍，然后在下一次的菜中检

4、验是否有放射性，结果他每次都能准确地判断出他所吃的菜是剩菜还是新菜。1923年，Hevesy在丹麦玻尔实验室工作期间，将豆科植物浸泡在含有放射性210Pb和212Pb的铅盐溶液中。研究铅盐在豆科植物内的分布和转移。继后Jolit和Curie于1934年发现了人工放射性，以及其后生产方法的建立（加速器、反应堆等），为放射性同位素示踪法的更快的发展和广泛应用提供了基本的条件和有力的保障。同位素示踪法具有灵敏度高、测量方法简便易行、定位定量准确、符合所研究对象的生理条件等优点，目前应用极为广泛，它为揭示体内和细胞

5、内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用。当前高中生物教材中的实验和相关习题中频繁出现同位素示踪法的应用，以下就相关内容进行归纳阐述，以期达到较深刻地认识这项技术，进而达到认识生物某些重要代谢途径的目的。一、研究生命活动的基本单位——细胞1.分泌蛋白在细胞中合成部位及运输方向在高中《生物》选修本中,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糖体的内质网中，17min后，出现在高尔基体

6、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→高尔基体→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.例科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时，向豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，经过一段时间后，被标记的氨基酸可依次出现在该细胞的不同部位。下面有关叙述哪一项是正确的?A．被标记的氨基酸首先出现在附着有核糖体的内质网中B．连接图中①、②、③、④所示结构的是具膜的小泡C．

7、图中②、③、④分别代表内质网、高尔基体、细胞膜D．细胞内的各种生物膜既各施其职，又有紧密的联系2．细胞的结构和功能例将用3H标记的尿苷引入植物细胞内，然后设法获得各种细胞结构，其中能表现出有放射性的一组结构是（）A.细胞核，核仁、中心体　　　　　　B.细胞核、核糖体、高尔基体C.细胞核、核糖体、线粒体、叶绿体　D.细胞核、核糖体、内质网、液泡3．细胞的增殖例下图表示细胞周期（图中的M表示分裂期。G1、G2表示RNA及蛋白质合成期，S表示DNA合成期），有人为确定DNA合成期的时间长度，在处于连续分裂的细胞的

8、分裂期加入以氚标记的R化合物，在下列化合物中，哪一种最适合？（）A.腺嘌呤B.胞嘧啶C.鸟嘌呤D.胸腺嘧啶二、研究生物的新陈代谢1.光合作用中氧气的来源19世纪３０年代美国科学家鲁宾（S．Ruben）和卡门（M．kamen）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。他们进行了这样两组实验：用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用的实验：第一