放射性同位素示踪法

高中生物学中常见同位素示踪法实验精编版

高中生物学中常见同位素示踪法实验精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】同位素示踪法在高中生物学实验中的应用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。

同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它可以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。

总之，同位素示踪法正在更大规模地应用于生物研究领域。

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、14C、15N、18O、32P、35S、131I等。

在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下：1 研究蛋白质或核酸合成的原料及过程把具有反射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，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、运动到哪里以及分布如何。

?2 研究分泌蛋白的合成和运输?用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。

在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。

例如，通过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。

?3 研究细胞的结构和功能?用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。

?4 探究光合作用中元素的转移?利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。

同位素示踪与荧光标记技术

同位素示踪与荧光标记技术[热考解读]1．同位素示踪法(1)同位素示踪法：用示踪元素标记的化合物，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。

这种科学的研究方法叫做同位素示踪法，也叫同位素标记法。

(2)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。

还可用于疾病的诊断和治疗，如碘的放射性同位素可以用来治疗甲状腺肿大。

(3)使用注意事项：一次只能使用一种同位素标记2．荧光标记法荧光标记法(Fluorescent Labeling)是利用荧光蛋白或荧光蛋白基因作为标志物对研究对象进行标记的分析方法。

(1)常用的荧光蛋白为绿色和红色两种①绿色荧光蛋白(GFP)常用的是来源于发光水母的一种功能独特的蛋白质，分子量为27 kD，具有238个氨基酸，蓝光或近紫外光照射，发射绿色荧光。

②红色荧光蛋白来源于珊瑚虫，是一种与绿色荧光蛋白同源的荧光蛋白，在紫外光的照射下可发射红色荧光，有着广泛的应用前景。

(2)人教版教材中用到荧光标记法的地方①《必修1》P66“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。

②《必修2》P30“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。

(3)荧光标记法特别是在免疫学研究中也有重要的作用，例如免疫荧光抗体标记法。

将已知的抗体或抗原分子标记上荧光素，当与其相对应的抗原或抗体起反应时，在形成的复合物上就带有一定量的荧光素，在荧光显微镜下就可以看见发出荧光的抗原抗体结合部位，检测出抗原或抗体。

[命题设计]1．(2018·山东青岛一模)同位素标记法常用于追踪物质运行和变化规律的研究，下列相关叙述不正确的是()A．给小鼠供应18O2，其呼出气体中可能含有C18O2B．用含3H标记的尿嘧啶核糖核苷酸的营养液培养洋葱根尖，只能在分生区细胞中检测到放射性C．用15N标记DNA分子，可用于研究DNA分子的半保留复制D．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，保温、搅拌、离心后可检测到沉淀物中放射性很高解析：选B。

同位素示踪法在生物学中的应用

系的。二探究光合作用中元素的转移
用放射性同位素标记尿嘧啶核糖核苷酸（ＲＮＡ的特征碱基为Ｕ）、氨基酸，则在基因转录、翻译的产物中就会含有放射性同位素，还可以用来确定转录、翻译的场所。
五探究ＤＮＡ分子半泌蛋白的合
通过放射性标记来 “ 区别 ” 亲代与子代的ＤＮＡ，如放射性标记Ｊ５Ｎ，因为放射性物质Ｎ的原子量和Ｎ的原子量不同，因此ＤＮＡ的相对分子质量不同。如果ＤＮＡ分子的两条链都是Ｎ，则离心时为重带；如果ＤＮＡ分子的一条链是 ” Ｎ，一条链是 “ Ｎ，则离心时为中带；如果ＤＮＡ分子的两条链都是１４Ｎ，则离心时为轻带。因此可以根据重带、中带、轻带ＤＮＡ出现的比例，判断ＤＮＡ复制是全保留复制还是半保留复制。
要方法，它可以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。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Ｈ、１４Ｃ、Ｎ、Ｉｓ０、Ｐ、Ｓ、１３１１等。在高中生物学教材中有多处涉及放射性同位素的应用，下面对教材中的相关知识进行归纳如下：
七在生物诱变育种方面的应用

同位素示踪法在高中生物中的应用归纳

同位素示踪法在高中生物中的应用归纳1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的方法。

常用的标记元素有：（1）14C:常用于标记CO2,葡萄糖，生长素等物质中的C，也可用与标记生长素的运输方向（2）18O：常用于标记光合作用和呼吸作用过程中的H2O,CO2，O2,葡萄糖等，（3）3H：经常用于标记核苷酸示踪DNA，RNA的分布（4）15N：常用于标记无机盐，示踪在自然界中的N循环，也可用来标记氨基酸等（5）32P:常用于标记核酸，标记含P的无机盐可示踪无机盐在植物体内的利用状况，也可用来标记DNA的复制情况（6）35S：标记蛋白质，在研究遗传的物质基础实验中标记噬菌体例11.陆生植物光合作用所需要的碳源，主要是空气中的C02，CO2主要是通过叶片气孔进入叶内。

陆生植物能不能通过根部获得碳源，且用于光合作用?请做出假设，且根据提供的实验材料，完成相关实验问题。

(1)假设为：。

(2)利用实验器材，补充相关实验步骤。

(3)方法和步骤：①；②；③对菜豆幼苗的光合作用产物进行检查。

结果预测和结论：。

该实验最可能的结果是，原因是。

答案 (1)陆生植物能通过根部获得碳源 (2)①把适量含有NaH14CO3，的营养液置于锥形瓶中，并选取生长正常的菜豆幼苗放入锥形瓶中②将上述装置放在温暖、阳光充足的地方培养③结果预测和结论：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。

如果是在光合作用产物中没有发现14C，说明陆生植物不能通过根部获得碳源，用于光合作用。

最可能的结果和结论是：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。

原因是陆生植物的根部可以吸收土壤中的CO2和碳酸盐，用于光合作用。

例2将植物细胞放在有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸存在的环境中，温育数小时。

然后收集细胞，粉碎并轻摇匀浆，进行分级离心以获得各种细胞结构。

放射性3H将主存在于（）A．核仁、质体和高尔基体 B．细胞核、核仁和溶酶体C．细胞核、核糖体和液泡 D．细胞核、线粒体和叶绿体例3 从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中能正确描述的曲线是（）例4．用32P标记了水稻体细胞（含24条染色体）的DNA分子双链，再次这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（）A．中期24和12、后期48和12 B．中期24和12、后期48和24C．中期24和24、后期48和12 D．中期24和24、后期48和24 例5．用32P和35S分别标记噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳，然后去侵染含31P与32S的细菌，待细菌解体后，子代噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳（）A．少数含32P、大多数含31P和全部含32SB．只含31P和少数含32SC．少数含32P、大多数含31P和少数含35S、大多数含32SD．只含32P和大多数含35S。

地球化学研究中的放射性同位素示踪技术

地球化学研究中的放射性同位素示踪技术放射性同位素具有放射性衰变的性质，可以通过其衰变特性对其存在时间和空间位置进行潜在记录。

因此，放射性同位素在地球化学研究中是一项非常有用的示踪技术。

放射性同位素的种类繁多，包括三种自然界存在的放射性同位素：铀系列中的^238U、钍系列中的^232Th和钾系列中的^40K，以及人工合成的同位素。

利用不同的放射性同位素及其衰变产物的测定，可以用于追踪不同类型的地球化学过程，如岩浆活动、沉积作用、地壳物质循环等。

岩浆活动是地球化学研究的重要内容之一，而利用放射性同位素示踪技术可以更全面地研究岩浆演化过程。

例如，锆石（ZrSiO_4）是一种常见的矿物，在岩浆岩中存在着大量锆石。

由于锆石在形成过程中会通过吸收不同元素形成其晶格，因此可以通过不同锆石晶体中同位素的比值演化来了解不同代岩浆的演化历程。

同样，稀土元素也存在着类似的示踪意义。

通过稀土元素的同位素比较，可以揭示成因不同的岩石对稀土元素的早期富集和后期再富集的过程。

在沉积作用中，放射性同位素同样可以作为一种重要的示踪剂。

沉积物的源区及其沉积环境类型、沉积深度都可以通过对同位素的测定来加以分析。

例如，放射性同位素碳14（^14C）被广泛应用于古气候和古环境的研究中。

碳可以进入到有机物和无机物中，在生物运动中不断地相互转换，当生物体死亡后，碳的摄取行为将被停止。

^14C的衰变速率很快，其半衰期约为5,700年，因此可以用它来确定化石年代，通过同位素比值的变化，可以推测出古代气候、环境等变化后果。

另外，在地球化学循环过程中，放射性同位素同样扮演着重要的角色。

例如，放射性同位素铀（U）和钍（Th）在地壳并非均匀存在，而是与岩石中的钙、钠、钾、铝等元素进行结晶或交换，从而形成了各种性质的矿物。

在矿物形成结束后，随着时间的推移，U和Th会发生衰变，产生一系列较为稳定的同位素，并释放出能量，影响化学反应和地球化学过程的发生。

综上所述，放射性同位素示踪技术在地球化学研究中起到了非常重要的作用。

第九章同位素示踪技术.

第九章同位素示踪技术在反刍动物营养研究中的应用第一节同位素示踪技术的原理与方法简介同位素示踪是除能量平衡、物质平衡（C 、N ）试验及相关的化学分析技术之外的另一类动物营养学的重要研究方法。

同位素示踪主要应用于营养物质动态代谢过程的观察，这方面的研究用常规技术无法实现。

诸如食糜流通量、营养物质吸收等方面的研究，常规研究手段也可以实现，但应用同位素示踪技术可以提高测定的准确性、减少对动物的外科手术处理、重复利用相同的动物或得到更多的信息。

另外，同位素研究还是矿物质代谢研究的重要手段。

虽然同位素示踪技术的应用受到对仪器设备条件要求较高的限制，但其独特的优越性已使其得到越来越广泛的应用。

一. 同位素示踪技术的原理同位素示踪技术在反刍动物营养研究中的用途广泛。

如营养物质的消化吸收、食糜的流通量测定、菌体蛋白合成、体组织的合成与分解、器官代谢、矿物质代谢乃至能量代谢和体成分估测等均可应用不同的同位素示踪技术实现。

这些同位素示踪技术均利用了同位素原子化学性质相同、物理性质不同的特点，通过示踪原子位置、数量的变化观察物质的代谢。

在方法原理上主要有以下三个方面。

这些原理的组合运用形成了各种技术方法。

⒈ 同位素稀释：如测定某种代谢物在代谢池中的总量，在无法测定代谢池总容量的情况下，向代谢池中注入一定数量的同位素标记代谢物，取得代表性样品后测定同位素富集度（比活度），可以计算出池中代谢物总量。

假设使用稳定性同位素标记的代谢物进行示踪。

注入代谢物的该同位素富集度（某同位素量/代谢物中该元素总量）为Ei ，代谢物注入量为I ；代谢池中代谢物中该同位素的富集度为Ec ，代谢物总量为M ；注入示踪物后代谢池的同位素富集度为Eci 。

其中Ei 、I 为已知量，Ec 、Eci 为可测量，求M 。

()()Eci Ei I Ec M /I M =⨯+⨯+ 则：()()M Ei Eci I /Eci Ec =-⨯-⎡⎤⎣⎦同时测定池中代谢物的浓度C，可以求出代谢池的容积V。

同位素示踪法原理

同位素示踪法原理
同位素示踪法是一种利用放射性同位素的性质追踪化学物质在生物体内或环境中的运动和转化过程的方法。

它基于同位素的特征，即同一元素的同种原子，但质量不同，因而具有不同的放射性衰变速率。

通过将示踪剂中的原子或分子中的特定同位素替换为放射性同位素，可以追踪其在生物体内或环境中的行为和交换。

同位素示踪法的原理是利用放射性同位素的衰变过程来确定化学物质的运动和转化。

放射性同位素不稳定，具有一定的衰变速率，通过测量衰变过程中放射性同位素的衰变产物的浓度变化，可以反推原始化学物质的转化路径和速率。

示踪剂中的放射性同位素在注入或摄入生物体后，会与目标化学物质发生相同的代谢过程，如吸收、分布、代谢和排泄。

测量生物体中放射性同位素或其衰变产物的浓度变化，可以了解目标化学物质在生物体内的转化速率、转化路径和剩余量。

同位素示踪法的应用非常广泛。

在环境科学中，可以利用同位素示踪法研究污染物在土壤、水体和大气中的迁移和转化过程。

在生物医学研究中，可以利用同位素示踪法研究药物的代谢途径和剂量分布，以及了解生物体内的代谢过程和疾病的发展情况。

总之，同位素示踪法通过利用放射性同位素的特性，可以追踪化学物质在生物体内或环境中的运动和转化过程，为环境科学、生物医学等领域的研究提供了强大的工具。

同位素示踪技术的原理及应用阐释

剂$研究各种物理)化学)生物)环境和材料等领域中科
学问题的技术&
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射性核素大体具有相同的物理性质和化学性质& 因
此$可利用放射性核素或经富集的稀有稳定核素来示
踪待研究对象的客观状态及其变化过程& 通过放射性
测量方法$可观察由放射性核素标记的物质的分布和
标记的化合物$则称为双标记化合同位素置换后的化合物$其化学性
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化$可参与同类的化学反应& 但它易于测定$故可用来
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相同的化学性质$都属于同一种元素& 尽管一种元素的
所有原子都含有同样多的质子$但它们却可能具有不同

放射性同位素检测技术

正式实验阶段
• 选择放射性同位素的剂量：应以相关部位对示踪剂的蓄积率来考虑示踪剂用量。 • 选择示踪剂给入途径:根据实验目的，选择易吸收、易操作的给入途径。 • 放射性生物样品的制备：根据实验目的和示踪剂的标记放射性同位素的性质制备放射性生物样品。 • 放射性样品的测量：要纠正一些因素对测量结果的影响。
物质代放谢的研究
体内存在着很多种物质，究竟它们之间是如何转变的，如果在研究中应用适当的同位素标记物作示踪剂分析这些物质中同位素含量的变化，就可以知道它们之间相互转变的关系，还能分辩出谁是前身物，谁是产物，分析同位素示踪剂存在于物质分子的哪些原子上，可以进一步推断各种物质之间的转变机制。
• 同位素示踪法（isotopic tracer method）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，示踪实验的创建者是Hevesy。Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb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
示踪实验的设计的三个阶段
• 实验准备阶段 • 正式实验阶段 • 放射性去污染和放射性废物处理
实验准备阶段
• 示踪剂的选择：选定放射性示踪剂的比活度λqδ 的值必须足够大，以保证实验所需要的灵敏度，而又要尽可能地小，使得在该实验条件下辐射自分解可忽略。 • 放射性同位素测量方法的选择：测量方法的选择取决于射线种类，对于α射线通常可用硫化锌晶体、电离室、核乳胶等方法探测。 • 进行非放射性的模拟实验，把实验全过程预演一遍

[讲解]同位素示踪法

[讲解]同位素示踪法同位素示踪法同位素示踪法在高中生物学实验中的应用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。

同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它可以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。

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、14C、15N、18O、32P、35S、131I等。

在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下:1 研究蛋白质或核酸合成的原料及过程把具有反射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料(氨基酸或核苷酸)中，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、运动到哪里以及分布如何。

2 研究分泌蛋白的合成和运输用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。

在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。

例如，通过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。

3 研究细胞的结构和功能用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。

4 探究光合作用中元素的转移利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。

例如，美国的科学家鲁宾和卡门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。

他们用氧的同位素18O 分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用实验:第一组向绿色植物提供H218O和CO2，第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。

示踪剂的原理及应用

示踪剂的原理及应用示踪剂是指通过在特定物质中加入具有独特标识的化合物或放射性同位素等，用于追踪物质在环境中的迁移、转化和分布过程的技术方法。

示踪剂的原理主要有生物标记法、同位素示踪法、化学示踪法等。

下面将重点介绍示踪剂的原理及其应用。

1.生物标记法原理：利用具有特定生物活性或易被生物体吸收、转化的化合物作为示踪剂，通过测定物质在生物体内的含量或与其产生的代谢产物来追踪其在生物体内的运动。

生物标记法示踪剂包括生物活性示踪物质和内部标记物质。

生物活性示踪物质能够在生物体内发生变化，通过与目标物质的特异性作用，将目标物质与示踪物质分离或增强测定信号；内部标记物质是指加入到目标物质中，与目标物质没有特异性反应，但通过测定标记物的含量来追踪目标物的分布和转化。

2.同位素示踪法原理：同位素示踪法是通过替代物质中的一些原子核或化学键中的原子核，使其具有独特的放射性或质量差异，来对物质的运动进行追踪。

同位素示踪法主要包括放射性同位素示踪法和稳定同位素示踪法。

放射性同位素示踪法利用放射性同位素放出的射线来测定目标物质的浓度和分布。

稳定同位素示踪法则通过测定同位素含量的比值来追踪物质在环境中的流动和转化。

3.化学示踪法原理：化学示踪法是通过向目标物质中加入标记性元素或分子团，改变目标物质的物理性质或化学性质，从而追踪其在环境中的行为。

化学示踪法常用的标记方法包括氢-氘代替、碳-氧-硫-氮-氟-磷等同位素或放射性核素的标记，以及添加特定的化合物或染料等标记物质。

在环境科学领域，示踪剂的应用非常广泛。

以下是部分示踪剂应用的案例：2.土壤示踪剂：用于研究土壤侵蚀、污染物迁移、农药残留等。

示踪剂包括稳定同位素、放射性核素、荧光染料等。

3.生物示踪剂：用于研究生态系统中物种迁移、食物链关系、生物地球化学过程等。

常用的示踪剂包括饵料标记、同位素标记和DNA标记等。

5.工业示踪剂：用于追踪工业过程中的物质传输和环境污染。

常用的示踪剂包括颜料、染料、放射性核素等。

同位素示踪法

同位素示踪法放射性同位素的应用-同位素示踪法同位素示踪法（isotopic tracer method）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，示踪实验的创建者是Hevesy。

Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb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。

一、同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。

因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。

利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。

放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂（tracer），但是，稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低，可获得的种类少，价格较昂贵，其应用范围受到限制；而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：1.灵敏度高放射性示踪法可测到10-14－10-18克水平，即可以从1015个非放射性原子中检出一个放射性原子。

它比目前较敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准确的化学分析法很难测定到10-12克水平。

2.方法简便放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。

专题复习-同位素标记法

同位素标记法专题复习同位素示踪法是利用放射性元素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。

一、同位素示踪法基本原理和特点:同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的物理性质。

因此，可用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记食物，药物和代谢物质等）代替相应的非标记化合物。

利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。

放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度，测量方法简便易行，能准确地定量，准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点：二、教材中同位素标记法应用:1、判断光合作用和呼吸作用过程中原子转移途径；2、判断细胞的结构和功能；3、判断物质在植物体内运输途径；4、测定物质代谢过程中元素转移途径；5、证明DNA 的复制方式；6、证明DNA 是遗传物质；7、判断动物胚胎发育过程中的元素的转移；8、判断矿质代谢中矿质元素在植物体内的分布与利用；三、教材中同位素标记法运用事例及放射性元素在试题中应用归类：用放射性元素标记的化合物，化学性质不改变。

根据这种化合物的性质，对有关的一系列化学反应进行追踪，即同位素标记法。

广泛应用于生物实验中。

如教材中探究光合作用释放的氧气全部来自水，分泌蛋白的形成途径，C 4植物光合作用途径，噬菌体浸染细菌实验等。

这种方法在试题中也广泛的应用，通常涉及到14C 、35S （或32S ）、18O 、3H 、32P （或31P ）、15N 等。

下面就这些标记的元素进行归类：1、 14C【例1】光照下，供给玉米离体叶片少量的14CO 2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固定CO 2形成的C 3化合物和C 4化合物中，14C 含量变化示意图正确的是( )【例2】某科学家用含有同位素14C 的CO 2来追踪光合作用中C 原子，其转移的途径是（）A CO 2→叶绿素→ATPB CO 2→C 5→C 6H 12O 6C CO 2→C 3→C 6H 12O 6D CO 2→C 2H 5OH →C 6H 12O 6 2 18O【例3】用含18O 的葡萄糖进行有氧呼吸，其过程中18O 转移的途径是（）A 葡萄糖→丙酮酸→水B 葡萄糖→丙酮酸→氧气C 葡萄糖→氧气→水D 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳【例4】把一盆绿色植物放在密封的容器中，供给18O 2，让它进行呼吸作用和光合作用。

科普：同位素标记法和同位素示踪法区别

同位素标记法和同位素示踪法区别一、同位素包括放射性同位素和稳定同位素高中生物实验中涉及的同位素标记主要有3H、18O、14C、42K、131I、35S、32P、15N 等，那么这些元素是否都具有放射性呢？其实不然！所谓同位素是指具有相同原子序数（即质子数相同，因而在元素周期表中的位置相同），但质量数不同，亦即中子数不同的一组核素。

如果某同位素能够自发地从原子核内部放出粒子或射线，同时释放出能量，称为放射性同位素。

如3H、14C、32P、35S、131I、42K等。

放射性同位素的原子核很不稳定，会不间断地、自发地放射出α射线或β射线或γ射线等，直至变成另一种稳定同位素。

也就是说同位素包括放射性同位素和稳定同位素，稳定同位素是指原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素，如15N，18O 等稳定同位素不具有放射性。

在生物实验中常用放射性同位素标记某一特定物质，然后用自显影技术、晶体闪烁计数器或液体闪烁计数器等射线测量、分析、记录仪器进行追踪的方法，称为放射性标记法，它是同位素标记法的一种。

测量方法的选择取决于射线种类。

在研究过程中使用稳定同位素（如15N，18O）标记，不能用自显影等技术来显现、追踪同位素去向，只能用测量分子质量或离心技术来区别同位素，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。

它虽然也是同位素标记法，但不能称为放射性标记法，鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kamen）用18O分别标记H 2O和CO2研究光合作用中释放的氧的来源的实验以及梅塞尔森（Meselson）用15N标记亲代DNA验证DNA半保留复制的实验，都是属于这一类型。

二、同位素标记法和同位素示踪法同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。

用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。

人们可以根据这种化合物的性质，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。

同位素示踪法（isotopic tracer method）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，示踪实验的创建者是Hevesy。

化学反应中的同位素示踪实验方法

化学反应中的同位素示踪实验方法同位素示踪实验是一种重要的化学技术，通过利用同位素的化学性质和放射性特性，用于研究化学反应的机理、反应速率以及物质转化过程。

同位素示踪实验方法可以在不干扰化学反应本身的情况下，精确地跟踪和标记参与反应的分子或原子，以便更好地了解反应中的细节和步骤。

在化学反应中，同位素示踪实验方法主要有两种类型，即非放射性同位素示踪和放射性同位素示踪。

一、非放射性同位素示踪非放射性同位素示踪实验方法通常涉及稳定同位素，这些同位素的原子核不会发生自发放射性衰变。

常用的非放射性同位素包括氢同位素（氘和氚）、碳同位素（碳-13和碳-14）、氧同位素（氧-18）等。

1. 氢同位素示踪氢同位素示踪实验主要利用氘（D）和氚（T）来替代常见的氢同位素（氢-1），以便标记和追踪化学反应中的氢原子。

通过用氘或氚取代氢原子，可以精确测量反应中氢的亲核性、反应速率以及原子和分子的迁移路径。

例如，在酶催化反应中，用氚标记反应物可以帮助确定反应中关键的原子转移步骤。

2. 碳同位素示踪碳同位素示踪实验常利用碳-13和碳-14同位素来替代稳定的碳-12同位素，以便跟踪和研究碳原子在化学反应中的转化过程。

碳同位素示踪可用于研究碳源的转化、代谢途径以及有机合成反应中的化学键形成与断裂等。

3. 氧同位素示踪氧同位素示踪实验通常利用氧-18同位素来替代稳定的氧-16同位素，用于追踪化学反应中的氧原子转移和转化情况。

氧同位素示踪方法被广泛应用于研究水的来源、反应前后氧化程度以及有机物降解等。

二、放射性同位素示踪放射性同位素示踪实验方法涉及放射性同位素，这些同位素的原子核具有放射性衰变的特性。

放射性同位素常用于测量和追踪化学反应中的物质转化速率、动力学参数以及反应中心的位置等。

1. 放射性同位素示踪放射性同位素示踪常用的放射性同位素包括碳-14、氧-15、氧-17等。

通过放射性同位素的放射衰变过程和所释放的粒子（如α粒子、β粒子等）来跟踪及测定反应过程中不同物质的转化率与速率。

细胞内ca离子的检测方法

细胞内钙离子的检测方法包括荧光探针法、放射性同位素示踪法、电极法等。

下面我将结合以上方法给出详细的说明：
1. 荧光探针法：这是一种应用广泛的细胞内离子检测方法，主要应用于钙离子检测。

钙离子荧光探针如BCECF、Fluo-3、Fura-2等可以嵌入细胞，特异性地与细胞内的钙离子结合，从而改变其荧光特性。

例如，当钙离子结合到Fluo-3等染料上时，染料的吸收和发射光谱会发生变化，使其在细胞内的钙离子浓度变化时可以被仪器检测到。

这种方法具有灵敏度高、操作简便等优点，但也有一定的局限性，如细胞内钙离子浓度变化时可能伴随其他离子浓度的变化，导致结果复杂。

2. 放射性同位素示踪法：这种方法需要使用放射性标记的物质，如Ca45，将其引入细胞内，通过放射自显影技术检测细胞内钙离子的变化。

这种方法操作相对复杂，且有一定的放射性污染风险，因此较少使用。

3. 电极法：这是一种通过在细胞内放置一个微电极，该电极可以测量钙离子的电化学变化。

这种方法主要用于体外实验，如组织块或单个细胞的钙离子测定。

在实际操作中，荧光探针法更为常用，因为其灵敏度高、操作简便。

然而，任何一种方法都有其局限性，需要在实验设计和实际操作中根据具体情况进行选择和调整。

以上就是细胞内钙离子检测的一些常见方法，希望能对你有所帮助。

放射性同位素的应用-同位素示踪法

放射性同位素的应用-同位素示踪法同位素示踪法(isotopic tracer method)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,示踪实验的创建者是Hevesy。

Hevesy于1923年首先用天然放射性212Pb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。

一、同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪所利用的放射性核素(或稳定性核素)及它们的化合物,与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的,只是具有不同的核物理性质。

因此,就可以用同位素作为一种标记,制成含有同位素的标记化合物(如标记食物,药物和代谢物质等)代替相应的非标记化合物。

利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质,就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等,稳定性同位素虽然不释放射线,但可以利用它与普通相应同位素的质量之差,通过质谱仪,气相层析仪,核磁共振等质量分析仪器来测定。

放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂(tracer),但是,稳定性同位素作为示踪剂其灵敏度较低,可获得的种类少,价格较昂贵,其应用范围受到限制;而用放射性同位素作为示踪剂不仅灵敏度,测量方法简便易行,能准确地定量,准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点:1.灵敏度高放射性示踪法可测到10^(-14)-10^(-18)克水平,即可以从10^(15)个非放射性原子中检出一个放射性原子。

它比目前较敏感的重量分析天平要敏感10^(8)-10^(7)倍,而迄今最准确的化学分析法很难测定到10^(-12)克水平。

2.方法简便放射性测定不受其它非放射性物质的干扰,可以省略许多复杂的物质分离步骤,体内示踪时,可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线,在体外测量而获得结果,这就大大简化了实验过程,做到非破坏性分析,随着液体闪烁计数的发展,14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。