【生物】同位素标记法应用例析（二）

【生物】同位素标记法应用例析（二）
同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它能让我们更好地理解不同生理过程中物质变化与转移的途径。

同位素示踪法在《遗传与进化》中也有广泛应用，主要分布在DNA是主要的遗传物质、DNA的分子结构、DNA复制、基因指导蛋白质的合成、基因工程等部分。

现结合《遗传与进化》内容，就放射性同位素的应用原理及例析归纳如下：
1.证明DNA是遗传物质
原理：在研究蛋白质和DNA在遗传中的作用时，分别放射性标记蛋白质和DNA的特征元素（指蛋白质有的而DNA没有的元素，或者是DNA有的而蛋白质没有的元素，如蛋白质的特征元素是S，而DNA 的特征元素是P），通过培养、离心等一系列手段，根据上清液或沉淀物中的放射性来“区别”观察这两种物质在进入细胞并产生子代中的作用。

2.探究DNA分子半保留复制的特点
（1）DNA分子复制n次后，计算子代DNA分子数、子代DNA 分子的脱氧核苷酸链数
原理：DNA分子在自我复制过程中，最鲜明的特点就是半保留复制。

一个DNA分子无论复制多少代，这个DNA分子的两条链不变，一直作为模板，分别进入两个子代DNA分子中。

已知某全部N原子被15N标记的DNA分子（0代），转移到含14N的培养基中培养（复制）若干代后，其DNA分子数、脱氧核苷酸链数及相关比例见下表：
原理：通过放射性标记来“区别”亲代与子代的DNA，如放射性标记15N，因为放射性物质15N的原子量和14N的原子量不同，因此DNA的相对分子质量不同。

两链都是15N的DNA，离心时为重带；一链是15N、一链是14N的DNA，离心时为中带；两链都是14N的DNA，离心时为轻带。

根据重带、中带、轻带DNA出现的比例可判断DNA复制是全保留复制还是半保留复制。

3.探究基因的转录和翻译
原理：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。

4.基因探针在基因诊断中的运用
原理：在基因诊断中可利用放射性同位素15N、32P等制备基因探针，将某一致病基因放到含放射性15N或32P的培养基中进行扩增，加热得到被标记的致病基因单链即基因探针，利用DNA分子杂交原理，将待测者的DNA分子加热处理形成DNA分子单链并与基因探针混合，让其杂交，检测是否形成双链，若完全形成双链，证明该待测者患有该病，否则不患。

根据杂交带情况可检测生物亲缘关系或转基因生物是否插入目的基因，应用同样的原理还可检测饮用水中病毒的含量。