(13)C標記氨基酸及代謝物同位素豐度的方法

1．生物分離技術是指從生物有機體及其代謝產物中提取、分離、純化有用物質的技術，對于具體實驗要進行具體分析。

(1)紙層析法：各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。

(2)差速離心法：利用不同的離心速度所產生的不同強度的離心力，使具有不同質量的物質分離。

2．同位素標記法的應用分析

同位素用于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放射性，有關的一系列化學反應進行追蹤。這種科學研究方法叫做同位素標記法。

同位素標記法的大致流程為：用同位素標記某物質或結構→同位素標記的物質或結構與無同位素標記的物質或結構混合→分析同位素存在的物質或結構及其數量的變化→得出結論。

在解答同位素示蹤法應用問題時，先需分清所標記的化合物，根據示蹤元素的移動位置判斷生化反應的進程，進而了解細胞的結構和功能、化學物質的變化、反應機理等。

（1）標記某元素，追蹤其轉移途徑

魯賓和卡門用18O標記H2O，光合作用只產生18O2，再用18O標記CO2，光合作用只產生O2。證明光合作用產生的氧氣中的氧原子全部來自于H2O，而不是來自于CO2。H218O→18O2

卡爾文等用14C 標記的14CO2，供小球藻進行光合作用，追蹤檢測其放射性，證明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳。14CO2→14C3→（14CH2O）

用同位素14C標記，研究生長素的極性運輸問題等。

（2）標記特征元素，探究化合物的作用

如蔡斯和赫爾希的T2噬菌體侵染細菌的實驗中，用32P標記噬菌體的DNA，發現大腸桿菌體內有放射性物質；用35S標記蛋白質，大腸桿菌體內未發現放射性物質。由此證明了DNA是噬菌體的遺傳物質。

（1）32P——DNA，證明DNA是遺傳物質。

（2）35S——蛋白質，證明蛋白質外殼未進入細菌體內，不知蛋白質是不是遺傳物質。下結論時，不用特意說明蛋白質不是遺傳物質。

（3）標記特征化合物，探究詳細生理過程，研究生物學原理

如用3H標記亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌過程；

用3H標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸，研究有絲分裂過程中染色體的變化規律；

用15N標記DNA，證明了DNA復制的特點是半保留復制。

（4）模型構建同位素在實驗研究中的其他應用

 ①利用放射性同位素標記自顯影技術，證明細胞分裂間期的**特點是完成DNA復制、RNA和蛋白質的合成；用放射性元素標記胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸并追蹤，研究DNA的復制；用放射性元素標記尿嘧啶核糖核苷酸并追蹤，研究RNA的合成；用放射性元素標記氨基酸并追蹤，研究蛋白質的合成。

  ②利用同位素14C標記植物組織，證明了植物生長素只能從形態學的上端運輸到形態學的下端。

   ③用放射性同位素(如32P)或熒光分子等標記的DNA分子作探針，根據DNA分子的雜交原理，鑒定被檢測標本上的遺傳信息，可應用于產前診斷和環境監測。

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