(13)C标记氨基酸及代谢物同位素丰度的方法

1．生物分离技术是指从生物有机体及其代谢产物中提取、分离、纯化有用物质的技术，对于具体实验要进行具体分析。

(1)纸层析法：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。

(2)差速离心法：利用不同的离心速度所产生的不同强度的离心力，使具有不同质量的物质分离。

2．同位素标记法的应用分析

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放射性，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。

同位素标记法的大致流程为：用同位素标记某物质或结构→同位素标记的物质或结构与无同位素标记的物质或结构混合→分析同位素存在的物质或结构及其数量的变化→得出结论。

在解答同位素示踪法应用问题时，先需分清所标记的化合物，根据示踪元素的移动位置判断生化反应的进程，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。

（1）标记某元素，追踪其转移途径

鲁宾和卡门用18O标记H2O，光合作用只产生18O2，再用18O标记CO2，光合作用只产生O2。证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O，而不是来自于CO2。H218O→18O2

卡尔文等用14C 标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，证明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳。14CO2→14C3→（14CH2O）

用同位素14C标记，研究生长素的极性运输问题等。

（2）标记特征元素，探究化合物的作用

如蔡斯和赫尔希的T2噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记噬菌体的DNA，发现大肠杆菌体内有放射性物质；用35S标记蛋白质，大肠杆菌体内未发现放射性物质。由此证明了DNA是噬菌体的遗传物质。

（1）32P——DNA，证明DNA是遗传物质。

（2）35S——蛋白质，证明蛋白质外壳未进入细菌体内，不知蛋白质是不是遗传物质。下结论时，不用特意说明蛋白质不是遗传物质。

（3）标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理

如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；

用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；

用15N标记DNA，证明了DNA复制的特点是半保留复制。

（4）模型构建同位素在实验研究中的其他应用

 ①利用放射性同位素标记自显影技术，证明细胞分裂间期的最大特点是完成DNA复制、RNA和蛋白质的合成；用放射性元素标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸并追踪，研究DNA的复制；用放射性元素标记尿嘧啶核糖核苷酸并追踪，研究RNA的合成；用放射性元素标记氨基酸并追踪，研究蛋白质的合成。

  ②利用同位素14C标记植物组织，证明了植物生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端。

   ③用放射性同位素(如32P)或荧光分子等标记的DNA分子作探针，根据DNA分子的杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，可应用于产前诊断和环境监测。

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