7.同位素示踪法是利用放射元素作为示踪剂,对研究对象进行标记的分析方法,用以研究化学、生物或其他过程.同位素示踪法的应用,使人们可以从分子水平动态地观察生物体内或细胞内生理过程,认识生命活动的物质基础.例如,用14C(一种质子数和中子数之和为14的碳原子)、18O(一种质子数和中子数之和为18的氧原子)等同位素研究光合作用,可以详细地阐明叶绿体如何利用二氧化碳和水,这些简单分子形成糖类等大分子的中间产物是什么,以及影响每步生物合成的反应条件等.
(1)1941年,鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源.
①鲁宾和卡门用H218O和普通的CO2进行小球藻光合作用实验,见A图.
②鲁宾和卡门用C18O2和普通的H2O进行小球藻光合作用实验,见B图.
③综合实验A、B,结论是植物光合作用产生的氧气中的氧元素来源于水.
(2)1940年,鲁宾和卡门发现了碳的同位素14C,使卡尔文有了一种理想的工具,来追踪CO2是如何转变成糖类的.卡尔文给小球藻悬浮液通入14CO2,光照一定时间(从1秒到数分钟)后杀死小球藻,同时提取产物并分析.实验发现,仅仅30秒的时间,二氧化碳已经转化为许多种类的化合物.想要探究CO2转化成的第一个产物是什么,可能的实验思路是缩短光照时间,当检测到的化合物只有一种时,该化合物就是第一产物.
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