同位素在生物学中的应用

秦四哥

我们在讲光合作用探究历程的过程中，有关鲁宾和卡门实验时，涉及到水中的氧和二氧化碳中的氧被标记，然后检测氧气的放射性，这儿18O可以检测的到吗？18O具有放射性吗？
同位素(isotope)是具有相同原子序数但质量数不同的核素。同一元素的不同核素之间互称为同位素。例如，氢有如1H、2H、3H三种核素互称同位素，或可称为氢元素的同位素。同位素可分为稳定性同位素和不稳定性同位素(放射性同位素)两类，稳定性同位素是原子核结构稳定，不会发生衰变的同位素。放射性同位素是原子核不稳定会自发衰变的同位素，它能自发地转变为其他原子核，同时伴有射线的发射，这一变化的过程称为放射性核衰变。
同位素在生物学中的应用越来越广泛，主要包括以下几个方面。
1同位素示踪
同位素示踪法即同位素标记法，包括稳定性同位素示踪法和放射性同位素示踪法。由于放射性同位素具有放射性，用其作为示踪剂不仅灵敏度高，而且容易测定，所以放射性同位素示踪法在实践中运用较广，常用的放射性同位素有3H、14C、32P、35S、131I、42K等。但有时稳定性同位素示踪法也具有不可替代的作用，如对孕妇及儿童某些疾病诊断中，要将食物或药物成分用示踪剂标记，就不能使用或多或少具有毒副作用的放射性同位素，而只能使用对人体无害，使用安全的稳定性同位素。再有在某些情况下放射性同位素无法使用，如氧和氮和放射性同位素15O和13N的半衰期太短(半衰期分别为2.03min和10.00min)，研究过程中不宜使用，只能使用其稳定性同位素18O和15N。高中生物学教材中涉及的鲁宾和卡门研究光合作用氧气来源的实验中，就是用18O分别标记CO2和H2O。还有梅塞尔森做的半保留复制实验中，是用15N标记亲代的DNA分子，常用的稳定同位素有2H、13C、15N和18O等。
——周闽湘，袁章军.同位素在生物学中的应用(节选).生物学教学.2008年.第4期