簡(jiǎn)介：第五章同位素示蹤技術(shù)在農(nóng)業(yè)科學(xué)中的應(yīng)用,一．同位素示蹤技術(shù)在土壤與植物營(yíng)養(yǎng)研究中的應(yīng)用二．同位素示蹤技術(shù)在植物保護(hù)研究中的應(yīng)用三．同位素示蹤技術(shù)在作物生理生化研究中的應(yīng)用四．同位素示蹤技術(shù)在生物技術(shù)中的應(yīng)用,一．同位素示蹤技術(shù)在土壤與植物營(yíng)養(yǎng)研究中的應(yīng)用,利用示蹤技術(shù)對(duì)土壤、植物營(yíng)養(yǎng)問題研究是土壤農(nóng)化研究中的重要手段。主要研究?jī)?nèi)容1）肥料的吸收利用率2）土壤中殘留3）最佳肥料配方4）施最佳時(shí)期5）施肥量6）土壤中有效養(yǎng)分，等等,（一）土壤有效養(yǎng)分的測(cè)定,土壤中有效養(yǎng)分含量的高低是土壤肥力的基本指標(biāo)之一，也是指導(dǎo)科學(xué)合理施肥的重要依據(jù)。,常用的土壤有效養(yǎng)分含量測(cè)定方法主要有化學(xué)提取速測(cè)法、陽離子交換樹脂法、生物方法和同位素示蹤法。,1測(cè)定土壤有效磷的“A”值法,1954年美國(guó)科學(xué)家FRIED和DEAN，提出了測(cè)定土壤中有效養(yǎng)分的“A”值概念，可用以下公式表示,A土壤中有效養(yǎng)分含量B施用肥料（標(biāo)準(zhǔn)）的數(shù)量Y植物從已知肥料（標(biāo)準(zhǔn)）吸收的有效養(yǎng)分的百分率,以植物養(yǎng)分磷為例，植物從標(biāo)記肥料中吸收有效磷的百分率Y的計(jì)算,假定示蹤肥料的比活度為SF,植物樣品的比活度為SP，土壤有效磷含量為A，作為標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)記源（肥料）為B，則A值法的公式為,例題,為研究揚(yáng)州沙壤土中有效磷的含量，設(shè)計(jì)了一示蹤試驗(yàn)，在一盆缽中施入5G比活度為185MBQ/G的磷肥，同時(shí)播種玉米，14天后取玉米植株，烘干，取樣2G，測(cè)定其磷含量為25MG，放射性活度為500BQ，計(jì)算該土壤中有效磷含量。,解1）由題意得SF＝185M/G，B＝5G2）植株中磷的比活度SP＝5002103/2504M/G3）土壤有效磷含量,2土壤陽離子交換量的計(jì)算,土壤陽離子交換量就是土壤表面吸附的各種交換性鹽基和交換性酸的總量。它與土壤保持有效養(yǎng)分的能力密切相關(guān)，因而測(cè)定土壤陽離子交換量有重要意義。,乙酸鍶（89SR）法教材P202］,（二）肥料利用率的測(cè)定,肥料利用率是指作物對(duì)肥料中有效養(yǎng)分被當(dāng)季作物吸收利用的百分?jǐn)?shù)，是肥料有效性的一個(gè)直接指標(biāo)。,同位素示蹤法可直接測(cè)定植物對(duì)肥料養(yǎng)分的利用率。,常規(guī)方法為差值法。,同位素示蹤法測(cè)定肥料利用率公式,對(duì)磷而言,植物從肥料中吸收磷的總量＝植物全磷?植物吸收肥料中磷的百分?jǐn)?shù),（三）提高土壤肥料利用率的測(cè)定,1氮肥利用率的研究,我國(guó)氮肥利用率一直低于世界水平，而長(zhǎng)期的低利用率造成對(duì)環(huán)境的浸染也逐漸凸現(xiàn)出來。氮肥損失主要通過淋溶、徑流和氣態(tài)氮逸出三種途徑。15N在研究農(nóng)田中氮肥的動(dòng)向發(fā)揮著重要作用。,3鉀肥利用率的研究,２磷肥利用率的研究,磷肥與氮肥及鉀肥相比，其利用率要低得多。這主要是由于土壤中的磷易被固定，移動(dòng)性差。主要包括三種形態(tài)速效磷、緩效磷和固定態(tài)磷。,由于鉀沒有合適的放射性同位素，常用同族元素86RB（銣）代替鉀來研究鉀肥肥效。,二．同位素示蹤技術(shù)在植物保護(hù)研究中的應(yīng)用,（一）在昆蟲學(xué)研究中的應(yīng)用,1害蟲防治研究,標(biāo)記昆蟲的方法1）飼喂法；2）噴灑法；3）注射法；4）浸漬法；5）插入法；6）間接標(biāo)記法,,輻射昆蟲不育防治害蟲,優(yōu)點(diǎn)不污染環(huán)境；對(duì)人、畜和天敵無害；防治效果持久；專一性強(qiáng)；使植物生態(tài)系統(tǒng)保持良性循環(huán)。,2昆蟲生態(tài)學(xué)研究,昆蟲生態(tài)特性的研究可為有效防治農(nóng)作物害蟲提供依據(jù)。包括昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育、食物習(xí)性、遷移、寄生性和捕食天敵的關(guān)系等。應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)具有方便、直觀、有效等優(yōu)點(diǎn)。,主要研究方向,昆蟲遷飛規(guī)律,昆蟲越冬場(chǎng)所及活動(dòng)規(guī)律,,3昆蟲毒理學(xué)研究,利用同位素研究殺蟲劑對(duì)昆蟲的穿透力、在昆蟲體內(nèi)的分布、作用部位與代謝及殺蟲劑在植物體內(nèi)的殘留、殺蟲劑對(duì)人畜的毒理作用等。,WELLING等（1972）將35S和3H雙標(biāo)記的有機(jī)磷農(nóng)藥馬拉松引入抗性家蠅與非抗性家蠅，根據(jù)所形成的放射性產(chǎn)物研究了其在昆蟲體內(nèi)的可能代謝降解路線。,4昆蟲生理生化的研究,研究?jī)?nèi)容主要包括昆蟲營(yíng)養(yǎng)、代謝、呼吸及激素等生理生化過程。,有人用14C甘氨酸標(biāo)記家蠶，研究了家蠶的物質(zhì)同代謝，證實(shí)了甘氨酸對(duì)于絲蛋白的合成有顯著的作用。,（二）在植物病害研究方面的應(yīng)用,1病原生物標(biāo)記,標(biāo)記方法1）用放射性培養(yǎng)基標(biāo)記病原生物2）用放射性寄主標(biāo)記病原生物3）用放射性真菌標(biāo)記線蟲體4）用放射性細(xì)菌標(biāo)記噬菌體5）用放射性病植物體標(biāo)記傳播病毒的昆蟲,2標(biāo)記病原生物的應(yīng)用,1）病害浸染規(guī)律的研究2）植物病理生理問題的研究3）植物抗病機(jī)制的研究4）DNA探針技術(shù)用于細(xì)菌和病毒的診斷研究,（三）在農(nóng)藥研究中的應(yīng)用,1農(nóng)藥在作物中的殘留、代謝及安全施用的研究,農(nóng)藥的不合理使用造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因而測(cè)定農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留、污染途徑和循環(huán)規(guī)律，以及農(nóng)藥在生物間的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系和生物富集，制定農(nóng)藥安全使用技術(shù)，減少環(huán)境污染，是農(nóng)業(yè)環(huán)保中的重要課題,1）研究農(nóng)藥在作物上殘留和消失動(dòng)態(tài)2）農(nóng)藥在作物體內(nèi)吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)的研究,2農(nóng)藥在土壤中的殘留、遷移和降解的研究,為防治害蟲和雜草農(nóng)藥直接或間接進(jìn)入土壤，殘留在土壤中的農(nóng)藥不僅直接影響土壤微生物的活動(dòng)、繁殖、代謝，而且還可通過淋溶、遷移、轉(zhuǎn)化，給環(huán)境生物會(huì)帶來各種不良影響。弄清農(nóng)藥在土壤中的吸附積累、殘留和分解動(dòng)態(tài)，對(duì)保護(hù)人類生存環(huán)境意義重大。,1）土壤中農(nóng)藥殘留的研究2）農(nóng)藥在土壤中的吸附和遷移研究3）農(nóng)藥在土壤中降解的研究,三．同位素示蹤技術(shù)在植物生理生化研究中的應(yīng)用,植物的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的形成，主要取決于將環(huán)境中的光能、二氧化碳、水和其他養(yǎng)分合成有機(jī)物的能力及其轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪?jīng)濟(jì)價(jià)值的終產(chǎn)物的效率。而決定這一效率的營(yíng)養(yǎng)代謝過程，主要有光合作用，同化物的運(yùn)輸，分配與積累，土壤養(yǎng)分的吸收和利用。同位素示蹤技術(shù)對(duì)于闡明這些代謝過程起著重要的作用。,（一）植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配的研究,1研究植物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的方法1）環(huán)割法，適合于木本植物2）隔離法3）蚜蟲吻刺法,如物質(zhì)的運(yùn)輸方向研究,作物多探頭活體測(cè)量?jī)x,2物質(zhì)運(yùn)輸速度,3物質(zhì)代謝研究,氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素既是構(gòu)成生命篺基礎(chǔ)的重要元素，又是生命活動(dòng)中催化、調(diào)節(jié)、供能等物質(zhì)的主要組成之一。,1）氮的代謝研究氮是植物生命的基礎(chǔ)元素，它是構(gòu)成蛋白質(zhì)、氨基酸的主要成分。土壤中氮的吸收利用與轉(zhuǎn)化、大氣中氮的固定轉(zhuǎn)化，等等。,2）磷的代謝磷是植物體內(nèi)核酸、核蛋白、磷脂、植素和多種酶類的組成成分，是植物體內(nèi)物質(zhì)代謝與能量代謝的調(diào)節(jié)劑。,（二）用14C研究高等植物的光合作用,生物界中的碳水化合物都來源于植物或光合細(xì)菌的光合作用，它們利用光能將CO2和水同化合成葡萄糖。,葉片簡(jiǎn)易光合標(biāo)記,圖112水稻葉片活體14C光合標(biāo)記裝置,1光合速率的測(cè)定和光呼吸的檢出,RUBISCO酶活性的測(cè)定,2光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移、分布,不同時(shí)期葉片光合產(chǎn)物的去向、比例。,（三）植物根系發(fā)育和吸收作用,植物生長(zhǎng)發(fā)育要通過根系從土壤中吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并合成多種有機(jī)物質(zhì)。根系的結(jié)構(gòu)、特性和生理活動(dòng)以及所處土壤環(huán)境決定著植物從土壤吸收水分、養(yǎng)分及有機(jī)物質(zhì)合成，從而影響作物的產(chǎn)量，根系吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是一個(gè)極為復(fù)雜的過程。同位素示蹤技術(shù)為研究根系發(fā)育，根的吸收作用提供了有利條件。,1根系吸收作用的研究,1）根系吸收活力的測(cè)定2）根系不同部位吸收能力的研究,2根系的發(fā)育動(dòng)態(tài)和吸收中心分布,1）根系發(fā)育動(dòng)態(tài)測(cè)定2）根系吸收中心的測(cè)定,四．同位素示蹤技術(shù)在生物技術(shù)中的應(yīng)用,生物技術(shù)（BIOTECHNOLOGY）又稱生物工程，是當(dāng)今世界新技術(shù)革命的支柱之一。同位素示蹤技術(shù)作為一種重要的研究手段，對(duì)生物技術(shù)的發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用。,1952年，HERSHEY和CHASE利用同位素示蹤技術(shù)證明了遺傳物質(zhì)是核酸而非蛋白質(zhì)。1958年MESELSON和STAHL用同位素15N實(shí)驗(yàn)證明了DNA的半保留復(fù)制方式。20種編碼氨基酸的遺傳密碼的解讀也是通過該技術(shù)完成的。,米西爾遜斯塔爾的半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)MESELSONSTAHLEXPERIMENT,（一）核酸分子雜交,1斑點(diǎn)雜交,2原位雜交,3SOUTHERN印跡雜交,4NORTHERN印跡雜交,（二）核酸探針,概念進(jìn)行核酸分子雜交時(shí)，用于檢測(cè)試驗(yàn)的已知DNA和RNA片段稱作核酸探針。,同位素核酸分子探針的制備方法主要有化學(xué)標(biāo)記法和酶標(biāo)記法。,酶標(biāo)法,1缺口移位標(biāo)記。DNA水解酶Ⅰ,2T4DNA聚合酶標(biāo)記,3RNA聚合酶標(biāo)記。標(biāo)記RNA,4隨機(jī)引物DNA標(biāo)記。DNA聚合酶,5人工合成寡核苷酸片段,6末端標(biāo)記。T4多聚核苷酸激酶,
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簡(jiǎn)介：農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥科學(xué)類專業(yè)及相關(guān)行業(yè),他是一位醫(yī)生，一天晚上，他在急診室值班，接到一個(gè)車禍?zhǔn)軅牟√?hào)，病人已處于深度昏迷，憑著職業(yè)習(xí)慣，他一眼就看見病人的右耳在向外滲血，很明顯，這是顱底受傷引起的腦積血表象，根據(jù)他的經(jīng)驗(yàn)，這種病人搶救過來的可能性很小，但他還是很快讓護(hù)士給病人輸上液，安排做腦部CT檢查，CT檢查證實(shí)了他的猜想。根據(jù)病人顱腦損傷程度，即使立即做開顱手術(shù)，病人也很可能等不利手術(shù)做完就會(huì)死去。一個(gè)中年女人哭著奔進(jìn)來，指甲幾乎掐進(jìn)他的肉里“大夫，求您了，救救他俺不能沒有他”是啊，他也想救他，可是，現(xiàn)實(shí)有時(shí)就是這樣殘酷和無奈，面對(duì)死神，醫(yī)生往往也手足無措。,心靈雞湯,為了延續(xù)他的生命，他給病人使用了加倍的強(qiáng)心針和止血針，他還讓人找來冰塊，放在病人的頭部周圍，給病人降溫，只有他自己明白，這一切只不過是徒勞罷了。他按壓病人的胸腔，一直到心電圖的曲線變直，這個(gè)時(shí)候，與其說在搶救，倒不如說在履行一種職責(zé)，或者說給悲傷的病人家屬送去最后一點(diǎn)慰藉，病人被蒙上白布推出搶救室。他長(zhǎng)舒了口氣，洗了手，到辦公室沖了一杯茶。見慣了大多的生離死別，他已經(jīng)麻木了。他剛想點(diǎn)上一根煙，有人敲門，他走過去，看見是剛才哭叫的那個(gè)女人，一手牽著一個(gè)孩子，男孩七八歲，女孩十多歲。女人猛地把兩個(gè)孩子一拽“跪下，謝謝叔叔”兩個(gè)孩子撲通一聲跪在地上，磕起頭來。他忙上前扶起孩子，愧疚萬分“大姐，這怎么敢當(dāng)，我、我又沒有把大哥救過來”，女人擦了一下紅腫的眼睛，說“大夫，您已經(jīng)盡力了，我和孩子都很感謝您”女人說著，眼淚又不爭(zhēng)氣地冒了出來。她用袖子擦了擦，凄苦地朝他一笑，牽著兩個(gè)孩子走了。他直楞楞地站在那兒，目送他們的背影在走走廊盡頭消失，心靈受到了許久末有過的震動(dòng)和撞擊。,也就是從那天起，他的人生觀發(fā)生了改變。他開始重新思索生命的價(jià)值和人的真正需求。他拾起荒廢已久的書本，報(bào)考了省城一家權(quán)威醫(yī)學(xué)院的碩士研究生，每周開著車來往于省城和縣城之間。他認(rèn)真地對(duì)待每一位病人，只要有一絲生的希望，他絕不放棄。幾年下來，他成為醫(yī)院名副其實(shí)的技術(shù)精英，幾項(xiàng)重大醫(yī)療成果都得到了省、國(guó)家級(jí)專家的認(rèn)可和肯定。而且，由于他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和對(duì)病人獨(dú)特的親和力，2007，衛(wèi)生部授予他“全國(guó)衛(wèi)生系統(tǒng)先進(jìn)標(biāo)兵”稱號(hào)，在醫(yī)院五十年的歷史上，是頭一次次有人獲此殊榮。在一次報(bào)告會(huì)上，他沒有過多地講述自己的功績(jī)，而是向在場(chǎng)的千余名同行講起了當(dāng)年的那個(gè)故事。他說，這些年來，他一直無法忘記那個(gè)女人，無法忘記她那雙噙滿淚水的眼睛閃現(xiàn)出的無奈和憂傷。那雙眼睛讓他心疼，讓他汗顏，任何一個(gè)有良知的醫(yī)生，都沒有理由無動(dòng)于衷，沒有理由不去思索自己肩負(fù)的責(zé)任和使命。他說，某種意義上，是那個(gè)女人成就了他，是她讓他找準(zhǔn)了人生的航標(biāo)和前進(jìn)的方向。,美國(guó)醫(yī)生培養(yǎng)制度,44N,,4年任何專業(yè)的本科學(xué)習(xí)，但必須拿到數(shù)學(xué)、化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理和生物的學(xué)分，并拿到學(xué)士學(xué)位。,4年醫(yī)學(xué)院專業(yè)學(xué)習(xí)，并拿到博士學(xué)位。,37年住院醫(yī)師培訓(xùn)。,,,,3年左右?？漆t(yī)師培訓(xùn)。,中國(guó)醫(yī)生培養(yǎng)制度,傳統(tǒng)方式,新型方式,五年制本科,七年制碩士,八年制博士,高等教育中醫(yī)學(xué)的地位,九十后期開始，全國(guó)大部分知名醫(yī)學(xué)院都被綜合院校合并。高校都看到了醫(yī)學(xué)的重要性。,1998年，浙江醫(yī)科大學(xué)并入浙江大學(xué),2000年北京醫(yī)科大學(xué)并入北京大學(xué),2000年上海醫(yī)科大學(xué)并入復(fù)旦大學(xué),2000年華西醫(yī)科大學(xué)并入四川大學(xué),2000年同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)并入華中科技大學(xué),2000年，湖南醫(yī)科大學(xué)并入中南大學(xué),2000年，白求恩醫(yī)科大學(xué)并入吉林大學(xué),2001年中山醫(yī)科大學(xué)并入中山大學(xué),2005年上海第二醫(yī)科大學(xué)并入上海交通大學(xué),部分沒有成功合并醫(yī)學(xué)院的高校也在自己辦醫(yī)學(xué)院，可見醫(yī)學(xué)未來的前景是非常廣闊的。,醫(yī)學(xué)相關(guān)專業(yè),醫(yī)學(xué)的前景,1、隨著生活水平的日益提高，健康成為每個(gè)人的第一追求；2、我國(guó)人口眾多，醫(yī)療行業(yè)需求巨大；3、醫(yī)藥的基礎(chǔ)研究和臨床研究，將是今后國(guó)家科研的最重要方向；4、醫(yī)療體制的完善，外資醫(yī)院和民營(yíng)醫(yī)院的逐漸開放，給學(xué)習(xí)者更多的發(fā)展空間。,19世紀(jì)中葉以后，自然科學(xué)如生物學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、昆蟲學(xué)、微生物學(xué)、土壤學(xué)和氣象學(xué)等研究成果，及其實(shí)驗(yàn)方法逐漸被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，促進(jìn)了農(nóng)學(xué)研究從經(jīng)驗(yàn)水平到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)地質(zhì)變。,當(dāng)然，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高，并非僅僅得益于自然科學(xué)。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)科學(xué)地發(fā)展，對(duì)于人們更加自覺地依據(jù)經(jīng)濟(jì)規(guī)律來進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，變革和改進(jìn)農(nóng)業(yè)中的生產(chǎn)關(guān)系合理組織農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，改善農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、分配環(huán)節(jié)和不斷提高經(jīng)濟(jì)效益，也起了很大作用。,農(nóng)業(yè)的前景,1、農(nóng)業(yè)是人類最重要的產(chǎn)業(yè)；2、我國(guó)人口眾多，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)需求巨大；3、環(huán)境問題和食品安全問題突出，綠色農(nóng)業(yè)的研究和推行前景廣闊；4、休閑觀光農(nóng)業(yè)具有較大發(fā)展?jié)摿Α?農(nóng)業(yè)相關(guān)專業(yè),農(nóng)業(yè)相關(guān)高校,農(nóng)業(yè)相關(guān)高校,農(nóng)業(yè)相關(guān)高校,
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