植物营养研究的核技术研究法.pptVIP

第四章 植物营养的核技术研究法 主要参考书： 1、陈子元等.核技术及其在农业科学中的应用，科学出版社，1983。 2、王福钧. 农学中同位素示踪技术，农业出版社，1989。 3、西北农学院等. 农业化学研究法，下册。农业出版社，1987。 4、王世真等. 核医学与核生物学，科学出版社，1990。 5．王福钧等. 核农学导论.，科学出版社，2000。 第一节 基本概念及依据 一、基本概念 二、核素示踪技术的基本依据 三、核素示踪技术的特点 一、基本概念 1、核素： 指具有特定质量数（原子核、核内的质子数和中子数之和），原子序数（质子数）和核能态，而且其平均寿命足以被观察的一类原子。 2、同位素： 指原子序数相同（质子数相同），但质量数不同的核素，如1H、2H 、3H；11C、12C、13C、14C（其中13C是稳定性同位素） 3、核素示踪技术：利用放射性核素能释放出各种射线离子或稳定性核素的原子质量区别于其它同类原子的特性，把这些核素的原子作为示踪原子来进行有关的研究工作。 二、核素示踪技术的基本依据 1、一种元素的同位素具有化学性质的一致性。 2、自然界中一种元素的同位素组成（即核素的丰度）的确定性。用富集的稳定性核素或其标记化合物作为示踪剂是以此为根据的。 3、同位素物理性质的可探测性。人们所应用的差异主要是核素衰变特性和核质量两个方面。 三、核素示踪技术的特点 （一）测量灵敏度高： 灵敏度可达10-14-10-18g（精密天平为10-6，近代 光学仪器可达10-9-10-12g，原子吸收10-6-10-9）。 例如：1Bq（贝可：相当于1次衰变/秒，由于太大，现在多用Ci表示放射性活度单位，1Ci=3.7×1010次衰变/秒）的放射性核素32P相当于1.62×106个32P原子，总重量只有2.7×10-17g左右，一般的探测仪器能准确地测定37Bq或更少的放射性。因此，示踪原子法比常用的化学分析法具有更高的灵敏度。 （二）应用示踪原子时可以不进行提取纯化、分离等复杂的化学分析操作，能够简化试验方法，缩短试验时间迅速获得试验结果。 （三）可以分辨原有原子和试验中加入的新原子 （四）试验合乎生理条件。 核素示踪技术的局限性： 放射性核素超过安全剂量对人和植物有辐射伤害，操作人员需要特殊训练要有严格的安全防护措施； 稳定性核素的测量比较复杂，这些限制因素影响了其应用推广。 注意：示踪技术是植物营养研究中的一种，必须与田间试验、培养试验、农化分析等方法配合使用，才能收到良好的效果。 第二节 放射性和稳定性核素示踪技术 一、 放射性核素示踪技术 （一）、放射性核素：指会自发地放出一种或者一种以上的射线，同时自己变成为另一种核素的核素。 这个变化过程称为放射性衰变。具有放射性衰变的核素称为放射性核素。这些放射性衰变有： 放射性衰变类型： （1）α衰变：衰变中放出2个核子即α离子 （2）β衰变：①β-衰变：在中子过剩的核素中，原子核自发放射电子如：146C→147N ；3215P→3216S（释放出一个电子后，一个中子转变为质子）。 ②β+衰变：在中子相对不足时，释放出正电子，使核中一个质子转为中子，核原子序数减少1，而原子质量不变。如116C→115B （3）γ衰变：当原子核从高能态跃迁至低能态或基态时放出的电磁波（和αβ衰变一起发生） （4）Χ射线：电子俘获的过程中释放出的射线。 电子俘获指原子核从核外轨道电子中俘获一个电子而使核内一个质子转变为中子，同时释放Χ射线。如5124Cr→5123Cr过程中释放出的射线。 （二）、放射性核素示踪技术： 就是把这些放射性同位素作为示踪原子（由于衰变的可测性）借以追踪该元素或标记化合物在生物体中行径的方法。 植物营养领域中常用的放射性核素有14C（半衰期5692年），11C（半衰期太短20分钟），32P，35S，45Ca，86Rb。 （三）、放射性核素示踪技术的基本工作程序 1、试验设计： （1）放射性核素的选择 包括核素的性质、 半衰期、射线的种类 和能量、安全防护条件 （2）、示踪剂量： 指示踪肥料的放射性强度，也就是标记示踪肥料时，应加入多少强度的放射性核素。 确定放射性核素的示踪剂量，必须遵循两条基本原则： 一是所用的示踪剂量应该保证试验结束时，最后一次样品中有足够的放射性比强，达到测量要求的精确度； 二是所用的示踪剂量基本上不干扰作物的正常生长发育，对作物不产生辐射效应。 因此示踪剂量最低要在测定时能测到其强度，但不能超过对人体伤害的安全剂量。 3、示