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(wèn)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(yáng)離子交換樹(shù)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(yáng)離子交換量的計(jì)算,土壤陽(yáng)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(yáng)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(lái)。氮肥損失主要通過(guò)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(méi)有合適的放射性同位素，常用同族元素86RB（銣）代替鉀來(lái)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(chóng)學(xué)研究中的應(yīng)用,1害蟲(chóng)防治研究,標(biāo)記昆蟲(chóng)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(chóng)不育防治害蟲(chóng),優(yōu)點(diǎn)不污染環(huán)境；對(duì)人、畜和天敵無(wú)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(chóng)生態(tài)學(xué)研究,昆蟲(chóng)生態(tài)特性的研究可為有效防治農(nóng)作物害蟲(chóng)提供依據(jù)。包括昆蟲(chóng)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(chóng)遷飛規(guī)律,昆蟲(chóng)越冬場(chǎng)所及活動(dòng)規(guī)律,,3昆蟲(chóng)毒理學(xué)研究,利用同位素研究殺蟲(chóng)劑對(duì)昆蟲(chóng)的穿透力、在昆蟲(chóng)體內(nèi)的分布、作用部位與代謝及殺蟲(chóng)劑在植物體內(nèi)的殘留、殺蟲(chóng)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(chóng)體內(nèi)的可能代謝降解路線。,4昆蟲(chóng)生理生化的研究,研究?jī)?nèi)容主要包括昆蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)、代謝、呼吸及激素等生理生化過(guò)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(chóng)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(chóng),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(wèn)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(chóng)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(guò)淋溶、遷移、轉(zhuǎn)化，給環(huán)境生物會(huì)帶來(lái)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(guò)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(guò)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(chóng)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)來(lái)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(kāi)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(lái)，指甲幾乎掐進(jìn)他的肉里“大夫，求您了，救救他俺不能沒(méi)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(wú)奈，面對(duì)死神，醫(yī)生往往也手足無(wú)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(lái)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(guò)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(shuō)在搶救，倒不如說(shuō)在履行一種職責(zé)，或者說(shuō)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(jiàn)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(mén)，他走過(guò)去，看見(jiàn)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(lái)。他忙上前扶起孩子，愧疚萬(wàn)分“大姐，這怎么敢當(dāng)，我、我又沒(méi)有把大哥救過(guò)來(lái)”，女人擦了一下紅腫的眼睛，說(shuō)“大夫，您已經(jīng)盡力了，我和孩子都很感謝您”女人說(shuō)著，眼淚又不爭(zhēng)氣地冒了出來(lái)。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(guò)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(kāi)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(shū)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(kāi)著車來(lái)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(lái)，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(méi)有過(guò)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(shuō)，這些年來(lái)，他一直無(wú)法忘記那個(gè)女人，無(wú)法忘記她那雙噙滿淚水的眼睛閃現(xiàn)出的無(wú)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(méi)有理由無(wú)動(dòng)于衷，沒(méi)有理由不去思索自己肩負(fù)的責(zé)任和使命。他說(shuō)，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(kāi)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(méi)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(jiàn)醫(yī)學(xué)未來(lái)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(kāi)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(chóng)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(jué)地依據(jù)經(jīng)濟(jì)規(guī)律來(lái)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(wèn)題和食品安全問(wèn)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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