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| “同位素标记法”的认知误区及教学建议 | | 来源：饶猛兵 点击数：106 次 更新时间：2020-08-08 |
摘要：同位素标记法在高中生物学教材中多有涉及,教师对同位素的理解不到位造成了认知上的误区，结合放射性同位素和稳定性同位素的介绍以期纠正误区并提出建议。
关键词：同位素标记法 误区 建议
同位素标记技术是一种非常重要的技术，在化学和生物学中有着非常重要的应用。在人教版的高中生物学教材中有多个实验涉及此项技术，在高考试题中也会偶尔出现相关内容的考查。因此，很多老师会把“同位素标记法”作为一个非常重要的知识点来看待，尤其是在高三复习时还会把它作为一个小专题来归纳讲解。笔者查阅近年来知网上的相关文献发现，很多教师对同位素的认识不清，把放射性同位素与稳定性同位素混为一谈，造成认知上的误区，进而误导学生的认知。笔者希望通过此文以引起广大同行的注意进而矫正我们在认知上的误区。
1同位素与同位素标记法
1.1同位素
人教版高中化学必修二中对同位素的定义为：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。由于不同的核素其化学性质相同，因此在元素周期表中占有相同的位置，此为名称同位素中“同位”的来源。
自然界中存在很多天然的同位素，如氢元素有1H、2H、3H三种核素；氧元素有16O、17O、18O三种核素；碳元素有12C、13C、14C等多种核素；等等。此外，科学家还可以通过核反应人工制造出同位素。在同位素中，有些核素的原子核能自动放射出看不见的具有一定穿透能力的射线，这种核素称为放射性同位素，如高中生物学教材中出现的3H、14C、32P、35S等；还有些核素的原子核比较稳定，不能发出射线且半衰期大于1050年，这种核素称为稳定性同位素，如高中生物学教材中出现的15N、18O等。
1.2同位素标记法
同位素标记法也叫同位素示踪法。是由瑞士籍匈牙利裔化学家乔治·德·赫维西(George de Hevesy，1885-1966)发明的一项技术，是利用同位素作为示踪剂对研究对象进行标记并进行微量分析的一种技术。放射性同位素和稳定性同位素都可作为示踪剂，放射性同位素可以用特定的显影装置检测，稳定性同位素可以通过测量分子质量或用离心技术来检测。
2认知误区及解释
2.1认知误区
笔者认为部分教师认知上的误区主要表现在以下方面：认为同位素都有放射性；混淆了同位素中的放射性同位素和稳定性同位素；认为教材实验中列举的同位素都是放射性同位素；习惯上将同位素表述为“放射性同位素”，造成表述上的错误。笔者查阅知网后发现，有这些错误认知的不在少数，如徐立宏老师和王芳老师在其《高中生物教材中的同位素》（2008）一文中提到“同位素的主要应用是利用其放射性进行示踪，常用的示踪原子有14C、18O、15N、3H、32P、35S等”；刘宏伟老师在其《同位素示踪技术的应用》（2008）一文中提到“用于示踪技术的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S等”；郝丽梅老师在其《同位素示踪技术在高中生物学实验中的应用小结》（2010）一文中提到“利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪元素研究光合作用过程中某些物质的变化过程；利用放射性同位素15N作为示踪元素来研究DNA分子的半保留复制的特点”；张进老师在其《高中生物学涉及的放射性元素标记实验》（2015）一文中提到“鲁宾和卡门用16O和放射性的18O来标记O2,然后进行了两组光合作用的对照实验”；杨海珠老师在其《同位素标记生物分子的方法简述》（2015）一文中提到“用于示踪技术的放射性同位素一般是构成细胞化合物的重要元素，如14C、15N、32P和35S等，高中生物学教材有多处涉及放射性同位素的应用，然后列举了“探究DNA分子半保留复制的特点（15N标记）”等例子”；魏福强老师和王玉媛老师在其《高中生物学中同位素标记实验》（2015）一文中提到“放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律，此研究方法在高中生物教材中多次出现”，然后举例教材实验“光合作用释放的O2来源于水（18O），DNA的半保留复制（15N标记）”等；孟萍萍老师在其《初探高中生物学中同位素标记法的使用》（2018）一文中先是列举了教材中涉及同位素的相关实验，然后补充道“以上实验中所使用放射性同位素虽各不相同，但归纳总结后可以用两个词进行分类”。
上述文章在同位素的表述上都存在一个共同的问题：没有弄清楚哪些同位素有放射性？哪些同位素没有放射性？也就是说没有去区分放射性同位素和稳定性同位素。笔者认为：同位素标记不等于放射性同位素标记，在表述和教学中教师应该加以严格的区分，以免给学生造成错误的认知。
2.2教材相关实验的解释
人教版生物学必修教材中涉及同位素标记法的实验有5个，分别是：分泌蛋白的合成与运输（3H标记）、鲁宾和卡门的实验（18O标记）、卡尔文的实验（14C标记）、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验（32P、35S分别标记）、DNA的复制方式的探究实验（15N标记）。在这5个实验中涉及的同位素有14C、3H、18O、15N、32P、35S，其中稳定性同位素为：18O、15N；放射性同位素为：14C、3H、32P、35S。因此，在涉及“鲁宾和卡门的实验（18O标记）”和“DNA的复制方式的探究实验（15N标记）”时，我们千万不能出现这样的表述“放射性同位素18O”、“放射性同位素15N”。人教版教材上的表述就很准确：“同位素18O”、“同位素15N”“放射性同位素32P”、 “放射性同位素35S”，这也从侧面反映出了人教版教材的严谨性。
3教学建议
基于上述问题,笔者给广大教师提出两点建议：立足教材、精心备课；养成阅读文献的习惯。教材是我们备课的第一手资料，也是最严谨、最科学的资料；阅读文献会让我们学到很多新知识，新观点，同时发现自己的不足，做到取长补短。
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