下载文档原格式
同位素标记法在高中生物学中的应用总结同位素标记法是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素，即H、N、C、S、P和O等的同位素。
1．分泌蛋白的合成与分泌（必修1P40简答题）20世纪70年代，科学家詹姆森等在豚鼠的胰腺细胞中注射3H标记的亮氨酸。
3min后被标记的亮氨酸出现在附有核糖体的内质网中；17min后，出现在高尔基体中；117min后，出现在靠近细胞膜内侧的囊泡中及释放到细胞外的分泌物中。
由此发现了分泌蛋白的合成与分泌途径：核糖体→内质网→高尔基体→囊泡→细胞膜→外排。
2．光合作用中氧气的来源1939年，鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，然后进行两组对比实验：一组提供H2O和C18O2，另一组提供H218O和CO2。
在其他条件相同情况下，分析出第一组释放的氧气全部为O2，第二组全部为18O2，有力地证明了植物释放的O2来自于H2O而不是CO2。
3．光合作用中有机物的生成20世纪40年代美国生物学家卡尔文等把单细胞的小球藻短暂暴露在含14C的CO2里，然后把细胞磨碎，分析14C出现在哪些化合物中。
经过10年努力终于探索出了光合作用的“三碳途径”——卡尔文循环。
为此，卡尔文荣获“诺贝尔奖”。
4．噬菌体侵染细菌的实验1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，再让被35S、32P分别标记的两种噬菌体去侵染大肠杆菌，经离心处理后，分析放射性物质的存在场所。
此实验有力证明了DNA是遗传物质。
5．DNA的半保留复制1957年，美国科学家梅塞尔森和斯坦尔用含15N的培养基培养大肠杆菌，使之变成“重”细菌，再把它放在含14N的培养基中继续培养。
在不同时间取样，并提取DNA进行密度梯度离心，根据轻重链浮力等的不同，就分出新生链和母链，这就证实了DNA复制的半保留性。
6．基因工程在目的基因的检测与鉴定中，采用了DNA分子杂交技术。
[技能必备]理解含义同位素标记法也叫同位素示踪法，它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
同位素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。
同位素可分为稳定性同位素和放射性同位素两类，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。
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。
放射性同位素示踪法在实践中运用较广，因为其灵敏度高，且容易测定。
常用的放射性同位素有3H、14C、32P、35S、131I、42K等。
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1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。
常用的稳定同位素有2H、13C、15N和18O等。
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DNA半保留复制实验中，是用15N标记亲代的DNA分子。
[技能提升]1.(2019·山师附中模拟)下列关于同位素示踪法的叙述错误的是( )A.将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，若子代大肠杆菌的DNA分子中既有14N，又有15N，则可说明DNA的半保留复制B.将洋葱根尖培养在含同位素标记的胸腺嘧啶的培养液中，经过一次分裂，子代细胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中C.用DNA探针进行基因鉴定时，如果待测DNA是双链，则需要采用加热的方法使其形成单链，才可用于检测D.由噬菌体侵染细菌实验可知，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的蛋白质，进而证明了DNA是噬菌体的遗传物质解析将用14N标记了DNA的大肠杆菌在含有15N的培养基中繁殖一代，无论DNA复制方式是半保留复制、全保留复制还是混合复制，子一代大肠杆菌的DNA 分子中都既有14N，又有15N，所以由此不能证明DNA的复制方式是半保留复制，A错误；胸腺嘧啶是合成DNA的原料，而DNA主要分布在细胞核中，此外在2洋葱根尖细胞的细胞质(线粒体)中也含有少量DNA，所以子代细胞中的放射性会出现在细胞质和细胞核中，B正确；DNA探针是单链DNA，用于检测双链DNA 时，需先将双链DNA打开形成单链，才能进行检测，C正确；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌细胞中，所以噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，D正确。
放射性同位素示踪法在高中生物学中的应用摘要】放射性同位素广泛应用于生物学的研究中，如对DNA是遗传物质、，DNA的半保留复制、基因诊断、矿质元素的运输。
C4植物光合途径、生长素的极性运输、分泌蛋白的合成与运输、光合作用、呼吸作用的原子转移的途径的研究。
【关键词】放射性同位素半保留复制 C4途径分泌蛋白基因诊断在生物学飞速发展的今天，离不开物理学和化学，我们可以这样说，物理学和化学的发展推动着生物学的发展。
如：光学显微镜、电子显微镜的应用，使我们对细胞的结构有了更进一步的认识。
各种物质的物质代谢更离不开化学，特别是化学中的同位素示踪法为研究生物的各种生命活动提供了更大的便利，下面是同位素示踪法在高中生物学中的应用实例。
一、同位素示踪法证明DNA是遗传物质在噬菌体浸染细菌的实验中，噬菌体只有两种物质：分别是DNA和蛋白质。
从组成元素上看，DNA含C、H、O、N、P，而蛋白质含C、H、O、N、S等。
且P主要存在于DNA中，而S主要存在于蛋白质外壳中，用35S、32P分别标记蛋白质和DNA,直接单独地去观察它们到底哪一种物质是遗传物质.实验过程和结果：二、研究DNA的半保留复制特点DNA的复制是全保留复制、半保留复制、还是弥散复制？我们可以用同位素示踪法进行研究。
我们把DNA用15N标记，然后提供14N的原料让其进行复制，在F1代、F2代、F3代的DNA分子中，含14N、15N的链到底有多少条？通过同位素示踪法非常清楚，即：即：DNA在第一次复制后，形成两个DNA分子，即四条链，两条链含15N，两条链含14N，进行第二次复制后，得到4个DNA分子，即八条链：其中含15N的两条，含14N的6条。
进行第三次复制后，得到八个DNA分子，即16条链，其中含15N的两条，14N的14条。
即不管DNA复制多少次，含15N的模板链只有2条，其余都是含14N的链。
若用密度梯度离心法进行离心，得到这样的结果。
所以，不论是用同位素示踪法研究DNA的复制，还是复制后进行密度梯度离心，都证明了DNA是半保留复制的。
同位素示踪法在高中生物中的应用归纳1同位素示踪法，是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析的方法。
常用的标记元素有：（1）14C:常用于标记CO2,葡萄糖，生长素等物质中的C，也可用与标记生长素的运输方向（2）18O：常用于标记光合作用和呼吸作用过程中的H2O,CO2，O2,葡萄糖等，（3）3H：经常用于标记核苷酸示踪DNA，RNA的分布（4）15N：常用于标记无机盐，示踪在自然界中的N循环，也可用来标记氨基酸等（5）32P:常用于标记核酸，标记含P的无机盐可示踪无机盐在植物体内的利用状况，也可用来标记DNA的复制情况（6）35S：标记蛋白质，在研究遗传的物质基础实验中标记噬菌体例11.陆生植物光合作用所需要的碳源，主要是空气中的C02，CO2主要是通过叶片气孔进入叶内。
陆生植物能不能通过根部获得碳源，且用于光合作用?请做出假设，且根据提供的实验材料，完成相关实验问题。
(1)假设为：。
(2)利用实验器材，补充相关实验步骤。
(3)方法和步骤：①；②；③对菜豆幼苗的光合作用产物进行检查。
结果预测和结论：。
该实验最可能的结果是，原因是。
答案 (1)陆生植物能通过根部获得碳源 (2)①把适量含有NaH14CO3，的营养液置于锥形瓶中，并选取生长正常的菜豆幼苗放入锥形瓶中②将上述装置放在温暖、阳光充足的地方培养③结果预测和结论：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。
如果是在光合作用产物中没有发现14C，说明陆生植物不能通过根部获得碳源，用于光合作用。
最可能的结果和结论是：在光合作用产物中发现有14C，说明陆生植物能通过根部获得碳源，用于光合作用。
原因是陆生植物的根部可以吸收土壤中的CO2和碳酸盐，用于光合作用。
例2将植物细胞放在有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸存在的环境中，温育数小时。
然后收集细胞，粉碎并轻摇匀浆，进行分级离心以获得各种细胞结构。
放射性3H将主存在于（）A．核仁、质体和高尔基体 B．细胞核、核仁和溶酶体C．细胞核、核糖体和液泡 D．细胞核、线粒体和叶绿体例3 从某腺体的细胞中提取一些细胞器，放入含有14C氨基酸的培养液中，培养液中有这些细胞器完成其功能所需的物质和条件，连续取样测定标记的氨基酸在这些细胞器中的数量，下图中能正确描述的曲线是（）例4．用32P标记了水稻体细胞（含24条染色体）的DNA分子双链，再次这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（）A．中期24和12、后期48和12 B．中期24和12、后期48和24C．中期24和24、后期48和12 D．中期24和24、后期48和24 例5．用32P和35S分别标记噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳，然后去侵染含31P与32S的细菌，待细菌解体后，子代噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳（）A．少数含32P、大多数含31P和全部含32SB．只含31P和少数含32SC．少数含32P、大多数含31P和少数含35S、大多数含32SD．只含32P和大多数含35S。
高中同位素标记法是一种利用放射性同位素或稳定性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法。
这种方法可以用于追踪物质的运行和变化规律，在生物学、化学等领域有广泛的应用。
在生物学中，同位素标记法常被用于研究生物大分子的结构和功能，如蛋白质、核酸等。
例如，在研究分泌蛋白的合成和分泌过程中，科学家使用3H标记的亮氨酸来追踪蛋白质的合成和分泌路径。
此外，在光合作用的研究中，同位素标记法也被用来追踪二氧化碳的固定和氧气的释放过程。
在化学领域，同位素标记法也被广泛应用于反应机理的研究。
例如，通过使用同位素标记的底物或试剂，科学家可以追踪化学反应中化学键的形成和断裂过程，从而揭示反应机理。
同位素标记法的优点在于示踪元素标记的化合物化学性质不变，因此可以通过追踪示踪元素标记的化合物来弄清化学反应的详细过程。
此外，放射性同位素具有灵敏度高、测量方法简便易行、能准确地定量、准确地定位及符合所研究对象的生理条件等特点。
需要注意的是，同位素标记法也有其局限性。
例如，放射性同位素具有放射性，需要特殊的防护措施；稳定性同位素虽然不具有放射性，但其灵敏度较低，价格较昂贵，应用范围受到限制。
因此，在使用同位素标记法时需要根据具体的研究对象和目的来选择合适的同位素示踪剂。
同位素标记法在高中生物教材中的应用及拓展作者：穆凯利宋丽艳来源：《高等教育》2016年第09期同位素标记法（isotopic tracer method）是利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，可用于追踪物质的运行和变化规律。
用反射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。
科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。
1、同位素示踪法基本原理和特点同位素示踪所利用的放射性核素（或稳定性核素）及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。
因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物代替相应的非标记化合物。
利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。
1.1 方法简便放射性测定不受其它非放射性物质的干扰，可以省略许多复杂的物质分离步骤，体内示踪时，可以利用某些放射性同位素释放出穿透力强的r射线，在体外测量而获得结果，这就大大简化了实验过程，做到非破坏性分析，随着液体闪烁计数的发展，14C和3H等发射软β射线的放射性同位素在医学及生物学实验中得到越来越广泛的应用。
1.2 定位定量准确放射性同位素示踪法能准确定量地测定代谢物质的转移和转变，与某些形态学技术相结合（如病理组织切片技术，电子显微镜技术等），可以确定放射性示踪剂在组织器官中的定量分布，并且对组织器官的定位准确度可达细胞水平、亚细胞水平乃至分子水平。
1.3 符合生理条件在放射性同位素实验中，所引用的放射性标记化合物的化学量是极微量的，它对体内原有的相应物质的重量改变是微不足道的，体内生理过程仍保持正常的平衡状态，获得的分析结果符合生理条件，更能反映客观存在的事物本质。
高中生物学中常见同位素示踪法实验同位素示踪法是一种微量分析方法，利用放射性同位素作为示踪剂对研究对象进行标记，通过放射性探测仪器进行追踪，可以了解放射性原子的运动路径和分布情况。
在生物学实验中，同位素示踪法经常被应用于研究细胞内元素或化合物的来源、组成、分布和去向，以及细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
放射性同位素一般用于构成细胞化合物的重要元素，如H、C、N、O、P、S、I等。
下面是高中生物学教材中涉及到同位素示踪法的应用：1.研究蛋白质或核酸合成的原料及过程。
将放射性原子标记在合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，通过追踪放射性原子的运动路径和分布情况，可以了解其通过的路径、运动到哪里以及分布情况。
2.研究分泌蛋白的合成和运输。
用H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。
通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，可以明确细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。
3.研究细胞的结构和功能。
用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。
4.探究光合作用中元素的转移。
利用放射性同位素O、C、H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。
例如，科学家XXX和卡门用氧的同位素O分别标记H2O和CO2，进行两组光合作用实验，结果表明第一组释放的氧全部是O2，第二组释放的氧全部是O2.标记噬菌体的DNA，将其注入大肠杆菌内，并发现放射性物质。
而使用S标记噬菌体的蛋白质，则在大肠杆菌35内未发现放射性物质。
这证明了噬菌体在侵染细菌的过程中，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的蛋白质。
这进一步证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
通过放射性标记，可以“区别”亲代与子代的DNA。
例如，放射性标记N可以用于区分DNA分子的两条链是否都是15N。
如果是，则在离心时会出现重带；如果一条链是N，一条链是N，则会出现中带；如果两条链都是N，则会出现轻带。
同位素示踪法在高中生物学实验中的应用同位素示踪法是利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法，即把放射性同位素的原子参到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。
同位素示踪法是生物学实验中经常应用的一项重要方法，它可以研究细胞内的元素或化合物的来源、组成、分布和去向等，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。
用于示踪技术的放射性同位素一般是用于构成细胞化合物的重要元素，如3H、14C、15N、18O、32P、35S、131I等。
在高中生物学教材中有多处涉及到放射性同位素的应用，下面笔者对教材中的相关知识进行归纳如下：1 研究蛋白质或核酸合成的原料及过程把具有放射性的原子参到合成蛋白质或核酸的原料（氨基酸或核苷酸）中，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里以及分布如何。
2 研究分泌蛋白的合成和运输用3H标记亮氨酸，探究分泌性蛋白质在细胞中的合成、运输与分泌途径。
在一次性给予放射性标记的氨基酸的前提下，通过观察细胞中放射性物质在不同时间出现的位置，就可以明确地看出细胞器在分泌蛋白合成和运输中的作用。
例如，通过实验说明分泌蛋白在附着于内质网上的核糖体中合成之后，是按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输的，从而证明了细胞内的各种生物膜在功能上是紧密联系的。
3 研究细胞的结构和功能用同位素标记氨基酸或核苷酸并引入细胞内，探测这些放射性标记出现在哪些结构中，从而推断该细胞的结构和功能。
4 探究光合作用中元素的转移利用放射性同位素18O、14C、3H作为示踪原子来研究光合作用过程中某些物质的变化过程，从而揭示光合作用的机理。
例如，美国的科学家鲁宾和卡门研究光合作用中释放的氧到底是来自于水，还是来自于二氧化碳。
他们用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2，第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。
在相同条件下，他们对两组光合作用释放的氧进行了分析，结果表明第一组释放的氧全部是18O2，第二组释放的氧全部是O2，从而证明了光合作用释放的氧全部来自水。
另外，卡尔文等用14C标记的CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
5 研究细胞呼吸过程中物质的转变途径利用18O作为示踪原子研究细胞呼吸过程中物质的转变途径，揭示呼吸作用的机理。
例如，用18O标记的氧气（18O），生成的水全部有放射性，生成的二氧化碳全部无放射性，即18O→H218O。
用18O标记的葡萄糖（C6H1218O6），生成的二氧化碳全部有放射性，生成的水全部无放射性，即C6H1218O6→C18O2。
例如将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是水。
6 研究某些矿质元素在植物体内的吸收、运输过程研究矿质元素的吸收部位时，常用放射性同位素32P等来做实验，发现根毛区是根尖吸收矿质离子最活跃的部位。
研究矿质离子在茎中的运输部位时，用不透水的蜡纸将柳树的韧皮部和木质部隔开，并在土壤中施用含42K的肥料，5小时后测定42K在柳茎各部位的分布；有蜡纸隔开的木质部含有大量42K，韧皮部几乎无42K，说明运输42K的是木质部；柳茎在用蜡纸隔开韧皮部和木质部的以下区段以及不插入蜡纸的对照实验中，韧皮部中也有很多42K，说明42K可从木质部横向运输到韧皮部。
7 研究有丝分裂过程中染色体的变化规律在处于连续分裂的细胞的分裂期用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，根据胸腺嘧啶被利用的情况，可以确定DNA合成期的起始点和持续时间，以研究有丝分裂过程中染色体的变化规律。
例如为了验证促进有丝分裂的物质对细胞分裂的促进作用，将小鼠的肝细胞悬浮液分成等细胞数的甲、乙两组，在甲组的培养液中加入3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（3H-TdR）；乙组中加入等剂量的3H-TdR，加入促进有丝分裂的物质。
培养一段时间后，分别测定甲、乙两组细胞的总放射性强度。
再如，有人为确定DNA合成期的时间长度，在处于连续分裂的细胞的分裂期加入用3H标记的胸腺嘧啶，根据胸腺嘧啶被利用情况，可以确定DNA合成期的起始点和持续时间。
8 证明DNA是遗传物质在研究蛋白质和DNA在遗传中的作用时，分别放射性标记蛋白质和DNA的特征元素，用32P标记噬菌体的DNA，大肠杆菌内发现放射性物质，用35S标记噬菌体的蛋白质，大肠杆菌内未发现放射性物质；从而验证噬菌体在侵染细菌的过程中，进入细菌体内的是噬菌体的DNA，而不是噬菌体的蛋白质，进而证明了DNA 是噬菌体的遗传物质。
9 探究DNA分子半保留复制的特点通过放射性标记来“区别”亲代与子代的DNA，如放射性标记15N，因为放射性物质15N的原子量和14N 的原子量不同，因此DNA的相对分子质量不同。
如果DNA分子的两条链都是15N，则离心时为重带；如果DNA分子的一条链是15N，一条链是14N，则离心时为中带；如果DNA分子的两条链都是14N，则离心时为轻带。
因此可以根据重带、中带、轻带DNA出现的比例，判断DNA复制是全保留复制还是半保留复制。
10 探究基因的转录和翻译用放射性同位素标记尿嘧啶核糖核苷酸（RNA的特征碱基为U）、氨基酸，则在基因转录、翻译的产物中就会含有放射性同位素，还可以用来确定转录、翻译的场所。
11 基因探针在基因诊断中的应用在基因诊断中可利用放射性同位素15N、32P等标记的DNA分子做基因探针，将某一致病基因放到含放射性15N或32P的培养基中进行扩增，加热得到被标记的致病基因单链即基因探针，利用DNA分子杂交原理，将待测者的DNA分子加热处理形成DNA分子单链并与基因探针混合，让其杂交，检测是否形成双链，若完全形成双链，证明该待测者患有该病，否则不患。
该基因诊断的方法可迅速地检测出肝炎病毒、肠道病毒等多种病毒，以及镰刀型细胞贫血症、苯丙酮尿症、白血病等。
根据杂交带情况可检测生物亲缘关系或转基因生物是否插入目的基因，应用同样的原理还可检测饮用水中病毒的含量。
例如我国科学工作者利用DNA 分子杂交的原理，利用基因工程研制出“非典”诊断盒，快速诊断“非典”。
12 在生物诱变育种方面的应用诱变育种是利用 X 射线、γ射线、β射线或中子去辐照农作物的种子，植株或者某些器官，使它们产生的遗传性发生改变，产生各种各样的突变，在较短时间内获得有利用价值得突变体，然后从中选择出对人类有用的突变，经过培育而成的新品种。
诱变育种常用的放射性同位素有35S、32P、45Ca（β射线）65Zn、60Co（γ射线）等，主要方法有浸泡种子、施入土壤、涂抹幼苗、注入植物组织内等。
如是典型的γ放射源，可用于诱变育种。
我国应用该方法培育出了许多农作物新品种。
如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大。
13 探究大脑皮层的功能科学家们常用PET技术对大脑皮层的高级功能进行定位。
PET技术是指正电子反射型计算机断层造影成像技术，是一种直接对脑功能造影的技术，运用该技术，科学家可以通过特制的探测元件测定大脑不听区域物质的消耗情况，进而定位大脑皮层的不同功能区。
将葡萄糖的基本元素（C、H、O）用超短“寿命”的放射性同位素标记（如F18、C11等），制成放射性示踪剂，然后把这种示踪剂注射到受试者的血管中，通过特制的探测元件，就可以获取示踪剂在受试者大脑中的三维分布及其随时间变化的情况。
如让受试者进行思维、语言、聆听、书写等高级机能活动，皮层中相应的中枢将处于高度兴奋状态，此时，通过观察这些中枢对示踪剂的消耗情况，就可以得出大脑皮层各功能区的位置和分布。
例如让受试者进行书写时，大脑皮层中关于书写的中枢将大量消耗葡萄糖，该神经中枢的位置就可以通过探测进行定位。
目前该技术已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。
14 研究反馈调节机制在生物的反馈调节中，某一种物质的变化会引起一系列的调节反应，也会引起其他物质的相应变化。
标记某一物质，用一定方法处理，通过检测放射性物质在某器官中的变化量，研究反馈调节的机制。
例如在研究甲状腺腺体与甲状腺激素、促甲状腺激素的分泌时，一般选用131I进行同位素原子的示踪标记。
因为人体从食物中吸收的碘元素几乎全部集中在甲状腺腺体，用于合成甲状腺激素。
15 在免疫调节中的应用给动物以高剂量的同位素标记的抗原，结果动物不但不发生免疫反应，而且以后对同样的、但不同同位素标记的抗原也不再发生免疫反应。
此时如给其他抗原，动物仍能发生正常免疫反应。
这一实验表明，同位素标记的抗原与带有互补抗体的淋巴细胞结合，这种淋巴细胞全被射线杀死，因此不发生免疫反应。
第二次给正常的同样抗原时，由于带有互补抗体的淋巴细胞已全被杀死，其他种类的淋巴细胞虽对其他抗原能正常反应，但不能对此种抗原发生反应，即不能转变为与此种抗原互补的淋巴细胞。
因此，动物就失去对此种抗原的免疫能力。
由此可见，淋巴细胞的特异性是先天存在的，而不是由抗原的“教导”而产生的。
16 研究生长素的极性运输证明植物生长素的极性运输时，用同位素14C标记茎形态学上端的生长素（吲哚乙酸），可在茎的形态学下端探测到放射性同位素14C，而标记茎形态学下端的生长素，则在茎的形态学上端探测不到放射性同位素，说明植物生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端。
17 研究物质循环和能量流动等方面的问题在生态系统中，组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程。
如果用放射性同位素标记参与物质循环的这些元素，就可以追踪物质的转移途径。
例如用35S标记SO2、用14C标记CO2追踪硫循环和碳循环中S和C的转移途径。
总之，同位素示踪法正在更大规模地应用于生物研究领域，作为中学生物教师，了解更多的有关同位素标记技术的知识和实验，无疑将开拓自身的知识视野，构建自身坚实的知识支架，教学中适当讲授一些同位素标记技术的原初实验，有利于把与生物学相关的复杂知识点更科学、更原始地传授给学生，同时，也使学生对这项技术有一个更深刻的认识和把握。
