亦称同位元素。同一种元素，即有相同的原子序数，而质量数不同的原子或原子核互相称为同位素。因其化学行为几乎相同，所以作为示综物被广泛地应用于阐明生命现象。稳定同位素的代表者有2H（D）、15N、18O等，放射性同位素的代表者有3H（T）、14C、24Na、32P、35S、42K、39Fe、131I等。因同位素的质量数不同，所以其物理性质（也包括部分化学性质）也略有差异，这是示踪物利用方面的问题之一，但相反地，它却是分析生命现象的有效手段。观察的生物学效应包括酶反应机制分析方面的同位素效应；测定酶活性以及酶与基质结合反应分析方面的辐射能交换反应；将放射性同位素作为微射线源掺入细胞内的特定结构或成分的内部照射实验的辐射线效应；将带32P的DNA掺入生物体内（病毒、细胞等）放置起来，随着衰变，DNA链被切断，观察生物学效应而被用于所谓“自杀实验”。氚（tritium，3H或T）是质量数为3的氢的放射性同位素，半衰期约为12年，β衰变。在大气上层，由宇宙线引起核反应而产生氚，它在大气或雨水中的浓度为0.1—10TU（1TU TH=10－18），有时是从原子爆炸或原子炉中散放到环境中。作为氢的示踪物，特别是靠电子显微镜放射自显影，可在细胞核或染色体的水平上，也可在生物大分子DNA的水平上，去发现结构与功能的关系。细胞内水的运行和功能的研究方面也添加D2O，可期望在利用THO（氚水平的水）方面会有新进展。
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