复习思考题及参考答案

1、第二章复习思考题及参考答案一、解释下列术语.电离辐射答：能引起物质电离的射线称之为电离辐射。电离辐射可分为电磁辐射和粒子辐射两大类。.电磁辐射答：以互相垂直的电场和磁场，随时间变化而交变振荡，形成向前运动的电磁波。.粒子辐射答：粒子辐射是一些高速运动的粒子，它们通过消耗自己的动能把能量传递给其它物质。主要的粒子辐射有“粒子、3粒子（或电子）、质子、中子、负冗介子和带电重离子等。.电离作用答：生物组织中的分子被粒子或光子流撞击时，其轨道电子被击出，产生自由电子和带正电的离子，即形成离子对，这一过程称为电离作用。.激发作用答：当电离辐射与组织分子相互作用，其能量不足以将分子的轨道电子击出时，可使电

2、子跃迁到较高能级的轨道上，使分子处于激发态，这一过程称为激发作用。.水的原发辐解产物答：在水的电离与激发过程中所产生的各种自由基和分子统称为水的原发辐解产物。总起来可以下式表示H2O壁对T*H+OH+e春+H2O2+H3o+式中的H3O+（水化氢离子）为h+存在方式之一，与式中e的负电荷平衡。.传能线密度答：是指直接电离粒子在其单位长度径迹上消耗的平均能量。其单位为J/m。一般用keV/pm表不。.相对生物效能答：X或丫射线引起某一生物效应所需剂量与所观察的电离辐射引起相同生物效应所需剂量的比值，即为该种电离辐射的相对生物效能。.自由基答：能够独立存在的，带有一个或多个不成对电子的原子、分子、

3、离子或原子团。.活性氧答：从强调氧对机体不利一面的角度出发，将那些较氧的化学性质更为活跃的氧的代谢产物或由其衍生的含氧物质统称为活性氧。.直接作用答：电离辐射的能量直接沉积于生物大分子上，引起生物大分子的电离和激发，导致机体的核酸、蛋白质和酶类等分子结构的改变和生物活性的丧失，这种直接由射线造成的生物大分子损伤效应称为直接作用。.间接作用答：电离辐射首先直接作用于水，使水分子产生一系列原初辐射分解产物（-OH、H、e才落、H2和H2O2等），然后通过水的辐射分解产物再作用于生物大分子，引起后者的物理和化学变化，这种作用方式称为间接作用。.氧效应答：受照射的生物系统或分子的辐射效应随介质中氧浓度

4、的增高而增加，这种现象称为氧效应。.氧增强比答：氧增强比是指缺氧条件下引起一定效应所需辐射剂量与有氧条件下引起同样效应所需辐射剂量的比值，常用来衡量氧效应的大小。.放射敏感性答：目前对放射敏感性本质认识尚不够清楚，虽不能提出一个完整确切的定义，但可理解为生物系统对电离辐射作用的反应性或灵敏性。当一切照射条件完全严格一致时，机体、器官、组织、细胞或分子对辐射作用反应强弱或速度快慢不同，若反应强，速度快，其敏感性就高，反之则低。.Bergonie和Tribondeau定律答：早在1906年法国科学家Bergonie和Tribondeau在研究大鼠睾丸的辐射效应时，就发现分裂的细胞（生精细胞）受辐射

5、的影响比不分裂的细胞（间质细胞）要大。他们根据这些研究结果提出了一条定律，即一种组织的放射敏感性与其细胞的分裂活动成正比，而与其分化程度成反比。按这一定律，有丝分裂活动旺盛、正常时进行许多次分裂以及在形态和功能上未分化的细胞放射敏感性高，其后许多其它的观察也证实这条定律基本上符合客观实际。1 二、回答下列问题.脂质过氧化作用引起细胞损伤的主要机制是什么？答：脂质过氧化作用引起细胞损伤的机制比较复杂，以下3个方面引人注意：膜脂改变导致膜功能改变和膜酶损伤；脂质过氧化过程中形成的活性氧对酶和其它细胞成分的损伤；脂氢过氧化物的分解（特别是醛类产物）对细胞及其成分的毒性反应。特别是后一种机制，由于其寿

6、命远远长于原初的活性氧自由基，这种非自由基的醛类产物可带着原自由基的损伤潜能，从其生成部位，如内质网，扩散到线粒体、核糖体和胞核等细胞器，甚至由细胞逸出而到达其它细胞，由此解释远隔效应。2 .氧效应的发生机理是什么？答：氧效应是放射生物学的基本问题之一，也是一个比较复杂的问题，早期有关氧效应机理的解释局限于当时的生理和生化知识。随着科学技术的发展，物理化学的解释逐渐处于优势地位。目前被多数研究者接受的有以下两种假说。（一）氧固定假说：氧固定假说认为，电离辐射在靶分子中诱发了自由基，如果在照射的当时靶分子附近存在氧，那么，这些幅射引起的自由基将迅速与氧结合，形成一个妨碍靶分子生物功能的基团：R-

7、TR*，tROO.如在照射时不存在氧，靶分子的自由基即可迅速通过“化学修复”转变为具有正常生物活性的分子。例如：细胞内存在的疏基化合物（XSH）通过氢原子传递机理即可发挥此种作用。即：R-+XSH-RH+XS-氧固定作用必须在照射前或照射当时有氧存在时才能实现，因为由OH、H和e1合等诱导的许多靶分子自由基寿命是极为短暂的。氧固定通常发生于照射后10,-108s以内，若在这段极短的时间内自由基附近没有氧分子，R即被“修复”。在有氧情况下ROO基团的形成将妨碍靶分子的生物功能，已有脉冲辐射实验证明，DNA与OH加成产生的自由基（DNA-OH）可与O2反应形成过氧化物。近年来的研究已给氧固定假说提

8、供了实验依据，大肠杆菌（野生株）含有谷胱甘肽合成酶，有一种突变大肠杆菌缺少此酶，后者修复有氧损伤速率仅为野生株的1/101/2,说明细胞疏基化合物的修复与氧效应的关系。已知小鼠腹水瘤细胞在坪区生长期，细胞中非蛋白疏基（NPSH）含量只有指数生长期细胞的一半。实验中发现坪区生长瘤细胞的放射生物氧常数K值明显降低，所谓放射生物氧常数K值是指达到最大OER值白11/2时所需的氧浓度。这一实验说明哺乳动物细胞内SH化合物含量与氧常数K值的相互关系。上述资料均支持氧固定假说。（二）电子转移假说：电离辐射使靶分子电离，被击出的游离电子有两种命运，一是与靶分子重合，游离电子回到靶分子上的原位，从而使靶分子自

9、身“愈合”；另一种是向某些缺乏电子的“中心”（称为电子陷井）迁移，而这些电子陷井的亲和力很强，电子转移到这些部位可造成靶分子损伤。这两个过程互相竞争，而氧由于具有很高的电子亲和力容易与这些游离电子反应，其存在必将减少重合的概率，使靶分子的损伤固定或加重。3 .影响电离辐射生物效应的主要因素有哪些？答：电离辐射作用于机体产生生物效应，涉及电离辐射对机体的作用与机体对其反应。影响辐射生物效应发生的诸多因素，基本上可归纳为两个方面，一是与辐射有关的因素，二是与机体有关的因素。（一）与辐射有关的因素：（1）辐射种类；（2）辐射剂量；（3）辐射剂量率；（4）分次照射；（5）照射部位；（6）照射面积；（7

10、）照射方式4 （二）与机体有关的因素：（1）种系的放射敏感性；（2）个体发育的放射敏感性；（3）不同器官、组织和细胞的放射敏感性；（4）亚细胞和分子水平的放射敏感性.简述人体各种组织的放射敏感性的排序。答：人体各种组织的放射敏感性的顺序排列如下：（1）高度敏感的组织：淋巴组织（淋巴细胞和幼稚淋巴细胞）、胸腺（胸腺细胞）、骨髓（幼稚红、粒和巨核细胞）、胃肠上皮（特别是小肠隐窝上皮细胞）、性腺（睾丸和卵巢的生殖细胞）和胚胎组织。（2）中度敏感组织：感觉器官（角膜、晶状体、结膜）、内皮细胞（主要是血管、血窦和淋巴管内皮细胞)、皮肤上皮(包括毛囊上皮细胞)、唾液腺以及肾、肝、肺组织的上皮细胞。(3)轻

11、度敏感组织：中枢神经系统、内分泌腺(包括性腺内分泌细胞)和心脏。(4)不敏感组织：肌肉组织、软骨和骨组织及结缔组织。上述放射敏感性分类并不是绝对的，由于组织所处的功能状态不同或所用放射敏感性的指标不同，其排列顺序亦可变动。第六章复习思考题及参考答案一、解释下列术语.有丝分裂延迟(divisiondelay)答：照射后细胞周期进程发生变化，最终表现为细胞有丝分裂在时间上的推迟。.Gi阻滞(Giarrest)答：照射后使处于周期中的细胞暂时仃留在Gi期，称之为辐射诱导的Gi阻滞。.G2阻滞(G2arrest)答：照射后使处于周期中的细胞暂时仃留在G2期，称之为辐射诱导的G2阻滞。.细胞周期解偶联(

12、uncoupling)答：照射后处于细胞周期中的G2期细胞既不进入有丝分裂M期，也不发生G2阻滞，而是返回到S期，继续进行DNA复制，使细胞形成内含数倍DNA而不进行分裂的巨细胞，最终细胞死亡。.细胞凋亡(apoptosis)答：细胞凋亡是一种主动的由基因导向的细胞消亡过程，又称之为程序化细胞死亡。.存活分数(survivingfraction)答：一定剂量照射后存活的细胞或生物大分子数与0剂量照射后存活的细胞或生物大分子数之比值。.D37答：引起细胞(或酶分子)63%死亡(或灭活)的照射剂量，称之为D37剂量。在此剂量下有37%的细胞(或酶分子)存活。1 .Do(meanlethaldose

13、)答：细胞的平均致死剂量。.致死性损伤(lethaldamage,LD)答：损伤是致死性的，损伤不能被修复，不可逆地导致细胞死亡。.亚致死性损伤(sublethaldamage,SLD)答：损伤是非致死性的，正常情况下损伤可以自然修复，若在修复前，再给予另一亚致死性损伤，可形成致死性损伤。.潜在致死性损伤(potentiallethaldamage,PLD)答：损伤是非致死性的，但其表现受照射后环境条件的影响，在一定环境条件下损伤可以修复。.亚致死性损伤的修复(sublethaldamagerepair,SLDR)答：SLDR是一种不受照射后环境条件影响的，细胞损伤后的自然修复过程。.潜在致死

14、性损伤的修复(potentiallethaldamagerepair,PLDR)答：改变细胞细胞受致死T损伤后的环境条件，从而使细胞的存活分数增高，这种作用称之为潜在致死性损伤的修复。.增敏比(sensitiveenhancementratio,SER)答：D0(无增敏剂存在)与Do(有增敏剂存在)之比值。.剂量降低系数(dosereductionfactor,DRF)答：有防护剂时引起致死效应所需剂量与无防护剂时引起致死效应所需剂量之比值。.热增强比(thermalenhancementratio,TER)答：不增温时引起一定效应的剂量与增温时引起相同效应的剂量之比值。二、回答下列问题：1

15、.举例说明不同群体细胞的放射敏感性。依据是什么？答：分裂、更新快的细胞群体：造血细胞，胸腺细胞，胃肠粘膜上皮细胞，生殖上皮细胞，这些组织处于不断更新分裂，对辐射敏感。不分裂的细胞群体：神经细胞，肌肉细胞，成熟粒细胞、红细胞等，这些细胞对辐射不敏感。一般情况下不分裂，但当受到刺激而进入活跃的分裂状态的细胞。再生肝为一典型的例子的。依据：BergonieTribondeau定律。2 .试述细胞周期不同时相细胞的放射敏感性的顺序。答：G2/M>Gi>早S>晚S。3 .试述辐射诱导Gi阻滞的条件。答：只有表达野生型p53的细胞系表现出辐射诱导的Gi阻滞。4 .试述辐射诱导Gi及G2阻

16、滞的生物学意义。答：DNA损伤修复。5 .试述细胞凋亡的形态学特征。答：胞体变小，染色质浓缩成块状或新月型，沿核膜聚积，细胞器完整，膜保持完整，形成膜包被染色质碎片的凋亡小体，可被周围细胞吞噬。6 .试述细胞凋亡的生化特征。答：细胞凋亡的生物化学特征是染色质DNA裂解，形成180bp为基数或其整数倍的小片段，在DNA电泳中形成典型的梯形图像。7 .试述促细胞凋亡基因及抑基因基因。答：促凋亡基因：caspase,Apaf-1,AIF,Bax,Bak,Bid,Fas/FasL和p53。抑凋亡基因：Bcl-2,Survivin和Bcl-XL。8 .试述细胞凋亡的诱导通路。答：DNA损伤因子诱导的通路

17、：DNA损伤诱发线粒体释放细胞色素c,进而活化起始凋亡蛋白caspase-9进一步活化效应凋亡蛋白caspase-3和caspase-7,起动细胞凋亡机制。死亡配体通过结合死亡受体诱导的通路：由死亡配体开动，如CD95L、TNFa或TRAIL与受体结合，活化另一个起始凋亡蛋白caspase-8,进一步活化效应凋亡蛋白caspase-3和caspase-7,起动细胞凋亡机制。9.试述辐射诱导胸腺细胞凋亡的剂量效应关系。答：高剂量电离辐射的影响：全身照射剂量在0.56.0Gy范围内细胞凋亡率呈剂量依赖性上升。低剂量电离辐射的影响：当剂量降至0.5Gy以下时，胸腺细胞凋亡不增高，甚至能降至对照水平以

18、下，因而出现J型剂量效应曲线。10试述D37、D0、Dq和n值的求法及生物学意义。答：D37值：概念：引起细胞（或酶分子）63%死亡（或灭活）的照射剂量，称之为D37剂量。在此剂量下有37%的细胞（或酶分子）存活。求法：从纵坐标存活分数0.37做横坐标的平行线，与剂量存活曲线交点在横坐标上投影点的剂量。生物学意义：常用D37值表示细胞或酶分子的放射敏感性。D37值越小，放射敏感性越高。D0值：概念：细胞的平均致死剂量。求法：由纵坐标存活分数1做剂量存活曲线直线的平行线，此线与存活分数0.37与横坐标平行线的交点，在剂量轴上投影点的剂量即为D0值。生物学意义：D0值是衡量细胞放射敏感性的重要指标

19、，D0值越小，细胞放射敏感性的高低。n值：概念：n值又称为外推值。求法：将直线部分外推与纵坐标相交点的数值，n值是一个数，没有单位。生物学意义：n值代表细胞内靶的个数或所需击中靶的次数。Dq值：概念：又称为准阈剂量(quasithreshoulddose,Dq)。求法：由纵坐标存活分数1.0处(即细胞存活100%)做横坐标的平等线，与外推线的交点在横坐标上投影点的剂量即为Dq值。生物学意义：Dq代表细胞积累亚致死性损伤的能力，为克服肩区所需的剂量。11 .试述4种指数曲线的形式、适用范围及靶学说的解释。答：指数“单击”曲线：曲线的形式：细胞的存活分数为辐射剂量的简单函数，在半对数作图时，剂量效

20、应曲线是一条由高到低的直线。适用范围：病毒或酶的灭活，以及少数哺乳动物细胞。靶学说的解释：认为指数单击曲线属于单击单靶模型，即在细胞内存在着一个靶区，靶区被击中一次，即可引起细胞死亡。“多击”或“多靶”曲线：曲线形式：是一条有肩区的剂量存活曲线。即，曲线由两部分组成：在低剂量部分，出现一个肩区，在高剂量部分，为一直线。适用范围：大多数哺乳动物细胞。靶学说的解释：“多击”或“多靶”曲线属于单击多靶模型或多击单靶模型。认为：一个靶区必须被击中多次，或是多个靶区各被击中一次，才能引起细胞死亡效应。双相曲线：曲线形式：由两条斜率不同的指数曲线组成，各有其相应的D37值。生物学意义：说明在受照射的群体中，存在两个放射敏感性完全不同的亚群。刺激曲线：曲线形式：曲线的起始部分上升到