放射生物学重点

第一章：电离辐射生物学作用的理化基础和基本规律

1、放射生物学中所研究电磁辐射的为X和7射线；

2、粒子辐射为有能量与质量的辐射；

电磁辐射：是以互相垂直的电场和磁场、随时间变化而交变震荡，形成向前运动的电磁波。

如：X、人微波、红外线波和紫外线都是电磁辐射。(仅有能量无静止质量)

粒子辐射：通过消耗自己的能量传递给其它物质，主要有：服人负乃介子和带电重离子。

(既有能量又有静止质量)

3、传能线密度与相对生物效能；(linearenergytransfer,LET)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,常用keV/um表示，1keV/um=1.602x10」°J/m。

此概念同样适用于能产生次级带电粒子的射线或粒子，如X射线和中子等。

相对生物效能(Relativebiologicaleffectiveness,RBE):X射线(250kV)引起某一生物效

应所需剂量与所观察的辐射引起同一生物效应所需剂量的比值。辐射生物效应不仅决定于辐

射条件，还受能量分布的制约。LET决定了生物效应的程度或频度：

DCLX标准射线产生生物效应的剂量

RBE=

所观察辐射引起相同生物效应的剂量

4,自由基的概念:能够独立存在的、含有一个或一个以上未配对电子的任何原子、分子、离

子或原子团。(单独占有原子或分子轨道的电子)。其理化特点有:

1.很高的反应活性咱由基具有未配对电子，易与其它电子形成配对键，故。(p23)

2.半寿期短:羟自由基为1010~10-9s,水合电子为2.3x104s。

3.顺磁性：外加磁场时只能取平行或反平行。

5、损伤机理：生物分子形成自由基；

一、直接作用：电离辐射的能量直接沉积于生物大分子，引起生物大分子的电离和激发，破

坏机体的核酸、蛋白质、酶等具有生命功能的物质。

二、间接作用：电离辐射首先直接作用与水，使水分子产生一系列原发辐射分解产物，然后

通过水的辐射分解产物再作用于生物大分子。间接作用的几个效应如下：

1.稀释效应:一定数量的电离辐射产生固定数量的自由基，如果是间接作用，失活溶质分子数,

与固定数量的自由基有关，与溶液浓度无关。失活分子的百分数随溶液浓度增加而下降。

(pl9),在稀释溶液系统中，间接作用为主。

2.旁效应:BystanderefTect(1992):电离辐射通过直接照射引起细胞损伤或功能激活，产生的

损伤或功能激活信号可以导致与其共同培养的未受照射的细胞产生同样的损伤或激活效应。

3.保护效应:受照射体系中由于有其它物质(基于间接作用中对自由基的竞争)的存在，使辐

射对溶质的操作效应减轻。

4.温度效应:降低温度或置于冰冻状态可使辐射损伤减轻。

5.抗自由基的氧化酶系效应:为保护自身的需要在体内形成的一系列能清除自由基的酶类，

但数量有限。(过氧化氢酶：清除红细胞内的H2O2,防止血红蛋白氧化成高氧血红蛋白，

清除微粒体中的尿酸酶、黄嚓吟氧化酶、alpha-羟酸氧化薛等酶促反应产生的H2O2,清除

线粒体的H2O2;过氧化物酶：清除有机氢过氧化，尤其是自由基造成脂质过氧化时大量产

生的脂质过氧化物，在过氧化氢酶含量较低的组织中期代替作用清除H2O2;超氧化物歧化

酶SOD:清除O2-,降低其通过某些化学反应生成毒性更强的*OH)

6、活性氧(Reactiveoxygenspecies)的特点；含有氧，化学性质较基态氧活泼所有含氧自

由基都是活性氧(不包括基态氧)。但活性氧不一定都是自由基，非自由基的活性氧特点是

可以在自由基反应中产生，同时还可以直接或间接的触发自由基反应。

(Reactiveoxygenspecies,较。2的化学性质更为活泼的。2的代谢产物或由其衍生的含氧物

质，包括氧离子、过氧化物和自由基等有机物和无机物。这些粒子均十分微小，由于存在未

配对的自由电子，这些粒子均十分活跃.活性氧往往是生物生化过程中的一种副产品。过高

的活性氧水平会对细胞和基因结构造成损坏。活性氧，为含氧的，具有化学活性的分子。包

括氧离子(oxygenion)及过氧化氢(peroxide).因为核外的为配对电子的存在，具有很强的化学

反应活性。ROS是正常氧代谢的副产物，并且在细胞信号传导，和保持机体恒常性起很大

作用。然而，在时间以及外界环境影响下(例，暴露于紫外线(UVexposure)或热源(heat

exposure)下等),ROS的量会急剧增多。引起这种改变的原因有可能是由于明显的细胞结

构的损坏。这种现象，被称为氧化应激。ROS也可能由外界的因素生成，如致电离辐射。(通

常，细胞都会通过酶(如，过氧化歧化酶superoxidedismutase等)的作用来减少ROS对细

胞的损伤作用。某些小分子，如维生素C维生素E,尿酸及谷胱甘肽也作为细胞抗氧化物质

发挥着重要作用。与之相对，细胞外的抗氧化物质的作用小的多，在血浆中的最重要的抗氧

化物质为尿酸uricacid。))

7、形成自由基的方式有两种：直接作用与间接作用；反映间接作用的几个效应：稀释效应、

旁效应、温度效应、保护效应；

8、氧效应及氧增强比的定义及两者与传能线密度的相互关系；

氧效应：受照组织、细胞或生物大分子的辐射效应随周围介质中氧浓度升高而增高。

氧增强比(oxygenenhancementratio,OER):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。

氧增强比(OER)为LET的函数，低LET(X、Y)射线，OER=2.5~3.0。随着LET增力口，

OER快速下降，这与RBE的迅速上升位置是相同的。LET约等于100keV/um的地方。

氧浓度对氧效应的影响：放射敏感性的增高与氧浓度不呈线性关系。在实体瘤的放射治

疗中具有实际意义。

(照射时间对氧效应的影响：照射前引入氧则氧效应明显。反之无效，但一定条件下可产生

保护效应。

氧效应的发生机制：氧固定假说、电子转移假说)

放射性活度(radioactivity)简称活度，SI单位是"S-l",SI单位专名是贝可［勒尔］(Becquerel),

符号为Bq.lBq=l次衰变/秒。暂时与SI并用的专用单位名称是居里,符号为Ci.

lCi=3.7*10'°Bq或lBq=lS-l=2.703*10'"Ci.

可用克镭当量来表示Y放射源的相对放射性活度。1克镭当量表示一个Y放射源的Y射线对

空气的电离作用和1克的标准镭源(置于壁厚为0.5毫米的钻依合金管内，且与其子体达到

平衡的1克镭)相当。单位质量或单位体积的放射性物质的放射性活度称为放射性比度，或

比放射性(specificradioactivity).

2.照射量(exposuredose)X=dQ/dm,其中dQ的值是在质量为dm空气中,由光子释放的全

部电子(负电子和正电子)在空气中完全被阻止时所产生的离子总电荷的绝对量。单位：库

仑/千克［C/kg］。暂时与SI并用的照射量的专用单位名称是他遂；(Roentgen),符号为R,目

前尚无SI单位专名，与SI单位的关系为1R=2.58*10"C/kg。伦琴的定义是：在1RX或Y

射线照射下，在0.001293g(O'C,760mm汞柱大气压力下len?干燥空气的质量)空气中所

产生的次级电子在空气形成总电荷量为1静电单位的正离子或负离子。照射量只对空气而

言，仅适用于X或丫射线.

3.吸收剂量(absorbeddose)D=de/dm,其中d£是致电离辐射给予质量为加？的受照物质

的平均能量。SI单位是焦耳/千克［J/kg］,SI单位专名是却琬(gray),符号Gy,lGy=100cGy.

暂时与SI并用的专用单位名称是拉德,符号为rad。lGy=lJ/kg=100rad,或

lrad=10'2J/kg=10'2Gy.

照射量X与吸收剂量D是两个意义完全不同的辐射量。照射量只能作为X或Y射线辐射场

的量度，描述电离辐射在空气中的电离本领；而吸收剂量则可以用于任何类型的电离辐射，

反映被照介质吸收辐射能量的程度。但是，在两个不同量之间，在一定条件下相互可以换算。

对于同种类、同能量的射线和同一种被照物质来说，吸收剂量是与照射量成正比的。由于X

或Y射线在空气中产生一对离子的平均能量约为32.5eV,所以1R的X或Y射线在空气中

的吸收剂量约为0.838rad;而在软组织中的吸收剂量约为0.931rad。

4,当量剂量(equivalentdose)其中，。是吸收剂量；0是品质因子；N是其它修

正系数的乘积.目前指定N值为1。“当量剂量”，是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生

物效应强弱的辐射量。其国际标准单位是希沃特,记作Sv。定义是每公斤(千克、kg)人体组

织吸收1焦耳(J),为1希沃特。希沃特是个非常大的单位，因此通常使用：毫希沃特(mSv),

1mSv=0.001Sv.微希沃特(MSv),IpSv=0.001mSv,还有一个单位叫雷姆(Rem),1Sv=100

rem。相同的吸收剂量未必产生同样程度的生物效应，因为生物效应受到辐射类型、剂量与

剂量率大小、照射条件、生物种类和个体生理差异等因素的影响。为了比较不同类型辐射引

起的有害效应，在辐射防护中引进了一些系数，当吸收剂量乘上这些修正系数后，就可以用

同一尺度来比较不同类型辐射照射所造成的生物效应的严重程度或产生机率.当量剂量只限

于防护中应用。

其他一些参数如：吸收剂量率(absobeddoserate):单位时间内的吸收剂量(如rad/min);

辐照剂量率(exposurerate):单位时间内的照射剂量；等等

电离辐射生物学作用的基本规律及其原理

电离辐射将能量传递给有机体引起的任何改变，统称为电离辐射生物学效应(ionizing

radiationbiologicaleffect),人类的放射损伤是一种严重的病理性辐射生物效应。

一、电离辐射对生物大分子作用的基本原理

生物分子损伤是一切辐射生物效应的物质的基础。而生物分子损伤与自由基生成密切相关。

自由基(iYeeradical)是指一些独立存在的、带有一个或多个不成对电子的原子、分子、基

团或离子。自由基是最大特性是化学不稳定性和高反应性，寿命很短，・OH(氢氧自由基)

的平均寿命为10-9~10-8s,生物分子自由基也多在10一6~普飞之间。

1.生物分子自由基的生成：有两种方式：

(1)直接作用：电离辐射直接引起靶分子电离和激发而发生物理化学变化，生成生物分子

自由基，如：T为电离辐射作用的靶分子，T+和T*为电离产生的正离子自由基和激发形成

的激发态分子。正离子自由基分解生成生物分子、中性自由基T♦和离子；激发态分子解成

两个自由基T•和HJ

(2)间接作用：电离辐射作用于生物分子的周围介质(主要是水)生成水射解自由基，这

些自由基再与生物分子发生物理化学变化生成生物分子自由基，称次级自由基。

水辐射分解生成的自由基与生物分子作用：

2.生物分子损伤与修复：生物分子自由基生成后迅速起化学反应，两个自由基不配对电子

相互配对，或是不配对电子转移给另一个分子，造成分子化学键的变化，引起生物分子破坏。

自由基反应能不断地生成新自由基，继续与原反应物起反应，彩成连锁反应，使生物分子损

伤的数量不断扩大，直到出现歧化反应(dismutation),生成两个稳定分子。

被损伤的生物分子，可以通过各种方式进行修复。在自由基反应阶段(10-5s内)若介质中

存在能供氢的分子，如含琉基化合物(谷胱甘肽G-SH等)，则生物分子自由基可被修复，

称化学修复。

在有。2情况下，生物分子自由基被氧化成超氧自由基而难以修复。这可用以解释氧能增强

辐射效应的原理。

二、电离辐射对DNA的作用DNA是细胞增殖、遗传的物质基础，是引起细胞生化、生理

改变的关键性物质。DNA是电离辐射作用的靶分子，在细胞辐射损伤中起重要作用。

（—）DNA分子损伤

1.碱基变化（DNAbasechange）:有下列几种：（1）碱基环破坏；（2）碱基脱落丢失；（3）

碱基替代，即喋吟碱被另一嘿吟碱替代，或喋吟碱被喀唆碱替代；（4）形成喀噫二聚体等。

4种碱基的辐射敏感性依次为T>C>A〉G。

2.DNA链断裂（DNAmolecularbreakage）:是辐射损伤的主要形式。磷酸二酯键断裂，脱

氧核糖分子破坏，碱基破坏或脱落等都可以引起核甘酸链断裂。双链中一条链断裂称单链断

裂，两条链在同一处或相邻外断裂称双链断裂（doublestrandbreaks）。双链断裂常并发氢键

断裂。双链断裂难以修复，是细胞死亡的重要原因。

3.DNA交联（DNAcross-linkage）:DNA分子受损伤后，在碱基之间或碱基与蛋白质之间

形成了共价键，而发生DNA-DNA交联和DNA-蛋白质交联。喀噫二聚体即是一种链内交联，

还可发生链间交联。

（二）DNA合成抑制。DNA合成抑制是一个非常敏感的辐射生物效应指标，受O.OlGy照

射即可观察到抑制现象。小鼠受0.25-1.25Gy

V线全身照射3小时后，3H-TdR掺入脾脏DNA的量即明显下降，下降程度与照射剂量成

正比。照射后DNA合成抑制与合成DNA所需的4种脱氧核普酸形成障碍、酶活力受抑制、

DNA模板损伤、启动和调控DNA合成的复制子减少，以及能量供应障碍等都有关。

（三）DNA分解增强

在DNA合成抑制的同时，分解代谢明显增强。原因可能是辐射破坏了溶酶体和细胞核的膜

结构，DNase释放直接与DNA接触，增加了DNA的降解。在一定剂量范围内，降解的程

度决定于照射剂量.照射后DNA代谢产物尿中排出量明显增多。

三、电离辐射对蛋白质和酶的作用

（一）分子破坏

蛋白质和酶分子在照射后可发生分子结构的破坏，包括肽键电离、肽键断裂、疏基氧化、二

硫键还原、旁侧羟基被氧化等，从而导致质蛋白质发子功能的改变。

（二）对合成的影响

辐射对蛋白质生物合成的影响比较复杂，有的被激活，有的被抑制，有的呈双相交化，即先

抑制而后增强。在血清蛋白方面，照射后血清白蛋白和Y球蛋白含量下降，而a和6球蛋白

含量升高。虽然血清蛋白质成分有升有降，但蛋白质净合成是下降的。

（三）分解代谢增强

照射后蛋白质分解代谢增强是非常显著的，主要是许多蛋白质水解晦活力增加。如照射后由

于溶酶体被破坏，组织蛋白酶释放，活力明显增加，促使细胞内和细胞外蛋白质分解增强。

同时，照射后机体摄取食物减少，加剧了蛋白质分解代谢，释出大量游离氨基酸。一部分生

糖氨基酸通过糖异生作用转化为葡萄糖，一部分代谢为尿素或其它非蛋白氮，整个机体处于

负氮平衡状态。尿中氨基酸及其代谢产物如牛磺酸、肌酸、尿素等排出量增多。

9、照射部位放射敏感性的比较

机体受照部位不同，所产生的生物效应亦不尽相同。其严重程度为：腹部〉盆腔〉头颈〉胸

部>四肢

10.影响电离辐射生物效应的主要因素

一、与辐射有关的因素

（一）辐射种类

（二）照射剂量

规律：剂量愈大，效应愈显著，但并不全呈直线关系。

半数致死剂量：（LD50）orLD50/30

（三）剂量率：是指单位时间内机体所接受的照射剂量。常用Gy/d,Gy/h,Gy/min或Gy/s

表示。在一般情况下，剂量率与生物效应呈正比关系，要引起急性放射损伤必须要达到一定

的剂量率阈值。剂量率越大，生物效应越显著，但当剂量率达到一定程度时，生物效应与剂

量率之间则失去比例关系。

（四）分次照射：同一剂量的辐射，在分次给予的情况下，其生物效应低于一次给予的效应。

分次愈多，各次间隔时间愈久，则生物效应愈小。

（五）照射部位：当照射剂量和剂量率相同时，腹部照射的全身后果最严重，依次为盆腔、

头颈、胸部及四肢。

（六）照射面积：当照射的其他条件相同时，受照射的面积愈大，生物效应愈显著

（七）照射方式：照射方式可以是内照射或外照射和混合照射；外照射又可以是单向或多向

照射，一般来说，一次照射大于分次照射；内照射大于外照射；全身照射大于局部照射；多

向照射大于单向照射。

二、与机体有关的因素

放射敏感性：指当一切照射条件完全一致时，机体或其组织、器官对辐射作用的反应强弱或

速度快慢不同.若反应强，速度快，其敏感性就高，反之则低。（一类.：.不.断分裂更新.（敏

感）（如：造血淋巴组织，胃肠粘膜上皮和生殖上皮细胞）二类：不分梁（抗性）（如：神经

元;肌纤维,成熟粒细胞;红细胞）三类：一般不分裂或分裂很慢（抗性）刺激后迅速分热（,敏

感）（再生肝）；不同细胞周期时相的放射敏感性，M>G2>Gl>S早>S晚”

（一）生物种系的放射敏感性：总的趋势是：种系演化越高，机体组织结构越复杂，则其放

射敏感性越高.不同动物或不同品系之间辐射敏感性有很大差异，其敏感顺序：豚鼠>狗>

人〉兔〉小鼠〉大鼠

（二）个体发育的放射敏感性：总的来说，放射敏感性随着个体发育过程而逐渐降低。

胚胎植入前期:照射母体，胚胎大量死亡，人为妊娠第0〜9日，小鼠为0〜5日。

器官形成期:受到照射，出现大量畸形。人为第9〜42天，小鼠为第5〜13天。

器官形成期后:个体的放射敏感性逐渐下降。

应当强调指出，胚胎和胎儿期受照射的儿童发生某些类型的癌症和白血病的危险度增高。

（三）机体状态的放射敏感性：过冷热、过累饿、过虚伤病耐受下降

（四）不同组织和细胞的放射敏感性

Bergonic和Tribondeau定律：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

化程度成反比的结论，但卵母细胞和淋巴细胞例外，这2种细胞并不迅速分裂，但两者都对

辐射极为敏感。

（四）亚细胞和分子水平的敏感性：DNA>mRNA>rRNA和rRNA>蛋白质

（五）还与介质有关：细胞的培养体系或机体体液中在照射前含有（前防护剂）辐射防腐剂，

如含-SH的化合物可减轻自由基反应，促进损伤生物分子修复；若含有辐射增敏剂，如亲电

子和拟氧化合物能增强自由基化学反应，阻止损伤分子和细胞修复，加大辐射效应。

A、与辐射有关（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.照射方式）

B、与机体有关（1.种系2.个体发育3.不同组织、器官、细胞4.亚细胞和分子5.细胞的

分化程度6.细胞的分裂活动;

第二章：电离辐射的分子生物学效应

1.DNA损伤的种类

DNA链断裂一单链断裂(SSB)及双链断裂(DSB)

DNA交联一DNA链交联(链间交联、链内交联及DNA-蛋白质交联)及DNA-蛋白质交联(其

中DSB是辐射所致生物学效应中最重要的原初损伤，而非重接性的DSB则被认为是细胞杀

伤效应的最重要的损伤)

DNA二级和三级结构的变化(DNA变性)：DNA双螺旋结构解开，氢键断裂，克原子磷消光

系数显著升高，出现了增色效应，比旋光性和粘度降低，浮力密度升高，酸碱滴定曲线改变，

同时失去生物活性。

电离辐射引起DNA断裂的特点及其分子机制

电离辐射对DNA的作用DNA是细胞增殖、遗传的物质基础，是引起细胞生化、生理改变

的关键性物质。DNA是电离辐射作用的靶分子，在细胞辐射损伤中起重要作用。

(—)DNA分子损伤的分子机制

(1)脱氧戊糖和磷酸二酯键的破坏(直接)三种自由基：eaqr.OH,H.DNA链断裂主要与.OH

作用有关，从脱氧戊糖抽氢，形成了5中不同的反应产物.QH从脱氧戊糖中抽氢，主要作

用于C(3',5'),C(3))上磷酸二酯键断裂多余C(5,)端。.OH攻击糖基C(l'、2'<4')

形成碱不稳定性位点(alkalilabilesites,ALS),这些位点在碱处理后发生链断裂.碱不稳定

性位点(ALS),.0H对C(1'),C(2'),C(3'),C(4')攻击后的产物，在与六氢”匕唉.

供热后都能导致DNA链的断裂。所以，在DNA链上含有损失后经碱处理后导致DNA链断

裂的位点，这些位点称为碱不稳定性位点(ALS)

1.碱基变化/损伤(DNAbasechange/damage):有下列几种：(1)碱基环破坏；(2)碱基脱

落丢失；(3)碱基替代，即喋吟碱被另一喋吟碱替代，或喋吟碱被喀噫碱替代；(4)形成喀

唳二聚体等。4种碱基的辐射敏感性依次为T>C〉A〉G。

酶■敏感位点(enzymesensitivesites,ESS):碱基损伤可引起DNA双螺旋的局部变性，特异

的核酸内切酶能识别和切除这种损伤，并通过酶的作用，产生链断裂。这种特异性酶敏感位

点称为ESS。无喋吟或无喀噫位点(apurinic/apyrimidinicsites,APS):DNA链上损伤的碱

基可被特异的DNA-糖基化酶除去或由于N-糖基键的化学水解而丢失，形成APS。形成

APS在内切晦的作用下形成链断裂。

2.DNA链断裂(DNAmolecularbreakage):是辐射损伤的主要形式。不同条件下辐射所致

的DNA链断裂：1、充氧溶液中，DNA双链上引起SSB的概率均等，产额与放置时间、溶

液PH有关。2、固态下照射DNA,产生SSB与PH有关。以上两种情况均可产生ALS。3、

细胞中DNA受照射：与周围介质有关

辐射引起DNA链断裂的主要特点

1.SSB与DSB的比值:10-20

2、LET对链断裂的影响：随LET增力口，SSB降低，DSB增加。

3、氧效应对链断裂的影响：断裂增加，SSB增加明显。

4、DNA链断裂的部位：有争议。与ALS与碱基本身有关。碱基位置发生断裂的顺序：

G>A>T>C(低剂量),T>G>A>C

5、DNA链断裂与细胞辐射敏感性的关系：无明显关系，损伤后修复与敏感性有关。

磷酸二酯键断裂，脱氧核糖分子破坏，碱基破坏或脱落等都可以引起核昔酸链断裂。双链中

一条链断裂称单链断裂，两条链在同一处或相邻外断裂称双链断裂(doublestrandbreaks)。

双链断裂常并发氢键断裂。双链断裂难以修复，是细胞死亡的重要原因。

3.DNA交联（DNAcross-linkage）:DNA分子受损伤后，在碱基之间或碱基与蛋白质之间

形成了共价键，而发生DNA-DNA交联和DNA-蛋白质交联”密定二聚体即是一种链内交联，

还可发生链间交联。（DAN-链间交联多见于化学损债，如氮芥、硫芥等；放射损俄时校少见

到。放射损伤时，DNA链间交朕弓链断袈相互竞争.DNA链内交联：多见于紫外线照射，

电离辐射较少在DNA-接近其最大吸收波长260mm■相邻的瑞咤碱基共价交联形成环丁烷四

元环一堤嚏二聚体此反应是可逆的。分布是非随机性的，相邻的两个T、或两个C、或C弓

④间都连成二聚体，其中最容易形成的是TT.二聚体）

（二）DNA合成抑制DNA合成抑制是一个非常敏感的辐射生物效应指标，受0.01Gy照射

即可观察到抑制现象。小鼠受0.25~1.25GyY线全身照射3小时后，3H-TdR掺入脾脏DNA

的量即明显下降，下降程度与照射剂量成正比。照射后DNA合成抑制与合成DNA所需的

4种脱氧核甘酸形成障碍、酶活力受抑制、DNA模板损伤、启动和调控DNA合成的复制子

减少，以及能量供应障碍等都有关。

（三）DNA分解增强

在DNA合成抑制的同时，分解代谢明显增强。原因可能是辐射破坏了溶酶体和细胞核的膜

结构，DNase释放直接与DNA接触，增加了DNA的降解。在一定剂量范围内，降解的程

度决定于照射剂量。照射后DNA代谢产物尿中排出量明显增多。

2.DNA损伤的修复（知道各在什么情况下会出现以上两种修复：下划线部分）:

亚致死损伤修复（sublethaldamagerepair,SLDR）:将预定的照射剂量分次给予,生物效应

明显减轻，表明在两次照射间隔中细胞有所修复，这种修复称作SLDR。

潜在致死性损伤修复（potentiallylethaldamagerepair,PLDR）:照射后改变细胞所处的状态和

环境,如延长接种或给予不良的营养和环境条件，均能提高存活率。

3.DNA的损伤修复机制

1.回复修复：（细胞对DNA的某些损伤可以用很简单的方式加以修复在单一基因产物的

催化下，一步反应就可以完成。这种修复方式叫回复。）回复修复是细胞对DNA某些损伤

修复的一种简单方式，包括酶光复活修复、单链断裂的重接和嘿吟的直接插入。

a.酶光复活修复主要是低等生物修复紫外线损伤的一种方式。对于高等生物细胞及人的

组织细胞不是主要途径。（光复活酶或DNA光解酶，它的作用分成三个步骤：①酶与DNA

中的二聚体部位相结合；②吸收波长为260~380nm的近紫外光，酶被激活，使二聚体解聚；

③酶从DNA链上释放，DNA恢复正常结构。）

b.DNA单链断裂重接：DNA单链断裂中有一部分是通过简单的重接而修复的，只需要

一种酶——DNA连接酶（ligase）参加，因此也属于直接回复。DNA连接酶能催化DNA双螺

旋结构中一条链缺口处的5'磷酸根与相邻的一个3'羟基形成磷酸二酯健。连接所需的能

量ATP（如动物细胞）。

c.噤吟的直接插入：噤吟插入酶

受损喋吟一（糖基化酶）APS-（嘿吟插入酶K+）插入嚅吟（糖苔键）

2.切除修复：（将损伤的部位（或连同其附近的一定部位）切除，然后用正确配对的、

完好的碱基替代修复。有多种酶和基因参与。过程：识别损伤位点一（酶和蛋白）一切除一

（DNA聚合酶）修复〈补〉一（DNA连接酶）连接）通过识别一切除（碱基切除和核昔酸切

除）一修补一再连接:三个特点:准确、无误、正确修复。

碱基切除：特点是切除受损伤的碱基。主要过程是水解受损传的碱基与脱氧核糖磷酸链

之间的N—糖昔键.反应由一类糖基化酶催化。即：糖基化酶-APS-内、外切酶去除残基。

核甘酸切成（一段寡核昔酸）：首先由一个酶系统识别损伤；然后在损伤两侧各水解一

个磷酸二酯键；释放出一段寡核昔酸；填补缺损区；连接酶重新完成连接。

E.coli的核昔酸切除修复机理：在E.coli中，UvrA,UvrB,UvrC三种蛋白是必需的。

而且必须同时存在才能发挥作用，所以也叫UvrABC切除核酸酶。UvrA是一种腺甘三磷酸

酶，是损伤识别蛋白。它与UvrB结合成A2B1复合物，结合在损伤区，使DNA解旋、扭

曲，并引起UvrB构象改变，与损伤部位形成紧密的结合。然后UvrA与UvrB—DNA复合

物解离，后者成为UvrC特异结合靶。UvrB在损伤的3'侧作一内切，随而复合物构象改变，

UvrC得以在5'侧作第二个切口。解旋酶II（UvrD）使寡聚核甘酸片段及UvrC从DNA链

上释放，然后DNA聚合晦I取代UvrB。修补缺损区；最后由连接酶连接补片。

3.重组修复：（当DNA双链发生严重损伤时需要另一种机理来完成正确的修复。一种情

况是两条链同时受到损伤；另一种情况是单链损伤尚未修复时发生了复制，造成对应于损伤

位置的新链缺乏正确模板；此时需要重组晦系将另一段未受损伤的双链DNA移到损伤位置

附近，提供正确的模板，进行重组.这便是重组修复。）DNA复制-重组-再合成，当DNA

双链发生严重损伤时需要另一种机理完成正确的修复。一种情况是两条链同时受到损伤；单

链损伤尚未修复发生了复制。

4.S0S修复：（细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制，产生一种调控信号，解除对许

多基因的抑制，这些基因的产物参与修复过程。SOS修复过程是在损伤信号诱导下发生的，

又称可诱导的DNA修复修复过程容易发生错误，故又称易错修复）细胞处于危急状态下发

生的一种修复，故用国际遇难信号SOS命名。

5.错配修复：错配修复是生物维持生命、保持物种稳定的一种重要功能，从细菌到哺乳

动物普遍具有这种修复机制。（错配修复是生物维持生命、保持物种稳定的一种重要功能。

从细菌、酵母直至哺乳动物都普遍具有此修复机理。在修复、重组的过程中或外界损伤因子

的作用下都有可能发生错配.在修复过程中首先要识别错配碱基对。然后需要分辨错配的哪

一侧属于母链，哪一侧属于新合成的错误链。最后修复。错配纠正过程是很复杂的，至少需

要10种活性因子参加。）

损伤的“耐受”：DNA分子的损伤有时不能立即修复.特别是在复制已经开始，而损伤又在

复制叉附近时，细胞会通过另一些机制，使复制能进行下去，待复制完成后，再通过某种机

制修复残留的损伤。复制时损伤并未消除，故称“耐受”包括重组修复（复制后修复）、SOS

修复

4.DNA链断裂特点

1）单链断裂与双链断裂的比值

DSB约为SSB的1/10-1/20

SSB由一个自由基攻击引起。

DSB必须由两个以上自由基引起。

一定能量的射线所产生的SSB和DSB有一个大致的比值，但比值不是恒定的。

2）LET对链断裂的影响

各种射线对链断裂效应的顺序：中子〉丫射线、为>紫外线

SSB与DSB的比值与LET的高低有关。随着LET的升高，SSB减少，DSB增多。

3）氧效应对链断裂的影响

氧效应可增加链断裂的程度：

主要原因是氧效应可增加羟自由基的产生。

4）DNA链发生的部位

剂量不同，DNA碱基发生断裂的概率亦不同。

当剂量<10Gy照射时，碱基断裂顺序G>A>T>C.

当剂量〉40-80Gy照射时，碱基断裂顺序T>G>A>CO

5）DNA链断裂与细胞辐射敏感性

DNA的断裂程度与辐射敏感性有关。

不同哺乳动物细胞对辐射的敏感性有很大差异，平均致死剂量（DO）亦不同。

5.^04员伤（basedamage）

1、充氧溶液中碱基损伤

喀嚏碱：羟自由基攻击5、6位

腺喋吟：羟自由基攻击8位

鸟喋吟：羟自由基攻击4、5、8位

2、细胞中碱基损伤（产物少、变化复杂、缺乏灵敏度准确的检测方法）

进展不大，用电子自旋共振仪、晦探针、单克隆抗体、高效液相色谱

।降敏感位点（enzymesensitive-sites,ESS）:碱基损，伤可引起DNA-双螺旋'的局一部,变性，特异

的核酸内切酶能识别和切除这种损伤，并通过酶的作用，产生链断裂。这种特异性酶敏感位

点称为ESS。•

无噂吟或无喀噫位点（apurinic/apyrimidinicsites,APS）:DNA链上损伤的碱基可被特

异的DNA-糖基化酶除去或由于N-糖基键的化学水解而■丢失，形成APS。形成APS在内

切酶的作用下形成链断裂。

6.DNA-pro交联（DNAproteincross-linking,DCP）的形成、特点、受那些因素的影响（熟悉）

机制:羟自由基有关（・0H）,DNA与蛋白质之间形成共价键的分子机制

特点:1）辐射后蛋白质中的含硫氨基酸形成了自由基。

2）蛋白质中的芳香族氨基酸形成酚型或酚氧型自由基,这类自由基在DPC中起着主要作用。

影响因素:氧效应：在UV引起交联时，氧能明显增加交联量。但在X射线引起交联时相

反。当去除游离氧后，X射线产生的交联反应明显增加。（如：紫外线+O2fDPCt,Y射

线+。2-DPC1）,（用硝酸纤维滤膜法检测DPC的实验结果证明存在蛋白质时02能加速

DNA的辐射讲解，但N2却能增加DPC的形成，增加程度与照射剂量成正比）

温度：过热能增加肿瘤细胞DPC,已用于临床。温度对于UV引起的DPC生成量也有明显

的影响（大肠杆菌：-79℃、-196℃时，UV照射生成的DPC多于+21℃,与此同时，大肠杆

菌的存活率随温度升高而上升）（孵育（45℃土）+照射-DPCt）

染色质的状态：染色质结构愈紧，愈容易交联。（染色质在不同的PH值和离子强度时，UV

产生的DPC量不同，pH=2时DPC最多，pH=6时最低。NaCl浓度在0.2Mol/L时，交联

最多.当浓度上升到2Moi/L时，却不出现交联。Mi?*和Mg2*都有促进交联的作用上述结

果说明，染色质结构愈紧.愈易产生交联。）

细胞的不同周期，DPC不同。S期交联最多，GiG期很少

体内DPC形成时DNA和蛋白质的选择性：

DNA的选择性：具有转录活性的DNA。此处易发生SSB,单修复也快。

蛋白质的选择性,：组蛋白、非组蛋白、调节蛋白、拓扑异构酶以及与复制转录有关的核基

质蛋白。组蛋白中H3>H4>H2A>H2B

增色效应和Tm值

Tm:将DNA克原子磷消光系数£（尸）值达到最高值1/2时的温度称之为熔解温度（Tm）

增色效应：随DNA变性程度的增加，其克原子磷消光系数值增大，这种现象称增色效应。

r射线照射后的特点：1、Tm值I2、增色效应有限，与链间交联有关。3.旋光色散（optical

rotatorydispersion,ORD）:DNA的ORD光谱在228和229nm波段有高峰，在257nm有低

谷。照射后，228和257nm发生与剂量呈线性的变化，4.粘度:随剂量的增加，粘度降低。

DNA损伤的生物学意义

点突变（pointmutation）:1）碱基置换（转换（transition）:相同碱基间互换；颠换（transversion）:

不同碱基间互换）；2）碱基缺失（basedeletion）：3）移码突变（frame-shiftmutation）;4）

碱基插入（baseinsertion）,转录和翻译后形成功能异常的蛋白质和酶，引起细胞突变或癌变。

辐射对噬菌体DNA感染性的灭活作用

噬菌体（Bacteriophage）1）噬菌体是能感染细菌、放线菌、真菌、螺旋体的病毒（DNA病

毒）.2）有严格的宿主特异性，只寄居于易感宿主菌体内。3）电镜下噬菌体有三种外形，

蝌蚪形、微球形和线形。以蝌蚪形居多。（以蝌蚪形噬菌体为例：头部和尾部两部分组成。

头部的形状常为六棱柱体，内含核酸，外围绕一层蛋白质外壳。少数噬菌体还具有包膜。尾

部为噬菌体与细菌接触的器官。噬菌体感染细菌时，先通过尾刺或尾丝等特异地吸附到敏感

细菌表面相应受体上，当噬菌体的尾插入细菌体时，借助于尾部含有的一种溶菌酶类物质，

将胞壁溶一小孔使尾鞘插入，噬菌体的核酸很快从尾部注入细菌细胞，而致细菌发生感染。

细菌感染后可出现菌体裂解或形成溶源性细菌两种结果）空斑形成能力（pEqueforming

ability,PFA）:一个噬菌体感染细菌后，约20分钟即可溶破细菌，释放出100~200个新生

的噬菌体，并能感染溶破周围的细菌，在细菌的琼脂培养基上彩成空斑。空斑即代表了一个

噬菌体复制增殖并裂解细菌的能力，即空斑形成能力（PFA）,若将噬菌体按一定的倍数稀

释，通过空斑的计数，可测知一定体积内的空斑形成单位的数目，即噬菌体的数量。空斑形

成能力是噬菌体活性的表征。

辐射对噬菌体DNA感染性的灭活作用:1）分离噬菌体DNA:指数型剂量-效应曲线

2）辐照噬菌体：Y射线使噬菌体灭活的主要原因是DNA损伤影响了噬菌体的生长及待异

性能的表达，DNA模板完整性、DNA聚合酶活性受损壳层蛋白质的合成受抑制。总体说：

SSB>DSB

辐射对DNA转化活性的影响

转化（transfbrmation）:一种细菌品系吸收从另一种细菌品系分离得到的DNA而发生遗传性

状改变，一般将此现象称为转化。DNA在细菌活体内受到照射后再进行提取和转化活力的

测定，转化活力随剂量加大而呈指数下降。体外照射后转化DNA,在较低剂量时，转化活

力迅速下降，而高剂量时，转化活力的下降呈指数变化。与DNA长度有关。原因是SSB

辐射对DNA生物合成的抑制作用与机制

DNA合成的种类：

1、正常合成：细胞增殖过程中，DNA的半保留复制。

2、修复合成（或程序外合成，unscheduleDNAsynthesis,UDS）:这种合成起始于损伤后

即刻，随时间延长而增加，但与细胞周期没有关系，故叫做程序外合成，现已清楚这是在

DNA修复过程中为填补缺损区而进行的合成。

辐射抑制的剂量-效应关系：以正常合成为例，以3H或14c掺入法测定有一定的依赖关系

细胞敏感性有关

DAN合成抑制机制:1、核昔酸生成障碍；2、能量供应障碍；3、与DNA合成有关的酶反

应受抑制，如：DNA聚合酶a;4.DNA模板损伤；5、DNA复制过程的影响。复制过程

的起始、链的延长和终止。特别是复制的启动过程。

辐射对细胞DNA合成期的影响:1、对细胞由G1期进入S期的影响：快速分裂的细胞，不

影响。非分裂或慢分裂的细胞，产生G1抑制；2、S期DNA合成的抑制：S期延长，可能

是S期细胞合成DNA受抑制所致。

辐射对DNA降解过程的作用

1、增强细胞DNA降解过程中的酶促反应，辐射抑制DNA合成的同时，促进DNA分解

表现：脱氧核糖核酸酶（DNase）活性增强。原因：溶酶体和细胞核等膜结构破坏

2、时间过程和剂量关系：照后30分钟内DNA迅速降解，与剂量无关，降解程度与剂量有

关。低剂量时，呈直线关系；较高剂量趋于稳定，稳定于40%~70%

3.DNA降解的分子性质：发生于互补链上，降解速度和程度相同，降解是随机发生的复制

中的DNA比已完成复制的容易降解

4、DNA降解和细胞死亡的关系：不清楚

5、DNA降解的辐射损伤指标：1）脱氧核糖核酸酶（DAase）t;2）脱氧胞喀咤核甘（CdR）,

胸腺喀咤核甘，喋吟类t；3）P-氨基异丁酸（BAIBA）t;4）其他

辐射对蛋白质结构和功能的影响

一级结构主要是肽键断裂，其次硫基氧化、二硫键还原、旁侧羟基被氧化等。

高级结构主要是肽键氢键、侧链氢键、离子键和疏水键的改变。

一级结构的改变必然影响高级结构，导致蛋白质的功能改变，酶活性改变。

辐射对蛋白质和酶生物合成的影响：DNA———mRNA-—->Protein

辐射对DNA复制和转录的影响均可不同程度的影响蛋白质合成，对其翻译过程产生效应。

抑制与激活并存

辐射对蛋白质分解代谢的影响：

分解代谢增强：IR一细胞溶酶体破坏一组织蛋白酶释放一Pr降解t

蛋白质代谢产物t如：尿中肌酸、牛黄酸、尿素等t

染色质的辐射生物效应

染色质（chromatin）:其核细胞间期的核中DNA、组蛋白、非组蛋白以及少量RNA所组成

的复合体。

染色体（chromosome）:有丝分裂期，染色质的细纤丝高度压缩，浓集成为光学显微镜下能

看到的深染的结构。

染色质和染色体是细胞周期中不同的时期的两种不同形态，化学本质是相同的。

1、染色质的结构：染色质是由核小体的重复亚单位连接而成串珠状结构。核小体由直径为

lOnmx5.5nm的组蛋白核心和盘绕于此核心之外的DNA构成组蛋白H2A,H2B,H3,H4

各两分子组成八聚体蛋白，外绕DNA长约200个碱基对140个碱基对形成超螺旋结构，60

个为连接区。H1在连接区连接两个核小体，起稳定作用。

2、常染色质与异染色质（eu-chromatin&hetero-chromatin）

常染色质纤丝折叠疏松，在细胞分裂间期着色微弱，其中含有单一和重复顺序的DNA,能

进行转录。异染色质纤丝折叠紧密、在细胞分裂间期着色深，也含有重复和非重复顺序的

DNA,但都不能转录。随体DNA（SatelliteDNA）往往含有高度重复序列，聚集于异染色质

区，靠近着丝点。常染色质和异染色质在化学性质上没有什么差别，而可能是由于DNA核

昔酸顺序和折叠不同，导致染色质以两种不同状态存在,活性染色质（activechromatin）:具

有转录活性的染色质。非活性染色质（inactivechromatin）:不具有转录活性的染色质

3、核小体连接区的辐射敏感性

1.是合成RNA引物的起始部位，前者是DNA复制的起始步骤

2,连接区DNA是组蛋白H1的结合部位，组蛋白H1的磷酸化与细胞分裂启动有关

3、连接区DNA易受DNase的攻击。

4、DNA修复合成从连接区开始，故连接区受到辐射后，意义更大。

7.辐射致癌为全致癌因子

8.目前认识致癌机制有几点

（细胞突变和染色体畸变；病毒活化；免疫抑制；细胞动力学变化与激素调节的改变）

A、辐射致癌效应在多种实验动物身上得到证实；

B.肿瘤的发生起源于单细胞突变（随机效应）；

C、肿瘤的发生过程伴有遗传学的变化；

D、肿瘤的发生是多阶段过程：包括：启动一促进一发展

9.了解生物膜的电离辐射效应（书本P130）

电离辐射对膜的作用可分为直接作用和间接作用，前者为辐射能量直接作用于膜的组分所引

起，后者是由于射线使分子辐解所产生的自由基引起，氧效应从中起着十分重要的作用。

1.膜组分：膜脂质的不饱和碳氢键部分能被直接氧化或通过自由及作用被氧化（直接影响膜

的微粘度、流动性、脆性和通透性，间接影响到镶嵌在膜脂质双分子层中的蛋白质、酶、抗

体和受体的功能）；导致蛋白质中的一SH被氧化，一S—S—被还原而断裂，膜结合酶被射

线的直接作用或间接作用所灭活，膜受体对射线也比较敏感，膜上糖蛋白的损伤能影响细胞

的免疫能力。射线作用于膜糖能产生对细胞很毒的alpha,beta-不饱和羟基型化合物（这些羟

基大都能通过不可逆的1.4加成反应同一SH基形成稳定的硫酷键而起作用）

2.生物膜物理化学性质的影响：膜流动性较小（大肠杆菌K.1060有相转变温度，哺乳动物细

胞中情况比较复杂），膜表面电荷〈来源于暴露在膜表面上的糖蛋白负电荷基团〉（用电泳

迁移率减少，与温度和时间有关），膜导电性下降（比膜流动性更敏感，若细胞老化，膜导

电性的变化显得不敏感）

3.膜转运功能：电离辐射对被动运输、中介运输和主动运输三种机能都有干扰作用，另外一

种是已造成膜结构的破坏，膜的屏障和间隔作用已部分消失，细胞内的组分外逸，运输机能

已不正常。无机离子的转运：增强离子的被动运输，对主动运输影响较小，引起Na+在红细

胞内蓄积和K+从红细胞外逸，也有的实险证明在有的细胞中主动运输机理比被动运输机理

对辐射更为敏感；有机离子的转运：照射后跨膜运输速度加快，亲脂性的有机分子的速率比

亲水性快得多。照射后细胞器膜的通透性增加。

4.膜蛋白功能：照射后膜蛋白疏基的氧化，蛋白质-脂质交联，与其他膜蛋白相互作用。

5.膜结合酶活性：腺首酸环化酶（AC）活性在小剂量时增加，剂量增加时活性下降（也有

实验■报告无变化-肝细胞）；ATP酶活性下降；乙酰胆碱酯酶（AChE）活性下降，被氟离子

钝化的希尔系数比未照射时低；NADPH-细胞素C还原酶和细胞色素P450的活性和含量随

照射剂量的升高逐步下降；NAD-糖水解酶活性下降。

6.跨膜新号传递：

膜受体：B细胞受体，Smlg和Fc受体照射后保存24、36h,其下降程度与照射剂量成正比；

Smlg的“罩盖”作用在gamma照射后受到抑制；T细胞的E-玫瑰花结的形成能力下降

（page145）;外源凝集素与血细胞受体的结合能力增强；血管活性肠肽受体（vasoactive

intestinalpeptide,VIP）亲和力下降，但受体结合位点数增加，混合照射（gamma+n）比单

独照射（gamma）下降程度大。第二信使的影响：cAMP的水平与其辐射敏感性成反比；胸腺

淋巴细胞照射后2h包浆Ca2+离子浓度升高，当染色质开始讲解时，Ca2+浓度恢复到正常

水平，脾细胞没有观察到。

7.能量代谢：电离辐射抑制线粒体的氧化磷酸化反应，是氧化和磷酸化作用解偶联，不产生

ATP。其作用机理：a.线粒体膜结构受损；b.呼吸链中以部位川对辐射最为敏感；c.氧化磷酸

化的抑制与照射后ATP酶的活性升高无关；d.既有直接作用，也有远隔效应（ascopiceffect）.

第三章：电离辐射对染色体的作用

1、染色体畸变意义及其导致那些阻滞；

（-）影响：有丝分裂延迟（可逆性和明显剂量依赖性）

（二）机制：

1.G1阻滞（G1arrest）:细胞暂时停留在G1期

2、G2阻滞（G2arrest）:细胞暂时停留在G2期

3、S相延迟（Sphasedelay）:细胞通过S相的进程减慢

4、S/M解偶联

当细胞处于s期或G2期受到照射时，由于大部分染色体己通过复制成为两个染色单体，因

此诱发的是染色单体型畸变。由于大部分化学诱变剂和环境中一些有害因素均可诱发单体畸

变，故一般认为单体畸变对评价辐射效应意义不大。当细胞处于GO期或G1期受到照射时，

这时染色体尚未复制，是单根染色体丝被击断，经s期复制后，在分裂中期见到的是两条单

体在同一部位显示有变化，因此导致的是染色体型畸变

2、染色体畸变有哪两种，各在那个阶段会出现；

染色体畸变(ehromosomeaberratiofiCA):某些条件下，细胞中的染色体组发生数量或结构

上的改变.(自发畸变：自发、随机地发生(正常生活或环境因素)；无着丝粒：0.5%;

双着：0.05%)(诱发畸变：物理、化学or生物诱变剂)

1.结构畸变：染色体型畸变(G1):简单的缺失(末端缺失、微小体、无着丝粒、着丝粒环、双

着丝粒体和多着丝粒体)结构重建(倒位、相互易位)

染色单体型畸变(SorG2):染色单体断裂(chromatidbreak,ctb);染色单体互换(chromatid

exchange,cte);裂隙(gap)

(当细胞处于s期或G2期受到照射时，由于大部分染色体己通过复制成为两个染色单体，因

此诱发的是染色单体型畸变。由于大部分化学诱变剂和环境中一些有害因素均可诱发单体畸

变，故一般认为单体畸变对评价辐射效应意义不大。当细胞处于G0期或G1期受到照射时，

这时染色体尚未复制，是单根染色体丝被击断，经s期复制后，在分裂中期见到的是两条单

体在同一部位显示有变化，因此导致的是染色体型畸变)

2.数量畸变：1)多倍体(polyploid):有两个以上染色体组的细胞

2)非整倍体(aneuploid)

3)核内复制(endoreduplication):两次细胞分裂之间染色体复制了两次，得到四条姐妹染色

单体

自发畸变：人类所处的辐射环境，包括天然本底辐射和人工辐射。前者包括宇宙、地球辐射

及人体内固有的放射性物质的辐射。因此在未受到附加辐射的细胞中也能见到有畸变，通常

称之为自发畸变。

除天然本底辐射外，其他因素如病毒、环境中一些诱发物质也能诱发染色体畸变。

自发畸变的类型和辐射引起的结构改变是相似的，只是频率很低，主要的畸变是无着丝粒断

片，双畸变很少见。

4、稳定与不稳定型畸变各有那些类型；

稳定畸变(Cs):双着丝粒(dicentric,die)、着丝粒环(centircring,r),无着丝粒断片(acentric

fragment,ace);

不稳定畸变(Cu):相互易位(reciprocaltranslocation,t)、倒位(inversion,inv)和缺失(deletion,

del)

熟悉辐射诱导染色体畸变的机制及其生物学意义

1.断裂-重接假说：这是一种经典假说，认为畸变的形成是当一个电离粒子通过间期核染色

体的结构或经过染色体附近的时候，引起染色体直接或间接的断裂，断裂后的染色体可以有

三种结局。(愈合：重新连接成原来状态。重接：与其他断裂连接形成新的重接产物。游离：

断裂产物以游离状存在。)

2.互换假说：认为所有的畸变都是通过互换过程而形成的。电离辐射引起的原发事件使得接

近荷电粒子径迹处的染色单体丝出现不稳定状态，如果由于空间关系不能起反应就可以复

原，如果同时有2个不稳定区就相互起作用，最终彼此相互起反应形成真正的互换过程。(其

重要假设是当间期核的染色体处在螺旋状态并形成一个圈的时候互换才能在这个圈上进行)

3.染色体畸变形成的分子机制DNA:DNA分子链离析

生物学意义：1、生殖细胞的染色体畸变，对后代可造成严重后果

2、体细胞中的染色体畸变与各种疾病之间的关系（常染色体病：三体综合症、单体综合症、

部分单体综合症、部分单体综合症、嵌合体等；性染色体病：Klinefelter综合症、X