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第二章
复习思考题及参考答案
一、解释下列术语
1.
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。
2.
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。
3.
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
α
粒子、
β
粒子（或电子）<
/p>
、质子、中子、负
π
介子和带电重离子等
。
4.
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。
5.
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。
6.
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
电
离
辐
射
?
?
H
2
O
?
?
?
?
?
?
H
?<
/p>
?
OH
?
e
水
?
H
O
?
H
O
2
2
3
合
?
< br>式中的
H
3
O
< br>+
（水化氢离子）为
H
+
存在方式之一，与式中
e
水合
的负电荷平衡。
7.
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
< br>J/m
。
一般用
keV/?
m
表示。
8.
相对生物效能
答：
X
或
γ
< br>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。
9.
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、离子或原子团。
10.
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<
/p>
或由其衍生的含氧物质统称为活性氧。
11.
直接作用
< br>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<
/p>
子损伤效应称为直接作用。
12.
间接作用
< br>?
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
水合
H
< br>2
和
H
2
O
2
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。
13.
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的增高而增加，
这种现象称为氧效<
/p>
应。
14.
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。
15.
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。
16. Bergonie
和
Trib
ondeau
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。<
/p>
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。
二、回答下列问题
1.
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：
①膜脂改变
导
致膜功能改变和膜酶损伤；
②
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；
③
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，<
/p>
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
< br>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，
< br>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：
O
2
R
?
辐射
?
?
?
R
?
?
?
?
ROO
?
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：细胞内存在的巯基化合物（
XSH
）<
/p>
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
、
< br>H
·和
e
?
水合
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
–
9
~ 10
–
8
s
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
< br>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
O
2
反应形成过氧化物。
近年来的研究已给氧固定假说提供了实验依据，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
1/10 ~ 1
/2
，说
明细胞巯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
巯基（
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
值的
1/2
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？
< br>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
）照射方式
（二）与机体有关的因素：
（
1
）种系的放射敏感性；
< br>（
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
4.
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）
< br>、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
1.
有丝分裂延迟
(division
delay)
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。
2.
G
1
阻滞
(G
1
arrest)
答：照射后使处于周期中的细胞暂时仃留在
< br>G
1
期
,
称之为辐射诱导的
G
1
阻滞。
3.
G
2
阻滞
(G
2
arrest)
答：照射后使处于周期中的细胞暂时仃留在
< br>G
2
期
,
称之为辐射诱导的
G
2
阻滞。
4.
细胞周期解偶联
(uncoupling)
答：照射后处于细胞周期中的
G
2
期细胞既不进入有丝分裂
M
期，
也不发生
G
2
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。
5.
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。
6.
存活分数
(surviving
fraction)
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。
7. D
37
答：
引起细胞
(
或酶分子
)
63%
死亡
(
或灭活
)
的照射剂量，
称之为
D
37
剂量。
在此剂量下有
37%
的细胞
(
或酶分子
)
存活。
8. D
0
(mean
lethal dose)
答：细胞的平均致死剂量。
9.
致死性损伤
(lethal
damage, 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。