輻射生物效應(yīng)復(fù)習(xí)題

1、輻射生物效應(yīng)復(fù)習(xí)題一、名詞解釋?zhuān)款}3分）l 生活史：植物在一生中所經(jīng)歷的發(fā)育和繁殖階段，前后相繼，有規(guī)律地循環(huán)的全部過(guò)程。l 組織：在個(gè)體發(fā)育中，具有相同來(lái)源的同一類(lèi)型，或不同類(lèi)型的細(xì)胞組成的結(jié)構(gòu)和功能單位l 硝化作用：氨基酸脫下來(lái)的氨，在有氧的條件下，經(jīng)過(guò)亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸的過(guò)程。l 滅菌：通過(guò)超高溫或其他物理、化學(xué)手段將所有微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和所有芽孢和孢子全部殺死。l 新陳代謝微生物從外界環(huán)境中不斷攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成細(xì)胞組分，同時(shí)產(chǎn)生廢物并排泄到體外的過(guò)程。l 菌株(strain)：從自然界中分離得到的任何一種微生物的純培養(yǎng)物都可以稱(chēng)為微生物的

2、一個(gè)菌株。l 生物固氮：常溫常壓下，固氮生物在體內(nèi)固氮酶的催化作用下將大氣中的分子態(tài)N2還原成為NH4的過(guò)程。生 活 史：植物在一生中所經(jīng)歷的發(fā)育和繁殖階段，前后相繼，有規(guī)律地循環(huán)的全部過(guò)程。l 原始生殖細(xì)胞: 產(chǎn)生雄性和雌性生殖細(xì)胞的早期細(xì)胞。l 輻射誘變育種：生物的種類(lèi)、形態(tài)、性狀，均受其自身的遺傳信息所控制。輻射育種（radioactive breeding techniques）是利用射線處理動(dòng)植物及微生物，使生物體的主要遺傳物質(zhì)脫氧核糖核酸（DNA）產(chǎn)生基因突變或染色體畸變，導(dǎo)致生物體有關(guān)性狀的變異，然后通過(guò)人工選擇和培育使有利的變異遺傳下去，使作物（或其它生物）品種得到改良并培育出

3、新品種。這種利用射線誘發(fā)生物遺傳性的改變，經(jīng)人工選擇培育新的優(yōu)良品種的技術(shù)就稱(chēng)為輻射育種。l 相對(duì)生物效應(yīng)RBE：由于各種輻射的品質(zhì)不同，在相同吸收劑量下，不同輻射的生物效應(yīng)是不同的，反映這種差異的量稱(chēng)為相對(duì)生物效應(yīng)（relative biological effectiveness, RBE）。相對(duì)生物效應(yīng)是引起相同類(lèi)型相同水平生物效應(yīng)時(shí)，參考輻射的吸收劑量比所研究輻射所需劑量增加的倍數(shù)。l 微小劑量輻射的興奮效應(yīng)：發(fā)現(xiàn)累積劑量在0.5Gy以下的單次或持續(xù)低劑量率的X線、線輻射，可以誘導(dǎo)產(chǎn)生與大劑量輻射明顯不同的效應(yīng)。證明低于該劑量水平的輻射可以刺激動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育、延長(zhǎng)動(dòng)物壽命、提高生育能力

4、，還可以增強(qiáng)動(dòng)物和人體的免疫功能，降低腫瘤發(fā)生率等。這些現(xiàn)象稱(chēng)為興奮效應(yīng)（hormesis）。l 微小劑量輻射的適應(yīng)性反應(yīng)：經(jīng)微小劑量（如5075mGy）輻射預(yù)處理的細(xì)胞、臟器或整體動(dòng)物，當(dāng)它相繼接受較大劑量輻射時(shí)，能夠?qū)p傷產(chǎn)生抗性，尤其在增強(qiáng)DNA的修復(fù)能力和減輕染色體損傷等方面表現(xiàn)更為明顯。這種現(xiàn)象稱(chēng)之為適應(yīng)性反應(yīng)（adaptive response）。 l 表達(dá)序列標(biāo)簽：(expressed sequence tag,EST)通過(guò)互補(bǔ)DNA克隆分析獲得的短序列。是cDNA的3端或5端的序列。l 生物監(jiān)測(cè)：是指利用生物個(gè)體、種群或群落對(duì)環(huán)境污染或變化所產(chǎn)生的反應(yīng)，從生物學(xué)角度對(duì)環(huán)境污染狀

5、況進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和預(yù)警。l 指示生物：又叫做生物指示物（bioindicator），指那些在一定地區(qū)范圍內(nèi)，能通過(guò)其特性、數(shù)量、種類(lèi)或群落等變化，指示環(huán)境或某一環(huán)境因子特征的生物。l 生物標(biāo)志物(Biomarker)：是生物體受到嚴(yán)重?fù)p害之前，在不同生物學(xué)水平（分子、細(xì)胞、個(gè)體等）上因受環(huán)境污染物影響而異?；男盘?hào)指標(biāo)，是以研究污染物作用下生物體內(nèi)各種指標(biāo)的變化為特征的。l 生物修復(fù)：廣義的生物修復(fù)通常是指利用各種生物（包括微生物，動(dòng)物和植物）的特性，吸收、降解、轉(zhuǎn)化環(huán)境中的污染物，使受污染的環(huán)境得到改善的治理技術(shù)。狹義的生物修復(fù)通常是指在自然或人工控制的條件下，利用特定的微生物降解、清除環(huán)境

6、中污染物的技術(shù)。l 生物吸附：生物體特別是微生物菌體對(duì)重金屬的吸附作用。l 超富集植物：是指那些能夠超量積累重金屬等污染物的植物，通常指對(duì)重金屬等污染物的吸收量超過(guò)一般植物 10500 倍以上的植物。二、簡(jiǎn)答題（每題10分）1 簡(jiǎn)述植物減數(shù)分裂的生物學(xué)意義。答：減數(shù)分裂具有重要的生物學(xué)意義。減速數(shù)分裂是與植物的有性生殖相聯(lián)系的，它發(fā)生在特殊的細(xì)胞中，通過(guò)減數(shù)分裂導(dǎo)致了有性生殖細(xì)胞的染色體數(shù)目減速半，而在以后發(fā)生有性生殖時(shí)，二個(gè)配子相結(jié)合，形成合子，合子的染色體重新恢復(fù)到親本的數(shù)目。這樣周而復(fù)始，使有性生殖的后代始終保持親本固有的染色體數(shù)目和類(lèi)型。因此，減速數(shù)分裂是有性生殖的前提，是保持物種穩(wěn)定

7、性的基礎(chǔ)。同時(shí)，在減速數(shù)分裂過(guò)程中，由于同源染色體發(fā)生聯(lián)會(huì)、交叉和片斷互換，從而使同源染色體上父母本的基因發(fā)生重組，雙而產(chǎn)生了新類(lèi)型的單倍體細(xì)胞，這就是有性生殖能使子代產(chǎn)生變異的原因。2. 植物的種子在萌發(fā)前為什么要經(jīng)過(guò)“休眠”這一相對(duì)靜止階段？答：種子在萌發(fā)前經(jīng)過(guò)休眠是因?yàn)橐韵聨追矫娴脑颍篈 由于種皮阻礙了種子對(duì)水分和空氣的吸收，或是種皮過(guò)于堅(jiān)硬，使胚不能突破種皮外伸長(zhǎng)；B 由于種子內(nèi)胚尚未成熟，或種子的后熟作用。C 由于某些抑制性物質(zhì)的存在，阻礙了種子的萌發(fā)。3簡(jiǎn)述哺乳動(dòng)物的分類(lèi)。答：現(xiàn)代哺乳動(dòng)物的特征是具有毛發(fā)、乳腺、特化的牙齒、三個(gè)中耳聽(tīng)小骨等。大部分學(xué)者認(rèn)為白堊紀(jì)中期的哺乳類(lèi)分化為

8、2個(gè)亞綱：原獸亞綱和獸亞綱；獸亞綱下屬3個(gè)次綱：鳥(niǎo)子宮次綱、后獸次綱和真獸次綱；而真獸次綱下屬12個(gè)目，其中包含了絕大部分現(xiàn)代哺乳動(dòng)物，如食肉目、靈長(zhǎng)目、偶蹄目、奇蹄目、嚙齒目、貧齒目、兔型目等。4. 簡(jiǎn)述輻射生物學(xué)效應(yīng)分類(lèi)。答： 機(jī)體受輻射作用時(shí)，根據(jù)照射劑量、照射方式以及效應(yīng)表現(xiàn)的情況，在實(shí)際工作中常將生物效應(yīng)分類(lèi)表述。按照射方式分：外照射與內(nèi)照射；局部照射和全身照射按照射劑量率分：急性效應(yīng)，慢性效應(yīng)按效應(yīng)出現(xiàn)時(shí)間分：早期效應(yīng)，遠(yuǎn)期效應(yīng)按效應(yīng)表現(xiàn)的個(gè)體分：軀體效應(yīng)，遺傳效應(yīng)按效應(yīng)的發(fā)生和照射劑量的關(guān)系分：確定性效應(yīng)、隨機(jī)性效應(yīng)5. 簡(jiǎn)述影響輻射生物學(xué)效應(yīng)的因素.答：輻射因素：輻射類(lèi)型、劑量

9、和劑量率、照射方式機(jī)體因素：種系差異、性別、年齡、生理狀態(tài)、健康狀況介質(zhì)因素：輻射防護(hù)劑、輻射增敏劑6. 簡(jiǎn)述輻射誘變育種的基本原理及其應(yīng)用。答：輻射育種是采用人工創(chuàng)造新的變異類(lèi)型，具有打破性狀連鎖、實(shí)現(xiàn)基因重組、突變頻率高、突變類(lèi)型多、變異性狀穩(wěn)定快、方法簡(jiǎn)便且縮短育種年限等特點(diǎn)。輻射育種是核技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的最主要的應(yīng)用，中國(guó)在這一領(lǐng)域居世界領(lǐng)先地位。全球通過(guò)輻射育種方式培育了2376個(gè)品種，我國(guó)建立了完整的輻射育種程序，培育了645個(gè)，占全球的四分之一以上。與此同時(shí)，創(chuàng)造出兩千多份優(yōu)異突變新種質(zhì)、新材料，其中相當(dāng)一部分已被作為原始材料用于新品種選育，為確保我國(guó)糧食安全提供了可靠保障。輻射誘變

10、良種作物每年為中國(guó)增產(chǎn)糧食近40億公斤、棉花約1.8億公斤、油量0.75億公斤。7. 電離輻射對(duì)生物大分子作用的基本原理答：電離輻射對(duì)生物分子的作用包括直接和間接作用。前者指輻射直接在生物分子上沉積能量，引起分子和原子的電離和激發(fā)，導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)的改變和生物活性的喪失。也就是說(shuō)，吸收能量和出現(xiàn)損傷發(fā)生于同一分子上。若吸收能量的是某一分子而受損傷的卻是另一分子，這就是間接作用。換言之，輻射吸收的原初過(guò)程發(fā)生于損傷分子的“環(huán)境”中。這個(gè)環(huán)境物質(zhì)可以是同它緊鄰的其它生物分子，也可以是作為介質(zhì)的水。輻射能被“環(huán)境”物質(zhì)吸收后，通過(guò)分子間能量傳遞，或通過(guò)釋放可擴(kuò)散的高活性自由基(包括水的輻解產(chǎn)物和生物分子

11、自由基)再攻擊生物大分子，從而間接地引起損傷。8. 電離輻射引起DNA分子損傷的類(lèi)型答： 電離輻射可導(dǎo)致生物DNA發(fā)生各種損傷，主要包括堿基損傷、鏈斷裂和交聯(lián)。（1）堿基變化（DNA base change）：有下列幾種：堿基環(huán)破壞；堿基脫落丟失；堿基替代，即嘌呤堿被另一嘌呤堿替代，或嘌呤堿被嘧啶堿替代；形成嘧啶二聚體等。（2）DNA鏈斷裂（DNA molecular breakage）：是輻射損傷的主要形式。磷酸二酯鍵斷裂，脫氧核糖分子破壞，堿基破壞或脫落等都可以引起核苷酸鏈斷裂。雙鏈中一條鏈斷裂稱(chēng)單鏈斷裂(single-strand breaks, SSBs)，兩條鏈在同一處或相鄰處斷裂稱(chēng)

12、雙鏈斷裂(double-strand breaks, DSBs)。雙鏈斷裂常并發(fā)氫鍵斷裂。（3）DNA交聯(lián)（DNA cross-linkage）：DNA分子受損傷后，在堿基之間或堿基與蛋白質(zhì)之間形成了共價(jià)鍵，而發(fā)生DNA-DNA交聯(lián)和DNA-蛋白質(zhì)交聯(lián)。9. 簡(jiǎn)述生物監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)？答：(1)能夠監(jiān)測(cè)污染物毒性。物理化學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)污染物的種類(lèi)和濃度，無(wú)法反映污染物的毒性及對(duì)其生物風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。(2)具備實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的功能。(3)操作簡(jiǎn)單、成本較低。物理化學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)往往需要定點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行采樣分析，難以做到實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)及預(yù)先報(bào)警的功效。與物理化學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，生物早期預(yù)警系統(tǒng)不需要化學(xué)試劑，

13、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用都比較低，更容易普及。因此、生物監(jiān)測(cè)具有敏感性、長(zhǎng)期性、連續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性、非破壞性和綜合性等優(yōu)勢(shì)，目前已在生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、總量控制、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、環(huán)境污染早期預(yù)警、突發(fā)事件監(jiān)測(cè)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用。10. 簡(jiǎn)述轉(zhuǎn)錄圖譜意義答：可以了解基因的精確位置和功能；可以了解不同時(shí)間不同基因的表達(dá)情況；可以了解不同組織中基因的表達(dá)情況；可以了解正常情況與不正常情況下基因的表達(dá)情況；遺傳圖譜、物理圖譜、序列圖譜一起成為破譯基因這部天書(shū)，了解生命的真諦的基石11. 簡(jiǎn)述HGP 可能給人類(lèi)帶來(lái)的隱患答：主要體現(xiàn)在社會(huì)平等與基因歧視、科技進(jìn)步與基因技術(shù)濫用、社會(huì)公正與基因成果利益的均等

14、分配、技術(shù)的不確定性和基因安全等幾個(gè)方面，具體表現(xiàn)為基因武器、基因歧視、基因掠奪 、基因?qū)＠?、基因倫理等。 12. 簡(jiǎn)述植物修復(fù)技術(shù)的定義和主要修復(fù)機(jī)理。答：植物修復(fù)技術(shù)是利用植物的吸收和代謝功能將環(huán)境介質(zhì)中的有毒有害污染物進(jìn)行分解、富集和穩(wěn)定的過(guò)程。由于污染物的理化特性和環(huán)境行為不同，加之植物新陳代謝的各異，植物修復(fù)污染物的作用機(jī)理也不盡相同，總體上可分為： 植物提取、植物揮發(fā)、植物轉(zhuǎn)化 、植物穩(wěn)定和植物根際過(guò)濾。三、論述題（每題16分）1、植物修復(fù)鈾污染土壤的影響因素。答：就鈾污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)而言，影響植物修復(fù)效率的因素主要有植物種類(lèi)、土壤理化特性、土壤微生物、土壤改良劑、鈾的化學(xué)

15、形態(tài)和農(nóng)業(yè)施肥措施。不同植物對(duì)鈾吸收能力與累積模式存在很大差異，如向日葵和印度芥菜相比其他植物積累較多的鈾，被認(rèn)為是鈾富集植物。同一植物的不同器官對(duì)鈾的累積也不同，草本植物的地上部分吸收較多鈾，而木本植物鈾主要累積于根部。土壤理化性質(zhì)，如質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)、土壤水分、pH 值等對(duì)鈾在土壤中的移動(dòng)性和生物有效性有重要影響。土壤粘滯性強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)含量高、水分含量低、過(guò)高或過(guò)低的土壤pH通常會(huì)降低鈾的生物有效性，抑制植物對(duì)鈾的吸收。微生物作為植物根部的共生體，通過(guò)增加根際產(chǎn)生的CO2、釋放有機(jī)酸等螯合物、降解礦石、分解有機(jī)物等途徑，會(huì)間接影響著土壤中鈾的形態(tài)，從而影響植物對(duì)鈾的吸收。如叢枝菌根（AMF）可以

16、促進(jìn)植物對(duì)鈾的吸收。向土壤中添加土壤改良劑（如檸檬酸）能夠大幅度提高鈾的植物有效性，增加鈾從污染土壤向植物的遷移量，從而強(qiáng)化植物對(duì)鈾提取。土壤pH顯著影響鈾的化學(xué)形態(tài)，鈾的化學(xué)形態(tài)影響植物對(duì)鈾的吸收。施肥可改變土壤的理化特征，增加土壤中鈾核素的植物可利用性。2. 比較傳統(tǒng)固化方法、生物吸附富集對(duì)放射性廢物處理優(yōu)缺點(diǎn)。在中低放放射性廢水處理中，目前主要采用傳統(tǒng)污水處理方法，如蒸發(fā)、還原沉淀、凝結(jié)、氣浮、吸附、離子交換、反滲、電滲析、膜過(guò)濾和溶劑萃取等。但這些方法在處理低放廢水存在能耗高、成本高、去除效率低、對(duì)核素離子的選擇性低、會(huì)產(chǎn)生大量的二次有毒泥漿等缺點(diǎn)。當(dāng)廢水中離子濃度低于1-100 mg

17、/L時(shí)，這種情況尤為突出。 生物吸附效率高，成本低，耗能少，離子選擇性高，可以再生利用，金屬離子可回收，而且沒(méi)有二次污染物等優(yōu)點(diǎn)。利用微生物處理放射性廢物正日益引起人們的關(guān)注，是對(duì)現(xiàn)有放射性廢水處理方法和核素固化方法的補(bǔ)充及探索，有極大應(yīng)用前景。通過(guò)微生物對(duì)核素的吸附富集作用，還可以實(shí)現(xiàn)放射性廢物的減量化目標(biāo)。3. 真核生物與原核生物的區(qū)別？比較項(xiàng)目原核生物真核生物實(shí)例細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌、衣原體、支原體（支原體細(xì)胞最小，且無(wú)細(xì)胞壁）酵母菌等真菌、衣藻、高等植物、動(dòng)物細(xì)胞大小較小（110微米）較大（10100微米）細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞壁不含纖維素，主要成分是肽聚糖；細(xì)胞器只有一種，即核糖體；細(xì)胞核沒(méi)有核

18、膜（這是最主要的特點(diǎn)）、沒(méi)有核仁、沒(méi)有染色質(zhì)（體），但有核物質(zhì)，叫擬核細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠；有核糖體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等多種細(xì)胞器；細(xì)胞核有核膜、核仁、有染色質(zhì)（體）主要細(xì)胞增殖方式二分裂有絲分裂、無(wú)絲分裂、減數(shù)分裂代謝類(lèi)型同化作用多為異養(yǎng)型、少數(shù)為自養(yǎng)型（包括光合作用和化能合成作用自養(yǎng)型），異化作用多為厭氧型、少數(shù)為需氧型。光合作用的部位不是葉綠體而是在光合片層上；有氧呼吸的主要部位不在線粒體而是在細(xì)胞膜同化作用有的是異養(yǎng)型、有的為自養(yǎng)型，異化作用有的為厭氧型、有的為需氧型。光合作用的部位是葉綠體；有氧呼吸的主要部位是線粒體生殖方式無(wú)性生殖（多為分裂生殖）有性生殖、無(wú)性生殖遺傳方面遺傳物質(zhì)DNADNADNA分布擬核（控制主要性狀）；質(zhì)粒（控制抗藥性、固氮、抗生素生成等性狀）細(xì)胞核（控制細(xì)胞核遺傳），線粒體和葉綠體（控制細(xì)胞質(zhì)遺傳）基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)是連續(xù)的，無(wú)內(nèi)含子和外顯子編碼