辐射生物效应复习题

《辐射生物效应》复习题一、名词解释（每题3分）生活史：植物在一生中所经历的发育和繁殖阶段，前后相继，有规律地循环的全部过程。组织：在个体发育中，具有相同来源的同一类型，或不同类型的细胞组成的结构和功能单位硝化作用：氨基酸脱下来的氨，在有氧的条件下，经过亚硝化细菌和硝化细菌的作用转化为硝酸的过程。灭菌：通过超高温或其他物理、化学手段将所有微生物的营养细胞和所有芽孢和孢子全部杀死。新陈代谢——微生物从外界环境中不断摄取营养物质，经过一系列生物化学反应，转变成细胞组分，同时产生废物并排泄到体外的过程。菌株(strain)：从自然界中分离得到的任何一种微生物的纯培养物都可以称为微生物的一个菌株。生物固氮：常温常压下，固氮生物在体内固氮酶的催化作用下将大气中的分子态N2还原成为NH4＋的过程。生活史：植物在一生中所经历的发育和繁殖阶段，前后相继，有规律地循环的全部过程。原始生殖细胞:产生雄性和雌性生殖细胞的早期细胞。辐射诱变育种：生物的种类、形态、性状，均受其自身的遗传信息所控制。辐射育种（radioactivebreedingtechniques）是利用射线处理动植物及微生物，使生物体的主要遗传物质—脱氧核糖核酸（DNA）产生基因突变或染色体畸变，导致生物体有关性状的变异，然后通过人工选择和培育使有利的变异遗传下去，使作物（或其它生物）品种得到改良并培育出新品种。这种利用射线诱发生物遗传性的改变，经人工选择培育新的优良品种的技术就称为辐射育种。相对生物效应RBE：由于各种辐射的品质不同，在相同吸收剂量下，不同辐射的生物效应是不同的，反映这种差异的量称为相对生物效应（relativebiologicaleffectiveness,RBE）。相对生物效应是引起相同类型相同水平生物效应时，参考辐射的吸收剂量比所研究辐射所需剂量增加的倍数。微小剂量辐射的兴奋效应：发现累积剂量在0.5Gy以下的单次或持续低剂量率的X线、γ线辐射，可以诱导产生与大剂量辐射明显不同的效应。证明低于该剂量水平的辐射可以刺激动物的生长发育、延长动物寿命、提高生育能力，还可以增强动物和人体的免疫功能，降低肿瘤发生率等。这些现象称为兴奋效应（hormesis）。微小剂量辐射的适应性反应：经微小剂量（如50～75mGy）辐射预处理的细胞、脏器或整体动物，当它相继接受较大剂量辐射时，能够对损伤产生抗性，尤其在增强DNA的修复能力和减轻染色体损伤等方面表现更为明显。这种现象称之为适应性反应（adaptiveresponse）。表达序列标签：(expressedsequencetag,EST)通过互补DNA克隆分析获得的短序列。是cDNA的3端或5端的序列。生物监测：是指利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应，从生物学角度对环境污染状况进行监测、评价和预警。指示生物：又叫做生物指示物（bioindicator），指那些在一定地区范围内，能通过其特性、数量、种类或群落等变化，指示环境或某一环境因子特征的生物。生物标志物(Biomarker)：是生物体受到严重损害之前，在不同生物学水平（分子、细胞、个体等）上因受环境污染物影响而异常化的信号指标，是以研究污染物作用下生物体内各种指标的变化为特征的。生物修复：广义的生物修复通常是指利用各种生物（包括微生物，动物和植物）的特性，吸收、降解、转化环境中的污染物，使受污染的环境得到改善的治理技术。狭义的生物修复通常是指在自然或人工控制的条件下，利用特定的微生物降解、清除环境中污染物的技术。生物吸附：生物体特别是微生物菌体对重金属的吸附作用。超富集植物：是指那些能够超量积累重金属等污染物的植物，通常指对重金属等污染物的吸收量超过一般植物10～500倍以上的植物。二、简答题（每题10分）1．简述植物减数分裂的生物学意义。答：减数分裂具有重要的生物学意义。减速数分裂是与植物的有性生殖相联系的，它发生在特殊的细胞中，通过减数分裂导致了有性生殖细胞的染色体数目减速半，而在以后发生有性生殖时，二个配子相结合，形成合子，合子的染色体重新恢复到亲本的数目。这样周而复始，使有性生殖的后代始终保持亲本固有的染色体数目和类型。因此，减速数分裂是有性生殖的前提，是保持物种稳定性的基础。同时，在减速数分裂过程中，由于同源染色体发生联会、交叉和片断互换，从而使同源染色体上父母本的基因发生重组，双而产生了新类型的单倍体细胞，这就是有性生殖能使子代产生变异的原因。2.植物的种子在萌发前为什么要经过“休眠”这一相对静止阶段？答：种子在萌发前经过休眠是因为以下几方面的原因：A由于种皮阻碍了种子对水分和空气的吸收，或是种皮过于坚硬，使胚不能突破种皮外伸长；B由于种子内胚尚未成熟，或种子的后熟作用。C由于某些抑制性物质的存在，阻碍了种子的萌发。3．简述哺乳动物的分类。答：现代哺乳动物的特征是具有毛发、乳腺、特化的牙齿、三个中耳听小骨等。大部分学者认为白垩纪中期的哺乳类分化为2个亚纲：原兽亚纲和兽亚纲；兽亚纲下属3个次纲：鸟子宫次纲、后兽次纲和真兽次纲；而真兽次纲下属12个目，其中包含了绝大部分现代哺乳动物，如食肉目、灵长目、偶蹄目、奇蹄目、啮齿目、贫齿目、兔型目等。4.简述辐射生物学效应分类。答：机体受辐射作用时，根据照射剂量、照射方式以及效应表现的情况，在实际工作中常将生物效应分类表述。按照射方式分：外照射与内照射；局部照射和全身照射按照射剂量率分：急性效应，慢性效应按效应出现时间分：早期效应，远期效应按效应表现的个体分：躯体效应，遗传效应按效应的发生和照射剂量的关系分：确定性效应、随机性效应5.简述影响辐射生物学效应的因素.答：辐射因素：辐射类型、剂量和剂量率、照射方式机体因素：种系差异、性别、年龄、生理状态、健康状况介质因素：辐射防护剂、辐射增敏剂6.简述辐射诱变育种的基本原理及其应用。答：辐射育种是采用人工创造新的变异类型，具有打破性状连锁、实现基因重组、突变频率高、突变类型多、变异性状稳定快、方法简便且缩短育种年限等特点。辐射育种是核技术在农业中的最主要的应用，中国在这一领域居世界领先地位。全球通过辐射育种方式培育了2376个品种，我国建立了完整的辐射育种程序，培育了645个，占全球的四分之一以上。与此同时，创造出两千多份优异突变新种质、新材料，其中相当一部分已被作为原始材料用于新品种选育，为确保我国粮食安全提供了可靠保障。辐射诱变良种作物每年为中国增产粮食近40亿公斤、棉花约1.8亿公斤、油量0.75亿公斤。7.电离辐射对生物大分子作用的基本原理答：电离辐射对生物分子的作用包括直接和间接作用。前者指辐射直接在生物分子上沉积能量，引起分子和原子的电离和激发，导致分子结构的改变和生物活性的丧失。也就是说，吸收能量和出现损伤发生于同一分子上。若吸收能量的是某一分子而受损伤的却是另一分子，这就是间接作用。换言之，辐射吸收的原初过程发生于损伤分子的“环境”中。这个环境物质可以是同它紧邻的其它生物分子，也可以是作为介质的水。辐射能被“环境”物质吸收后，通过分子间能量传递，或通过释放可扩散的高活性自由基(包括水的辐解产物和生物分子自由基)再攻击生物大分子，从而间接地引起损伤。8.电离辐射引起DNA分子损伤的类型答：电离辐射可导致生物DNA发生各种损伤，主要包括碱基损伤、链断裂和交联。（1）碱基变化（DNAbasechange）：有下列几种：碱基环破坏；碱基脱落丢失；碱基替代，即嘌呤碱被另一嘌呤碱替代，或嘌呤碱被嘧啶碱替代；形成嘧啶二聚体等。（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苷酸链断裂。双链中一条链断裂称单链断裂(single-strandbreaks,SSBs)，两条链在同一处或相邻处断裂称双链断裂(double-strandbreaks,DSBs)。双链断裂常并发氢键断裂。（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。9.简述生物监测的特点及优势？答：(1)能够监测污染物毒性。物理化学监测技术只能检测污染物的种类和浓度，无法反映污染物的毒性及对其生物风险进行评价。(2)具备实时在线监测的功能。(3)操作简单、成本较低。物理化学监测技术往往需要定点定时进行采样分析，难以做到实时在线监测及预先报警的功效。与物理化学监测技术相比，生物早期预警系统不需要化学试剂，运行和维护费用都比较低，更容易普及。因此、生物监测具有敏感性、长期性、连续性、经济性、非破坏性和综合性等优势，目前已在生态系统环境监测、总量控制、环境风险评价、环境污染早期预警、突发事件监测和环境标准制定等领域取得了广泛应用。10.简述转录图谱意义答：可以了解基因的精确位置和功能；可以了解不同时间不同基因的表达情况；可以了解不同组织中基因的表达情况；可以了解正常情况与不正常情况下基因的表达情况；遗传图谱、物理图谱、序列图谱一起成为破译基因这部天书，了解生命的真谛的基石11.简述HGP可能给人类带来的隐患答：主要体现在社会平等与基因歧视、科技进步与基因技术滥用、社会公正与基因成果利益的均等分配、技术的不确定性和基因安全等几个方面，具体表现为基因武器、基因歧视、基因掠夺、基因专利、基因伦理等。12.简述植物修复技术的定义和主要修复机理。答：植物修复技术是利用植物的吸收和代谢功能将环境介质中的有毒有害污染物进行分解、富集和稳定的过程。由于污染物的理化特性和环境行为不同，加之植物新陈代谢的各异，植物修复污染物的作用机理也不尽相同，总体上可分为：植物提取、植物挥发、植物转化、植物稳定和植物根际过滤。三、论述题（每题16分）1、植物修复铀污染土壤的影响因素。答：就铀污染土壤的植物修复技术而言，影响植物修复效率的因素主要有植物种类、土壤理化特性、土壤微生物、土壤改良剂、铀的化学形态和农业施肥措施。不同植物对铀吸收能力与累积模式存在很大差异，如向日葵和印度芥菜相比其他植物积累较多的铀，被认为是铀富集植物。同一植物的不同器官对铀的累积也不同，草本植物的地上部分吸收较多铀，而木本植物铀主要累积于根部。土壤理化性质，如质地、有机质、土壤水分、pH值等对铀在土壤中的移动性和生物有效性有重要影响。土壤粘滞性强、有机质含量高、水分含量低、过高或过低的土壤pH通常会降低铀的生物有效性，抑制植物对铀的吸收。微生物作为植物根部的共生体，通过增加根际产生的CO2、释放有机酸等螯合物、降解矿石、分解有机物等途径，会间接影响着土壤中铀的形态，从而影响植物对铀的吸收。如丛枝菌根（AMF）可以促进植物对铀的吸收。向土壤中添加土壤改良剂（如柠檬酸）能够大幅度提高铀的植物有效性，增加铀从污染土壤向植物的迁移量，从而强化植物对铀提取。土壤pH显著影响铀的化学形态，铀的化学形态影响植物对铀的吸收。施肥可改变土壤的理化特征，增加土壤中铀核素的植物可利用性。2.比较传统固化方法、生物吸附富集对放射性废物处理优缺点。在中低放放射性废水处理中，目前主要采用传统污水处理方法，如蒸发、还原沉淀、凝结、气浮、吸附、离子交换、反渗、电渗析、膜过滤和溶剂萃取等。但这些方法在处理低放废水存在能耗高、成本高、去除效率低、对核素离子的选择性低、会产生大量的二次有毒泥浆等缺点。当废水中离子浓度低于1-100mg/L时，这种情况尤为突出。生物吸附效率高，成本低，耗能少，离子选择性高，可以再生利用，金属离子可回收，而且没有二次污染物等优点。利用微生物处理放射性废物正日益引起人们的关注，是对现有放射性废水处理方法和核素固化方法的补充及探索，有极大应用前景。通过微生物对核素的吸附富集作用，还可以实现放射性废物的减量化目标。3.真核生物与原核生物的区别？比较项目原核生物真核生物实例细菌、蓝藻、放线菌、衣原体、支原体（支原体细胞最小，且无细胞壁）酵母菌等真菌、衣藻、高等植物、动物细胞大小较小（1～10微米）较大（10～100