- •Радиобиология экзаменационные вопросы(ответы)
- •1.Предмет, задачи, проблемы радиобиологии.
- •2. Относительная биологическая эффективность и линейная передача энергии. Методы оценки относительной биологической эффективности.
- •3. Теория попадания и мишени.
- •4. Структурно-метаболическая теория.
- •5. Особенности и этапы действия ионизирующих излучений на биологические объекты. Прямое и косвенное действия.
- •6. Природа и реакционная способность свободных радикалов (на примере молекулы воды).
- •7. Радиационно-химические повреждения аминокислот, белков, ферментов.
- •8. Радиационно-химическое и структурное повреждения молекулы днк клеток.
- •9. Сравнительная радиочувствительность клеток, ядра и цитоплазмы.
- •10. Структурные и функциональные нарушения клеточной и ядерной мембраны.
- •11. Репродуктивная гибель клеток. Критерии оценки.
- •12. Хромосомные аберрации и их роль в репродуктивной гибели клеток.
- •13. Задержка деления клеток при облучении. Причины задержки.
- •14. Условия облучения растений в эксперименте, в природе и при радиоактивном загрязнении среды обитания. Способы облучения растений в эксперименте.
- •15. Радиочувствительность растений. Летальная, полулетальная и критическая доза. Факторы, влияющие на радиочувствительность. Критерии радиочувствительности.
- •От величины дозы облучения
- •16. Радиочувствительность семян. Факторы, влияющие на радиочувствительность.
- •17. Радиочувствительность растений в разные фазы развития. Радиобиологические эффекты облучения.
- •18. Радиочувствительность меристем и других тканей растений. Радиоморфозы, вызванные их повреждением.
- •19. Радиационные аномалии органов при облучении растений.
- •20. Радиостимуляция. Механизм и формы проявления у растений и животных.
- •21. Физиологические, биохимические и генетические нарушения при облучении растений.
- •22. Радиобиологические эффекты в природных популяциях растений в зонах радиоактивного загрязнения.
- •23. Модификация радиочувствительности. Количественная оценка модификационного эффекта.
- •24. Радиопротекторы. Классификация и механизм действия.
- •26. Радиочувствительность органов кроветворения, клеток крови и кровеносных сосудов.
- •27. Радиочувствительность эмбриона и плода.
- •28. Радиочувствительность иммунной системы.
- •29. Радиационные синдромы млекопитающих и человека.
- •30. Острая и хроническая лучевая болезнь.
- •31. Детерминированные и стохастические эффекты при облучении человека. Основные различия эффектов.
- •32. Генетические и отдаленные эффекты при облучении человека.
- •33. Радиобиологические эффекты инкорпорированных радионуклидов.
- •35. Использование ионизирующих излучений при хранении продукции.
- •36. Использование ионизирующих излучений при переработке продукции.
- •37. Использование ионизирующих излучений для предпосевного облучения семян и посадочного материала.
- •38. Использование ионизирующих излучений для получения мутантных форм растений.
17. Радиочувствительность растений в разные фазы развития. Радиобиологические эффекты облучения.
Радиобиологические эффекты растения во многом зависят от того, в какой фазе развития растение облучалось. Радиочувствительность растений изменяется в зависимости от периода развития, потому что различные периоды развития отличаются качеством клеток и тканей и физико-биохимическими процессами. Установлена закономерность у растений: фазы развития с активным обменом веществ и высокой интенсивностью деления клеток наиболее радиочувствительны.
Для большинства растений максимальная радиочувствительность наблюдается при прорастании семян, при переходе растений от вегетативного состояния к генеративному и в гаметогенезе. Наиболее радиоустойчивы растения в период созревания и в период физиологического покоя семян. Наиболее радиочувствительные фазы называются критическими.
Рассмотрим радиочувствительность растений в разные фазы развития на примере облучения злаковых культур. Весь период развития злаковых от всходов до полной спелости разделяется на девять фаз: всходы, фаза 3–4 листьев, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, молочная спелость, восковая спелость, полная спелость. Злаковые культуры наиболее радиочувствительны в фазы выхода в трубку (максимальная радиочувствительность), кущения, колошения и молочной спелости. В восковой спелости устойчивость к облучению повышается, достигая максимума в фазе полной спелости. Облучение злаковых в разные фазы развития приводит к различным радиобиологическим эффектам.
Облучение в фазе всходов и в фазе 3–4 листьев вызывает нарушение митоза в апикальной меристеме, поэтому наблюдается снятие апикального доминирования и образование дополнительных боковых побегов. Нарушение роста и развития растений приводит к снижению их продуктивности. Облучение на ранних этапах развития повышает выход хлорофильных мутаций, а также выход карликовых растений с морфозами стебля и измененной окраской стебля.
Облучение в фазе кущения вызывает замедление роста, снятие апикального доминирования и гибель главного побега, усиление вторичного кущения за счет активации деления инициальных клеток (покоящихся) узла кущения. При этом могут формироваться растения с более поздним колошением и различными морфозами колоса (безостые или остистые, вильчатые, мутовчатые, фуркатные и др.).
Облучение в фазе выхода в трубку вызывает замедление роста, уменьшение высоты стебля в 1,5–2 раза (по причине повреждения узловой меристемы), отмирание главного колоса, изменение окраски растений до желто-соломенного цвета, позднее колошение, длительный период вегетации, отсутствие полной спелости. Стерильность цветков, колосков и колосьев приводит к снижению (или отсутствию) оплодотворения, поэтому завязывается щуплое, нежизнеспособное зерно и снижается продуктивность растений.
Облучение в фазе колошения приводит к снижению высоты растений, удлинению периода вегетации, стерильности растений и снижению продуктивности.
Облучение в фазе цветения в момент формирования пыльцы, т. е. в начале четвертого этапа сперматогенеза, приводит к стерильности пыльцы в сформировавшихся колосьях. Дополнительные побеги, которые появляются в более позднее после облучения время, не формируют колосьев, что в конечном итоге приводит к формированию стерильных растений. В конце четвертого этапа, когда одноядерная пыльца уже сформировалась, повышается устойчивость растений к облучению, поэтому стерильность пыльцы может составлять до 50 %, что обеспечивает формирование нормально развитых зерен.
Облучение в молочной и восковой спелости приводит к повреждению зародышевых клеток семени. При хранении такие семена теряют жизнеспособность и всхожесть. В зерне нарушаются процессы обмена веществ, консистенция зерновки изменяется до желеобразного состояния и приобретает необычную светло-розовую окраску.
Облучение в фазе полной спелости изменений не вызывает.
Таким образом, облучение растений в ранние фазы развития приводит к угнетению ростовых процессов, а в более поздние фазы – к повышению стерильности и нарушению процесса оплодотворения. Совокупность повреждений во всех фазах развития растений в конечном итоге приводит к снижению продуктивности.
При пересеве облученных семян в первом мутантном поколении наблюдается более позднее появление всходов, угнетение роста и развития, появление растений с различными морфологическими аномалиями (низкорослые, высокорослые, с повышенной способностью к кущению), гибель растений. Среди количественных признаков у злаковых культур наиболее часто изменяется длина соломины, продуктивная кустистость, количество семян и масса семян с одного колоса, масса 1000 семян.