《辐射生物学》教学大纲.

370．115．1 《辐射生物学》教学大纲

Radiobiology

学分数： 2 周学时： 2

课程名称：辐射生物学（Radiobiology）

课程性质：生命科学学院专业选修课

预修课程：生命科学学院生物学类基础课

教学目的：通过本课程的学习，使学生了解各种射线的基本特性，射线与生物材料作用的原初过程以及生物材料在细胞及分子水平上发生的变化。为今后在工、农、医、军等方面从事辐射生物学基础研究和应用研究及辐射防护打下必需的基础。

基本内容：辐射生物学的基本概念，射线与生物材料作用的基本规律，肿瘤治疗中的放射生物学问题

基本要求：掌握辐射生物学领域的专用单位、术语，理解辐射的生物学作用发生的过程及其在细胞和分子水平上的机理，能掌握细胞存活曲线的数学模型并能应用于实验数据的归纳分析，能在实验室条件下准确应用放射性同位素，妥善评估和处理放射性同位素的安全问题。

教学用书：夏寿萱主编，刘树铮主审：分子放射生物学，原子能出版社，1992年

参考材料：林万敏：放射生物物理学（见刘文龙主编“简明生物物理学”，高等教育出版社，1994年）。此外，作为补充，还将结合课程内容，把最新的研究动态和进展介绍给同学。

考试方式：闭卷笔试

教学内容、要求和课时安排

一．辐射生物学的物理基础和化学基础（６学时）

教学内容：

1．辐射生物学的物理基础

电离和非电离辐射；核衰变和衰变图；辐射和物质的相互作用；辐射生物学的物理剂量单位。

2．辐射生物学的化学基础

辐射作用的时间进程；直接作用和间接作用；自由基；间接作用的过程；间接作用过程

中影响辐射敏感性的因素；氧效应；OER、RBE和LET的相互关系。

教学要求：

1．了解辐射的种类，常用射线的产生方式及与物质作用的一般规律。

2．掌握主要的辐射强度和辐射剂量的单位及其含义。

3．了解间接作用和直接作用的原发过程及其在辐射损伤中的意义。

4．了解OER, RBE, LET这三个主要参量的内在联系。

5．初步建立起辐射及其损伤的“量”的概念。

二．辐射诱导的细胞死亡及其存活曲线（6学时）

教学内容：

2．辐射诱导的细胞死亡

生殖死亡；间期死亡；细胞凋亡和坏死及其机理。

3．靶学说

靶学说；一击作用和靶体积的计算。

4．细胞存活曲线模型

细胞存活数据的获取，细胞存活曲线模型（单靶单击、多靶单击、修正的多靶单击模型、

线性-平方模型）；模型的分析和比较；模型的拟合。

教学要求：

1．从细胞周期和形态学角度理解细胞死亡的分类。

2．靶学说的要点及一击模型

3．了解双链断裂学说

5．掌握四种最常用的细胞存活曲线模型及其分析方法，并能用这些模型来处理实验数据。

三．辐射对DNA分子的作用（６学时）

教学内容：

1．辐射引起的DNA结构的损伤

碱基损伤；糖基损伤；DNA 断裂及测定方法，DNA链间交连。

2．辐射引起的DNA合成和功能的变化

DNA合成量的变化；细菌感染力的变化；体外转化能力的变化；模板活性的变化。

3．辐辐射引起的染色体变化

染色体畸变的种类；剂量－效应曲线。

教学要求：

1．从结构和功能两方面了解DNA的辐射损伤，掌握几种主要的碱基损伤和链断裂损伤。

2．基本上了解DNA畸变的种类及其成因，畸变量和辐射剂量的关系。

四．细胞对辐射损伤的DNA修复作用（６学时）

教学内容：

１．DNA损伤修复的基本概念

有肩区的存活曲线和抗辐射球菌；亚致死损伤修复；潜在性致死损伤修复；细菌在研究DNA损伤修复中的作用；DNA修复与细胞的辐射敏感性。

２. DNA损伤修复的基本方式

碱基损伤的修复（光复活修复、嘌呤插入修复、切除修复、碱基切除、二聚体修复、烷基修切除、重组修复、SOS修复）；主链断裂的重接修复。

３．DNA损伤修复有关的基因

４．利用病毒对DNA修复进行研究

宿主细胞复活；增强复活；增强突变。

教学要求：

1．了解辐射敏感性的本质是由细胞的修复能力决定的这一新观点。

2．了解两种修复模式及其内在机理。

3．掌握最主要的碱基修复模式。

4．了解如何利用病毒研究DNA修复，掌握相应的概念。

五辐射对细胞膜的影响（２学时）

教学内容：

１．膜的结构和功能简介

２．辐射对膜的组分的影响

脂质过氧化；对膜蛋白的影响；对膜上糖基的影响。

３．辐射对膜的理化性质和功能的影响

对膜的流动性的影响；对膜的表面电荷的影响；对膜的转运机制的影响；对膜结合酶的影响；对膜受体功能的影响；对DNA-膜复合体的影响。

教学要求：

1．了解辐射诱导的膜的结构、功能的变化。

2．理解相应的研究介绍。

六医学中的放射生物学问题（４学时）

教学内容：

１．肿瘤的放射治疗策略

肿瘤细胞的生长特点；肿瘤的小剂量分次照射。

２．辐射防护剂

防护剂的分类；防护剂的机制（自由基清除机制、氢原子供给机制、混合二硫键机制、缺氧机制、电子和能量转移机制）。

３．辐射增敏剂

增敏比；增敏剂的机制（巯基化合物抑制机制、类氧效应机制、Adams的亲电理论）；增敏剂的量子化学计算。

教学要求：

1．了解肿瘤的放射治疗中提出的辐射生物学问题。

2．辐射防护剂的基本概念和机理。

3．了解辐射增敏剂的基本概念、机理和应用。

4．初步了解量子化学计算在预测增敏剂活性中的应用。

七标记化合物的使用和辐射防护（2学时）

教学内容：

1．实验室标记化合物的一般介绍

命名；合成；标记原子的半衰期；标记物和标记原子的稳定性规律；标记物选择。２．实验室放射卫生防护

生物剂量当量；最大容许剂量；放射性同位素安全操作规程；

教学要求：

1．理解生物学实验室常用的放射性同位素的种类、合成方法、性质、毒性大小。2．理解如何根据实验的需要来选择合适的标记化合物。

3．在放射性实验操作、污物处理等方面的安全要求和处理方法，掌握准确的防护方法。

八辐射生物学最新进展简介（２学时）

教学内容：

最近几年来在辐射生物学领域某些最新成果

教学要求：（略）

说起辐射，我们往往会想起原子弹、氢弹，就会想到辐射对生物体的的巨大的杀伤力。但是，你真的了解辐射了吗？你想不想知道辐射和生物材料作用的规律？作为生物物理学的一门主干课程，《辐射生物学》将带你从朦胧中走出来：它将告诉你辐射的生物学作用的原发过程、继发过程和最终效应，以及产生这种效应的基本机理；本课程讲授的细胞的存活曲线模型，将为你提供定量判定辐射杀伤力和细胞对辐射的敏感性的有力工具。你还可以从本课程中了解如何在研究和利用辐射时防护自己。可以毫不夸张地说，通过本课程的学习，你将能够轻松的读懂以前你认为是“天书“的那些论文。作为崇尚科学、追求真知的新一代，这难道不是一种莫大的愉悦吗？