關於輻射造成的遺傳效應,下列敘述何者錯誤?
詳細解析
本題觀念
輻射造成的遺傳效應,核心不在於把生物體創造出一種自然界原本不存在的「特殊突變」,而是增加 DNA 損傷與既有突變型態發生的機率。當受照射的是精子、卵細胞或其前驅細胞,損傷若沒有被修復,且該生殖細胞仍能參與受精,就可能把生殖系的基因或染色體異常帶到下一代;這和只影響本人、不能傳給子女的體細胞效應不同。
本題也在考證據來源與遺傳疾病分類。人類研究容易受到樣本數、暴露條件、世代追蹤及環境因素影響,因此輻射可遺傳效應的經典資料主要由果蠅、小鼠等實驗動物提供。遺傳疾病則可從主要機制分成孟德爾型、染色體型與多因子型,不能因為輻射能造成 DNA 損傷,就把輻射描述成會產生一個全新的特殊突變類別。
選項分析
A:錯誤。 電離輻射會使 DNA 鹼基受損、造成單股或雙股斷裂,也可能形成缺失、重排或其他染色體異常;這些作用可讓突變率上升。然而,現有證據支持的是輻射增加既有突變或損傷型態的發生頻率,並沒有證據證明它會創造一種「新的特殊突變」。選項把「增加突變發生」誇大成「產生全新突變類型」,所以是本題錯誤敘述。
B:正確。 輻射遺傳效應要跨越生殖細胞、受精、胚胎發育及後代繁殖等多個階段,難以在人類中直接確認因果關係。經典研究因此倚賴控制暴露劑量與遺傳背景的動物模型,尤其是果蠅與小鼠。動物實驗可觀察後代突變、染色體異常或繁殖結果,並協助建立輻射與生殖系損傷之間的關聯;這並不等於人類一定會出現同樣程度的效應,而是說目前這類效應的主要知識基礎來自動物資料。
C:正確。 孟德爾型遺傳疾病通常由單一基因變異造成,可呈現顯性、隱性或 X 聯鎖等家族遺傳模式。染色體型疾病是染色體數目或結構異常,例如非整倍體、缺失、重複或轉位。多因子型疾病則由多個基因變異與環境共同影響,常見特徵是家族聚集但不符合單一孟德爾比例。三者是依遺傳學機制所作的常用概分,故此選項正確。
D:正確。 生殖細胞或生殖系前驅細胞受到輻射後,可能產生 DNA 損傷;若修復錯誤留下基因突變或染色體異常,且細胞仍保有受精及發育所需的能力,異常就有機會傳給後代,形成可遺傳效應。相對地,肝細胞、骨髓細胞等體細胞的輻射損傷主要影響受照者本人,不會以同一方式直接遺傳給子女。
答案解析
本題問「何者錯誤」,答案為 A。判斷關鍵是分辨「突變的數量或發生率增加」和「創造一種新的突變類型」:輻射能造成 DNA 與染色體損傷,也能提高突變出現的機率,但不能據此宣稱會產生自然界沒有的特殊突變。B、C、D 分別符合現有遺傳學與放射生物學的基本描述,因此不選。
作答時可先抓住「遺傳效應」的傳遞條件:受損細胞必須屬於生殖系,損傷要存留下來,而且細胞或胚胎仍需具備存活與繁殖能力。接著再把效應本身與疾病分類分開思考,便不會把輻射造成的基因或染色體損傷,誤解成一個獨立的遺傳疾病分類。
核心知識點
- 體細胞效應與遺傳效應不同:體細胞受損多表現在受照者本身;生殖細胞或生殖系受損才具有傳給下一代的可能。
- 輻射的遺傳作用:主要是造成 DNA 損傷、錯誤修復、基因突變及染色體異常,重點是提高損傷或突變的發生率,而不是發明全新的特殊突變。
- 證據來源:可遺傳效應的經典資料多來自動物實驗;解讀人類資料時要注意暴露量、混雜因素與長期世代追蹤的限制。
- 遺傳疾病三分法:孟德爾型、染色體型、多因子型。孟德爾型偏向單基因;染色體型涉及數目或結構;多因子型則由多基因與環境共同形成。
- 突變與疾病不是同義詞:不是每個 DNA 損傷都會固定成突變,也不是每個突變都造成疾病;還要看損傷位置、修復結果、細胞存活與是否能傳遞。