损害基因（突变）

由辐射引起的DNA损伤引起的基因突变已经在许多类型的生物中实验产生。一般而言，频率在低到中剂量范围内，特定突变的辐射剂量成比例地增加。然而，在较高剂量下，由给定剂量引起的突变频率可能取决于剂量累积的速度，如果剂量累积较长时间，则突变频率往往较低。

在人类白色血细胞(淋巴细胞)，如小鼠精原细胞和卵母细胞，辐射诱导突变的频率约为每10万个细胞中每个遗传位点1个突变Sv．这种增长速度还不足以用现有的方法探测到方法由于广岛和长崎原子弹爆炸幸存者的子女数量有限，而且他们的父母接受的平均辐射剂量相对较小，因此，基因的遗传效应就不足为奇了辐照迄今尚未在这一人群或任何其他受辐照人群中观察到，尽管已尽了全力进行探测。

所观察到的诱导突变频率与辐射剂量之间的比例关系具有重要的健康意义影响对人类而言，因为这意味着，只要照射时这些人低于生育年龄，即使对大量个体进行小剂量的照射，也可能将突变基因引入人群。然而，突变率上升对种群的影响取决于突变在决定种群特征方面所起的作用。虽然有害的基因通过突变进入种群，它们往往会被淘汰，因为它们降低了携带者的适应性。因此，基因平衡当有害基因通过突变进入种群时，它们通过适应度的降低而损失。在平衡点上，突变率增加一定百分比会导致种群中基因缺陷部分按比例增加。而完全的增长则不是体现然而，只有在基因平衡再次建立时，才会立即发生，这需要几代人的时间。

辐射增加突变频率的能力通常用突变率加倍剂量，即每代所引起的突变率增加与自发发生的突变率相同的剂量。基因对辐射越敏感，加倍的剂量就越低。实验发现，在几种不同的生物体中，高强度照射的加倍剂量大约在0.3至1.5之间孔侑．对于小鼠体内的七个特定基因，双倍剂量的伽马辐射高强度照射约为0.3 Gy，低强度照射约为1.0 Gy。对人类基因加倍剂量的了解甚少，但大多数遗传学家认为，这与小鼠基因加倍剂量大致相同。如上所述，对原子弹幸存者子女的研究与这一观点一致。

根据小鼠和其他实验动物的实验结果，使人类突变率加倍所需的剂量估计在0.2-2.5西沃特范围内，这意味着人类人口中所有与遗传有关的疾病中不到1%可归因于自然背景照射。因此，虽然自然背景辐射似乎只对世界人口遗传疾病的总体负担作出相对较小的贡献，但每一代人中可能有数百万人因此受到影响。

尽管由于绝大多数突变都是有害的，园艺学家对种子中由辐照引起的突变感兴趣，认为这是一种培育新品种和改良品种的手段。以这种方式产生的突变可影响植物的早熟和抗病等特性，结果辐照产生了一些具有重要经济价值的品种。在对植物的影响方面，快中子和重粒子的致突变性被发现是X射线的100倍。植物吸收的放射性元素也具有很强的诱变性。在选择产生突变的适当剂量时，必须在辐射的致突变作用和损害作用之间作出妥协。随着突变数量的增加，对植物的损害程度也在增加。在用X射线照射干种子时，通常给予10至20戈瑞的剂量。

损害染色体

通过破坏DNA的两条链分子，辐射也会破坏染色体纤维，干扰染色体的正常分离重复的对子细胞的染色体组细胞分裂，从而改变染色体的结构和数量细胞．这种染色体变化可能导致受影响的细胞在试图分裂时死亡，或者通过各种其他方式改变其性质。

染色体断裂通常会自动愈合，但不能愈合的断裂可能会导致基因补体的一个重要部分的丢失;这种遗传物质的损失被称为基因缺失。受此影响的生殖细胞可能能够参与受精过程，但由此产生的受精卵可能无法完全发育，因此可能在胚胎状态下死亡。

当同一细胞核中相邻的染色体纤维断裂时，断裂的末端可能以这样一种方式连接在一起，染色体上的基因序列就会改变。例如，染色体A断裂的一端可以连接到染色体B断裂的一端，并且反之亦然在一个过程中易位．携带这种染色体结构变化的生殖细胞可能能够产生一个可以发育成成年个体的受精卵，但由此产生的个体产生的生殖细胞可能包括许多缺乏正常染色体补体的受精卵，因此不能完全发育;以这种方式受影响的个体被称为semisterile。由于他的后代数量相应地低于正常水平，这种染色体结构变化往往会在连续几代中消亡。

正如所期望的那样目标理论考虑到X射线和伽马射线在高剂量和高剂量率下诱导更多的双断染色体畸变每单位剂量比低剂量和低剂量率产生的多。与人口电离辐射，相比之下，在给定剂量下，双断像差的产生比稀疏电离辐射高，并且与剂量成正比，而不受剂量率的影响。从这些比较剂量-反应关系，可以推断出单一的x射线轨道很少有足够的存款能源在任何一点上同时破坏两个相邻的染色体，而由高let辐照诱导的双断像差主要是由单个粒子轨道引起的。

在受辐照的人类淋巴细胞中，染色体畸变的频率随辐射剂量的变化是如此可预测，因此它被用作一种粗糙的生物学剂量计辐射工作者和其他受照射者的暴露程度。染色体畸变频率的增加对受影响个体的健康有什么影响(如果有的话)尚不确定。在所有染色体畸变中，只有一小部分是由自然本底辐射造成的;大多数是由其他原因引起的，包括某些病毒、化学物质和药物。