Как составить генетический ряд: Генетические ряды металлов — урок. Химия, 8–9 класс.

Содержание

Генетические ряды металлов — урок. Химия, 8–9 класс.

Генетический ряд металла состоит из простого вещества, оксида, гидроксида и соли:

 

металл — основный оксид — основание — соль.

  

Все металлы можно разделить на две группы: активные и неактивные.

  

К активным относят металлы, реагирующие с водой при обычных условиях. Это \(10\) металлов: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций, кальций, стронций, барий, радий. Их оксиды соединяются с водой с образованием растворимых гидроксидов — щелочей.  

  

Остальные металлы менее активны. Их оксиды не реагируют с водой, а основания в воде не растворяются. Поэтому из оксида получить основание можно только через соль. Для неактивных металлов генетический ряд выглядит так:

 

 металл — основный оксид — соль1 — основание — соль2.

  

1. Генетические ряды активных  металлов:

 

Ряд лития:       Li→Li2O→LiOH→Li2SO4.  

  

Ряд кальция:   Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3.

 

Ряд бария:      Ba→BaO→Ba(OH)2→Ba3(PO4)2.

 

Составим уравнения для генетического ряда бария:

 

2Ba+O2=2BaO,

 

BaO+h3O=Ba(OH)2,

 

3Ba(OH)2+2h4PO4=Ba3(PO4)2+6h3O.

 

Обрати внимание!

Превращение гидроксида бария в фосфат можно осуществить также с помощью кислотного оксида или растворимой соли:

3Ba(OH)2+P2O5=Ba3(PO4)2↓+3h3O,

 

3Ba(OH)2+2Na3PO4=Ba3(PO4)2↓+6NaOH.

 

2. Генетические ряды неактивных металлов:

 

Ряд магния:      Mg→MgO→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4.

 

Ряд железа:      Fe→FeO→FeSO4→Fe(OH)2→Fe(NO3)2.

 

Ряд меди:          Cu→CuO→Cu(NO3)2→Cu(OH)2→CuCl2.

 

Составим уравнения реакций для ряда меди:

 

2Cu+O2=2CuO,

 

CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+h3O,

 

Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaNO3,

 

Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2h3O.

 

Обрати внимание!

В ряду неактивного металла получить соль из основания можно только с помощью кислоты.

Составьте генетический ряд лития, используя схему. Генетические ряды металлов и их соединений Составить генетический ряд для лития

Генетической связью между веществами называется такая связь, которая основывается на их взаимопревращениях, она отражает единство происхождения веществ, другими словами – генезис.

Обладая знаниями о классах простых веществ, можно выделить два генетических ряда:

1) Генетический ряд металлов

2) Генетический ряд неметаллов.

Генетический ряд металлов раскрывает взаимосвязанность веществ разных классов, в основу которой положен один и тот же металл.

Генетический ряд металлов бывает двух видов.

1. Генетический ряд металлов, которым в качестве гидроксида соответствует щелочь. Такой ряд может быть представлен подобной цепочкой превращений:

металл → основной оксид → основание (щелочь) → соль

Возьмем для примера генетический ряд кальция:

Ca → CaO → Ca(OH) 2 → Ca 3 (PO 4) 2 .

2. Генетический ряд металлов, которым соответствуют нерастворимые основания. В данном ряде больше генетических связей, т.к. он более полно отражает идею прямых и обратных превращений (взаимных). Такой ряд можно изобразить очередной цепочкой превращений:

металл → основной оксид → соль → основание → основной оксид → металл.

Возьмем для примера генетический ряд меди:

Cu → CuO → CuCl 2 → Cu (OH) 2 → CuO → Cu.

Генетический ряд неметаллов раскрывает взаимосвязь веществ различных классов, в основе которых лежит один и тот же неметалл.

Давайте выделим еще две разновидности.

1. Генетический ряд неметаллов, которым в качестве гидроксида соответствует растворимая кислота, может быть изображен в виде следующей линии превращений:

неметалл → кислотный оксид → кислота → соль.

Возьмем для примера генетический ряд фосфора:

P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 .

2. Генетический ряд неметаллов, которым соответствует нерастворимая кислота, может быть изображен очередной цепочкой трансформаций:

неметалл → кислотный оксид → соль → кислота → кислотный оксид → неметалл.

Поскольку из рассмотренных нами кислот нерастворимой является исключительно кремниевая кислота, давайте рассмотрим в качестве примера генетический ряд кремния:

Si → SiO 2 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 → Si.

Итак, давайте подведем итоги и выделим самую основную информацию.

Целосность и разнообразие химических веществ наиболее выражено изображены в генетической связи веществ, которая раскрывается в генетических рядах. Рассмотрим самые важные признаки генетических рядов:

Генетические ряды – это группа органических соединений, у которых равное число атомов углерода в молекуле, различающихся функциональными группами.

Генетическая связь – более общее понятие, в отличие от генетического ряда, который пусть и является достаточно ярким, но в тоже время частным проявлением данной связи, которая может происходить при любых двусторонних превращениях веществ.

blog.сайт,
при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

ПОМОГИТЕ ЗАВТРА НАДО) 8 КЛАСС ХИМИЯ, 1) Составьте генетический ряд серы, используя схему: неметалл—-> кислотный

оксид-> кислота →соль.

2) .
Составьте молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме:Na2O->NaOH->NaCl

Na2O->NaOH->Na2SO4

Укажите тип каждой реакции.

3)
Закончите фразу: «Водные растворы диссоциируют на…

помогите плиз хоть с чем-то

Вариант № 1
Часть А. Тестовые задания с выбором одного правильного ответа
1. (2балла). Ряд, в котором представлены формулы веществ каждого из четырех классов неорганических соединений:
А. CuO, CO2, h3SO4, FeS Б. HNO3, h3S, Al2O3, CuCl2 В. P2O5, NaOH, HCl, Na2CO3
2. (2балла). В генетическом ряду CuSO4→X→CuO
Веществом Х является вещество с формулой: А.CuOH Б. Cu(OH)2 В. CuCl2
3. (2балла). Формула гидроксида, соответствующего оксиду серы(VI):
А. h3S Б. h3SO3 В. h3SO4
4. (2балла). Генетическим рядом является ряд, схема которого:
А. Cu(OH)2→CuO→ Cu Б. FeSO4→Fe(OH)2→ h3O В. SO3→h3SO4→h3
5. (2балла). Гидроксид меди(II) можно получить при взаимодействии веществ, формулы которых: А. Cu и h3O Б. CuO и h3O В. CuCl2 и NaOH
6. (2балла). Пара формул веществ, взаимодействующих друг с другом:
А. Ca(OH)2 и CuO Б. HCl и Hg В. h3SO4 и MgO
7. (2балла). Гидроксид калия вступает в реакцию:
А. с гидроксидом меди(II) Б. с оксидом углерода(IV) В. с оксидом кальция
8. (2балла). В схеме превращений CaO→X Ca(OH)2 →Y CaCl2
вещества Х и Y имеют формулы:
А. X – h3O, Y – HCl Б. X – h3, Y – HNO3 В.X – O2, Y — HCl
9. (2балла). В генетическом ряду Э→Э2О→ЭОН→Э2SО4 Элемент Э – это:
А. Литий Б. Кальций В. Сера
10. (2балла). Ряд формул соединений, в котором каждое из них взаимодействует с водой при обычных условиях:
А. CO2, SO2, SiO2 Б. BaO, P2O5, Li2O В. K2O, CaO, CuO

Часть Б. Задания со свободным ответом

11. (8 баллов). Составьте генетический ряд бария, используя необходимые для этого формулы веществ: Ba(OH)2, h3SO4, CO2, Ba, MgO, BaSO4, BaO
12. (8 баллов). Напишите молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме: P→P2O5→h4PO4→Na3PO4
13. (6 баллов) Допишите уравнения реакции:
? + 2HCl→? + ? +СО2
14. (4 балла). Запишите формулы веществ А и В, пропущенных в генетическом ряду: CuSO4→А→В→Cu

ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором правильного ответа

1/ (2 балла) Ряд, в котором представлены формулы веществ каждого из четырёх классов неорганических соединений:
P2O5, h3SO4, h3SO3, NaOH
SO2, h3SiO3, MgSO4, CuO
CO2, h3S, K2SO3, KOH
2/ (2 балла) В генетическом ряду

Li Li2O X LiCl
веществом Х является вещество с формулой
A) Li B)LiOH C) HCl
3) (2 балла) Формула гидроксида, соответствующего оксиду фосфора (V):
A) HPO2 B) h4PO3 C) h4PO4
4) (2 балла) Генетическим рядом является ряд, схема которого
A) SO3 h3SO4 CaSO4
B) ZnCl2 Zn(OH)2 h3O
C) Al AlCl3 AgCl
5) (2 балла) Хлорид меди (II) можно получить при взаимодействии веществ, формулы которых:
A) Cu + HCl B) CuO + HCl C) CuOH + HCl

6) (2 балла) Пара формул веществ, взаимодействующих друг с другом:
A) Ag + HCl B) SO2 + NaOH C) CuO + NaOH
7) Cоляная кислота вступает в реакцию:
А) с магнием В) с оксидом серы (IV) С) с серебром
8) (2 балла) В схеме превращений:
P P2O5 h4PO4
вещества Х и У имеют формулы:
А) Х – h3O, Y – HCl B) X – O2, Y – h3 C) X – O2, Y – h3O
(2 балла) В генетическом ряду
Э Э2О5 Н3ЭО4 Na3ЭО4
элемент Э – это:
А) калий В) сера С) фосфор
10) (2 балла) Ряд формул соединений, в котором каждое из них взаимодействует с водой при обычных условиях:
A) CO2, Li2O, SO3 B) CuO, P2O5, CaO C) BaO, FeO, ZnO
Часть Б. задание со свободным ответом
(8 баллов) Составьте генетический ряд бария, используя необходимые для этого формулы веществ: h3O, SO2, Fe2O3, S, CaCO3, h3SO3, K2SO3
(8 баллов) Напишите молекулярные и там, где это имеет место, — ионные уравнения реакций согласно схеме:

Ba BaO Ba(OH)2 BaSO4
Укажите типы реакций по числу и составу исходных веществ и продуктов реакции.
(6 баллов) Допишите уравнения реакций:
Fe(OH)3 + NaOH = ? +
(4 балла) Запишите формулы веществ А и В, пропущенных в генетическом ряду:
Li A B Li3PO4
(4 балла) Допишите уравнение реакций
N2 + ?= N2O3

Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений

Введение

Тема этого урока — «Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений». Вы повторите, как делятся все неорганические вещества, сделаете вывод, как из одного класса неорганических соединений можно получить другой. На основании полученных сведений узнаете, что такое генетическая связь таких классов, два основных пути таких связей.

Тема: Введение

Урок: Повторение. Генетическая связь классов неорганических соединений

Химия — это наука о веществах, их свойствах и превращениях друг в друга.

Рис. 1. Генетическая связь классов неорганических соединений

Все неорганические вещества можно разделить на:

Простые вещества

Сложные вещества.

Простые вещества делятся на:

Металлы

Неметаллы

Сложные вещества можно разделить на:

Основания

Кислоты

Соли. См. Рис.1.

Это бинарные соединения, состоящее из двух элементов, одним их которых является кислород в степени окисления -2. Рис.2.

Например, оксид кальция: Сa +2 О -2 ,оксид фосфора (V) P 2 O 5., оксид азота (IV)
лисий хвост»


Рис. 2. Оксиды

Делятся на:

Основные

Кислотные

Основным оксидам
соответствуют основания
.

Кислотным оксидам
соответствуют кислоты
.

Соли
состоят из катионов металла
и анионов кислотного остатка
.

Рис. 3. Пути генетических связей между веществами

Таким образом: из одного класса неорганических соединений можно получить другой класс.

Следовательно, все классы неорганических веществ взаимосвязаны
.

Связь классов
неорганических соединений часто называют генетической.
Рис.3.

Генезис по — гречески означает «происхождение». Т.е. генетическая связь показывает взаимосвязь превращения веществ и их происхождение от единого вещества.

Существует два основных пути генетических связей между веществами. Один из них начинается металлом, другой — неметаллом.

Генетический ряд металла
показывает:

Металл → Основной оксид → Соль →Основание → Новая соль.

Генетический ряд неметалла
отражает такие превращения:

Неметалл→ Кислотный оксид →Кислота →Соль.

Для любого генетического ряда можно написать уравнения реакций, которые показывают превращения одних веществ в другие
.

Для начала, нужно определить к какому классу неорганических соединений относится каждое вещество генетического ряда.

Подумать, как из вещества, стоящего до стрелочки, получить вещество стоящие после неё.

Пример №1. Генетический ряд металла.

Ряд начинается простым веществом металлом медью. Чтобы осуществить первый переход, нужно сжечь медь в атмосфере кислорода.

2Cu +O 2 →2CuO

Второй переход: нужно получить соль CuCl 2. Она образована соляной кислотой HCl, потому что соли соляной кислоты называются хлориды.

CuO +2 HCl → CuCl 2 + H 2 O

Третий шаг: чтобы получить нерастворимое основание, нужно к растворимой соли прибавить щелочь.

CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Чтобы гидроксид меди(II) перевести в сульфат меди(II) прибавим к ней серную кислоту H 2 SO 4 .

Cu(OH) 2 ↓ + H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O

Пример №2. Генетический ряд неметалла.

Ряд начинается простым веществом неметаллом углеродом. Чтобы осуществить первый переход, нужно сжечь углерод в атмосфере кислорода.

C + O 2 → CO 2

Если к кислотному оксиду прибавить воду, получится кислота, которая называется угольной.

СO 2 + H 2 O → H 2 СO 3

Чтобы получить соль угольной кислоты — карбонат кальция, нужно к кислоте добавить соединение кальция, например гидроксид кальция Ca(OH) 2 .

H 2 СO 3 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + 2H 2 O

В состав любого генетического ряда входят вещества различных классов неорганических соединений.

Но в эти вещества обязательно входит один и тот же элемент. Зная, химические свойства классов соединений, можно подбирать уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить данные превращения. Эти превращения используются и на производстве, для подбора наиболее рациональных методов получения тех или иных веществ.

Вы повторили, как делятся все неорганические вещества, сделали вывод, как из одного класса неорганических соединений можно получить другой. На основании полученных сведений узнали, что такое генетическая связь таких классов, два основных пути таких связей.

1. Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвещение. 2011 г.176с.:ил.

2. Попель П.П.Химия:8 кл.: учебник для общеобразовательных учебных заведений/П.П. Попель, Л.С.Кривля. -К.: ИЦ «Академия»,2008.-240 с.: ил.

3. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. Учебник. Издательство: Дрофа.:2001. 224с.

1. №№ 10-а,10з (с.112) Рудзитис Г.Е. Неорганическая и органическая химия. 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман.М.: Просвещение. 2011 г.176с.: ил.

2. Как двумя способами из оксида кальция получить сульфат кальция?

3. Составьте генетический ряд получения из серы сульфата бария. Напишите уравнения реакций.

Каждый такой ряд состоит состоит из металла, его основного оксида, основания и любой соли этого же металла:

Для перехода от металлов к основным оксидам во всех этих рядах используются реакции соединения с кислородом, например:

2Сa + O 2 = 2СaO; 2Mg + O 2 = 2MgO;

Переход от основных оксидов к основаниям в первых двух рядах осуществляется путём известной вам реакции гидратации, например:

СaO + H 2 O = Сa(OH) 2 .

Что касается последних двух рядов, то содержащиеся в них оксиды MgO и FeO с водой не реагируют. В таких случаях для получения оснований эти оксиды сначала превращают в соли, а уже их – в основания. Поэтому, например, для осуществления перехода от оксида MgO к гидроксиду Mg(OH) 2 используют последовательные реакции:

MgO + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 O; MgSO 4 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 .

Переходы от оснований к солям осуществляются уже известными вам реакциями. Так, растворимые основания (щёлочи), находящиеся в первых двух рядах, превращаются в соли под действием кислот, кислотных оксидов или солей. Нерастворимые основания из последних двух рядов образуют соли под действием кислот.

Генетические ряды неметаллов и их соединений
.

Каждый такой ряд состоит состоит из неметалла, кислотного оксида, соответствующей кислоты и соли, содержащей анионы этой кислоты:

Для перехода от неметаллов к кислотным оксидам во всех этих рядах используются реакции соединения с кислородом, например:

4P + 5O 2 = 2 P 2 O 5 ; Si + O 2 = SiO 2 ;

Переход от кислотных оксидов к кислотам в первых трёх рядах осуществляется путём известной вам реакции гидратации, например:

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2 H 3 PO 4 .

Однако, вы знаете, что содержащийся в последнем ряду оксид SiO 2 с водой не реагирует. В этом случае его сначала превращают в соответствующую соль, из которой затем получают нужную кислоту:

SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O; K 2 SiO 3 + 2HСl = 2KCl + H 2 SiO 3 ↓.

Переходы от кислот к солям могут осуществляться известными вам реакциями с основными оксидами, основаниями или с солями.

Следует запомнить:

· Вещества одного и того же генетического ряда друг с другом не реагируют.

· Вещества генетических рядов разных типов реагируют друг с другом. Продуктами таких реакций всегда являются соли (рис. 5):

Рис. 5. Схема взаимосвязи веществ разных генетических рядов.

Эта схема отображает взаимосвязь между различными классами неорганических соединений и объясняет многообразие химических реакций между ними.

Задание по теме:

Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

1. Na → Na 2 O → NaOH → Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH;

2. P → P 2 O 5 → H 3 PO 4 → K 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → CaSO 4 ;

3. Ca → CaO → Ca(OH) 2 → CaCl 2 → CaCO 3 → CaO;

4. S → SO 2 → H 2 SO 3 → K 2 SO 3 → H 2 SO 3 → BaSO 3 ;

5. Zn → ZnO → ZnCl 2 → Zn(OH) 2 → ZnSO 4 → Zn(OH) 2 ;

6. C → CO 2 → H 2 CO 3 → K 2 CO 3 → H 2 CO 3 → CaCO 3 ;

7. Al → Al 2 (SO 4) 3 → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → AlCl 3 ;

8. Fe → FeCl 2 →FeSO 4 → Fe(OH) 2 → FeO → Fe 3 (PO 4) 2 ;

9. Si → SiO 2 → H 2 SiO 3 → Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 → SiO 2 ;

10. Mg → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgSO 4 → MgCO 3 → MgO;

11. K → KOH → K 2 CO 3 → KCl → K 2 SO 4 → KOH;

12. S → SO 2 → CaSO 3 → H 2 SO 3 → SO 2 → Na 2 SO 3 ;

13. S → H 2 S → Na 2 S → H 2 S → SO 2 → K 2 SO 3 ;

14. Cl 2 → HCl → AlCl 3 → KCl → HCl → H 2 CO 3 → CaCO 3 ;

15. FeO → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeO;

16. CO 2 → K 2 CO 3 → CaCO 3 → CO 2 → BaCO 3 → H 2 CO 3 ;

17. K 2 O → K 2 SO 4 → KOH → KCl → K 2 SO 4 → KNO 3 ;

18. P 2 O 5 → H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 → Ca 3 (PO 4) 2 → H 3 PO 4 → H 2 SO 3 ;

19. Al 2 O 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 ;

20. SO 3 → H 2 SO 4 → FeSO 4 → Na 2 SO 4 → NaCl → HCl;

21. KOH → KCl → K 2 SO 4 → KOH → Zn(OH) 2 → ZnO;

22. Fe(OH) 2 → FeCl 2 → Fe(OH) 2 → FeSO 4 → Fe(NO 3) 2 → Fe;

23. Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgSO 4 → Mg(OH) 2 → MgCl 2 ;

24. Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al(NO 3) 3 → Al 2 (SO 4) 3 → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;

25. H 2 SO 4 → MgSO 4 → Na 2 SO 4 → NaOH → NaNO 3 → HNO 3 ;

26. HNO 3 → Ca(NO 3) 2 → CaCO 3 → CaCl 2 → HCl → AlCl 3 ;

27. CuСO 3 → Cu(NO 3) 2 → Cu(OH) 2 → CuO → CuSO 4 → Cu;

28. MgSO 4 → MgCl 2 → Mg(OH) 2 → MgO → Mg(NO 3) 2 → MgCO 3 ;

29. K 2 S → H 2 S → Na 2 S → H 2 S → SO 2 → K 2 SO 3 ;

30. ZnSO 4 → Zn(OH) 2 → ZnCl 2 → HCl → AlCl 3 → Al(OH) 3 ;

31. Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 → NaOH → Cu(OH) 2 → H 2 O → HNO 3 ;

Готовые работы

ДИПЛОМНЫЕ РАБОТЫ

Многое уже позади и теперь ты — выпускник, если, конечно, вовремя напишешь дипломную работу. Но жизнь — такая штука, что только сейчас тебе становится понятно, что, перестав быть студентом, ты потеряешь все студенческие радости, многие из которых, ты так и не попробовал, всё откладывая и откладывая на потом. И теперь, вместо того, чтобы навёрстывать упущенное, ты корпишь над дипломной работой? Есть отличный выход: скачать нужную тебе дипломную работу с нашего сайта — и у тебя мигом появится масса свободного времени!
Дипломные работы успешно защищены в ведущих Университетах РК.
Стоимость работы от 20 000 тенге

КУРСОВЫЕ РАБОТЫ

Курсовой проект — это первая серьезная практическая работа. Именно с написания курсовой начинается подготовка к разработке дипломных проектов. Если студент научиться правильно излагать содержание темы в курсовом проекте и грамотно его оформлять, то в последующем у него не возникнет проблем ни с написанием отчетов, ни с составлением дипломных работ, ни с выполнением других практических заданий. Чтобы оказать помощь студентам в написании этого типа студенческой работы и разъяснить возникающие по ходу ее составления вопросы, собственно говоря, и был создан данный информационный раздел.
Стоимость работы от 2 500 тенге

МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В настоящее время в высших учебных заведениях Казахстана и стран СНГ очень распространена ступень высшего профессионального образования, которая следует после бакалавриата — магистратура. В магистратуре обучаются с целью получения диплома магистра, признаваемого в большинстве стран мира больше, чем диплом бакалавра, а также признаётся зарубежными работодателями. Итогом обучения в магистратуре является защита магистерской диссертации.
Мы предоставим Вам актуальный аналитический и текстовый материал, в стоимость включены 2 научные статьи и автореферат.
Стоимость работы от 35 000 тенге

ОТЧЕТЫ ПО ПРАКТИКЕ

После прохождения любого типа студенческой практики (учебной, производственной, преддипломной) требуется составить отчёт. Этот документ будет подтверждением практической работы студента и основой формирования оценки за практику. Обычно, чтобы составить отчёт по практике, требуется собрать и проанализировать информацию о предприятии, рассмотреть структуру и распорядок работы организации, в которой проходится практика, составить календарный план и описать свою практическую деятельность.
Мы поможет написать отчёт о прохождении практики с учетом специфики деятельности конкретного предприятия.

Урок 16. генетическая связь неорганических и органических веществ — Химия — 11 класс

Химия, 11 класс

Урок № 16. Генетическая связь неорганических и органических веществ

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению взаимосвязи неорганических и органических соединений: свойствам органических и неорганических веществ, взаимосвязи различных классов соединений, уравнениям химических реакций, отражающих её.

Глоссарий

Генетическая связь – это связь между классами соединений, отражающая возможность превращения вещества одного класса в вещество другого класса.

Генетический ряд – это цепочка превращений веществ, которые имеют в составе один и тот же химический элемент.

Витализм – это устаревшее учение о существовании сверхъестественной «жизненной силы», которая наполняет органическую природу и определяет её свойства.

Фридрих Вёлер – великий немецкий врач и химик, синтезировал мочевину и щавелевую кислоту из неорганических соединений, первым получил карбид кальция, из которого под действием воды синтезировал ацетилен.

Синтез-газ – это смесь монооксида углерода и водорода, получают паровой конверсией или частичным окислением метана, газификацией угля. Используется для синтеза метанола, синтеза Фишера-Тропша.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тесто по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

До девятнадцатого века в химии господствовал витализм – учение о «жизненной силе». Виталисты считали, что «жизненная сила» отличает живое вещество от неживого. Поэтому синтез органических соединений из неорганических казался им принципиально невозможным.

В начале девятнадцатого века немецкий врач и химик Фридрих Вёлер опроверг теорию витализма. Из неорганических веществ он получил мочевину и щавелевую кислоту.

В 1828 году Ф. Вёлер при нагревании цианида аммония неожиданно для себя получил мочевину – вещество, которое образуется при метаболизме белков у млекопитающих и рыб. Ранее, в 1824 году, Ф. Вёлер получил щавелевую кислоту из дициана. Дициан – бесцветный ядовитый газ со слабым запахом. Его получают в электрической дуге при взаимодействии углерода с азотом. При гидролизе дициана в кислой среде образуется щавелевая кислота.

В лабораторной практике для получения метана и ацетилена используют карбиды – соединения углерода с металлами. Их получают при реакции оксидов кальция и алюминия с коксом. Карбид алюминия получают также прямой реакцией алюминия с углеродом. При взаимодействии с водой карбида кальция выделяется ацетилен, а карбида алюминия – метан. Реакции взрывоопасны!

В промышленных масштабах получают метанол из неорганических веществ – смеси монооксида углерода, углекислого газа и водорода. Эта смесь носит название синтез-газ. Процесс ускоряют катализаторы из оксида цинка или меди.

На основе полученных органических веществ можно синтезировать неисчислимое множество соединений. Из ацетилена получают бензол, ацетальдегид, акрилонитрил, виниловые эфиры, винилхлорид, винилацетилен. Метан является предшественником нитрометана, ацетилена, хлороформа, фреонов, метанола и синтез-газа. Из метанола синтезируют формальдегид, метилтион, метиламин, диметиланилин, винилацетат, диметиловый эфир, винилметиловый эфир.

Вышеприведенные синтезы иллюстрируют генетическую связь между классами органических веществ. Термин генетическая связь означает, что вещество одного класса может превращаться в вещество другого класса.

Генетическая связь записывается в виде генетических рядов – цепочек превращений веществ, имеющих в составе один и тот же химический элемент. Генетические ряды органических веществ очень разветвленные и сложные, в чем вы убедились на примере ацетилена, метанола, метана.

Генетические ряды неорганических веществ намного проще, потому что неорганические вещества делятся на меньшее число классов.

Генетический ряд металлов, образующих растворимые гидроксиды, представлен последовательностью реакций: из простого вещества получают основный оксид, затем гидроксид, затем соль. Помните, что у металлов, образующих нерастворимые в воде гидроксиды, генетический ряд выглядит несколько иначе: за оксидом следует соль, и только затем гидроксид.

Генетический ряд неметаллов аналогичен таковому металлов. Простое вещество образует кислотный оксид, затем кислоту и, наконец, соль.

Теперь вы знаете, что между генетическими рядами органических и неорганических соединений нет чётких границ, и можете обосновать это на примере синтеза мочевины, щавелевой кислоты, метана, ацетилена, метанола.

Не стоит забывать, что существует и обратный путь от органических веществ к неорганическим. Так, в реакции горения все органические вещества окисляются до углекислого газа и воды. При окислении щавелевой кислоты перманганатом калия в кислой среде она образует углекислый газ. Под действием высоких температур метан разлагается на углерод и водород. Последняя реакция – способ получения водорода.

В клетках живых организмов постоянно происходит синтез и распад органических соединений. В ходе фотосинтеза в хлоропластах растений из воды и углекислого газа образуется глюкоза. В клетках млекопитающих углеводы и жиры окисляются до воды и углекислого газа, а белки распадаются с образованием мочевины.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Решение задачи на множественный выбор.

Условие задачи: Выберите верные генетические ряды и запишите их номера.

  1. Cu -> CuO -> Cu(OH)2 -> CuSO4
  2. Al -> Al4C3 -> CH4 -> CH3Cl -> CH3OH
  3. Ag2O -> [Ag(NH3)2]OH -> CH3COOAg
  4. CaC2 -> CH4 -> CH3Cl -> CH3CH2CH3

Решение:

Первый вариант неверный, потому что гидроксид меди нерастворим в воде и может быть получен только реакцией обмена соли меди и щелочи.

Второй вариант верный.

Третий вариант верный.

Четвертый вариант неверный, потому что метан получают гидролизом карбида алюминия. Карбид кальция под действием воды образует ацетилен.

2.Решение задачи на вписывание формул.

Условие задачи: Введите формулы пропущенных веществ в генетическом ряду.

Al4C3 -> (1) -> CH3Cl -> (2) -> C2H4 -> (3) -> OHCH2CH2OH

Решение:

При гидролизе карбида алюминия образуется метан (1). Галогенированный метан взаимодействует с металлическим натрием (синтез Вюрца) и образует этан (2). Этилен получают дегидрированием этана. Далее под действием пероксибензойной кислоты этилен превращается в окись этилена (3). При гидролизе этиленоксида образуется этиленгликоль.

Презентация по теме «Генетическая связь неорганических веществ»

Генетическая связь между классами неорганических веществ.
ХИМИЯ – 8
Автор: Кунова Г.В. – учитель химии ЦДО, г. Липецк.

Цель урока

Повторить и обобщить изученный материал:
о классификации неорганических веществ;
свойствах кислот, оснований, оксидов и солей в свете ТЭД.
Сформировать понятие «генетический ряд», познакомить с генетическими рядами металлов и неметаллов и их видами.
Формировать умение составлять генетические ряды металлов и неметаллов и записывать соответствующие им уравнения химических реакций.

Задание 1

Заполните схему «Классификация неорганических веществ», выбрав из перечня необходимые слова.

ПРОСТЫЕ
СЛОЖНЫЕ
Металлы
Неметаллы
ОКСИДЫ
ОСНОВАНИЯ
КИСЛОТЫ
СОЛИ
ВЕЩЕСТВА

Приведите примеры для каждой группы веществ.

Задание 2

Посмотрим видео-опыты:
Горение фосфора в кислороде
2. Растворение оксида фосфора (V) в воде
Запишите уравнения химических реакций, показанных в опытах.

4Р + 5О2 = 2Р2О5
Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4

Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой:

Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой:
Р → Р2О5 → Н3РО4
Что общего между веществами в этом ряду?
В состав всех веществ в этом ряду входит элемент фосфор.

Задание 3

Посмотрим видео-опыты:
Горение кальция
Взаимодействие
оксида кальция с водой
Запишите уравнения химических реакций, показанных в опытах.

2Са + О2 = 2СаО
СаО + Н2О = Са(ОН)2

Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой:

Последовательность превращений в этих опытах можно выразить схемой:
Са → СаО → Са(ОН)2
Что общего между веществами в этом ряду?
В состав всех веществ в этом ряду входит элемент кальций.

Таким образом мы получили две цепочки превращений:

Таким образом мы получили две цепочки превращений:

Р → Р2О5 → Н3РО4
Са → СаО → Са(ОН)2
— А возможна ли реакция между Н3РО4 и Са(ОН)2?
Запишем уравнение реакции:
2Н3РО4 + 3Са(ОН)2 = Са3(РО4)2↓ + 6Н2О
Са3(РО4)2

Выделим общие признаки в записанных нами рядах:

Выделим общие признаки в записанных нами рядах:
Все вещества одного ряда образованы одним химическим элементом.
Вещества, образованные одним и тем же элементом, принадлежат к различным классам неорганических веществ.
Вещества, образующие ряд одного элемента, связаны взаимопревращениями.
Такие ряды получили название «генетические».

Генетические ряды
Генетический ряд — это ряд веществ представителей разных классов, являющихся соединениями одного химического элемента, связанных взаимопревращениями и отражающих общность происхождения этих веществ.
Генетические ряды
металлов
неметаллов

Генетический ряд металлов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же металлическим элементом.

Генетический ряд металлов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же металлическим элементом.

Генетические ряды металлов
1 вид – металлу соответствует щелочь
2 вид – металлу соответствует нерастворимое основание

Генетические ряды металлов

1 вид – генетический ряд металлов, которым соответствует щелочь:
металл → основный оксид → щелочь → соль

Пример:
Ba → BaO → Ba(OH)2 → BaCl2

2Ba + O2 = 2BaO
BaO + h3O = Ba(OH)2
Ba(OH)2 + 2HCl = BaCl2 + 2h3O

Генетические ряды металлов

2 вид — генетический ряд металлов, которым соответствует нерастворимое основание:
металл → основной оксид → соль → основание (Н) → основной оксид → металл
Пример: генетический ряд цинка
Zn → ZnO → ZnCl2 → Zn(OH)2 → ZnO → Zn

Задание: напишите соответствующие уравнения реакций.

Генетический ряд неметаллов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же неметаллическим элементом.

Генетический ряд неметаллов отражает взаимосвязь веществ разных классов, образованных одним и тем же неметаллическим элементом.

Генетические ряды неметаллов
1 вид – неметаллу соответствует растворимая кислота
2 вид – неметаллу соответствует нерастворимая кислота

Генетические ряды неметаллов

1 вид – генетический ряд неметаллов, которым соответствует растворимая кислота:
неметалл → кислотный оксид → кислота → соль.

Пример:
S → SO2 → h3SO3 → Na2SO3

S + O2 = SO2
SO2 + h3O = h3SO3
h3SO3 + 2NaOH = Na2SO3 + 2h3O

Генетические ряды неметаллов

2 вид — генетический ряд металлов, которым соответствует нерастворимая кислота:
неметалл → кислотный оксид → соль → кислота (Н) → кислотный оксид
Из изученных нами кислот нерастворимой является только кремниевая кислота, поэтому рассмотрим в качестве примера генетический ряд кремния:
Si → SiO2 → Na2SiO3 → h3SiO3 → SiO2

Задание: напишите соответствующие уравнения реакций.

Генетическая взаимосвязь веществ
Металл
Неметалл
Основный оксид
Основание
Кислотный оксид
Кислота
СОЛЬ
СОЛЬ
СОЛЬ
СОЛЬ

— Где можно применить?

Более сложные вещества могут быть получены из простых, минуя одну или две стадии в приведенных схемах, например, металл, взаимодействуя с кислотой, дает соль.
Возможно образование не только более сложных веществ из менее сложных, но и наоборот.
Различные способы получения оксидов, оснований, солей, кислот широко используют как в химических лабораториях, так и в химической промышленности.
Производство кислот (серной, соляной, азотной, фосфорной), солей (минеральных удобрений — аммиачной и калийной селитры, суперфосфата, аммофоса), оксидов (например, негашеной извести СаО) и многих других неорганических соединений имеет важное значение для деятельности человека.
Выбирая наиболее рациональные способы получения какого-либо вещества, обычно используют сырье, встречающееся в природе в достаточно большом количестве, или выпускаемое промышленностью.

Известняк

Экспериментальная задача

Прокалить медную проволоку, удерживая ее тигельными щипцами, в верхней части пламени спиртовки (1–2мин).
Удалить черный налет с проволоки и поместить его в пробирку. Прилить в пробирку 1-2 мл раствора соляной кислоты. Для ускорения реакции можно слегка нагреть ее содержимое. Что будет наблюдаться?
Осторожно погрузить в пробирку с раствором железный гвоздь. Через 2–3 мин извлечь гвоздь из раствора. Что будет наблюдаться?


Составьте генетический ряд по предложенному эксперименту и напишите соответствующие химические уравнения.

Домашнее задание:

§42.

Генетический ряд неметаллов

Модуль состоит из одного кадра, на котором представлена интерактивная схема, с помощью которой можно составить различные генетические ряды металлов. В том числе, ученику предлагается, путём перетаскивания символа металла в активную зону ознакомиться с генетическими рядами, которые выстраиваются автоматически, а далее путём наведения курсора на соответствующую стрелочку, ученик в другой активной зоне может увидеть уравнение реакции, позволяющее осуществить данный переход.

Категория пользователей
Обучаемый, Преподаватель

Контактное время
15 минут

Интерактивность
Средняя

Дисциплины
Химия
/ Неорганическая химия
/ Электролитическая диссоциация
/ Классы неорганических веществ
/ Генетическая связь между классами неорганических веществ. Генетические ряды металлов и неметаллов. Участие простых веществ в окислительно-восстановительных реакциях

Уровень образования
Профессионально-техническая подготовка, повышение квалификации

Статус
Завершенный вариант (готовый, окончательный)

Тип ИР сферы образования
информационный модуль

Место издания
Москва

Ключевые слова
генетический ряд неметаллов

Автор

Морозов Михаил Николаевич

Марийский государственный технический университет

Издатель

Марийский государственный технический университет ГОУВПО

ГОУВПО «Марийский государственный технический университет»

Россия, 424000, Республика Марий Эл, Йошкар-Ола, Ленина пл. , 3,

Сайт —
http://www.mmlab.ru

Эл. почта —
[email protected]

Правообладатель

Федеральное агентство по образованию России

Федеральное агентство по образованию России

Россия, 115998, Москва, Люсиновская ул., 51

Внимание! Для воспроизведения модуля необходимо установить на компьютере проигрыватель ресурсов.

Характеристики информационного ресурса

Тип используемых данных:
application/xml, image/jpeg, image/png, application/x-shockwave-flash, audio/mpeg, text/html

Объем цифрового ИР
1 604 044 байт

Проигрыватель
OMS-player версии от 1.0

Категория модифицируемости компьютерного ИР
открытый

Признак платности
бесплатный

Наличие ограничений по использованию
есть ограничения

Рубрикация

Ступени образования
Основное общее образование

Целевое назначение
Учебное

Тип ресурса
Открытая образовательная модульная мультимедийная система (ОМС)

Классы общеобразовательной школы
8

Уровень образовательного стандарта
Федеральный

Характер обучения
Базовое

Урок по химии «»Генетическая связь между основными классами неорганических соединений»

Генетическая связь между основными классами неорганических соединений.

Цели:

1. Закрепить знания о номенклатуре и свойствах различных классов соединений. Развивать умение выделять главное, сравнивать и обобщать. Выявлять и устанавливать взаимосвязи между различными классами неорганических соединений.

2. Способствовать формированию устойчивого интереса к предмету, развитию познавательных мотивов учащихся, сенсорных способностей, внимания, воображения, памяти.

3. Формировать коммуникативные способности учащихся.

Оборудование: компьютер, мультимедиа проектор, интерактивная доска, презентация: Генетическая связь между основными классами неорганических соединений»; видео-ролик «Восстановление оксида меди(II) водородом»; реактивы: CuSO4, NaOH, нагревание.

Ход урока

Учитель:

Мы с вами изучили 4 класса неорганических соединений, давайте повторим состав и свойства этих классов. Для этого я предлагаю совместно составить схему «Основные классы неорганических соединений» (слайд 2).

Вопросы:

1. Что такое вещество?

2. На какие две группы можно классифицировать все вещества? (Простые и сложные.)

3. Дать определение простым веществам, на какие две группы делятся простые вещества? (Металлы и неметаллы).

4. Дать определение сложным веществам, как классифицируются сложные вещества?

Выполнить задание

Дать определение классу соединений и назвать вещества. Слайд 3 (оксиды), 4 (кислоты), 5 (основания), 6 (соли).

Химический диктант (слайд 7)

  1. Оксид фосфора (V)
  2. Соляная кислота
  3. Нитрат алюминия
  4. Гидроксид магния
  5. Оксид меди (II)
  6. Сульфат кальция
  7. Написать уравнениеполучения фосфата натрия путем реакции нейтрализации.

Ученики обмениваются с соседом по парте работами и проверяют задания.

(слайд 8)

Проверенные работыс отметками сдать.

Выполнить задание:

из формул (H2SO3, NaCl, Ba(OH)2, H2O, S, BaO, Ba, SO2, HNO3, BaSO3, MgO, KOH) которые вы видите на экране выберите те, которые содержат один и тот же элемент, но принадлежат разным классам соединений, распределите их по усложнению состава, начиная с простого к более сложному, по вариантам.

1 вариант в качестве повторяющего элемента использует металл,

2 вариант – неметалл. (Слайд 9)

У нас получилось 2 цепочки или ряда, в каждой есть что-то общее.

В 1-м ряду – химический элемент Ва,

во 2-м – химический элемент S.

Эти элементы переходят от одного класса соединений к другому, как бы по наследству. Как в биологии называется носитель наследственной информации? (Ген). Как вы думаете, какой элемент является геном для 1 цепи (Ва), для второй цепи (S). Поэтому эти цепи или ряды мы называем генетическими.

Генетический ряд – это ряд веществ разных классов соединений, содержащий в своем составе один и тот же химический элемент ( слайд 8).

Итак, генетический ряд начинаем с простого вещества и постепенно усложняем состав:

Простое вещество — оксид — гидроксид — соль ( слайд 9)

Мы с вами уже знаем, что простые вещества делятся на 2 группы металлы и неметаллы (слайд 12), поэтому существует 2 вида генетических рядов,

1—генетический ряд металлов (слайд 9)

и генетический ряд неметаллов (слайд 9) .

Выполнить задание

Осуществите цепочки превращений (слайд 10)

Ba — BaO — Ba(OH)2 — BaSO3

S — SO2 — H2SO3 — BaSO3.

Творческое задание

Можно ли составить обратный генетический ряд? Как вы думаете, с какого класса веществ можно начать? Например, возьмем соль CuSO4 и практически осуществим цепочку превращений (слайд 13)

CuSO4 — Cu(OH)2 — CuO — Cu

1) CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4 (демонстрационный опыт )

2) Cu(OH)2 = CuO + H2O (демонстрационный опыт)

3) СuO + H2 = Cu + H2O (показ видеоролика слайд 14)

Вывод. Составление генетического ряда можно начинать с любого класса неорганического соединения.

Закрепление

Осуществить цепочку превращений: (слайд 15)

Fe(OH)2 — FeO — FeSO4 — Fe

Подведение итогов

Сегодня на уроке вы узнали:

1. Существует взаимосвязь между классами неорганических соединений.

2. Металлы и неметаллы образуют соответствующие генетические ряды (ряд Ме, ряд неМе).

3. Научились осуществлять цепочки превращений.

Домашнее задание

Пар. 42, упр.1 (3 цепочки из параграфа), (слайд16).

6.5 Генетическая связь между важнейшими классами

6.5. 
Генетическая связь между важнейшими классами неорганических
соединений  

Генетические
связи — это связи между разными классами, основанные на их взаимопревращениях.

Зная классы неорганических веществ, можно составить генетические ряды металлов
и неметаллов. В основу этих рядов положен один и тот же элемент.

Среди металлов можно выделить две разновидности рядов:

1. Генетический ряд, в котором в качестве основания выступает щёлочь. Этот
ряд можно представить с помощью следующих превращений:

металл→основный
оксид→щёлочь→соль

Например, K→K2O→KOH→KCl

2. Генетический ряд, где в качестве основания выступает нерастворимое
основание, тогда ряд можно представить цепочкой превращений:

металл→основный
оксид→соль→нерастворимое основание→

→основный
оксид→металл

Например, Cu→CuO→CuCl2→Cu(OH)2→CuO→Cu

Среди неметаллов также можно выделить две разновидности рядов:

1. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает
растворимая кислота. Цепочку превращений можно представить в следующем виде:

неметалл→кислотный
оксид→растворимая кислота→соль

Например, P→P2O5→H3PO4→Na3PO4

2. Генетический ряд неметаллов, где в качестве звена ряда выступает
нерастворимая кислота:

неметалл→кислотный
оксид→соль→кислота→

→кислотный
оксид→неметалл

Например, Si→SiO2→Na2SiO3→H2SiO3→SiO2→Si

1. Напишите
молекулярные и ионные уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить
следующие превращения:

________________________________________________________________

2. Распределите вещества, формулы которых приведены в таблице по классам.
Из букв, соответствующим правильным ответам, получите фамилию великого русского
ученого:

Ответ:
Менделеев.

________________________________________________________________

3. Из предложенного перечня неорганических
соединений выберите формулы:
1 группа – оксиды, 
2 группа – кислоты,
3 группа – соли. 
4 группа – основания.

Назовите эти вещества.

Правильный
ответ:

________________________________________________________________

ЗАДАНИЯ  ДЛЯ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО
РЕШЕНИЯ

1. Осуществите
превращения по схеме, укажите типы реакций, назовите вещества:

1.Al→Al2O3→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3

2. P→P2O5→H3PO4→Na3PO4→Ca3(PO4)2

2.
Назовите признаки, которые характеризуют генетический ряд.

Даны цепочки превращений:

a) Br→ HBr → NaBr → NaNO3

б) Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → FeO → Fe

в) CaCO3 → CaO → CaC2 → C2H2

г) Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3

1-й
уровень.
Найдите и выпишите
генетические ряды элементов. Запишите уравнения химических реакций,
иллюстрирующих переходы для одного генетического ряда.

2-й
уровень.
Найдите и выпишите
генетические ряды элементов. Запишите уравнения химических реакций,
иллюстрирующих переходы для одного генетического ряда. Реакции ионного обмена
запишите в молекулярной и ионной форме.

3. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, с
помощью которых можно осуществить превращения: 

4. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, с
помощью которых можно осуществить превращения: 

5. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, с
помощью которых можно осуществить превращения: 

6. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, с
помощью которых можно осуществить превращения: 

7. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, с
помощью которых можно осуществить превращения: 

8. Даны известняк СаСОи соляная кислота. Не расходуя
никаких других веществ, получите не менее 11 новых веществ. В том числе 4
простых. Напишите уравнения соответствующих реакций и укажите условия их
протекания.

9.   1,563 г
смеси хлорида железа (III) и хлорида
алюминия растворили в воде и прибавили раствор гидроксида калия в избытке.
Выпавший осадок отфильтровали. Промыли и прокалили. Масса его оказалась равной
0,640 г. что представляет собой осадок после прокаливания? Вычислить состав
исходной смеси солей в массовых долях.

10. Соедините стрелками «лепестки ромашки», которые могут
взаимодействовать друг с другом. Напишите уравнения соответствующих реакций.

                        

1.    
Укажите формулу оксида с наименее выраженными
основными свойствами:

2.    
Наиболее выраженными кислотными свойствами
обладает:

а) оксид висмута (V)

б) оксид фосфора (V)

в) оксид азота (V)

г) оксид мышьяка (V)

3.     
В ряду оксидов SiO2 → P2O5 → SO3  их кислотные свойства:

а) последовательно нарастают

б) последовательно ослабевают

в) не изменяются

г) изменяются немонотонно

4.    
Как изменяется сила кислот в ряду H3BO3→H2CO3 →HNO3:

б) не изменяется

г) самая сильная кислота – азотная,
самая слабая — угольная

5.    
В каком ряду оксидов их кислотные свойства
последовательно уменьшаются:

6.     
Укажите формулу оксида хлора с наиболее выраженными
кислотными свойствами:

7.    
Из оксида меди (II)
получить соответствующий гидроксид можно:

а) растворением оксида в воде

б) обработкой оксида соляной кислотой
и взаимодействием продукта со щелочью

в) обработкой оксида щелочью

г) восстановлением оксида водородом и
растворением  продукта в воде

8.    
В ряду оксидов Al2O3 → MgO

K2O
 их основные свойства:

а) уменьшаются

б) усиливаются

в) не изменяются

г) сначала растут, затем уменьшаются

9.     
В каком ряду свойства оксидов изменяются от
основных к амфотерным и далее – кислотным:

в) K2O,  
SO3,  Al2O3

г) K2O,  
Al2O3,  SO3

10.                      
C чем связано
усиление кислотных свойств галогеноводородов в ряду HF → HCl→HI:

а) с увеличением
электроотрицательности при переходе от фтора к йоду

б) с возрастанием массы атомов при
переходе от фтора к йоду

в) с уменьшением прочности связи
Н-галоген при переходе от фтора к йоду

г) с увеличением прочности связи в
таком же порядке

Менделирующая генетика

Первый закон генетики Менделя (закон сегрегации)

Генетический анализ предшествовал Грегору Менделю, но законы Менделя
составляют теоретическую основу нашего понимания генетики
наследование.

Мендель сделал два нововведения в генетике:

  1. развитые чистые линии
  2. подсчитывал свои результаты и вел статистические записи

Pure Line — настоящая популяция
для определенной черты [это было важным нововведением, потому что любые нечистые
(сегрегация) поколения запутали результаты генетического
эксперименты]

Результаты экспериментов Менделя

Родительский крест F 1 Фенотип F 2 Фенотипическое отношение F 2 Передаточное отношение
Round x Морщинистое семя Круглый 5474 Круглый: 1850 Морщинистый 2.96: 1
Желтые х зеленые семена Желтый 6022 Желтый: 2001 Зеленый 3,01: 1
Красные х белые цветы красный 705 красный: 224 белый 3,15: 1
Высокие x Карликовые растения Высокий l787 Высота: 227 гномов 2. 84: 1

Термины и результаты, найденные в таблице

Фенотип — буквально означает «форма, которая
показан «; это внешний вид определенной черты

Растения гороха Менделя имели следующие фенотипы:

  • — фенотип семян округлый или морщинистый
  • — фенотип желтых или зеленых семян
  • — фенотип красного или белого цветка
  • — фенотип высокорослого или карликового растения

Цвет семян : зеленые и желтые семена.

Форма семян : морщинистые и круглые семена.

Что видно в поколении F 1 ? Мы всегда видим только одного
двух родительских фенотипов в этом поколении. Но у F 1 есть
информация, необходимая для получения обоих родительских фенотипов в следующих
поколение. Поколение F 2 всегда давало соотношение 3: 1, где преобладающее
признак присутствует в три раза чаще, чем рецессивный признак. Мендель придумал
два термина для описания взаимосвязи двух фенотипов на основе
Фенотипы F 1 и F 2 .

Доминант — аллель, который самовыражается
за счет альтернативного аллеля; фенотип, который выражается в
поколение F 1 от скрещивания двух чистых линий

Рецессивный — аллель, экспрессия которого
подавляется при наличии доминантного аллеля; фенотип, который исчезает
в поколении F 1 от скрещивания двух чистых линий и снова появляется в
F 2 поколение

Выводы Менделя

  1. Наследственные детерминанты носят частичный характер.Эти детерминанты называются генами.
  2. У каждого родителя есть пара генов в каждой клетке для каждого изучаемого признака.
    F 1 от скрещивания двух чистых линий содержит один аллель для доминантной
    фенотип и один для рецессивного фенотипа. Эти два аллеля составляют
    пара генов.
  3. Один член пары генов разделяется на гамету, таким образом
    каждая гамета несет только один член пары генов.
  4. Гаметы объединяются случайным образом и независимо от другого гена.
    вовлечены пары.

Определения Менделирующей генетики

  • Аллель — одна альтернативная форма данной пары аллелей; высокий
    и карлик — аллели роста гороха; более двух аллелей
    могут существовать для любого конкретного гена, но только два из них будут найдены в
    любой человек
  • Аллельная пара — сочетание двух аллелей
    которые составляют пару генов
  • Гомозигота — особь, содержащая
    только один аллель в паре аллелей; например DD — гомозиготный доминант
    а dd — гомозиготный рецессивный; чистые линии гомозиготны по гену
    интерес
  • Гетерозигота — особь, содержащая
    по одному от каждого члена пары генов; например, гетерозигота Dd
  • Генотип — специфическая аллельная комбинация
    для определенного гена или набора генов

С помощью символов можно изобразить крест из горошины высокого и горошка.
растения следующим образом:

Поколение F 2 было создано путем самоопыления растений F 1 .Этот
можно изобразить графически в виде квадрата Пеннета. Из этих результатов Мендель
придумал несколько других терминов и сформулировал свой первый закон. Сначала Паннетт
Показан квадрат.

Союз гамет
Случайно
Д г Punnett
Квадрат
D DD
(высокий)
Dd
(высокий)
d Dd
(высокий)
dd
(короткий)

Квадрат Пеннета позволяет нам определить конкретные генетические
соотношения.

Генотипическое соотношение F 2 : 1 DD: 2 Dd: 1 dd (или 3 D_: 1 dd)

Фенотипическое соотношение F 2 : 3 высокий: 1 карлик

Первый закон Менделя — закон сегрегации;
во время образования гамет каждый член аллельной пары отделяется от
другой член, чтобы сформировать генетическую конституцию гаметы

Подтверждение Первого закона Менделя
Гипотеза

На основании этих наблюдений Мендель мог сформировать гипотезу о
сегрегация. Чтобы проверить эту гипотезу, Мендель самоопылял растения F 2 . Если его
закон был правильным, он мог предсказать, каковы будут результаты. И действительно,
результаты произошли, как он ожидал.

По этим результатам мы теперь можем подтвердить генотип
F 2 физических лиц.

Фенотипы Генотипы Генетическое описание
F 2 Высокие растения 1/3 DD
2/3 Dd
Чистая линия гомозигот с доминантой
Гетерозиготы
F 2 Карликовые растения все dd Гомозиготный рецессивный по чистой линии

Таким образом, F 2 генотипически имеет 1/4 Dd: 1/2 Dd: 1/4 dd.

Эти данные были также доступны на площади Пуннетт с использованием
гаметы особи F 1 . Итак, хотя фенотипическое соотношение составляет 3: 1
соотношение генотипов 1: 2: 1

Мендель выполнил еще одно скрещивание, чтобы подтвердить гипотезу.
сегрегации — обратное скрещивание. Помните, первый крест между двумя
чистые родительские линии для получения гетерозиготы F 1 .

В этот момент Мендель вместо того, чтобы совершать селфи по F 1 , пересек
это чистая линия, карликовое гомозиготное растение.

Обратное перекрестие : Dd x dd

Самец
Гаметы
д
Самка
Гаметы
Д DD
(высокий)
d dd
(короткий)

Обратное скрещивание Один или (BC 1 ) Фенотип : 1 Высокий: 1 Карлик

BC 1 Генотипы : 1 Dd: 1 dd

Backcross — кросс гибрида F 1 и
один из гомозиготных родителей; для высоты гороха крест будет Dd
x DD или Dd x dd; чаще всего, хотя бэккросс — это переход к полностью рецессивному
родитель

Testcross — крест любого человека
гомозиготному рецессивному родителю; используется, чтобы определить,
гомозиготный доминантный или гетерозиготный

До сих пор все обсуждения были сосредоточены на моногибридных
кресты.

Моногибридный кросс — помесь родителей
которые различаются одной парой генов (обычно AA x aa )

Моногибрид — потомок двух родителей
гомозиготны по альтернативным аллелям пары генов

Помните, что — моногибридное скрещивание не является скрещиванием двух моногибридов.

Моногибриды хороши для описания взаимоотношений между
аллели. Когда аллель гомозиготен, он показывает свой фенотип.Это
фенотип гетерозиготы, позволяющий определить родство
аллелей.

Доминирование — способность одного аллеля к
выражать свой фенотип за счет альтернативного аллеля; основная форма
взаимодействия между аллелями; как правило, доминантный аллель вызывает
генный продукт, который рецессивный не может; следовательно, доминантный аллель будет
выражать себя всякий раз, когда он присутствует

Copyright © 2000. Филипп МакКлин

Менделирующая генетика

Генные взаимодействия

Гены человека не действуют изолированно от
друг друга, но, очевидно, функционируют в общей клеточной среде. Таким образом, ожидается, что между генами произойдет взаимодействие. Бейтсон и
Паннетт провел классический эксперимент, который продемонстрировал генетические взаимодействия.
Они проанализировали три вида гребешков курицы, которые, как известно, существовали в то время:

Сорта курицы Фенотип
Wyandotte Расческа для роз
Брахма Расческа для гороха
Леггорнс Одинарная расческа

Роза Горох

Одинарный Орех

Результат: F 1 отличался от обоих родителей и двух новых фенотипов.
не видел в родителях появился в F 2 .Чем объяснить этот результат?
Первая подсказка — это соотношение F 2 . Мы видели это соотношение раньше, когда F 1
от дигибридного скрещивания — самоопыление (или скрещивание). Это наблюдение предполагает
что два гена могут контролировать фенотип гребешка. Взаимодействие генов
и генотипы были определены путем выполнения соответствующих тестовых скрещиваний.

Серия экспериментов продемонстрировала, что генотипы
контроль различных фенотипов гребешков заключается в следующем.

Фенотипы Генотипы Частота
грецкий орех R_P_ 16 сентября
Роза R_pp 3/16
Горох ррП_ 3/16
Одинокий

ррпп 1/16

Позже было показано, что генотипы исходных родителей
мы:

Роза = RRpp

Горох = ррПП

Следовательно, генотипически скрещивание было:

Очевидно, что развитие любого человека — это выражение
всех генов, входящих в его генетический состав. Следовательно, это
не неожиданный вывод, что более чем один ген может быть ответственным
для выражения одного фенотипа. Теперь обсудим эту ситуацию.
Сначала дадим определение.

Epistasis — взаимодействие между двумя
или несколько генов для контроля одного фенотипа

Взаимодействие двух генов, контролирующих тип гребешка
было раскрыто, потому что мы могли идентифицировать и распознать 9: 3: 3: 1. Другие генетические
взаимодействия были идентифицированы, потому что результаты скрещивания двух дигибридов
произвел модифицированное менделевское соотношение.Все результаты являются модификациями
соотношения 9: 3: 3: 1.

Пример 1 Соотношение 15: 1
Фенотипы: Цвет ядра пшеницы

Для этого типа пути функциональный фермент A или B может
производят продукт из общего прекурсора. Продукт придает цвет
зерно пшеницы. Следовательно, только один доминантный аллель в любом из двух локусов
требуется для создания продукта.

Таким образом, если растение пшеницы чистой линии с окрашенным ядром (генотип
= AABB ) скрещивается с растением с белыми зернами (генотип = aabb ) и
Полученные растения F 1 самоопыляются, модификация дигибрида с соотношением 9: 3: 3: 1
будет производиться.В следующей таблице даны биохимические объяснения.
для соотношения 15: 1.

Генотип Фенотип ядра Ферментативная активность
9 A_B_ цветные ядра функциональные ферменты обоих генов
3 A_bb цветные ядра функциональный фермент из пары генов A
3 aaB_ цветные ядра функциональный фермент из пары генов B
1 aabb бесцветные ядра нефункциональные ферменты, продуцируемые обоими генами

Если мы суммируем три разных генотипа, которые дадут
цветное ядро, мы видим, что можем достичь соотношения 15: 1. Потому что либо
генов может обеспечивать фенотип дикого типа, это взаимодействие называется
двойное действие гена.

Пример 2: Соотношение 9: 7

Пример: Цвет душистого горошка.

Если два гена участвуют в определенном пути и функциональном
продукты обоих необходимы для экспрессии, тогда один рецессивный аллель
пара в любой паре аллелей приведет к мутантному фенотипу. Это
графически показано на следующей диаграмме.

Если горох чистокровный с окрашенными цветками (генотип
= CCPP ) скрещено с чистой линией, гомозиготным рецессивным растением с белыми цветками,
растение F 1 будет иметь цветные цветки и генотип CcPp .Нормальное соотношение
от самоопыляющегося дигибрида 9: 3: 3: 1, но эпистатические взаимодействия C и
Гены P дадут модифицированное соотношение 9: 7. В следующей таблице описаны
взаимодействия для каждого генотипа и как происходит соотношение.

Генотип Цвет цветка Активность ферментов / TH>
9 C_P_ Цветы цветные;
произведено антоцианов
Функциональные ферменты обоих генов
3 C_pp Цветы белые;
антоциан не продуцируется
p фермент нефункциональный
3 куб. см_ Цветы белые;
антоциан не продуцируется
c фермент нефункциональный
1 куб.см Цветы белые;
антоциан не продуцируется
c- и p-ферменты нефункциональны

Поскольку для правильного фенотипа необходимы оба гена,
это эпистатическое взаимодействие называется , дополнительным действием гена .

Пример 3: Соотношение 12: 3: 1

Фенотип: Цвет плодов кабачков

При таком взаимодействии цвет становится рецессивным или полностью отсутствует.
одна аллельная пара. Этот рецессивный аллель должен быть выражен до специфического
цветовой аллель во втором локусе выражен. У первого гена белого цвета
кабачок доминирует над цветным кабачком, а символы гена: W = белый и
w = цветной. Во втором гене желтый преобладает над зеленым, а символы
используются G = желтый, g = зеленый.Если дигибрид является самоопыляемым, то обнаруживаются три фенотипа.
произведено в соотношении 12: 3: 1. В следующей таблице объясняется, как это соотношение
полученный.

Формы плодов кабачка

Генотип Цвет фруктов Действия гена
9 W_G_ Белый Доминантный белый аллель сводит на нет действие аллеля G
3 W_gg Белый Доминантный белый аллель сводит на нет действие аллеля G
3 wwG_ желтый Рецессивный цветовой аллель допускает экспрессию желтого аллеля
1 wwgg зеленый Рецессивный цветовой аллель обеспечивает экспрессию зеленого аллеля

Поскольку присутствие доминантного аллеля W маскирует эффекты
аллеля G или g , этот тип взаимодействия называется
доминантный эпистаз .

Пример 4: Соотношение 13: 3

Фенотип: Продукция мальвидина в Primula

Некоторые гены обладают способностью подавлять экспрессию
гена во втором локусе. Производство химического мальвидина в
Растение Primula является примером. Оба синтеза химического (контролируемого
геном K ) и подавление синтеза в гене K (контролируемое
геном D ) являются доминантными признаками.Растение F 1 с генотипом KkDd будет
не продуцируют мальвидин из-за присутствия доминантного аллеля D . Какие
будет ли распределение фенотипов F 2 после скрещивания с F 1 ?

Генотип Фенотип и генетическое объяснение
9 К_Д_ нет мальвидина, потому что присутствует доминантный аллель D
3 К_дд продуцирование мальвидина, поскольку присутствует доминантный аллель K
3 кДД_ нет мальвидина, потому что рецессивный k и доминантные аллели D
настоящее время
1 ккдд нет мальвидина, потому что присутствует рецессивный аллель k

Соотношение из приведенной выше таблицы составляет 13, при отсутствии продукции мальвидина.
до 3 продуцирования мальвидина.Поскольку действие доминантного аллеля D маскирует
гены в локусе K , это взаимодействие называется доминантной супрессией
Соловьева
.

Подавитель — генетический фактор, предотвращающий
экспрессия аллелей во втором локусе; это пример эпистатического
взаимодействие

Помните, что эпистаз — это взаимодействие между разными
гены. Если один аллель или пара аллелей маскирует экспрессию аллеля на
второй ген, эта аллель или пара аллелей эпистатична второму гену.Таким образом, в следующей таблице приведены четыре эпистатических взаимодействия.
обсуждалось выше.

Пример Аллельные взаимодействия Тип эпистаза
Цвет ядра пшеницы A эпистатический к B , b
B эпистатический к A , a
Дубликаты генов
Цвет душистого горошка cc эпистатический к P , p
pp эпистатический к C , c
Действие комплементарного гена
Цвет плодов тыквы W эпистатический к G , г Доминантный эпистаз
Производство примулы мальвидина D эпистатический до K , k Доминирующее подавление

Авторские права © 2000. Филлип МакКлин

Что такое тестирование генетического происхождения ?: MedlinePlus Genetics

Тестирование генетического происхождения или генетическая генеалогия — это способ для людей, интересующихся семейной историей (генеалогией), выйти за рамки того, что они могут узнать от родственников или из исторических документов. Изучение вариаций ДНК может дать ключ к разгадке того, откуда могли происходить предки человека, и о взаимоотношениях между семьями. Определенные образцы генетической изменчивости часто присущи людям определенного происхождения.Чем более тесно связаны два человека, семьи или популяции, тем больше у них обычно общих закономерностей.

Для генеалогии обычно используются три типа генетических тестов:

Тестирование Y-хромосомы

Вариации Y-хромосомы, передаваемые исключительно от отца к сыну, можно использовать для изучения происхождения по прямой мужской линии. Тестирование Y-хромосомы может проводиться только на мужчинах, потому что у женщин нет Y-хромосомы. Однако женщины, заинтересованные в этом типе генетического тестирования, иногда нанимают родственника-мужчину для прохождения теста.Поскольку Y-хромосома передается по той же схеме, что и фамилии во многих культурах, тестирование Y-хромосомы часто используется для исследования таких вопросов, как родство двух семей с одинаковой фамилией.

Тестирование митохондриальной ДНК

Этот тип тестирования выявляет генетические вариации митохондриальной ДНК. Хотя большая часть ДНК упакована в хромосомы в ядре клетки, клеточные структуры, называемые митохондриями, также имеют небольшое количество собственной ДНК (известной как митохондриальная ДНК).И у мужчин, и у женщин есть митохондриальная ДНК, которая передается от их матери, поэтому этот тип тестирования может использоваться любым полом. В нем содержится информация о прямой женской родовой линии. Тестирование митохондриальной ДНК может быть полезно для генеалогии, потому что оно сохраняет информацию о предках женского пола, которая может быть утеряна из исторических записей из-за того, как фамилии часто передаются по наследству.

Тестирование однонуклеотидного полиморфизма

Эти тесты оценивают большое количество вариаций (однонуклеотидный полиморфизм или SNP) во всем геноме человека.Результаты сравниваются с результатами других, которые прошли тесты, чтобы оценить этническую принадлежность человека. Например, структура SNP может указывать на то, что происхождение человека примерно на 50 процентов африканское, на 25 процентов — европейское, на 20 процентов — азиатское и на 5 процентов неизвестно. Специалисты по генеалогии используют этот тип теста, потому что результаты тестов Y-хромосомы и митохондриальной ДНК, которые представляют только отдельные линии предков, не отражают общую этническую принадлежность человека.

Тестирование генетического происхождения имеет ряд ограничений.Провайдеры тестов сравнивают результаты индивидуальных тестов с разными базами данных предыдущих тестов, поэтому оценки этнической принадлежности могут не совпадать от одного провайдера к другому. Кроме того, поскольку большинство человеческих популяций мигрировали много раз на протяжении своей истории и смешивались с соседними группами, оценки этнической принадлежности, основанные на генетическом тестировании, могут отличаться от ожиданий человека. В этнических группах с меньшим диапазоном генетической изменчивости из-за размера и истории группы большинство членов имеют много общих SNP, и может быть трудно отличить людей, у которых есть относительно недавний общий предок, например, четвертый кузен, от группы как весь.

Тестирование генетического происхождения предлагается несколькими компаниями и организациями. Большинство компаний предоставляют онлайн-форумы и другие услуги, позволяющие людям, прошедшим тестирование, делиться и обсуждать свои результаты с другими, что может позволить им обнаружить ранее неизвестные отношения. В более широком масштабе, комбинированные результаты тестов на генетическое происхождение многих людей могут быть использованы учеными для изучения истории популяций по мере их возникновения, миграции и смешивания с другими группами.

Генетическая информация содержится во всех живых существах

Эта основная идея исследуется через:

На этой странице

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Студенты обычно приносят идеи генетики из «фольклора»: способы, которыми семьи описывают, что и как определенные характеристики передаются по наследству.Их идеи могут быть еще более запутаны из-за популярных сообщений о генетике в СМИ.

Примеры этих концепций включают:

  • , что любые наблюдаемые различия между организмами одного и того же вида происходят исключительно из-за факторов окружающей среды
  • что не все живые существа содержат генетическую информацию
  • что ген не существует
  • что гены, несущие генетический материал, обнаруживаются только в крови или только в мозгу, или обнаруживаются только в репродуктивной системе
  • , что человек будет нести гены только тех характеристик, которые они демонстрируют (например, вращение языка), а не характеристик, которые они не отображать (например, рыжие волосы)
  • , в которых были внесены изменения (например,грамм. развитие мышц) может передаваться потомству
  • , что генетическая наследственность включает усреднение генов от обоих родителей (например, темная кожа и белая кожа приводит к коричневой коже), поэтому каждая характеристика ребенка находится где-то посередине между характеристиками родителей.

Исследования: Драйвер, Сквайрс, Рашворт и Вуд-Робинсон (1994), Льюис, Лич и Вуд-Робинсон (2000)

Среди студентов широко распространена путаница между концепцией наследственных изменений в популяциях, которые происходят в течение больших периодов время (поколения) и ненаследственных изменений в отдельных организмах, которые происходят в течение периода жизни организма.

Исследования: Льюис, Лич и Вуд-Робинсон (2000)

Научная точка зрения

Генетический материал, включая гены и ДНК, контролирует развитие, поддержание и воспроизводство организмов.

Генетическая информация передается из поколения в поколение через унаследованные единицы химической информации (в большинстве случаев через гены). Организмы производят другие подобные организмы посредством полового размножения, что позволяет сохранить линию генетического материала и связать поколения.Посредством воспроизводства организмы вида поддерживают «банк» генетической информации, который связывает отдельных членов и последующие поколения.

Вариации характеристик, таких как цвет кожи или волос, возникают в результате того, что популяция содержит ряд генетической информации для характеристики. Признаки, которые не видны, могут передаваться в генетической информации (рецессивно) индивидами и передаваться по наследству. Это означает, что потомство может иметь характеристики, отличные от характеристик своих родителей.Наблюдаемая характеристика может контролироваться рядом генов. Существует большое количество возможных комбинаций генов от обоих родителей. Характеристики потомства не обязательно должны быть промежуточными между двумя родителями.

Организмы обладают генетическим материалом, который содержит информацию для развития характеристик. Этот материал передается от поколения к поколению путем воспроизведения.

Все растения и животные состоят из клеток, в которых генетический материал может быть найден в форме генов и хромосом (обычно в ядре).

Исследования: Lewis, Leach & Wood-Robinson (1999)

Изменения, происходящие в организме на протяжении его жизни (например, потемнение кожи человека из-за воздействия солнечного света), обычно не влияют на генетические особенности организма. макияж и поэтому не будет передан потомству организма. Изменения в организме, которые являются результатом генетической мутации или приводят к ней, изменяют генетический состав организма и могут передаваться следующему поколению.

Исследование: W ood-Robinson (1994)

Мутации — это изменения в генетической информации организма, которые потенциально влияют на текущее функционирование этой генетической информации.

Критические идеи обучения

  • Генетический материал предоставляет информацию, которая позволяет живым существам функционировать.
  • Генетическая информация может передаваться из поколения в поколение. Передача этой генетической информации будет различной при бесполом и половом размножении и клонировании. Вариации в этой информации более вероятны при половом размножении.
  • Изменения в генетической информации (например, в результате мутации) могут приводить к изменению характеристик и передаваться из поколения в поколение.

Изучите взаимосвязь между идеями о генетической информации, идеями в
Карты развития концепций — (вариация унаследованных характеристик, функций клеток, ДНК и унаследованных характеристик, естественный отбор, клетки и органы).

Студенты должны понимать, что генетический материал присутствует во всех живых существах и несет информацию, которая управляет функционированием организма.

Изучая репродукцию, студенты должны понимать, что генетическая информация передается от одного поколения к другому через организованные химические структуры.

Студентам необходимо изучить примеры изменений в генетической информации, которые могут возникнуть из-за мутации. Им также следует изучить влияние приобретенных изменений на организмы и выработать понимание того, что эти изменения не передаются по наследству, потому что они не вызваны генетическими изменениями.

Для выживания организмов важно, чтобы информация, необходимая для выживания, передавалась из поколения в поколение. Если популяция имеет достаточные вариации в своей генетической информации, она с большей вероятностью успешно отреагирует на изменения в окружающей среде.Мутации могут помочь, увеличивая вариативность.

Преподавательская деятельность

Сбор доказательств / данных для анализа

Учащимся можно дать группу организмов и попросить проследить изменения, которые произошли у этого вида. Например, у тигровых змей в Австралии один вид развился до 6 отдельных видов:

  • Notechis scutatus (Тигровая змея)
  • Notechis ater ater (Тигровая змея Креффта)
  • Notechis ater niger (Peninsula Tiger Snake)
  • Notechis ater occidentalis (Западная тигровая змея)
  • Notechis ater serventyi (Тигровая змея острова Чаппелл)
  • Notechis ater humphreysi (Тасманские тигровые змеи и тигровые змеи с острова Кинг).

Уточнение и обобщение идей для / путем общения с другими

Затем студенты могли прокомментировать, как эта вариация повысила шансы на выживание в различных средах и внесла свой вклад в изменения в пуле генетической информации.

Студенты могли создать собственный документальный фильм типа «Дэвид Аттенборо». Они могли выбрать организм для исследования; местными примерами могут быть лягушки, собаки, кенгуру, грибы или птицы. Они также могут создать документальный фильм о растениях, в том числе о тех, которые были генетически модифицированы для употребления в пищу.Чтобы получить идеи о том, как выполнять этот вид деятельности, студенты могут посмотреть видеоролики, такие как документальные фильмы Дэвида Аттенборо.

Содействовать осмыслению и разъяснению существующих идей

Еще одним видом деятельности для студентов может быть разработка высокотехнологичных генетических идентификационных карт; для этого студентам может потребоваться изучить возможные этические и правозащитные аспекты сбора этой личной информации. Им также необходимо будет рассмотреть, могут ли определенные наркотики изменить генетическую информацию и как эта информация будет записана в удостоверениях личности.

Учащиеся могут также предъявить комплекты удостоверений личности, которые будут включать информацию о семье, фотографии и сведения о семье. Это может привести к обсуждению того, кто будет иметь к ним доступ и зачем им этот доступ.

Сбор доказательств / данных для анализа

Учащиеся должны использовать различные визуальные образы для сбора и описания данных об изменениях, которые могут происходить внутри организмов и между ними. Им нужно будет провести исследования с использованием книг, журналов и Интернета, а затем проанализировать свои исследования, чтобы сделать выводы.

Содействовать размышлению и разъяснению существующих идей

Учащиеся могут также обсудить причины и источники мутаций, а также другие источники вариаций (например, рекомбинацию). Им также необходимо будет обсудить и проанализировать этические аспекты генетики и их влияние на людей.

Открытое обсуждение на основе общего опыта

Этические проблемы и дилеммы, связанные с генетикой, могут вызвать у студентов потребность в знаниях и предоставить отличные пути вовлечения студентов.

Полезный ресурс для изучения роли гена серповидных клеток в естественном отборе:

Основы мозга: гены работают в мозге

Введение: наши гены делают нас людьми
От ДНК
к гену
к белку
Как регулируется экспрессия генов
Вариации генетического кода
Роль генов в неврологическом заболевании
Гены работают для лучшего лечения и лечения
Где я могу найти больше информации?

PDF Брошюра ( pdf, 1,628 кб )


Введение: наши гены делают нас людьми

Гены не только определяют цвет наших глаз и то, высокие мы или низкие.Гены находятся в центре всего, что делает нас людьми.

Гены отвечают за производство белков, которые управляют всем в нашем организме. Некоторые белки видны, например, те, из которых состоят наши волосы и кожа. Другие работают вне поля зрения, координируя наши основные биологические функции.

По большей части каждая клетка нашего тела содержит одни и те же гены, но внутри отдельных клеток одни гены активны, а другие нет. Когда гены активны, они способны производить белки.Этот процесс называется экспрессией генов. Когда гены неактивны, они молчат или недоступны для производства белка.

По крайней мере, треть из примерно 20 000 различных генов, составляющих геном человека, активны (экспрессируются) в основном в головном мозге. Это самая высокая доля генов, экспрессируемых в любой части тела. Эти гены влияют на развитие и функции мозга и в конечном итоге контролируют то, как мы двигаемся, думаем, чувствуем и ведем себя. В сочетании с воздействием нашей окружающей среды изменения в этих генах также могут определять, подвержены ли мы риску определенного заболевания, и если да, то каким образом оно может развиваться.

Эта брошюра представляет собой введение в гены, как они работают в мозге и как геномные исследования помогают найти новые методы лечения неврологических расстройств.

верх

Из ДНК

Чтобы понять, как гены работают в головном мозге, мы должны понять, как гены производят белки. Это начинается с ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота).

ДНК — это длинная молекула, упакованная в структуры, называемые хромосомами. У человека 23 пары хромосом, включая одну пару половых хромосом (XX у женщин и XY у мужчин).В каждой паре одна хромосома принадлежит матери, а другая — отцу. Другими словами, мы наследуем половину нашей ДНК от каждого из наших родителей.

ДНК

состоит из двух нитей, скрученных вместе, образуя двойную спираль. Внутри каждой цепи химические вещества, называемые нуклеотидами, используются в качестве кода для создания белков. ДНК содержит всего четыре нуклеотида — аденин (A), тимин (T), цитозин (C) и гуанин (G) — но этот простой генетический алфавит является отправной точкой для создания всех белков в организме человека, которые, по оценкам, целых один миллион.

верх

К Джину

Ген — это участок ДНК, который содержит инструкции по производству или регулированию определенного белка.

Гены, производящие белки, называются генами, кодирующими белок. Чтобы создать белок, молекула, тесно связанная с ДНК, называемая рибонуклеиновой кислотой (РНК), сначала копирует код внутри ДНК. Затем аппарат, производящий белок в клетке, сканирует РНК, считывая нуклеотиды группами по три. Эти триплеты кодируют 20 различных аминокислот, которые являются строительными блоками для белков.Самый крупный из известных белков человека — это мышечный белок, называемый тайтин, который состоит примерно из 27 000 аминокислот.

Некоторые гены кодируют небольшие фрагменты РНК, которые не используются для производства белков, а вместо этого используются, чтобы указывать белкам, что им делать и куда идти. Они называются некодирующими генами или генами РНК. РНК-генов намного больше, чем генов, кодирующих белок.

верх

К белку

Белки образуют внутренний механизм внутри клеток мозга и соединительную ткань между клетками мозга.Они также контролируют химические реакции, которые позволяют клеткам мозга общаться друг с другом.

Некоторые гены производят белки, важные для раннего развития и роста мозга младенца. Например, ген ASPM производит белок, необходимый для производства новых нервных клеток (или нейронов) в развивающемся мозге. Изменения в этом гене могут вызвать микроцефалию — состояние, при котором мозг не может вырасти до своего нормального размера.

Определенные гены производят белки, которые, в свою очередь, производят нейротрансмиттеры — химические вещества, передающие информацию от одного нейрона к другому.Другие белки важны для установления физических связей, которые объединяют различные нейроны в сети.

Еще одни гены вырабатывают белки, которые действуют в мозгу как помощники по хозяйству, поддерживая нейроны и их сети в хорошем рабочем состоянии.

Например, ген SOD1 вырабатывает белок, который борется с повреждением ДНК в нейронах. Изменения в этом гене являются одной из причин заболевания боковым амиотрофическим склерозом (БАС), при котором прогрессирующая потеря нейронов, контролирующих мышцы, приводит к возможному параличу и смерти.Считается, что ген SOD1 содержит важные ключи к разгадке причин гибели нейронов при распространенной «спорадической» форме БАС, причина которой неизвестна.

верх

Как регулируется экспрессия генов

Мы знаем, какой белок будет производить ген, глядя на его код, также называемый последовательностью ДНК. Что мы не можем предсказать, так это количество белка, которое будет произведено, когда он будет производиться или какая клетка будет его производить.

Каждая клетка включает только часть своих генов, а остальные заставляет замолчать.Например, гены, которые экспрессируются в клетках мозга, могут подавляться в клетках печени или сердечных клетках. Некоторые гены включаются только в первые месяцы развития человека, а затем заглушаются позже.

Что определяет эти уникальные образцы экспрессии генов? Как и люди, клетки имеют уникальное происхождение и склонны унаследовать черты от своих родителей. Итак, происхождение клетки влияет на гены, которые она задействует для производства белков. Окружающая среда клетки — ее воздействие на окружающие клетки, гормоны и другие сигналы — также помогает определить, какие белки вырабатывает клетка.Эти сигналы из прошлого клетки и из ее окружающей среды действуют через множество регуляторных факторов внутри клетки, некоторые из которых описаны в следующих разделах.

ДНК-связывающие белки
Около 10 процентов генов в геноме человека кодируют ДНК-связывающие белки. Некоторые из этих белков распознают определенные фрагменты ДНК и прикрепляются к ним, чтобы активировать экспрессию генов. Другой тип ДНК-связывающего белка, называемый гистоном, действует как катушка, которая может удерживать ДНК в плотных спиралях и, таким образом, подавлять экспрессию генов.

мРНК
По всему геному разбросано множество типов малых РНК (мРНК), которые активно регулируют экспрессию генов. Из-за своей небольшой длины они могут нацеливать, сопоставлять и деактивировать небольшие фрагменты генетического кода.

Эпигенетические факторы
Слово эпигенетика происходит от греческого слова epi, означающего «сверху» или «рядом». В широком смысле эпигенетика относится к длительным изменениям экспрессии генов без каких-либо изменений генетического кода.Эпигенетические факторы включают химические метки или метки на ДНК или гистонах, которые могут влиять на экспрессию генов.

верх

Вариации генетического кода

Генетическая вариация — это постоянное изменение последовательности ДНК, из которой состоит ген. Большинство вариантов безвредны или вообще не действуют. Однако другие варианты могут иметь вредные последствия, приводящие к заболеваниям. Третьи могут быть полезны в долгосрочной перспективе, помогая виду адаптироваться к изменениям.

Полиморфизм одиночных нуклеотидов (SNP)
SNP — это вариации, которые включают изменение только одного нуклеотида.Подсчитано, что геном человека содержит более 10 миллионов различных SNP. Поскольку SNP представляют собой такие небольшие изменения в ДНК, большинство из них не влияет на экспрессию генов. Однако некоторые SNP несут ответственность за придание нам уникальных черт, таких как цвет волос и глаз. Другие SNP могут незначительно повлиять на наш риск развития общих заболеваний, таких как сердечные заболевания, диабет или инсульт.

Вариация числа копий (CNV)
По крайней мере 10 процентов генома человека состоит из CNV, которые представляют собой большие фрагменты ДНК, которые удаляются, копируются, переворачиваются или иным образом реорганизуются в комбинациях, которые могут быть уникальными для каждого человека.Эти фрагменты ДНК часто включают гены, кодирующие белок. Это означает, что CNV могут изменить способ производства белка геном.

Поскольку гены обычно встречаются в двух копиях, по одной унаследованной от каждого родителя, CNV, включающая единственный отсутствующий ген, может снизить продукцию белка ниже необходимого количества.

Слишком большое количество копий гена тоже может быть вредным. Хотя большинство случаев болезни Паркинсона являются спорадическими (без известной причины), некоторые случаи связаны с наличием двух или более копий гена SNCA, который кодирует белок под названием альфа-синуклеин.Избыток альфа-синуклеина накапливается в клетках мозга и, по-видимому, блокирует механизмы клеток. По неясным причинам подобные образования связаны со спорадической болезнью Паркинсона.

Мутация одного гена
Некоторые генетические вариации незначительны и влияют только на один ген. Однако эти мутации одного гена могут иметь серьезные последствия, поскольку они влияют на инструкции гена по производству белка. Мутации одного гена являются причиной многих редких наследственных неврологических заболеваний.

Например, болезнь Хантингтона является результатом так называемого расширенного «триплетного повтора» в гене гентингтина. Нормальные гены часто имеют триплетные повторы, в которых один и тот же триплетный аминокислотный код встречается несколько раз, как заикание. Эти повторы обычно безвредны.

В гене хантингтина триплетные повторы от 20 до 30 раз являются нормальными. Но у людей с болезнью Гентингтона количество повторов достигает 40 и более. Мутация создает белок неправильной формы, токсичный для нейронов.Когда клетки начинают умирать, появляются симптомы болезни Хантингтона — неконтролируемые корчащиеся движения ног и рук, потеря мышечной координации, а также изменения личности и мышления.

верх

Роль генов в неврологических заболеваниях

Выявлено большинство мутаций отдельных генов, вызывающих редкие неврологические расстройства, такие как болезнь Хантингтона. Напротив, еще многое предстоит узнать о роли генетических вариаций в распространенных неврологических расстройствах и состояниях, таких как болезнь Альцгеймера и инсульт.Ясно несколько вещей. Во-первых, для большинства людей сложное взаимодействие между генами и окружающей средой влияет на риск развития этих заболеваний. Во-вторых, там, где известно, что конкретные генетические вариации, такие как SNP, влияют на риск заболевания, влияние любой отдельной вариации обычно очень мало. Другими словами, большинство людей, пострадавших от инсульта или болезни Альцгеймера, испытали неудачную комбинацию множества «ударов» в геноме и в окружающей среде. Наконец, помимо изменений в последовательности ДНК, изменения в регуляции генов — например, с помощью мРНК и эпигенетических факторов — могут играть ключевую роль в развитии болезни.

Ученые ищут связи между генами и риском заболевания, выполняя два вида исследований. В исследовании общегеномных ассоциаций (GWA) ученые ищут SNP или другие изменения в последовательности ДНК, сравнивая геномы субъектов (людей, лабораторных животных или клеток), у которых есть заболевание, и субъектов, не страдающих этим заболеванием. В другом типе исследования, называемом профилированием экспрессии генов, ученые ищут изменения в экспрессии и регуляции генов, связанные с заболеванием.

Оба типа исследований часто используют устройство, называемое микрочипом ДНК, которое представляет собой небольшой чип, иногда называемый генным чипом, покрытый строками фрагментов ДНК. Фрагменты действуют как зонды для ДНК (в исследовании GWA) или РНК (в профиле экспрессии генов), выделенных из образца крови или ткани.

Все чаще ученые проводят эти исследования путем прямого секвенирования, которое включает считывание последовательностей ДНК или РНК нуклеотид за нуклеотидом. Когда-то секвенирование было трудоемкой и дорогостоящей процедурой, но новый набор методов, называемый секвенированием следующего поколения, стал эффективным и экономичным способом получения подробных данных о геноме.

верх

Гены работают для лучшего лечения и лечения

Врачи могут назначать тесты на основе ДНК для поиска мутаций, вызывающих нарушения с мутациями одного гена, такие как мышечная дистрофия Дюшенна, нейрофиброматоз типа 1 и болезнь Хантингтона. Генетические тесты часто используются для подтверждения диагноза болезни у людей, у которых уже есть симптомы, но они также могут использоваться для установления наличия мутации у людей, которые подвержены риску заболевания, но у которых еще не развились какие-либо симптомы.

В лабораторных условиях исследования GWA и исследования профилей экспрессии генов открывают новые возможности для профилактики, диагностики и лечения заболеваний. Когда ученые идентифицируют ген или путь регуляции гена, связанный с заболеванием, они обнаруживают новые потенциальные мишени для терапии.

Ожидается, что понимание взаимосвязи между генами и сложными заболеваниями также будет играть важную роль в персонализированной медицине. Когда-нибудь сканирование генома на основе микрочипов может стать рутинным способом оценки генетического риска человека развития таких заболеваний, как инсульт, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и некоторые виды рака мозга.Кроме того, исследователи надеются разработать индивидуальные лекарственные «коктейли», соответствующие уникальному генетическому профилю человека. Исследователи полагают, что эти индивидуализированные препараты с гораздо меньшей вероятностью, чем существующие лекарства, будут вызывать побочные эффекты.

РНК-интерференция (РНКи) — это метод, который использует способность малых РНК изменять экспрессию генов. В будущем РНКи можно будет использовать в терапевтических целях для активизации аномально подавленного гена или для подавления сверхактивного гена.Еще предстоит преодолеть множество технических препятствий, прежде чем эти виды лечения станут реальностью. Например, исследователи еще не знают, как лучше всего доставить эти молекулы в нервную систему.

Это лишь некоторые из способов, которыми ученые используют новые знания об экспрессии генов, чтобы улучшить жизнь людей с неврологическими расстройствами.

верх

Где я могу получить дополнительную информацию?

Для получения информации о других неврологических расстройствах или исследовательских программах, финансируемых Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта, свяжитесь с Институтом мозговых ресурсов и информационной сети (BRAIN) по телефону:

МОЗГ
П.О. Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424
www.ninds.nih.gov

верх

Подготовлено:
Офис по связям с общественностью
Национальный институт неврологических расстройств и инсульта
Национальные институты здравоохранения
Бетесда, Мэриленд 20892

Публикация NIH № 10-5475
июль 2010

Материалы

NINDS, связанные со здоровьем, предоставляются только в информационных целях и не обязательно представляют собой одобрение или официальную позицию Национального института неврологических расстройств и инсульта или любого другого федерального агентства.Консультации по лечению или уходу за отдельным пациентом следует получать после консультации с врачом, который обследовал этого пациента или знаком с историей болезни этого пациента.

Вся информация, подготовленная NINDS, находится в открытом доступе и может свободно копироваться. Благодарность NINDS или NIH приветствуется.

3.4: Методы скрещивания, используемые в классической генетике

Классическая генетика

Мендель не только раскрыл тайну наследования как единиц (генов), но и изобрел несколько методов тестирования и анализа, используемых до сих пор. Классическая генетика — это наука о решении биологических вопросов с использованием контролируемых вязок модельных организмов. Она началась с Менделя в 1865 году, но не получила успеха до тех пор, пока Томас Морган не начал работать с плодовыми мушками в 1908 году. Позже, начиная со структуры ДНК Уотсона и Крика в 1953 году, к классической генетике присоединилась молекулярная генетика , наука о решении биологических вопросы с использованием ДНК, РНК и белков, выделенных из организмов. Генетика клонирования ДНК началась в 1970 году с открытия рестрикционных ферментов.

Истинные линии разведения

Генетики используют истинных племенных линий , как это сделал Мендель (Рисунок \ (\ PageIndex {6} \) a). Это инбредные популяции растений или животных, в которых все родители и их потомки (на протяжении многих поколений) имеют одинаковые фенотипы в отношении определенного признака. Истинные племенные линии полезны, потому что обычно предполагается, что они гомозиготны по аллелям, которые влияют на интересующий признак. Когда скрещиваются два человека, гомозиготных по одним и тем же аллелям, все их потомки также будут гомозиготными.Продолжение таких скрещиваний составляет истинную линию или штамм разведения. Для генетических исследований можно собрать и сохранить большое количество различных штаммов, каждый из которых имеет свой истинный селекционный характер.

Моногибридные крестовины

Моногибридный кросс — это гибрид, в котором оба родителя являются гетерозиготными (или гибридными) по одному (моно) признаку. Признаком может быть цвет лепестков у растений гороха (Рисунок \ (\ PageIndex {6} \) b). Вспомните из главы 1, что поколения в кресте называются P (родительские), F 1 (первый дочерний), F 2 (второй дочерний) и т. Д.

Рисунок \ (\ PageIndex {6} \): (a) Чистопородная линия ( b) Моногибридный гибрид, полученный скрещиванием двух разных чистопородных линий. (Оригинал-Deholos-CC: AN)

Punnett Squares

Учитывая генотипы любых двух родителей, мы можем предсказать все возможные генотипы потомства. Кроме того, если мы также знаем отношения доминирования для всех аллелей, мы можем предсказать фенотипы потомства. Удобный метод расчета ожидаемых генотипических и фенотипических соотношений от скрещивания был изобретен Реджинальдом Пеннеттом.Квадрат Пеннета представляет собой матрицу, в которой все возможные гаметы, произведенные одним родителем, перечислены по одной оси, а гаметы от другого родителя перечислены по другой оси. Каждая возможная комбинация гамет указана на пересечении каждой строки и столбца. Крест F 1 на рисунке \ (\ PageIndex {6} \) b будет нарисован, как на рисунке \ (\ PageIndex {7} \). Квадраты Пеннета также можно использовать для расчета частоты потомства. Частота каждого потомства — это частота мужских гамет, умноженная на частоту женских гамет.

Рисунок \ (\ PageIndex {7} \): Квадрат Пеннета, показывающий моногибридный cro ss. (Оригинал-Deholos (Фейерверк) -CC: AN)

Контрольные кресты

Знание генотипов человека обычно является важной частью генетического эксперимента. Однако генотипы нельзя наблюдать напрямую; они должны быть выведены на основе фенотипов. Из-за доминирования часто невозможно отличить гетерозиготу от гомозгиота только на основании фенотипа (например,грамм. см. пурпурные растения F 2 на рисунке \ (\ PageIndex {6} \) b). Для определения генотипа конкретного индивида может быть проведен тест скрещивания , при котором индивид с неопределенным генотипом скрещивается с индивидом, который является гомозиготным рецессивным по всем тестируемым локусам.

Например, если вам дали растение гороха с фиолетовыми цветками, это может быть гомозигота ( AA ) или гетерозигота ( Aa ). Вы можете скрестить это растение с пурпурными цветками с растением с белыми цветками в качестве тестера , так как вы знаете, что генотип тестера — aa .В зависимости от генотипа родителя с пурпурными цветками (Рисунок \ (\ PageIndex {8} \)) вы будете наблюдать различные фенотипические соотношения в поколении F 1 . Если родитель с пурпурными цветками был гомозгётом, все потомство F 1 будет пурпурным. Если родитель с пурпурными цветками был гетерозиготой, потомство F 1 должно разделять растения с пурпурными и белыми цветками в соотношении 1: 1.

Рисунок \ (\ PageIndex {8} \): Квадратов Пеннета, показывающих два возможных результата теста через с.(Оригинал-Deholos (Фейерверк) -CC: AN)

Авторы и авторство

Генетика рака | Cancer.Net

Гены находятся в ДНК каждой клетки вашего тела. Они контролируют работу клеток, в том числе:

  • Как быстро растет

  • Как часто делится

  • Сколько живет

По оценкам исследователей, каждая клетка содержит 30 000 различных генов.Внутри каждой клетки гены расположены на хромосомах.

О хромосомах

Хромосомы — это нитевидные структуры в клетках, содержащие гены. 46 хромосом, расположенных в 2 наборах по 23.

Вы наследуете один набор от матери и один от отца. Одна хромосома в каждом наборе определяет, мужчина вы или женщина. Остальные 22 пары хромосом определяют другие физические характеристики. Эти пары хромосом называются аутосомами.

Как работают гены

Гены контролируют работу ваших клеток, производя белки.Белки выполняют определенные функции и действуют как посланники для клетки.

Каждый ген должен иметь правильные инструкции по производству белка. Это позволяет белку выполнять правильную функцию для клетки.

Все виды рака начинаются, когда один или несколько генов в клетке мутируют. Мутация — это изменение. Он создает аномальный белок. Или это может предотвратить образование белка.

Аномальный белок предоставляет иную информацию, чем нормальный белок. Это может привести к неконтролируемому размножению клеток и стать злокачественными.

О генетических мутациях

Существует 2 основных типа генетических мутаций:

Приобретенные мутации. Это наиболее частая причина рака. Они возникают в результате повреждения генов в конкретной клетке в течение жизни человека. Например, это может быть клетка груди или клетка толстой кишки, которая затем многократно делится и образует опухоль. Опухоль — это аномальная масса. Рак, который возникает из-за приобретенных мутаций, называется спорадическим раком. Приобретенные мутации не обнаруживаются в каждой клетке тела и не передаются от родителя к потомку.

Факторы, вызывающие эти мутации, включают:

Мутации зародышевой линии. Это реже. Мутация зародышевой линии происходит в сперматозоиде или яйцеклетке. Он переходит напрямую от родителя к ребенку в момент зачатия. По мере того, как эмбрион превращается в ребенка, мутация исходной сперматозоида или яйцеклетки копируется в каждую клетку в организме. Поскольку мутация затрагивает репродуктивные клетки, она может передаваться из поколения в поколение.

Рак, вызванный мутациями зародышевой линии, называется наследственным раком.На его долю приходится от 5% до 20% всех случаев рака.

Мутации и рак

Мутации случаются часто. Мутация может быть полезной, вредной или нейтральной. Это зависит от того, где в гене происходит изменение. Обычно организм исправляет большинство мутаций.

Единичная мутация, скорее всего, не вызовет рак. Обычно рак возникает в результате нескольких мутаций в течение жизни. Вот почему рак чаще возникает у пожилых людей. У них было больше возможностей для развития мутаций.

Типы генов, связанных с раком

Многие из генов, которые способствуют развитию рака, попадают в широкие категории:

Гены-супрессоры опухолей. Это защитные гены. Обычно они ограничивают рост клеток на:

При мутации гена-супрессора опухоли клетки бесконтрольно растут. И со временем они могут образовать опухоль.

Примеры генов-супрессоров опухолей включают BRCA1 , BRCA2 и p53 или TP53 .

мутации зародышевой линии в генах BRCA1 или BRCA2 увеличивают риск развития у женщин наследственного рака груди или яичников, а у мужчин — риск развития наследственного рака простаты или груди. Они также увеличивают риск рака поджелудочной железы и меланомы у женщин и мужчин.

Наиболее часто мутирующий ген у людей, больных раком, — это p53 или TP53 . Более чем в 50% случаев рака присутствует отсутствующий или поврежденный ген p53 . Большинство мутаций гена p53 приобретается.Мутации зародышевой линии p53 встречаются редко, но пациенты, которые их носят, подвергаются более высокому риску развития многих различных типов рака.

Онкогены. Они превращают здоровую клетку в раковую. Мутации в этих генах не передаются по наследству.

Два общих онкогена:

  • HER2, специализированный белок, контролирующий рост и распространение рака. Он содержится в некоторых раковых клетках. Например, раковые клетки груди и яичников.

  • Семейство генов RAS , которое заставляет белки участвовать в путях клеточной коммуникации, росте и гибели клеток.

генов репарации ДНК. Это исправляет ошибки, сделанные при копировании ДНК. Многие из них действуют как гены-супрессоры опухолей. BRCA1 , BRCA2 и p53 — все гены репарации ДНК.

Если у человека есть ошибка в гене репарации ДНК, ошибки остаются неисправленными. Тогда ошибки становятся мутациями.Эти мутации могут в конечном итоге привести к раку, особенно мутации в генах-супрессорах опухолей или онкогенах.

Мутации в генах репарации ДНК могут передаваться по наследству или приобретаться. Синдром Линча является примером наследственного вида. Мутации BRCA1 , BRCA2 и p53 и связанные с ними синдромы также передаются по наследству.

Проблемы понимания генетики рака

Исследователи многое узнали о том, как работают гены рака. Но многие виды рака не связаны с конкретным геном.Рак, вероятно, связан с множественными генными мутациями. Более того, некоторые данные свидетельствуют о том, что гены взаимодействуют с окружающей средой. Это еще больше усложняет наше понимание роли генов в развитии рака.

Исследователи продолжают изучать, как генетические изменения влияют на развитие рака. Эти знания привели к улучшениям в лечении рака, включая раннее выявление, снижение риска, использование таргетной терапии и выживаемость.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.