Блог преподавателя ГБОУ СПО ЛНР "Комиссаровский колледж-агрофирма" Зосич Р.М.: 03/01/21

понедельник, 1 марта 2021 г.

01.03.21 г. 303, 306, 305, 108

ГРУППА 303 БИОЛОГИЯ

ТЕМА: Взаимодействие генотипа и среды. Генетические основы поведения.

Генотип как целостная система.

Термин генотип предложен в 1909 г. датским генетиком Вильгельмом Иогансеном. Он же ввел термины: ген, аллель, фенотип, линия, чистая линия, популяция.

Генотип – это совокупность генов данного организма. У человека по последним данным около 35 тыс. генов.

Генотип, как единая функциональная система организма, сложился в процессе эволюции. Признаком системности генотипа является взаимодействие генов.

Ген, как единица наследственности, имеет ряд свойств:

дискретность действия - развитие различных признаков контролируется разными генами, находящимися в различных локусах хромосом;

стабильность– передача наследственной информации в неизменном виде (при отсутствии мутаций);

лабильность(неустойчивость) – способность к мутациям;

специфичность- каждый ген отвечает за развитие определенного признака;

плейотропность- один ген может отвечать за несколько признаков. Например, синдром Марфана характеризующийся «паучими пальцами», высоким сводом стопы, развитием аневризмы аорты связан с дефектом развития соединительной ткани;

экспрессивность- степень выраженности признака (полимерия);

пенентрантность- частота встречаемости;

способность вступать во взаимодействие другими неаллельными генами.

Гены действуют на двух уровнях: на уровне самой генетической системы, определяя состояние генов их работу, скорость репликации ДНК, стабильность и изменчивость генов и на уровне работы клеток в системе целостного организма.

Таким образом, генотип – это целостная генетическая система организма, а не простая совокупность всех его генов.

Основные закономерности наследования впервые были разработаны Грегором Менделем. Любой организм обладает многими наследственными признаками. Наследование каждого из них Г. Мендель предложил изучать независимо от того, что наследуется другими. Доказав возможность наследования одного признака независимо от других, он тем самым показал, что наследственность делима и генотип состоит из отдельных единиц, определяющих отдельные признаки и относительно независимых друг от друга.

Исходя из этого, может сложиться мнение, что существует довольно прочная связь между определенным геном и определенным признаком, что в большинстве случаев отдельный ген определяет фенотипическое проявление признака. Но было накоплено много фактов, показывающих, что во многих случаях числовые отношения при расщеплении в потомстве гибридов не соответствуют установленным Менделем. Например, при дигибридном скрещивании в поколении F2 вместо соотношений 9 : 3 : 3 : 1, появляются соотношения 9 : 7, 9 : 3 : 4, 12 : 3 : 1, 13 : 3 и другие.

Выяснилось, что, во-первых, один и тот же ген может оказывать влияние на несколько различных признаков и, во-вторых, гены взаимодействуют друг с другом. Это открытие стало основой для разработки современной теории, рассматривающей генотип как целостную систему взаимодействующих генов. Согласно этой теории, влияние каждого отдельного гена на признак всегда зависит от остальной генной конституции (генотипа), и развитие каждого организма есть результат воздействия всего генотипа.

Что такое генотипы? Значение генотипа в научной и образовательной сферах

Генетика не раз поражала нас своими достижениями в области изучения генома человека и других живых организмов. Простейшие манипуляции и вычисления не обходятся без общепринятых понятий и знаков, которыми не обделена и эта наука.

Что такое генотипы?

Под термином понимают совокупность генов одного организма, которые хранятся в хромосомах каждой его клетки. Понятие генотипа следует отличать от генома, т. к. оба слова несут различный лексический смысл. Так, геном представляет собой абсолютно все гены данного вида (геном человека, геном обезьяны, геном кролика).

Как формируется генотип человека?

Что такое генотип в биологии? Изначально предполагали, что набор генов каждой клетки организма отличается. Такая идея была опровергнута с того момента, как ученые раскрыли механизм образования зиготы из двух гамет: мужской и женской. Так как любой живой организм образуется из зиготы путем многочисленных делений, нетрудно догадаться, что все последующие клетки будут иметь абсолютно одинаковый набор генов.

Однако следует отличать генотип родителей от такового у ребенка. Зародыш в утробе матери имеет по половине набора генов от мамы и от папы, поэтому дети хоть и похожи на своих родителей, но в то же время не являются их 100% копиями.

Что такое генотип и фенотип? В чем их отличие?

Фенотип – это совокупность всех внешних и внутренних признаков организма. Примерами могут служить цвет волос, наличие веснушек, рост, группа крови, количество гемоглобина, синтез или отсутствие фермента. Однако фенотип не является чем-то определенным и постоянным. Если наблюдать за зайцами, то окраска их шерсти меняется в зависимости от сезона: летом они серые, а зимой белые. Важно понимать, что набор генов всегда постоянный, а фенотип может варьироваться. Если принять во внимание жизнедеятельность каждой отдельной клетки организма, любая из них несет абсолютно одинаковый генотип. Однако в одной синтезируется инсулин, в другой кератин, в третьей актин. Каждая не похожа друг на друга по форме и размерам, функциям. Это и называется фенотипическим проявлением. Вот что такое генотипы и в чем проявляются их отличия от фенотипа. -

Данный феномен объясняется тем, что при дифференцировке клеток зародыша одни гены включаются в работу, а другие находятся в “спящем режиме”. Последние либо всю жизнь остаются неактивными, либо вновь используются клеткой в стрессовых ситуациях.

Примеры записи генотипов

На практике изучение наследственной информации проводится с помощью условной шифровки генов. Например, ген карих глаз записывают большой буквой «А», а проявление голубых глаз – маленькой буквой «а». Так показывают, что признак кареглазости доминантный, а голубой цвет – это рецессив. Так, по признаку люди могут быть: доминантными гомозиготами (АА, кареглазые); гетерозиготами (Аа, кареглазые); рецессивными гомозиготами (аа, голубоглазые). По такому принципу изучают взаимодействие генов между собой, причем обычно используют сразу несколько пар генов. Отсюда возникает вопрос: что такое 3 генотип (4/5/6 и т. д.)?

Такое словосочетание означает, что берутся сразу три пары генов. Запись будет, например, такой: АаВВСс. Здесь появляются новые гены, которые отвечают за совершенно другие признаки (например, прямые волосы и кудряшки, наличие белка или его отсутствие).

Почему типичная запись генотипа условна?

Любой ген, открытый учеными, носит определенное название. Чаще всего это английские термины или словосочетания, которые в длину могут достигать немалых размеров. Орфография названий сложна для представителей зарубежной науки, поэтому ученые ввели более простую запись генов. Даже учащийся старшей школы иногда может знать, что такое генотип 3а. Такая запись означает, что за ген отвечают 3 аллели одного и того же гена. При использовании настоящего названия гена понимание принципов наследственности могло бы быть затруднено. Если речь идет о лабораториях, где проводятся серьезные исследования кариотипа и изучение ДНК, то там прибегают к официальным названиям генов. Особенно это актуально для тех ученых, которые публикуют результаты своих исследований.

Где применяются генотипы

Еще одна положительная черта использования простых обозначений – это универсальность. Тысячи генов имеют свое уникальное название, однако каждый из них можно представить одной лишь буквой латинского алфавита. В подавляющем большинстве случаев при решении генетических задач на разные признаки буквы повторяются вновь и вновь, при этом каждый раз расшифровывается значение. Например, в одной задаче ген B – это черный цвет волос, а в другой – это наличие родинки

Вопрос “что такое генотипы” поднимается не только на занятиях по биологии. На самом деле условность обозначений обусловливает нечеткость формулировок и терминов в науке. Грубо говоря, использование генотипов – это математическая модель. В реальной жизни все сложнее, несмотря на то, что общий принцип все-таки удалось перенести на бумагу. По большому счету генотипы в таком виде, в котором мы их знаем, применяются в программе школьного и вузовского обучения при решении задач. Это упрощает понимание темы “что такое генотипы” и развивает у учащихся способность к анализированию. В будущем навык использования такой записи также пригодится, однако при реальных исследованиях настоящие термины и названия генов более уместны. -

В настоящее время гены изучаются в различных биологических лабораториях. Шифрование и использование генотипов актуально для медицинских консультаций, когда один или несколько признаков прослеживаются в ряде поколений. На выходе специалисты могут прогнозировать фенотипическое проявление у детей с определенной долей вероятностью (например, появление в 25% случаев блондинов или рождение 5% детей с полидактилией

Взаимодействие генов - это одновременное действие нескольких генов. Различают две основные группы взаимодействия генов: взаимодействие между аллельными генами и между неаллельные генами. Однако следует понимать, что это не физическое взаимодействие самих генов, а взаимодействие первичных и вторичных продуктов, которые вызывают тот или иной признак.

В цитоплазме происходит взаимодействие между белками-ферментами, синтез которых определяется генами, или между веществами, которые образуются под влиянием этих ферментов. Возможны следующие типы взаимодействия генов:

для образования определенного признака необходимо взаимодействие двух ферментов, синтез которых определяется двумя неаллельные генами;

фермент, который синтезировался с участием одного гена, полностью подавляет или инактивирует действие фермента, образованного другим неаллельные геном;

два фермента, образование которых контролируется двумя неаллельные генами, влияющими на один признак или на один процесс так, что их совместное действие приводит к возникновению и усилению проявления признака.

Известны такие формы взаимодействия между аллельными генами: полное, неполное доминирование, кодоминирование и сверхдоминирования. Основная форма взаимодействия - полное доминирование, которое впервые описано Г. Менделем. Суть его заключается в том, что в гетерозиготного организма (см. Гетерозигота) проявление одного из аллелей доминирует над проявлением другого. В медицинской практике с 2 тыс. моногенных наследственных болезней (см. Наследственные болезни) почти у половины отмечают доминирование проявления патологических генов над нормальными. Неполное доминирование - такая форма взаимодействия, когда в гетерозиготного организма (Аа) доминантный ген (А) полностью не подавляет рецессивный ген (а), вследствие чего проявляется промежуточный между родительскими признак. При Кодоминирование в гетерозиготных организмов каждый из аллельных генов вызывает формирование зависимого от него продукта, то есть оказываются продукты обеих аллелей. Классическим примером такого проявления является система группы крови АВ0, когда эритроциты человека несут на поверхности антигены, которые контролируются двумя аллелями. При Сверхдоминирование доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляется сильнее, чем в гомозиготном (см. Гомозигота).

Различают 4 основных типа взаимодействия неаллельных генов:

комплементарность

эпистаз

полимерия

модифицирующее действие (плейотропии)

Комплементарность - такой тип взаимодействия неаллельных генов, когда один доминантный ген дополняет действие другого неаллельные доминантного гена, и они вместе определяют новый признак, которая отсутствует у родителей. Причем соответствующая признак развивается только в присутствии обоих неаллельных генов. Примером комплементарной взаимодействия генов у человека может быть синтез защитного белка интерферона.

Его образование в организме связано с комплементарной взаимодействием двух неаллельных генов, расположенных в разных хромосомах. Эпистаз - это такое взаимодействие неаллельных генов, при которой один ген подавляет действие другого неаллельные гена. Угнетение могут вызывать как доминантные, так и рецессивные гены, в зависимости от этого различают эпистаз доминантный и рецессивный. Угнетающее ген получил название ингибитора или супрессора. Гены-ингибиторы в основном не детерминируют развитие определенного признака, а лишь подавляют действие другого гена. У человека примером может быть «бомбейский фенотип». В этом случае редкий рецессивный аллель в гомозиготном состоянии подавляет активность гена, который определяет группу крови системы АВ0. Большинство количественных признаков организмов определяется несколькими неаллельные генами (полигенами). Взаимодействие таких генов в процессе формирования признака называется полимерной. В этом случае два или более доминантных аллеля одинаковой степени влияют на развитие одной и той же признаки. Так, пигментация кожи у человека определяется 5 или 6 полимерными генами.

У коренных жителей Африки (негроидной расы) преобладают доминантные аллели, у представителей европеоидной расы - рецессивные. Поэтому мулаты имеют промежуточную пигментацию, но в браках мулатов возможно появление как более, так и менее интенсивно пигментированных детей. Многие морфологических, физиологических и патологических особенностей человека определяются полимерными генами: рост, масса тела, уровень АД и др. Развитие таких признаков у человека подчиняется общим законам полигенного наследования и зависит от условий среды. В этих случаях наблюдается, например, cклонность к гипертонической болезни, ожирения и тому подобное. Эти признаки при благоприятных условиях среды могут не проявиться или проявиться незначительно. Плейотропия - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена.

У человека известна наследственная болезнь - арахнодактилия ( «паучьи пальцы» - очень тонкие и длинные пальцы), или болезнь Марфана. Ген, отвечающий за эту болезнь, вызывает нарушение развития соединительной ткани и одновременно влияет на возникновение нескольких признаков: нарушение строения хрусталика глаза, аномалии в сердечно-сосудистой системе.

Вопросы для обсуждения

Вопросы и задания для повторения

1.Какие из исследованных Г. Менделем признаков гороха наследуются как доминантные?

2.Приведите примеры влияния генов на проявление других, неаллельных генов

3.Как взаимодействуют между собой различные варианты генов входящие в серию множественных аллелей?

4.Охарактеризуйте формы взаимодействия неаллельных генов

ГРУППА 306

ТЕМА: Контрольная работа №1

A1. Атом, на внешнем электронном уровне которого находится 3 электрона:
1) Хлор
2) Сера
3) Натрий
4) Алюминий

A2. Ковалентная неполярная связь образуется между атомами:
1) Лития и кислорода
2) Кислорода
3) Серы и водорода
4) Калия и фтора

A3. Такую же степень окисления, как и в SO2, сера имеет в соединении:
1) Na2SO4
2) K2SO3
3) CaS
4) SO3

A4. Формула сульфит-иона:
1) S0
2) SO32-
3) SO42-
4) S2-

A5. Реакция разложения представлена в уравнении:
1) 2NaI+Cl2=2NaCl+I2
2) Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
3) CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2
4) 4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O

A6. Взаимодействие каких ионов приводит к возникновению газа?
1) Н+ и NO3—
2) Н+ и CO32—
3) NН4+ и SO42—
4) NН4+ и Cl—

A7. С разбавленной серной кислотой реагирует:
1) Медь
2) Серебро
3) Цинк
4) Кислород

A8. Функциональную группу –CООН содержит:
1) Метиловый спирт
2) Пропан
3) Муравьиная кислота
4) Ацетилен

A9. Какое из суждений является верным?
А. Минеральная вода – это чистое вещество.
Б. Духи – это смесь веществ.
1) Верно только А
2) Верно только Б
3) Верны оба суждения
4) Оба суждения неверны

A10. Металлические свойства у кальция выражены сильнее, чем у:
1) Лития
2) Калия
3) Магния
4) Натрия

А11. В результате физических явлений:
1) Изменяется состав вещества и его агрегатное состояние
2) Из одного вещества образуется другое
3) Размеры, форма тел или агрегатное состояние вещества претерпевают изменения, а состав остается постоянным

А12. Ряд, состоящий только из сложных веществ:
1) S, Mg, O2
2) CO, Si, H2O
3) HCl, NaOH, H2SO4
4) Cu, P4, Al2O3

А13. Определите элемент, в атоме которого содержится 34 электрона:
1) Алюминий
2) Селен
3) Хром
4) Марганец

А14. Число протонов в атоме можно определить по:
1) Порядковому номеру
2) Номеру периода
3) Номеру группы
4) Числу нейтронов в ядре

А15. Ряд, состоящий только из гидроксидов:
1) NH3, CuO, KOH
2) OF2, CO2, AlOH3
3) KOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2
4) CS2, HCl, B2O3

А16. Что такое соль?
1) Сложное вещество, в состав которого обязательно входит кислород.
2) Сложное вещество, состоящее из атома металла и кислотного остатка.
3) Сложное вещество, состоящее из атома металла и гидроксогруппы.
4) Сложное вещество, состоящее из атома водорода и кислотного остатка.

А17. Что относится к химическим явлениям?
1) Испарение воды
2) Горение древесины
3) Перегонка нефти
4) Плавление металла

А18. Ряд, состоящий только из электролитов:
1) Эфир, поваренная соль, соляная кислота
2) Глюкоза, спирт, бензин
3) Азотная кислота, нитрат бария, гидроксид натрия
4) Серная кислота, оксид цинка, сульфат калия

А19. Формулы основания, кислоты, основного оксида, кислой соли в указанном порядке расположены в ряду:
1) NaOH, HNO3, CaO, Na(HSO4)
2) Ca(OH)2, MgO, CO, KHS
3) (CuOH)2CO3, CO2, HNO3, Ca(HCO3)2
4) NaOH, HCN, BaO, Na2S

ГРУППА 305

ТЕМА: Основания как электролиты, их классификация по различным признакам.Химические свойства оснований в свете теории электролитической диссоциации.

ПЛАН

1) Определение оснований.

a) Исходя из состава,

b) Как электролита.

2) Классификация оснований.

a) По растворимости в воде,

b) По силе электролита

c) По числу гидроксильных групп,

3) Химические свойства оснований.

a) Действие на индикаторы,

b) Взаимодействие с кислотными оксидами,

c) Взаимодействие с кислотами,

d) Разложение при нагревании,

e) Взаимодействие с солями.

Основания – это сложные вещества, в молекулах которых атомы металла соединены с одной или несколькими гидроксильными группами.

Основания – это электролиты, которые при диссоциации образуют в качестве анионов только гидроксид-ионы.

NaOH ® Na⁺ + OH^-

Ca(OH)₂ ® CaOH⁺ + OH^- ® Ca²⁺ + 2OH^- ^-

Существует несколько признаков классификации оснований:

В зависимости от растворимости в воде основания делят на щёлочи и нерастворимые. Щелочами являются гидроксиды щелочных металлов ( Li, Na, K, Rb, Cs) и щелочноземельных металлов ( Ca, Sr, Ba ). Все остальные основания являются нерастворимыми.
В зависимости от степени диссоциации основания делятся на сильные электролиты ( все щёлочи ) и слабые электролиты ( нерастворимые основания ).
В зависимости от числа гидроксильных групп в молекуле основания делятся на однокислотные ( 1 группа ОН ), например, гидроксид натрия, гидроксид калия, двухкислотные ( 2 группы ОН ), например, гидроксид кальция, гидроксид меди(2), и многокислотные.

Химические свойства.

Ионы ОН^- в растворе определяют щелочную среду.

Растворы щелочей изменяют окраску индикаторов:

Фенолфталеин: бесцветный ® малиновый,

Лакмус: фиолетовый ® синий,

Метилоранж : оранжевый ® жёлтый.

Растворы щелочей взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием солей тех кислот, которые соответствуют реагирующим кислотным оксидам. В зависимости от количества щёлочи образуются средние или кислые соли. Например, при взаимодействии гидроксида кальция с оксидом углерода(IV) образуются карбонат кальция и вода:

Ca(OH)₂+ CO₂ = CaCO₃? + H₂O

Ca²⁺+ 2OH^- + CO₂ = CaCO₃ + H₂O

А при взаимодействии гидроксида кальция с избытком оксида углерода(IV) образуется гидрокарбонат кальция:

Ca(OH)₂ + CO₂ = Ca(HCO₃)₂

Ca²⁺ + 2OH^- + CO₂ = Ca²⁺ + 2HCO₃^2-

Все основания взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды, например: при взаимодействии гидроксида натрия с соляной кислотой образуются хлорид натрия и вода:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Na⁺ + OH^-+ H⁺+ Cl^- = Na⁺+ Cl^- + H₂O

OH^- + H⁺ = H₂O.

Гидроксид меди(II) растворяется в соляной кислоте с образованием хлорида меди(II) и воды:

Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 2H⁺ + 2Cl^- = Cu²⁺ + 2Cl^- + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 2H⁺ = Cu²⁺ + 2H₂О.

Реакция между кислотой и основанием называется реакцией нейтрализации.

Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на воду и соответствующий основанию оксид металла, например:

t⁰ t⁰

Cu(OH)₂= CuO + H₂2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Щёлочи вступают во взаимодействие с растворами солей, если выполняется одно из условий протекания реакции ионного обмена до конца ( выпадает осадок), например: при взаимодействии гидроксида натрия с раствором сульфата меди(II) образуется осадок гидроксида меди(II).

2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂? + Na₂SO₄

2OH^- + Cu²⁺ = Cu(OH)₂

Реакция протекает за счёт связывания катионов меди с гидроксид-ионами.

При взаимодействии гидроксида бария с раствором сульфата натрия образуется осадок сульфата бария.

Ba(OH)₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄? + 2NaOH

Ba²⁺ + SO₄^2-= BaSO₄

Реакция протекает за счёт связывания катионов бария и и сульфат-анионов.

ГРУППА 108

ТЕМА: Контрольная работа .

Задача 1. Определите, какое количество вещества оксида углерода (IV) образуется при сжигании природного газа массой 8,2 г, содержащего 5% этана.

Задача 2. Рассчитайте, какой объём воздуха потребуется, чтобы сжечь 50 м³ природного газа, содержащего 90% метана, 5% этана, 3% оксида углерода(IV) и 2% азота.

3. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

Страницы

понедельник, 1 марта 2021 г.

понедельник, 1 марта 2021 г.