Ege trong phần hóa học c2. SỬ DỤNG trong hóa học: thuật toán thực thi. Nhiệm vụ làm việc độc lập

hệ thống sinh vật sinh vật

Trong sinh học, một sinh vật được coi là một đơn vị tồn tại độc lập của thế giới, hoạt động của sinh vật chỉ có thể thực hiện được khi có sự tương tác liên tục với môi trường bên ngoài và tự đổi mới do kết quả của sự tương tác đó.

Chức năng chính của cơ thể là trao đổi chất (trao đổi chất), được cung cấp bởi các quá trình đồng thời và liên tục trong tất cả các cơ quan và mô - đồng hóa và phân hủy.

Đồng hóa (anabolism) được giảm xuống sự hình thành các chất xâm nhập vào cơ thể từ bên ngoài và tích tụ các hợp chất hóa học mới để hình thành các mô khác nhau (trọng lượng cơ thể) và tạo ra tiềm năng năng lượng cần thiết cho việc thực hiện sự sống, bao gồm sự di chuyển.

Sự phân tán (dị hóa) là sự phân hủy các chất hóa học vào cơ thể, sự phá hủy các phần tử mô cũ, chết hoặc bị hư hỏng của cơ thể, cũng như giải phóng năng lượng từ các chất tích lũy trong quá trình đồng hóa.

Trao đổi chất gắn liền với các chức năng của cơ thể như sinh trưởng, phát triển, sinh sản, dinh dưỡng, tiêu hóa, hô hấp và bài tiết chất cặn bã, vận động, phản ứng với những thay đổi của môi trường bên ngoài, v.v.

Ảnh hưởng của môi trường lên sinh vật rất đa dạng, không chỉ là nguồn cung cấp các chất thiết yếu cho sinh vật mà còn là nguồn gây ra các ảnh hưởng đáng lo ngại (chất kích thích). Sự biến động liên tục của các điều kiện bên ngoài kích thích các phản ứng thích ứng thích hợp trong cơ thể, ngăn ngừa sự sai lệch có thể xảy ra trong môi trường bên trong (máu, bạch huyết, dịch mô) và hầu hết các cấu trúc tế bào.

Trong quá trình tiến hóa, trong sự hình thành mối quan hệ của sinh vật với môi trường bên ngoài, nó đã phát triển tính chất quan trọng nhất để duy trì sự ổn định của các thành phần của môi trường bên trong - cân bằng nội môi (từ tiếng Hy Lạp "homoyos" - tương tự, "stasis" - trạng thái). Biểu hiện của cân bằng nội môi là sự hiện diện của một số hằng số sinh học - những chỉ tiêu định lượng ổn định đặc trưng cho trạng thái bình thường của cơ thể. Chúng bao gồm nhiệt độ cơ thể, hàm lượng protein, đường, ion natri và kali trong máu và dịch mô, v.v. mà nó được thích nghi, cân bằng nội môi bị rối loạn và có thể có những thay đổi không tương thích với cuộc sống bình thường.

Tuy nhiên, các cơ chế thích nghi của cơ thể không chỉ giới hạn ở việc duy trì trạng thái nội môi, duy trì sự ổn định của các chức năng được điều chỉnh. Ví dụ, với các loại hoạt động thể chất, hướng điều tiết tập trung vào việc cung cấp các điều kiện tối ưu cho hoạt động của cơ thể do các yêu cầu tăng lên (nhịp tim tăng, cử động hô hấp, kích hoạt quá trình trao đổi chất, v.v.).

Khoa học hiện đại coi cơ thể là một hệ thống sinh học tự điều chỉnh, trong đó tất cả các tế bào, mô, cơ quan đều có mối quan hệ, tác động qua lại chặt chẽ với nhau, tạo thành một tổng thể duy nhất, đạt hiệu quả chức năng cao. Thêm I.P. Pavlov nhấn mạnh "con người là ... một hệ thống tự điều chỉnh, tự hỗ trợ, phục hồi, sửa chữa và thậm chí cải thiện ở mức độ cao nhất."

Mối quan hệ về chức năng và quá trình được cung cấp bởi hai cơ chế điều hòa - thể dịch và thần kinh, vốn chi phối quá trình thích nghi sinh học ở thế giới động vật, sau đó chuyển dần thành cơ chế điều hòa các chức năng của cơ thể.

Cơ chế điều hòa thể dịch (từ tiếng Latinh “hài hước” - chất lỏng) được thực hiện nhờ các chất hóa học có trong chất lỏng lưu thông trong cơ thể (máu, bạch huyết, dịch mô). Điều quan trọng nhất trong số họ là kích thích tố(từ tiếng Hy Lạp "hormon" - chuyển động), được tiết ra bởi các tuyến nội tiết. Khi đã vào máu, chúng đến được tất cả các cơ quan và mô, bất kể chúng có tham gia vào quá trình điều chỉnh các chức năng hay không. Chỉ có tỷ lệ chọn lọc của các mô đối với một chất cụ thể mới quyết định việc đưa hormone vào quá trình điều hòa. Các hormone di chuyển với tốc độ của dòng máu mà không có một "người nhận địa chỉ" cụ thể. Giữa các chất điều hòa hóa học khác nhau, đặc biệt là hormone, nguyên tắc tự điều chỉnh được thể hiện rõ ràng. Ví dụ, nếu lượng insulin (hormone tuyến tụy) trong máu trở nên quá mức, điều này sẽ là nguyên nhân kích hoạt tăng sản xuất adrenaline (hormone của tủy thượng thận). Sự cân bằng động về mức độ tập trung của các hormone này đảm bảo lượng đường trong máu tối ưu.

Cơ chế điều hòa thần kinh được thực hiện thông qua các xung thần kinh đi dọc theo các sợi thần kinh nhất định đến các cơ quan hoặc mô được xác định nghiêm ngặt của cơ thể. Điều hòa thần kinh hoàn hảo hơn thể dịch, bởi vì, thứ nhất, sự lan truyền của các xung thần kinh nhanh hơn (từ 0,5 đến 120 m / s) và thứ hai, chúng được nhắm mục tiêu, tức là. dọc theo con đường thần kinh, các xung truyền đến các tế bào hoặc nhóm tế bào cụ thể.

Cơ chế thần kinh chính để điều hòa các chức năng là phản ứng phản xạ của các mô hoặc cơ quan đối với các kích thích đến từ môi trường bên ngoài và bên trong. Nó được thực hiện dọc theo một cung phản xạ - con đường mà kích thích xảy ra từ các cơ quan thụ cảm đến các cơ quan điều hành (cơ, tuyến) phản ứng với kích thích. Có hai loại phản xạ: không điều kiện hoặc bẩm sinh và có điều kiện hoặc có được. Sự điều hòa thần kinh đối với các chức năng của cơ thể bao gồm những mối quan hệ phức tạp nhất giữa hai loại phản xạ này.

Sự điều hòa chức năng của hệ thần kinh và thể dịch có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và tạo thành một cơ chế điều hòa thần kinh duy nhất. Ví dụ, chất dẫn truyền kích thích thần kinh là một thành phần (hóa chất) thể dịch - chất trung gian, và hoạt động của nhiều tuyến nội tiết được kích thích bởi các xung thần kinh. Tỷ lệ giữa các liên kết thần kinh và thể dịch trong cơ chế kiểm soát các chức năng cơ thể bắt nguồn từ thực tế là thành phần thần kinh chiếm ưu thế xảy ra nếu chức năng được kiểm soát kết hợp nhiều hơn với các kích thích môi trường và vai trò của cơ chế thể dịch tăng lên khi các kết nối này bị suy yếu.

Trong quá trình vận động, các cơ co bóp, tim thay đổi công việc, các tuyến tiết ra hoocmôn vào máu, từ đó tác động mạnh lên hoặc làm suy yếu các cơ, tim và các cơ quan khác. Nói cách khác, phản ứng phản xạ đi kèm với sự thay đổi thể dịch, và sự chuyển dịch thể dịch kèm theo sự thay đổi trong điều hòa phản xạ.

Hoạt động của hệ thần kinh và sự tương tác hóa học của các tế bào và cơ quan mang lại khả năng quan trọng nhất của cơ thể - tự điều chỉnh các chức năng sinh lý, dẫn đến việc tự động duy trì các điều kiện cần thiết để cơ thể tồn tại. Bất kỳ sự thay đổi nào trong môi trường bên ngoài hoặc bên trong của sinh vật đều gây ra hoạt động của nó, nhằm mục đích khôi phục sự ổn định bị xáo trộn của các điều kiện của hoạt động sống của nó, tức là phục hồi cân bằng nội môi. Sinh vật càng phát triển thì cân bằng nội môi càng hoàn thiện và ổn định.

Bản chất của quá trình tự điều chỉnh là nhằm đạt được một kết quả cụ thể trong việc quản lý các cơ quan và các quá trình hoạt động của chúng trong cơ thể dựa trên thông tin về điều này, tuần hoàn trong các kênh phản hồi và trực tiếp trong một chu trình khép kín, ví dụ, điều hòa nhiệt độ, đau đớn, v.v.). Chức năng của các kênh giao tiếp có thể được thực hiện bởi các cơ quan thụ cảm, tế bào thần kinh, chất lỏng lưu thông trong cơ thể,… Sự tự điều chỉnh được thực hiện theo những khuôn mẫu nhất định. Có một số nguyên tắc tự điều chỉnh. Nguyên tắc không cân bằng thể hiện khả năng duy trì cân bằng nội môi của cơ thể sống trên cơ sở duy trì trạng thái không cân bằng động, không đối xứng so với môi trường. Đồng thời, cơ thể với tư cách là một hệ thống sinh học không chỉ chống lại những ảnh hưởng bất lợi và tạo điều kiện cho tác động của những ảnh hưởng tích cực lên nó, mà trong trường hợp không có cả hai, nó có thể biểu hiện hoạt động tự phát, phản ánh khối lượng hoạt động khổng lồ để tạo ra các cấu trúc cơ bản. Sự củng cố các kết quả của hoạt động tự phát trong các cấu trúc mới xuất hiện tạo cơ sở cho các hiện tượng phát triển. Nguyên tắc của một vòng điều khiển khép kín là trong một hệ thống sống, thông tin về phản ứng đối với một kích thích đến được phân tích theo một cách nhất định và nếu cần, sẽ được sửa lại. Thông tin luân chuyển trong một vòng khép kín với sự phản hồi và trực tiếp cho đến khi đạt được kết quả mong muốn. Một ví dụ là sự điều hòa của chức năng cơ xương. Từ hệ thống thần kinh trung ương (CNS), cơ nhận được kích thích thông qua các kênh liên lạc trực tiếp, cơ phản ứng với nó bằng một sự co lại (hoặc căng thẳng). Thông tin về mức độ co cơ thông qua các kênh phản hồi đi vào hệ thống thần kinh trung ương, nơi kết quả được so sánh và đánh giá tương đối với kết quả phù hợp. Nếu chúng không khớp, một xung điều chỉnh mới sẽ được gửi từ hệ thần kinh trung ương đến cơ. Thông tin sẽ luân chuyển trong một mạch kín cho đến khi phản ứng của cơ đạt mức mong muốn. Nguyên tắc của dự báo là một hệ thống sinh học, giống như nó, xác định hành vi của nó (phản ứng, quá trình) trong tương lai dựa trên đánh giá về xác suất lặp lại kinh nghiệm trong quá khứ. Kết quả của một dự báo như vậy, cơ sở của quy định phòng ngừa được hình thành trong đó như một sự điều chỉnh đối với sự kiện dự kiến, cuộc họp tối ưu hóa các cơ chế của hoạt động khắc phục. Ví dụ, chức năng báo hiệu dự báo của phản xạ có điều kiện; việc sử dụng các yếu tố của hành động vận động đã hình thành trước đó trong sự phát triển của hành động vận động mới.

3.2. Sự sinh sản của sinh vật, ý nghĩa của nó. Phương thức sinh sản, điểm giống và khác nhau giữa sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính. Việc sử dụng sinh sản hữu tính và vô tính trong thực tế của con người. Vai trò của nguyên phân và thụ tinh trong việc đảm bảo sự không đổi của số lượng nhiễm sắc thể ở các thế hệ. Việc sử dụng thụ tinh nhân tạo ở thực vật và động vật.

3.3. Ontogeny và các quy định vốn có của nó. Chuyên hóa tế bào, hình thành mô, cơ quan. Sự phát triển phôi và mô phân sinh của sinh vật. Vòng đời và sự luân phiên của các thế hệ. Nguyên nhân gây ra sự gián đoạn trong quá trình phát triển của sinh vật.

3.5. Các mô hình di truyền, cơ sở tế bào học của chúng. Giao nhau mono- và dihybrid. Các mô hình thừa kế do G. Mendel thiết lập. Sự di truyền liên kết của các tính trạng, vi phạm sự liên kết của các gen. Định luật của T. Morgan. Thuyết di truyền nhiễm sắc thể. Di truyền giới tính. Sự di truyền các tính trạng liên kết giới tính. Kiểu gen như một hệ thống tích hợp. Phát triển kiến thức về kiểu gen. Bộ gen của con người. Tương tác của các gen. Giải pháp của các vấn đề di truyền. Lập phương án lai tạo. Các định luật của G. Mendel và cơ sở tế bào học của chúng.

3.6. Sự biến đổi của các tính trạng ở sinh vật: biến đổi, đột biến, tổ hợp. Các dạng đột biến và nguyên nhân của chúng. Giá trị của sự biến đổi trong đời sống của sinh vật và trong quá trình tiến hóa. tốc độ phản ứng.

3.6.1. Tính biến đổi, các dạng và ý nghĩa sinh học của nó.

3.7. Tác hại của chất gây đột biến, rượu, ma tuý, nicotin đối với bộ máy di truyền của tế bào. Bảo vệ môi trường khỏi bị ô nhiễm bởi các tác nhân gây đột biến. Xác định các nguồn gây đột biến trong môi trường (gián tiếp) và đánh giá hậu quả có thể xảy ra do ảnh hưởng của chúng đối với cơ thể của chính mình. Các bệnh di truyền ở người, nguyên nhân, cách phòng tránh.

3.7.1. Sự đột biến, sự đột biến.

3.8. Chọn giống, nhiệm vụ và ý nghĩa thực tiễn của nó. Những lời dạy của N.I. Vavilov về các trung tâm đa dạng và nguồn gốc của thực vật trồng trọt. Quy luật chuỗi đồng hợp trong di truyền biến dị. Phương pháp lai tạo giống cây trồng, vật nuôi, chủng vi sinh vật mới. Giá trị của di truyền đối với chọn lọc. Cơ sở sinh học để trồng cây trồng, vật nuôi.

3.8.1. Di truyền và chọn lọc.

3.8.2. Phương pháp làm việc I.V. Michurin.

3.8.3. Các trung tâm xuất xứ của cây trồng.

3.9. Công nghệ sinh học, tế bào và kỹ thuật di truyền, nhân bản. Vai trò của thuyết tế bào đối với sự hình thành và phát triển của công nghệ sinh học. Tầm quan trọng của công nghệ sinh học đối với sự phát triển của chăn nuôi, nông nghiệp, công nghiệp vi sinh và bảo tồn nguồn gen của hành tinh. Các khía cạnh đạo đức của sự phát triển của một số nghiên cứu trong công nghệ sinh học (nhân bản con người, những thay đổi có định hướng trong bộ gen).

3.9.1. Kỹ thuật tế bào và di truyền. Công nghệ sinh học.

Sự đa dạng của sinh vật: đơn bào và đa bào; sinh vật tự dưỡng, dị dưỡng.

Sinh vật đơn bào và đa bào

Sự đa dạng phi thường của các sinh vật sống trên hành tinh buộc chúng ta phải tìm ra các tiêu chí khác nhau để phân loại chúng. Vì vậy, chúng được phân loại là các dạng sống tế bào và không tế bào, vì tế bào là đơn vị cấu trúc của hầu hết các sinh vật đã biết - thực vật, động vật, nấm và vi khuẩn, trong khi vi rút là các dạng không tế bào.

Tùy thuộc vào số lượng tế bào tạo nên cơ thể và mức độ tương tác của chúng, các sinh vật đơn bào, thuộc địa và đa bào được phân biệt. Mặc dù thực tế là tất cả các tế bào đều giống nhau về mặt hình thái và có khả năng thực hiện các chức năng thông thường của tế bào (trao đổi chất, duy trì cân bằng nội môi, phát triển, v.v.), các tế bào của sinh vật đơn bào thực hiện các chức năng của một sinh vật toàn vẹn. Sự phân chia tế bào ở các sinh vật đơn bào kéo theo sự gia tăng số lượng cá thể và không có giai đoạn đa bào nào trong chu kỳ sống của chúng. Nhìn chung, các sinh vật đơn bào có các cấp độ tổ chức tế bào và sinh vật giống nhau. Phần lớn vi khuẩn, một phần động vật (động vật nguyên sinh), thực vật (một số tảo) và nấm là đơn bào. Một số nhà phân loại thậm chí còn đề xuất phân biệt các sinh vật đơn bào thành một vương quốc đặc biệt - sinh vật nguyên sinh.

Thuộc địađược gọi là sinh vật mà trong quá trình sinh sản vô tính, các cá thể con vẫn kết nối với sinh vật mẹ, tạo thành một tổ hợp ít nhiều phức tạp - thuộc địa. Ngoài các khuẩn lạc của các sinh vật đa bào, chẳng hạn như các polyp san hô, còn có các khuẩn lạc của các sinh vật đơn bào, đặc biệt là tảo pandorina và eudorina. Các sinh vật thuộc địa, rõ ràng, là một mắt xích trung gian trong quá trình hình thành các sinh vật đa bào.

Sinh vật đa bào, không nghi ngờ gì nữa, có mức độ tổ chức cao hơn đơn bào, vì cơ thể của chúng được hình thành bởi nhiều tế bào. Không giống như các tế bào thuộc địa, cũng có thể có nhiều hơn một tế bào, ở các sinh vật đa bào, các tế bào chuyên thực hiện các chức năng khác nhau, điều này cũng được phản ánh trong cấu trúc của chúng. Cái giá phải trả cho sự chuyên biệt hóa này là việc tế bào của chúng mất đi khả năng tồn tại độc lập và thường là tái tạo đồng loại của chúng. Sự phân chia của một tế bào dẫn đến sự phát triển của một sinh vật đa bào, nhưng không dẫn đến sự sinh sản của nó. Ontogeny của các sinh vật đa bào được đặc trưng bởi quá trình phân mảnh của trứng đã thụ tinh thành nhiều tế bào phôi, từ đó hình thành một sinh vật với các mô và cơ quan biệt hóa. Sinh vật đa bào nói chung lớn hơn sinh vật đơn bào. Sự gia tăng kích thước của cơ thể so với bề mặt của chúng đã góp phần vào sự phức tạp và cải thiện các quá trình trao đổi chất, sự hình thành môi trường bên trong và cuối cùng, cung cấp cho chúng khả năng chống chịu tốt hơn với các ảnh hưởng của môi trường (cân bằng nội môi). Như vậy, sinh vật đa bào có một số ưu điểm về tổ chức so với sinh vật đơn bào và thể hiện một bước nhảy vọt về chất trong quá trình tiến hóa. Một số ít vi khuẩn là đa bào, hầu hết thực vật, động vật và nấm.

Sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng

Theo cách dinh dưỡng, tất cả các sinh vật được chia thành sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng. Sinh vật tự dưỡng có khả năng tổng hợp độc lập các chất hữu cơ từ các chất vô cơ, trong khi sinh vật dị dưỡng chỉ sử dụng các chất hữu cơ làm sẵn.

Một số sinh vật tự dưỡng có thể sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp các hợp chất hữu cơ - những sinh vật như vậy được gọi là sinh vật quang tự dưỡng, chúng có khả năng thực hiện quang hợp. Thực vật và một số vi khuẩn là sinh vật quang tự dưỡng. Chúng gần kề với các sinh vật hóa dưỡng, chúng chiết xuất năng lượng bằng cách oxy hóa các hợp chất vô cơ trong quá trình tổng hợp hóa học - đây là một số vi khuẩn.

Saprotrophs gọi là sinh vật dị dưỡng ăn xác bã hữu cơ. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong chu trình của các chất trong tự nhiên, vì chúng đảm bảo hoàn thành sự tồn tại của các chất hữu cơ trong tự nhiên, phân hủy chúng thành các chất vô cơ. Do đó, sinh vật nhân sơ tham gia vào các quá trình hình thành đất, lọc nước, ... Nhiều loại nấm và vi khuẩn, cũng như một số thực vật và động vật thuộc họ sinh vật nhân sơ.

Vi rút là dạng sống không tế bào

Đặc điểm của virus

Cùng với dạng sống của tế bào, còn có các dạng không phải tế bào của nó - virut, virut và prion. Virus (từ tiếng Latinh vira - chất độc) là những vật thể sống nhỏ nhất không có khả năng thể hiện bất kỳ dấu hiệu nào của sự sống bên ngoài tế bào. Thực tế về sự tồn tại của chúng đã được chứng minh vào năm 1892 bởi nhà khoa học người Nga DI Ivanovsky, người đã xác định rằng bệnh của cây thuốc lá - cái gọi là bệnh khảm thuốc lá - là do một mầm bệnh bất thường đi qua bộ lọc của vi khuẩn (Hình 3.1), tuy nhiên, chỉ vào năm 1917 F d "Errel đã phân lập được vi rút đầu tiên - một loại thực khuẩn. Vi rút được nghiên cứu bởi khoa học về vi rút học (từ vira trong tiếng Latinh - chất độc và biểu tượng Hy Lạp - từ, khoa học).

Ở thời đại chúng ta, khoảng 1000 loại virus đã được biết đến, được phân loại theo đối tượng gây hại, hình dạng và các đặc điểm khác, nhưng phổ biến nhất là phân loại theo thành phần hóa học và cấu trúc của virus.

Không giống như các sinh vật tế bào, vi rút chỉ bao gồm các chất hữu cơ - chủ yếu là axit nucleic và protein, nhưng một số vi rút cũng chứa lipid và carbohydrate.

Tất cả các loại virus đều được chia thành đơn giản và phức tạp theo điều kiện. Các virus đơn giản bao gồm một axit nucleic và một vỏ protein - một chất capsid. Các capsid không phải là đơn nguyên, nó được tập hợp từ các tiểu đơn vị protein - capsome. Ở những virut phức tạp, capsid được bao phủ bởi một màng lipoprotein - một siêucapsid, màng này cũng bao gồm glycoprotein và các protein enzym không cấu trúc. Virus vi khuẩn có cấu trúc phức tạp nhất - thực khuẩn (từ tiếng Hy Lạp là bacterion - cây gậy và phagos - người ăn), trong đó phần đầu và quá trình, hay "đuôi", được phân lập. Đầu của thực khuẩn được hình thành bởi một protein capsid và một axit nucleic bao bọc trong đó. Ở đuôi, một vỏ bọc protein và một thanh rỗng ẩn bên trong được phân biệt. Ở dưới cùng của que có một đĩa đặc biệt với gai và sợi chịu trách nhiệm cho sự tương tác của xạ khuẩn với bề mặt tế bào.

Không giống như các dạng sống tế bào, có cả DNA và RNA, vi-rút chỉ chứa một loại axit nucleic (DNA hoặc RNA), vì vậy chúng được chia thành vi-rút DNA, bệnh đậu mùa, herpes simplex, adenovirus, một số vi-rút viêm gan và đại thực khuẩn) và Các vi rút chứa RNA (vi rút khảm thuốc lá, HIV, viêm não, sởi, rubella, bệnh dại, cúm, vi rút viêm gan khác, vi khuẩn thực khuẩn, v.v.). Ở một số loại virus, DNA có thể được biểu thị bằng phân tử sợi đơn, và RNA có thể ở dạng chuỗi kép.

Vì vi rút không có bào quan di chuyển, nên sự lây nhiễm xảy ra khi vi rút tiếp xúc trực tiếp với tế bào. Nó chủ yếu xảy ra bởi các giọt nhỏ trong không khí (cúm), qua hệ tiêu hóa (viêm gan), máu (HIV) hoặc người mang mầm bệnh (vi rút viêm não).

Vi rút có thể xâm nhập vào tế bào một cách tình cờ, với chất lỏng được hấp thụ bởi pinocytosis, nhưng sự xâm nhập của chúng thường xảy ra trước khi tiếp xúc với màng tế bào chủ, do đó axit nucleic của vi rút hoặc toàn bộ hạt vi rút nằm trong tế bào chất. . Hầu hết các vi rút không xâm nhập vào bất kỳ tế bào nào của cơ thể vật chủ, nhưng vào một tế bào được xác định nghiêm ngặt, ví dụ, vi rút viêm gan lây nhiễm sang tế bào gan và vi rút cúm lây nhiễm vào các tế bào của màng nhầy của đường hô hấp trên, vì chúng có thể tương tác với nhau. với các protein thụ thể cụ thể trên bề mặt của màng tế bào - vật chủ, mà không có ở các tế bào khác.

Do các tế bào của thực vật, vi khuẩn và nấm có thành tế bào mạnh nên các virut lây nhiễm cho các sinh vật này đã phát triển các cách thích nghi thích hợp để xâm nhập. Do đó, sau khi tương tác với bề mặt của tế bào chủ, vi khuẩn “chọc thủng” nó bằng que của chúng và đưa axit nucleic vào tế bào chất của tế bào chủ (Hình 3.2). Ở nấm, sự lây nhiễm xảy ra chủ yếu khi thành tế bào bị tổn thương; ở thực vật, cả con đường nói trên và sự xâm nhập của virut qua plasmodesmata đều có thể xảy ra.

Sau khi xâm nhập vào tế bào, sự “cởi quần áo” của vi rút xảy ra, tức là mất chất capsid. Các sự kiện khác phụ thuộc vào bản chất của axit nucleic của vi rút: vi rút chứa ADN chèn ADN của chúng vào bộ gen của tế bào chủ (vi khuẩn), và trên ARN, hoặc ADN được tổng hợp đầu tiên, sau đó được tích hợp vào bộ gen của tế bào chủ (HIV), hoặc nó có thể trực tiếp xảy ra quá trình tổng hợp protein (vi rút cúm). Sự tái tạo axit nucleic của vi rút và tổng hợp các protein capsid bằng cách sử dụng bộ máy tổng hợp protein của tế bào là những thành phần thiết yếu của bệnh nhiễm vi rút, sau đó xảy ra quá trình tự lắp ráp các phần tử vi rút và giải phóng chúng khỏi tế bào. Trong một số trường hợp, các phần tử vi rút rời khỏi tế bào, dần dần nảy nở khỏi tế bào, và trong những trường hợp khác, một vụ nổ vi mô xảy ra, kèm theo sự chết của tế bào.

Virus không chỉ ức chế sự tổng hợp các đại phân tử của chính chúng trong tế bào mà còn có khả năng gây tổn thương cấu trúc tế bào, đặc biệt là trong quá trình thoát ra khỏi tế bào. Ví dụ, điều này dẫn đến cái chết hàng loạt của các vi khuẩn axit lactic trong môi trường nuôi cấy công nghiệp trong trường hợp bị phá hủy bởi một số vi khuẩn, suy giảm khả năng miễn dịch do sự phá hủy các tế bào lympho T4 của HIV, là một trong những liên kết trung tâm của hệ thống phòng thủ của cơ thể, dẫn đến xuất huyết nhiều lần và tử vong của một người do nhiễm vi rút Ebola, thoái hóa tế bào và hình thành khối u ung thư, v.v.

Mặc dù thực tế là vi rút xâm nhập vào tế bào thường nhanh chóng ngăn chặn hệ thống sửa chữa của nó và gây ra cái chết, một kịch bản khác cũng có thể xảy ra - kích hoạt hệ thống phòng thủ của cơ thể, liên quan đến việc tổng hợp các protein kháng vi rút, chẳng hạn như interferon và immunoglobulin. Trong trường hợp này, quá trình sinh sản của virut bị gián đoạn, các phần tử virut mới không được hình thành và tàn dư của virut bị loại bỏ khỏi tế bào.

Virus gây ra nhiều loại bệnh cho người, động vật và thực vật. Ở thực vật, đây là hình ảnh khảm của thuốc lá và hoa tulip, ở người - cúm, rubella, sởi, AIDS, v.v ... Trong lịch sử loài người, virus đậu mùa, "cúm Tây Ban Nha", và bây giờ là HIV đã cướp đi sinh mạng của hàng trăm triệu người. của người. Tuy nhiên, nhiễm trùng cũng có thể làm tăng sức đề kháng của cơ thể đối với các mầm bệnh khác nhau (khả năng miễn dịch), và do đó góp phần vào quá trình tiến hóa của chúng. Ngoài ra, vi rút có thể “lấy” các phần thông tin di truyền của tế bào chủ và chuyển chúng cho nạn nhân tiếp theo, do đó cung cấp cái gọi là chuyển gen ngang, hình thành các đột biến và cuối cùng là cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.

Trong thời đại của chúng ta, vi rút được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu cấu trúc và chức năng của bộ máy di truyền, cũng như các nguyên tắc và cơ chế thực hiện thông tin di truyền, chúng được sử dụng như một công cụ cho kỹ thuật di truyền và kiểm soát sinh học đối với các tác nhân gây bệnh một số bệnh thực vật, nấm, động vật và con người.

Bệnh AIDS và nhiễm HIV

HIV (virus gây suy giảm miễn dịch ở người) chỉ được phát hiện vào đầu những năm 1980, nhưng sự lây lan của căn bệnh mà nó gây ra và không thể chữa khỏi ở giai đoạn này trong sự phát triển của y học khiến người ta cần phải quan tâm nhiều hơn đến nó. Năm 2008, F. Barre-Sinoussi và L. Montagnier đã được trao giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học cho nghiên cứu của họ về HIV.

HIV là một loại virus chứa RNA phức tạp, chủ yếu lây nhiễm sang các tế bào lympho T4, tế bào này điều phối công việc của toàn bộ hệ thống miễn dịch (Hình 3.3). Trên RNA của vi rút, sử dụng enzyme DNA polymerase phụ thuộc RNA (enzyme sao chép ngược), DNA được tổng hợp, được tích hợp vào bộ gen của tế bào chủ, biến thành provirus và "ẩn" trong một thời gian không xác định. Sau đó, việc đọc thông tin về RNA và protein của virus bắt đầu từ phần DNA này, chúng được tập hợp thành các phần tử virus và gần như đồng thời rời khỏi nó, khiến nó chết đi. Các phần tử virus lây nhiễm sang tất cả các tế bào mới và dẫn đến giảm khả năng miễn dịch.

Nhiễm HIV có nhiều giai đoạn, trong thời gian dài một người có thể là người mang mầm bệnh và lây nhiễm cho người khác, nhưng dù giai đoạn này kéo dài bao lâu thì giai đoạn cuối vẫn xảy ra, được gọi là hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải, hay AIDS.

Đặc điểm của bệnh là giảm, sau đó mất hoàn toàn khả năng miễn dịch của cơ thể đối với mọi tác nhân gây bệnh. Dấu hiệu của AIDS là tổn thương mãn tính màng nhầy của khoang miệng và da do tác nhân gây bệnh do vi rút và nấm (herpes, nấm men, v.v.), viêm phổi nặng và các bệnh liên quan đến AIDS khác.

HIV lây truyền qua đường tình dục, qua máu và các chất dịch cơ thể khác, nhưng không lây qua bắt tay và các vật dụng trong nhà. Lúc đầu, ở nước ta, nhiễm HIV thường đi kèm với quan hệ tình dục bừa bãi, đặc biệt là quan hệ tình dục đồng giới, nghiện chích ma tuý và truyền máu bị nhiễm độc, nhưng hiện nay dịch đã vượt ra khỏi nhóm nguy cơ và đang nhanh chóng lây lan sang các đối tượng khác. dân số.

Các biện pháp chính để ngăn ngừa lây nhiễm HIV là sử dụng bao cao su, rõ ràng trong quan hệ tình dục và từ chối sử dụng ma túy.

Các biện pháp ngăn ngừa sự lây lan của các bệnh do vi rút

Biện pháp chủ yếu để phòng bệnh vi rút ở người là đeo băng gạc khi tiếp xúc với người bị bệnh đường hô hấp, rửa tay, rau, quả, nơi ở của người mang mầm bệnh vi rút, tiêm vắc xin phòng bệnh viêm não do ve, tiệt trùng dụng cụ y tế trong y tế. Các cơ sở y tế, v.v ... Để tránh lây nhiễm HIV cũng nên từ bỏ việc sử dụng rượu, ma tuý, quan hệ tình dục với một bạn tình duy nhất, sử dụng phương tiện bảo vệ cá nhân khi quan hệ tình dục, v.v.

Viroid

Viroid (từ tiếng Latinh là virus - chất độc và eidos - dạng, loài trong tiếng Hy Lạp) là tác nhân gây bệnh cây trồng nhỏ nhất, chỉ bao gồm RNA trọng lượng phân tử thấp.

Axit nucleic của chúng có thể không mã hóa protein của chính chúng, mà chỉ được sao chép trong tế bào của cây chủ bằng cách sử dụng hệ thống enzym của nó. Thông thường, nó cũng có thể cắt DNA của tế bào chủ thành nhiều mảnh, do đó làm cho tế bào và cây trồng nói chung chết. Vì vậy, cách đây vài năm, vi khuẩn đã gây ra cái chết cho hàng triệu cây dừa ở Philippines.

prion

Prion (abbr. Tiếng Anh là proteinaceousious và -on) là những tác nhân lây nhiễm nhỏ có bản chất protein, có dạng sợi hoặc tinh thể.

Các protein có cùng thành phần có trong tế bào bình thường, nhưng prion có cấu trúc bậc ba đặc biệt. Khi đi vào cơ thể với thức ăn, chúng giúp các protein "bình thường" tương ứng có được đặc điểm cấu trúc của chính các prion, dẫn đến sự tích tụ của các protein "bất thường" và thiếu hụt các protein bình thường. Đương nhiên, điều này gây ra rối loạn chức năng của các mô và cơ quan, đặc biệt là hệ thống thần kinh trung ương, và phát triển các bệnh nan y hiện nay: “bệnh bò điên”, bệnh Creutzfeldt-Jakob, bệnh kuru, v.v.

Sự sinh sản của sinh vật, ý nghĩa của nó

Khả năng sinh sản của sinh vật là một trong những thuộc tính cơ bản của sinh vật. Mặc dù sự sống nói chung là liên tục, tuổi thọ của một cá thể là hữu hạn, do đó, việc chuyển giao thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác trong quá trình sinh sản đảm bảo sự tồn tại của loài sinh vật này trong thời gian dài. Như vậy, sinh sản đảm bảo tính liên tục và kế thừa của sự sống.

Điều kiện tiên quyết để sinh sản là thu được số lượng con cái lớn hơn số lượng cá thể bố mẹ, vì không phải tất cả con cái đều có thể sống đến giai đoạn phát triển mà bản thân chúng có thể tạo ra con cái, vì chúng có thể bị tiêu diệt bởi những kẻ săn mồi, chết vì bệnh tật và thiên tai, chẳng hạn như hỏa hoạn, lũ lụt, v.v.

Phương thức sinh sản, điểm giống và khác nhau giữa sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính

Trong tự nhiên, có hai phương thức sinh sản chính - vô tính và hữu tính.

Sinh sản vô tính là phương thức sinh sản không xảy ra sự hình thành hay dung hợp tế bào mầm chuyên biệt - giao tử mà chỉ có một sinh vật bố mẹ tham gia. Sinh sản vô tính dựa trên cơ sở phân bào giảm nhiễm.

Tùy thuộc vào số lượng tế bào của cơ thể mẹ làm phát sinh cá thể mới, sinh sản vô tính được chia thành thực sự vô tính và sinh dưỡng. Với sinh sản vô tính thích hợp, cá thể con phát triển từ một tế bào của cơ thể mẹ, và với sinh sản sinh dưỡng, từ một nhóm tế bào hoặc toàn bộ cơ quan.

Trong tự nhiên, có 4 kiểu sinh sản vô tính chính là: phân đôi, phân hạch nhiều lần, bào tử và nảy chồi đơn giản.

Phân hạch nhị phân về bản chất là sự phân chia nguyên phân đơn giản của một sinh vật mẹ đơn bào, trong đó nhân phân chia đầu tiên, sau đó là tế bào chất. Nó là đặc trưng của các đại diện khác nhau của giới thực vật và động vật, ví dụ, amip Proteus và ciliates-giày.

Nhiều lần phân chia, hay phân chia, được bắt đầu bằng sự phân chia lặp đi lặp lại của nhân, sau đó tế bào chất được phân chia thành một số đoạn thích hợp. Kiểu sinh sản vô tính này được tìm thấy ở động vật đơn bào - ví dụ như bào tử trùng ở plasmodium sốt rét.

Ở nhiều loài thực vật và nấm, trong chu kỳ sống, sự hình thành bào tử xảy ra - các dạng đơn bào chuyên biệt chứa nguồn cung cấp chất dinh dưỡng và được bao phủ bởi một lớp vỏ bảo vệ dày đặc. Bào tử được phân tán nhờ gió và nước, gặp điều kiện thuận lợi sẽ nảy mầm, tạo ra một sinh vật đa bào mới.

Một ví dụ đặc trưng của sự nảy chồi như một kiểu sinh sản vô tính thích hợp là sự nảy chồi của nấm men, trong đó một phần lồi nhỏ xuất hiện trên bề mặt của tế bào mẹ sau khi phân chia hạt nhân, trong đó một trong các hạt nhân di chuyển, sau đó một tế bào nhỏ mới được tẩm vào . Như vậy, khả năng phân chia tiếp tục của tế bào mẹ được bảo toàn, số lượng cá thể tăng lên nhanh chóng.

Sinh sản sinh dưỡng có thể được thực hiện dưới các hình thức nảy chồi, phân mảnh, đa phôi, ... Khi nảy chồi, thủy sinh hình thành lồi của thành cơ thể, kích thước lớn dần, ở đầu phía trước có một lỗ miệng xuyên qua, bao quanh. bằng xúc tu. Nó kết thúc bằng việc hình thành một hydra nhỏ, sau đó tách ra khỏi cơ thể mẹ. Sự chớm nở cũng là đặc điểm của một số loại polyp san hô và ống sống.

Sự phân mảnh đi kèm với sự phân chia cơ thể thành hai hoặc nhiều phần, và các cá thể chính thức (sứa, hải quỳ, dẹt và hải quỳ, da gai) phát triển từ mỗi phần.

Trong bệnh đa hồng cầu, phôi được hình thành do thụ tinh, được chia thành nhiều phôi. Hiện tượng này xảy ra thường xuyên ở armadillos, nhưng cũng có thể xảy ra ở người trong trường hợp sinh đôi giống hệt nhau.

Khả năng nhân giống sinh dưỡng phát triển mạnh nhất ở thực vật trong đó củ, củ, thân rễ, chồi rễ, ria mép, và thậm chí chồi bố mẹ có thể làm phát sinh sinh vật mới.

Sinh sản vô tính chỉ cần một bố hoặc mẹ, giúp tiết kiệm thời gian và năng lượng cần thiết để tìm bạn tình. Ngoài ra, các cá thể mới có thể phát sinh từ mỗi mảnh của cơ thể mẹ, điều này cũng giúp tiết kiệm vật chất và năng lượng dành cho sinh sản. Tỷ lệ sinh sản vô tính cũng khá cao, chẳng hạn vi khuẩn có khả năng phân chia cứ sau 20 - 30 phút, tăng số lượng cực kỳ nhanh chóng. Với phương pháp sinh sản này, các thế hệ con cháu giống hệt nhau về mặt di truyền được hình thành - dòng vô tính, có thể được coi là một lợi thế, với điều kiện điều kiện môi trường không đổi.

Tuy nhiên, do thực tế là đột biến ngẫu nhiên là nguồn duy nhất của sự biến đổi di truyền, sự vắng mặt gần như hoàn toàn của sự biến đổi giữa các thế hệ con cháu làm giảm khả năng thích nghi của chúng với các điều kiện môi trường mới trong quá trình định cư và kết quả là chúng chết với số lượng lớn hơn nhiều so với thời kỳ hữu tính sinh sản.

sinh sản hữu tính- một phương pháp sinh sản trong đó sự hình thành và dung hợp các tế bào mầm, hoặc các giao tử, thành một tế bào - một hợp tử, từ đó một sinh vật mới phát triển.

Nếu trong quá trình sinh sản hữu tính, các tế bào xôma có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (ở người 2n = 46) hợp nhất, thì ở thế hệ thứ hai, các tế bào của sinh vật mới đã chứa bộ tứ bội (ở người là 4n = 92), ở thứ ba - bát bội, v.v.

Tuy nhiên, kích thước của tế bào nhân thực không phải là không giới hạn, chúng phải dao động trong khoảng 10-100 micron, vì với kích thước tế bào nhỏ hơn, nó sẽ không chứa đầy đủ các chất và cấu trúc cần thiết cho hoạt động sống của nó, và với kích thước lớn, sự đồng nhất cung cấp cho tế bào oxy, carbon dioxide, nước và các chất cần thiết khác. Theo đó, kích thước của nhân, nơi chứa các nhiễm sắc thể, không được vượt quá 1 / 5-1 / 10 thể tích của tế bào, và nếu vi phạm những điều kiện này, tế bào sẽ không thể tồn tại được nữa. Vì vậy, đối với sinh sản hữu tính, số lượng nhiễm sắc thể giảm sơ bộ là cần thiết, sẽ được phục hồi trong quá trình thụ tinh, được đảm bảo bởi quá trình phân chia tế bào sinh học.

Sự giảm số lượng nhiễm sắc thể cũng phải được sắp xếp theo thứ tự nghiêm ngặt và tương đương, vì nếu một sinh vật mới không có các cặp nhiễm sắc thể hoàn chỉnh với tổng số lượng bình thường của chúng, thì nó sẽ không thể tồn tại hoặc điều này sẽ đi kèm với sự phát triển của bệnh nghiêm trọng.

Do đó, meiosis làm giảm số lượng nhiễm sắc thể, được khôi phục trong quá trình thụ tinh, duy trì sự ổn định của karyotype nói chung.

Các hình thức sinh sản hữu tính đặc biệt là sinh sản và tiếp hợp. Trong quá trình sinh sản, hay còn gọi là sự phát triển trinh nữ, một sinh vật mới phát triển từ một quả trứng chưa được thụ tinh, chẳng hạn như ở loài giáp xác, ong mật và một số loài thằn lằn đá. Đôi khi quá trình này được kích thích bởi việc đưa tinh trùng từ các sinh vật của loài khác vào.

Trong quá trình tiếp hợp, điển hình, ví dụ, đối với các liên kết, các cá thể trao đổi các đoạn thông tin di truyền, và sau đó sinh sản vô tính. Nói một cách chính xác, sự tiếp hợp là một quá trình tình dục, không phải là một ví dụ của sinh sản hữu tính.

Sự tồn tại của sinh sản hữu tính đòi hỏi phải sản xuất ít nhất hai loại tế bào mầm: đực và cái. Các sinh vật động vật trong đó các tế bào sinh dục đực và cái được tạo ra bởi các cá thể khác nhau được gọi là ngu xuẩn, trong khi những người có khả năng tạo ra cả hai loại giao tử - lưỡng tính. Hermaphroditism là đặc điểm của nhiều loài động vật chân bụng và dẹt.

Thực vật có hoa đực và hoa cái hoặc các cơ quan sinh sản khác có tên khác nhau nằm trên các cá thể khác nhau được gọi là ngu xuẩn, và có cả hai loại hoa cùng một lúc - đơn tính cùng gốc.

Sinh sản hữu tính đảm bảo sự đa dạng di truyền của thế hệ con cái, dựa trên sự biến đổi gen và tái tổ hợp các gen của bố mẹ trong quá trình thụ tinh. Sự kết hợp thành công nhất của các gen cung cấp sự thích nghi tốt nhất của con cháu với môi trường, khả năng sống sót của chúng và xác suất cao hơn để truyền thông tin di truyền của chúng cho các thế hệ tiếp theo. Quá trình này dẫn đến sự thay đổi các đặc điểm, tính chất của sinh vật và cuối cùng là hình thành các loài mới trong quá trình tiến hóa chọn lọc tự nhiên.

Đồng thời, vật chất và năng lượng được sử dụng không hiệu quả trong quá trình sinh sản hữu tính, vì các sinh vật thường bị buộc phải tạo ra hàng triệu giao tử, nhưng chỉ một số ít trong số chúng được sử dụng trong quá trình thụ tinh. Ngoài ra, cần phải tiêu hao năng lượng vào việc cung cấp các điều kiện khác. Ví dụ, thực vật hình thành hoa và tạo ra mật hoa để thu hút động vật mang phấn hoa đến các bộ phận phụ của hoa khác, động vật dành nhiều thời gian và năng lượng để tìm kiếm bạn tình và tán tỉnh. Sau đó, rất nhiều năng lượng phải được dành để chăm sóc con cái, vì trong quá trình sinh sản hữu tính, con cái ban đầu thường rất nhỏ, nhiều con chết vì kẻ thù săn mồi, chết đói, hoặc đơn giản là vì điều kiện không thuận lợi. Do đó, trong quá trình sinh sản vô tính, chi phí năng lượng ít hơn nhiều. Tuy nhiên, sinh sản hữu tính có ít nhất một lợi thế vô giá - khả năng biến đổi di truyền của con cái.

Sinh sản vô tính và hữu tính được con người sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp, chăn nuôi cây cảnh, trồng cây và các lĩnh vực khác để lai tạo các giống cây trồng, vật nuôi mới, bảo tồn các tính trạng có giá trị kinh tế, đồng thời làm tăng nhanh số lượng cá thể.

Với hình thức sinh sản vô tính của cây trồng, cùng với các phương pháp truyền thống - giâm cành, ghép và nhân giống bằng cách chiết cành, các phương pháp hiện đại gắn với sử dụng phương pháp nuôi cấy mô tế bào đang dần chiếm vị trí hàng đầu. Trong trường hợp này, cây mới được lấy từ các mảnh nhỏ của cây mẹ (tế bào hoặc mảnh mô) được trồng trên môi trường dinh dưỡng có chứa tất cả các chất dinh dưỡng và kích thích tố cần thiết cho cây. Các phương pháp này không chỉ giúp nhân giống nhanh chóng các giống cây trồng có các đặc tính có giá trị, chẳng hạn như khoai tây kháng sâu cuốn lá, mà còn thu được các sinh vật không bị nhiễm vi rút và các mầm bệnh thực vật khác. Nuôi cấy mô cũng là cơ sở tạo ra cái gọi là sinh vật chuyển gen hoặc biến đổi gen, cũng như lai các tế bào thực vật xôma không thể lai theo bất kỳ cách nào khác.

Việc lai các cây khác nhau giữa các giống khác nhau có thể thu được các sinh vật có sự kết hợp mới của các tính trạng có giá trị kinh tế. Đối với điều này, thụ phấn bằng phấn hoa của thực vật cùng loài hoặc loài khác và thậm chí cả chi được sử dụng. Hiện tượng này được gọi là lai xa.

Vì động vật bậc cao không có khả năng sinh sản vô tính tự nhiên, nên phương thức sinh sản chính của chúng là hữu tính. Vì vậy, việc lai giữa các cá thể của cả cùng một loài (giống) và lai khác loài được sử dụng, dẫn đến các con lai nổi tiếng như la và hinny, tùy thuộc vào cá thể của loài nào được lấy làm mẹ - lừa và một con ngựa. Tuy nhiên, các con lai không đặc hiệu thường bất dục, tức là không thể sinh ra con cái, vì vậy mỗi lần lai chúng phải được lai tạo.

Đối với sinh sản của động vật trang trại, quá trình sinh sản nhân tạo cũng được sử dụng. Nhà di truyền học lỗi lạc người Nga B. L. Astaurov, bằng cách tăng nhiệt độ, đã tạo ra sản lượng tằm cái cao hơn, loại tơ này dệt kén từ sợi tơ mịn hơn và có giá trị hơn tằm đực.

Nhân bản vô tính cũng có thể được coi là sinh sản vô tính, vì nó sử dụng nhân của tế bào xôma, được đưa vào trứng đã thụ tinh với nhân bị giết. Sinh vật đang phát triển phải là một bản sao hoặc bản sao của một sinh vật đã tồn tại.

Sự thụ tinh ở thực vật có hoa và động vật có xương sống

Sự thụ tinh- đây là quá trình dung hợp giữa tế bào mầm đực và cái để tạo thành hợp tử.

Trong quá trình thụ tinh, đầu tiên xảy ra sự nhận biết và tiếp xúc vật lý của các giao tử đực và cái, sau đó là sự dung hợp tế bào chất của chúng, và chỉ ở giai đoạn cuối, vật chất di truyền mới được kết hợp. Sự thụ tinh cho phép bạn khôi phục bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội, giảm phân trong quá trình hình thành tế bào mầm.

Thông thường, trong tự nhiên, quá trình thụ tinh bởi các tế bào sinh sản đực của một sinh vật khác xảy ra, tuy nhiên, trong một số trường hợp, sự xâm nhập của tinh trùng của chính mình cũng có thể xảy ra - tự thụ tinh. Theo quan điểm tiến hóa, tự thụ tinh ít có lợi hơn, vì xác suất xuất hiện các tổ hợp gen mới là rất ít. Do đó, ngay cả ở hầu hết các sinh vật lưỡng tính, sự thụ tinh chéo cũng xảy ra. Quá trình này vốn có ở cả thực vật và động vật, tuy nhiên, có một số điểm khác biệt trong quá trình của nó ở các sinh vật nói trên.

Vì vậy, ở thực vật có hoa, việc bón phân có trước thụ phấn- chuyển hạt phấn chứa tế bào sinh dục đực - tinh trùng - vào đầu nhụy. Ở đó nó nảy mầm, tạo thành một ống phấn với hai tinh trùng di chuyển dọc theo nó. Sau khi đạt đến túi phôi, một tinh trùng kết hợp với trứng để tạo thành hợp tử và tinh trùng kia với tế bào trung tâm (2n), tạo ra mô dự trữ tiếp theo của nội nhũ thứ cấp. Phương pháp thụ tinh này được gọi là thụ tinh kép(Hình 3.4).

Ở động vật, đặc biệt là động vật có xương sống, quá trình thụ tinh có trước sự hội tụ của các giao tử, hoặc thụ tinh nhân tạo. Sự thành công của thụ tinh được tạo điều kiện thuận lợi bởi sự đồng bộ của quá trình bài tiết tế bào mầm đực và cái, cũng như giải phóng các chất hóa học cụ thể của trứng để tạo điều kiện thuận lợi cho sự định hướng của tinh trùng trong không gian.

Khi nuôi trồng cây trồng và vật nuôi, nỗ lực của con người chủ yếu nhằm mục đích bảo tồn và nhân lên các tính trạng có giá trị kinh tế, trong khi sức đề kháng của các sinh vật này đối với các điều kiện môi trường và khả năng sống nói chung bị giảm. Ngoài ra, đậu nành và nhiều loại cây trồng khác có khả năng tự thụ phấn nên cần có sự can thiệp của con người để phát triển các giống mới. Cũng có thể có những khó khăn trong quá trình thụ tinh, vì một số thực vật và động vật có thể có gen bất dục.

Thực vật cho mục đích nhân giống sản xuất thụ phấn nhân tạo, Trong đó nhị hoa được loại bỏ khỏi hoa, sau đó hạt phấn từ hoa khác được áp dụng cho các đầu nhụy của nhụy hoa và hoa đã thụ phấn được bao phủ bằng mũ cách ly để ngăn chặn sự thụ phấn của phấn hoa từ các cây khác. Trong một số trường hợp, thụ phấn nhân tạo được thực hiện để tăng sản lượng, vì hạt và quả không phát triển từ bầu của hoa chưa thụ phấn. Kỹ thuật này trước đây đã được thực hành trên cây hướng dương.

Với phép lai xa, đặc biệt nếu các cây khác nhau về số lượng nhiễm sắc thể, thì quá trình thụ tinh tự nhiên trở nên hoàn toàn không thể xảy ra, hoặc đã ở lần phân bào đầu tiên, sự phân ly nhiễm sắc thể bị rối loạn và sinh vật chết. Trong trường hợp này, quá trình thụ tinh được thực hiện trong điều kiện nhân tạo, và khi bắt đầu phân chia, tế bào được xử lý bằng colchicine, một chất phá hủy trục phân chia, trong khi các nhiễm sắc thể nằm rải rác xung quanh tế bào, và sau đó một nhân mới được hình thành. với số lượng nhiễm sắc thể nhân đôi, và trong những lần phân chia tiếp theo, những vấn đề như vậy không phát sinh. Do đó, bắp cải lai hiếm G.D. Karpechenko và triticale, một giống lúa mì và lúa mạch đen lai năng suất cao, đã được tạo ra.

Ở các loại vật nuôi chính, việc bón phân thậm chí còn nhiều trở ngại hơn so với cây trồng, điều này buộc con người phải thực hiện các biện pháp quyết liệt. Thụ tinh nhân tạo được sử dụng chủ yếu trong việc lai tạo các giống có giá trị, khi cần thu được càng nhiều con càng tốt từ một người sản xuất. Trong những trường hợp này, tinh dịch được thu thập, trộn với nước, đặt trong ống thuốc, và sau đó, khi cần thiết, được tiêm vào đường sinh dục của phụ nữ. Ở các trại cá, trong quá trình thụ tinh nhân tạo cho cá, tinh trùng đực thu được từ sữa được trộn với trứng cá muối trong các thùng đặc biệt. Cá con được nuôi trong lồng đặc biệt sau đó được thả vào các vùng nước tự nhiên và khôi phục lại quần thể cá tầm, ví dụ như cá tầm ở Biển Caspi và trên sông Don.

Như vậy, thụ tinh nhân tạo giúp con người thu được những giống cây trồng và vật nuôi mới, có năng suất cao cũng như tăng năng suất và phục hồi quần thể tự nhiên.

Thụ tinh bên ngoài và bên trong

Động vật phân biệt thụ tinh ngoài và thụ tinh trong. Tại thụ tinh ngoài tế bào mầm cái và tế bào mầm đực được đưa ra ngoài, tại đó quá trình dung hợp của chúng diễn ra, chẳng hạn như ở cá chình, hai mảnh vỏ, không sọ, hầu hết các loài cá và nhiều loài lưỡng cư. Mặc dù thực tế là nó không yêu cầu sự tiếp cận của các cá thể sinh sản, ở động vật di động không chỉ có thể tiếp cận chúng mà còn có thể tích lũy, như trong quá trình sinh sản của cá.

Thụ tinh trong Liên quan đến việc đưa các sản phẩm sinh sản của nam giới vào đường sinh dục nữ và trứng đã được thụ tinh sẽ được đào thải ra bên ngoài. Nó thường có lớp vỏ dày đặc để ngăn cản sự phá hủy và xâm nhập của các tinh trùng sau. Sự thụ tinh bên trong là đặc điểm của đại đa số động vật sống trên cạn, ví dụ, giun tròn và dẹt, nhiều động vật chân đốt và chân bụng, bò sát, chim và động vật có vú, cũng như một số loài lưỡng cư. Nó cũng được tìm thấy ở một số động vật sống dưới nước, bao gồm cả động vật chân đầu và cá sụn.

Ngoài ra còn có một kiểu thụ tinh trung gian - bên ngoài-bên trong, trong đó con cái bắt giữ các sản phẩm sinh sản đặc biệt do con đực để lại trên một số chất nền, như xảy ra ở một số động vật chân đốt và lưỡng cư có đuôi. Sự thụ tinh từ bên ngoài - bên trong có thể được coi là quá trình chuyển tiếp từ bên ngoài vào bên trong.

Cả thụ tinh bên ngoài và bên trong đều có những ưu điểm và nhược điểm của chúng. Vì vậy, trong quá trình thụ tinh bên ngoài, các tế bào mầm được giải phóng vào nước hoặc không khí, kết quả là phần lớn chúng bị chết. Tuy nhiên, kiểu thụ tinh này đảm bảo sự tồn tại của sinh sản hữu tính ở những động vật có gắn và không hoạt động như động vật hai mảnh vỏ và nhuyễn thể không sọ. Với thụ tinh trong, việc mất giao tử tất nhiên sẽ ít hơn nhiều, tuy nhiên, đồng thời, vật chất và sức lực được dành cho việc tìm kiếm bạn tình, con cái sinh ra thường quá nhỏ, yếu và cần thời gian dài. sự quan tâm của cha mẹ.

Ontogeny và các mô hình vốn có của nó

Sự phát sinh(từ tiếng Hy Lạp. ontos- tồn tại và nguồn gốc- xuất hiện, nguồn gốc) là quá trình phát triển cá thể của sinh vật từ khi sinh ra đến khi chết đi. Thuật ngữ này được đưa ra vào năm 1866 bởi nhà khoa học người Đức E. Haeckel (1834-1919).

Nguồn gốc của một sinh vật được coi là sự xuất hiện của một hợp tử là kết quả của sự thụ tinh với trứng của một ống sinh tinh, mặc dù một hợp tử như vậy không được hình thành trong quá trình sinh sản. Trong quá trình hình thành, sự tăng trưởng, sự khác biệt và sự hợp nhất của các bộ phận của cơ thể đang phát triển xảy ra. Sự khác biệt(từ vĩ độ. cắt tỉa- sự khác biệt) là quá trình xuất hiện sự khác biệt giữa các mô và cơ quan đồng nhất, những thay đổi của chúng trong quá trình phát triển của một cá thể, dẫn đến sự hình thành các mô và cơ quan chuyên biệt.

Các mô hình của ontogeny là chủ đề nghiên cứu phôi học(từ tiếng Hy Lạp. phôi thai- mầm và biểu tượng- từ, khoa học). Một đóng góp đáng kể cho sự phát triển của nó là do các nhà khoa học Nga K. Baer (1792-1876), người đã phát hiện ra tế bào trứng của động vật có vú và đưa bằng chứng phôi học làm cơ sở phân loại động vật có xương sống, A. O. Kovalevsky (1849-1901) và II Mechnikov (1845-1916) - người sáng lập lý thuyết về lớp mầm và phôi thai học so sánh, cũng như A. N. Severtsov (1866-1936), người đưa ra lý thuyết về sự xuất hiện của các nhân vật mới ở bất kỳ giai đoạn nào của quá trình hình thành.

Sự phát triển cá thể chỉ đặc trưng cho các sinh vật đa bào, vì ở các sinh vật đơn bào, quá trình sinh trưởng và phát triển kết thúc ở mức độ của một tế bào, và sự phân hóa hoàn toàn không có. Quá trình phát sinh được xác định bởi các chương trình di truyền cố định trong quá trình tiến hóa, nghĩa là, phát sinh là một sự lặp lại ngắn gọn của quá trình phát triển lịch sử của một loài nhất định, hoặc phát sinh loài.

Mặc dù sự chuyển đổi không thể tránh khỏi của các nhóm gen riêng lẻ trong quá trình phát triển cá thể, tất cả những thay đổi trong cơ thể diễn ra dần dần và không vi phạm tính toàn vẹn của nó, tuy nhiên, các sự kiện của mỗi giai đoạn trước đó có tác động đáng kể đến quá trình của các giai đoạn phát triển tiếp theo . Do đó, bất kỳ sự thất bại nào trong quá trình phát triển có thể dẫn đến sự gián đoạn của quá trình hình thành ở bất kỳ giai đoạn nào, như trường hợp thường xảy ra đối với phôi (được gọi là sẩy thai).

Do đó, quá trình hình thành được đặc trưng bởi sự thống nhất của không gian và thời gian của hành động, vì nó gắn bó chặt chẽ với cơ thể của cá nhân và tiến hành theo một chiều.

Sự phát triển phôi và mô phân sinh của sinh vật

Khoảng thời gian ontogeny

Có một số thời kỳ ontogeny, nhưng thông thường nhất trong ontogeny của động vật, các giai đoạn phôi và giai đoạn mô phân sinh được phân biệt.

Thời kỳ phôi thai bắt đầu với sự hình thành hợp tử trong quá trình thụ tinh và kết thúc bằng sự ra đời của một sinh vật hoặc sự giải phóng nó khỏi màng phôi (trứng).

Thời kỳ Postembryonic kéo dài từ khi sinh ra đến khi chết. Đôi khi bị cô lập và thời kỳ proembryonic, hoặc phát sinh, trong đó bao gồm phát sinh giao tử và thụ tinh.

phát triển phôi, hoặc quá trình phát sinh phôi, ở động vật và người được chia thành một số giai đoạn: sự phân cắt, sự tạo thành dạ dày, sự hình thành mô và sự hình thành cơ quan, cũng như thời kỳ phân hóa phôi.

Tách ra- đây là quá trình nguyên phân của hợp tử thành các tế bào nhỏ hơn bao giờ hết - phôi bào (Hình 3.5). Đầu tiên, hai tế bào được hình thành, sau đó là bốn, tám, v.v. Kích thước tế bào giảm chủ yếu là do trong giai đoạn giữa của chu kỳ tế bào, vì những lý do khác nhau, không có chu kỳ Gj, trong đó sự gia tăng kích thước của các tế bào con nên xảy ra. Quá trình này tương tự như phá băng, nhưng nó không hỗn loạn mà có trình tự nghiêm ngặt. Ví dụ, ở người, sự phân mảnh này là song phương, tức là đối xứng song phương. Kết quả của quá trình nghiền nát và phân kỳ sau đó của các tế bào, a blastula- Phôi đa bào một lớp, là một quả bóng rỗng, thành của chúng được tạo thành bởi các tế bào - phôi bào, và khoang bên trong chứa đầy chất lỏng và được gọi là blastocoele.

Đau bụngđược gọi là quá trình hình thành phôi hai hoặc ba lớp - dạ dày(từ tiếng Hy Lạp. gaster- dạ dày), xảy ra ngay sau khi hình thành phôi thai. Sự tiêu hóa được thực hiện bởi sự di chuyển của các tế bào và các nhóm của chúng tương đối với nhau, ví dụ, bằng cách xâm nhập vào một trong các thành của phôi bào. Ngoài hai hoặc ba lớp tế bào, ống dạ dày còn có một miệng chính - đạo ôn.

Các lớp tế bào trong ống dạ dày được gọi là các lớp mầm. Có ba lớp mầm: ngoại bì, trung bì và nội bì. ngoại bì(từ tiếng Hy Lạp. ectos bên ngoài, bên ngoài và hạ bì- da) là lớp mầm bên ngoài, Trung bì(từ tiếng Hy Lạp. mezos- trung bình, trung gian) - trung bình, và nội bì(từ tiếng Hy Lạp. enthos- bên trong) - bên trong.

Mặc dù thực tế là tất cả các tế bào của một sinh vật đang phát triển đều bắt nguồn từ một tế bào duy nhất - một hợp tử - và chứa cùng một bộ gen, tức là chúng là các bản sao của nó, vì chúng được hình thành do kết quả của quá trình phân bào, quá trình phân bào là kèm theo sự biệt hóa của tế bào. Sự khác biệt hóa là do sự chuyển đổi của các nhóm gen trong các phần khác nhau của phôi và tổng hợp các protein mới, sau này quyết định các chức năng cụ thể của tế bào và để lại dấu ấn trên cấu trúc của nó.

Sự chuyên hóa của các tế bào được đánh dấu bởi sự gần gũi của các tế bào khác, cũng như nền nội tiết tố. Ví dụ, nếu một đoạn ký hiệu phát triển từ phôi ếch này được cấy ghép sang phôi ếch khác, điều này sẽ gây ra sự hình thành sai chỗ của hệ thần kinh và một phôi kép sẽ bắt đầu hình thành như ban đầu. Hiện tượng này đã được đặt tên là cảm ứng phôi thai.

Lịch sử gọi quá trình hình thành các mô trưởng thành vốn có trong một sinh vật trưởng thành, và sự phát sinh cơ quan- quá trình hình thành các cơ quan.

Trong quá trình hình thành mô và cơ quan, biểu mô da và các dẫn xuất của nó (tóc, móng, vuốt, lông), biểu mô khoang miệng và men răng, trực tràng, hệ thần kinh, cơ quan cảm giác, mang, v.v. được hình thành từ ngoại bì. Nội bì. dẫn xuất là ruột và liên quan đến nó là các tuyến (gan và tuyến tụy), cũng như phổi. Và trung bì tạo ra tất cả các loại mô liên kết, bao gồm mô xương và mô sụn của khung xương, mô cơ của cơ xương, hệ tuần hoàn, nhiều tuyến nội tiết, v.v.

Việc đặt ống thần kinh ở mặt lưng của phôi hợp âm tượng trưng cho sự khởi đầu của một giai đoạn phát triển trung gian khác - tinh vân(novolat. tinh vân, giảm, từ tiếng Hy Lạp. tế bào thần kinh- thần kinh). Quá trình này cũng đi kèm với việc hình thành một phức hợp các cơ quan trục, chẳng hạn như hợp âm.

Sau quá trình hình thành cơ quan, một giai đoạn bắt đầu phôi khác biệt,được đặc trưng bởi sự chuyên hóa liên tục của các tế bào cơ thể và tăng trưởng nhanh chóng.

Ở nhiều loài động vật, trong quá trình phát triển phôi thai, phát sinh màng phôi và các cơ quan tạm thời khác không có ích cho quá trình phát triển sau này, chẳng hạn như nhau thai, dây rốn, v.v.

Sự phát triển mô phân sinh của động vật theo khả năng sinh sản được chia thành các thời kỳ trước sinh sản (con non), sinh sản và sau sinh sản.

Thời kỳ vị thành niên kéo dài từ sơ sinh đến dậy thì, nó được đặc trưng bởi sự tăng trưởng và phát triển chuyên sâu của cơ thể.

Sự sinh trưởng của sinh vật xảy ra do sự gia tăng số lượng tế bào do phân chia và sự gia tăng kích thước của chúng. Có hai loại tăng trưởng chính: có giới hạn và không giới hạn. Giới hạn, hoặc tăng trưởng trong nhà chỉ xảy ra ở một số giai đoạn nhất định của cuộc đời, chủ yếu là trước tuổi dậy thì. Nó là điển hình cho hầu hết các loài động vật. Ví dụ, một người chủ yếu phát triển cho đến 13-15 tuổi, mặc dù sự hình thành cuối cùng của cơ thể xảy ra trước 25 tuổi. vô hạn, hoặc mở rộng tăng trưởng tiếp tục trong suốt cuộc đời của cá thể, như ở thực vật và một số loài cá. Ngoài ra còn có sự tăng trưởng theo chu kỳ và không theo chu kỳ.

Quá trình tăng trưởng được kiểm soát bởi hệ thống nội tiết, hoặc nội tiết tố: ở người, sự gia tăng kích thước tuyến tính của cơ thể được tạo điều kiện thuận lợi bởi việc giải phóng hormone somatotropic, trong khi hormone tuyến sinh dục phần lớn ngăn chặn nó. Các cơ chế tương tự đã được phát hiện ở côn trùng, chúng có một loại hormone đặc biệt dành cho trẻ vị thành niên và một loại hormone lột xác.

Ở thực vật có hoa, sự phát triển phôi xảy ra sau khi thụ tinh kép, trong đó một tinh trùng thụ tinh với trứng, và tinh trùng thứ hai thụ tinh với tế bào trung tâm. Từ hợp tử, một phôi được hình thành, trải qua một loạt các lần phân chia. Sau lần phân chia đầu tiên, bản thân phôi được hình thành từ một tế bào, và các mặt dây chuyền được hình thành từ lần phân chia thứ hai, qua đó phôi được cung cấp chất dinh dưỡng. Tế bào trung tâm tạo ra nội nhũ tam bội chứa các chất dinh dưỡng cho sự phát triển của phôi (Hình 3.7).

Quá trình phát triển phôi và mô phân sinh của cây hạt thường bị tách biệt trong thời gian vì chúng đòi hỏi những điều kiện nhất định để nảy mầm. Thời kỳ phân sinh ở thực vật được chia thành các thời kỳ sinh dưỡng, sinh trưởng và già cỗi. Ở thời kỳ sinh dưỡng, sinh khối của cây tăng lên, ở thời kỳ sinh trưởng chúng có khả năng sinh sản hữu tính (ở cây có hạt, ra hoa và đậu quả), trong khi ở thời kỳ già cỗi thì mất khả năng sinh sản.

Vòng đời và sự luân phiên của các thế hệ

Các sinh vật mới được hình thành không có khả năng sinh sản ngay lập tức.

Vòng đời- Tập hợp các giai đoạn phát triển, bắt đầu từ hợp tử, sau đó cơ thể trưởng thành và có khả năng sinh sản.

Trong chu kỳ sống, có sự xen kẽ của các giai đoạn phát triển với bộ nhiễm sắc thể đơn bội và lưỡng bội, ở thực vật và động vật bậc cao, bộ lưỡng bội chiếm ưu thế, còn ở thực vật bậc thấp thì ngược lại.

Vòng đời có thể đơn giản hoặc phức tạp. Không giống như một vòng đời đơn giản, trong một chu kỳ phức tạp, sinh sản hữu tính xen kẽ với sinh sản dị hợp và sinh sản vô tính. Ví dụ, loài giáp xác daphnia, sinh sản vô tính vào mùa hè, sinh sản hữu tính vào mùa thu. Vòng đời của một số loại nấm đặc biệt phức tạp. Ở một số loài động vật, sự luân phiên của các thế hệ hữu tính và vô tính diễn ra thường xuyên, và một vòng đời như vậy được gọi là Chính xác. Nó là điển hình, ví dụ, đối với một số loài sứa.

Thời gian của chu kỳ sống được xác định bằng số thế hệ phát triển trong năm, hoặc số năm mà sinh vật thực hiện quá trình phát triển của mình. Ví dụ, thực vật được chia thành cây hàng năm và cây lâu năm.

Kiến thức về chu kỳ sống là cần thiết để phân tích di truyền, vì ở trạng thái đơn bội và lưỡng bội, hoạt động của các gen được bộc lộ theo những cách khác nhau: trong trường hợp thứ nhất, có nhiều cơ hội cho sự biểu hiện của tất cả các gen, trong khi ở trạng thái thứ hai, một số gen không được phát hiện.

Nguyên nhân làm suy giảm sự phát triển của sinh vật

Khả năng tự điều chỉnh và chống lại các tác hại của môi trường không xuất hiện ngay ở sinh vật. Trong quá trình phát triển phôi và mô phân sinh, khi nhiều hệ thống phòng thủ của cơ thể chưa được hình thành, các sinh vật thường dễ bị tổn thương bởi các yếu tố gây hại. Vì vậy, ở động vật và thực vật, phôi được bảo vệ bởi các lớp vỏ đặc biệt hoặc bởi chính cơ quan mẹ. Nó được cung cấp một mô nuôi dưỡng đặc biệt, hoặc nhận chất dinh dưỡng trực tiếp từ cơ thể mẹ. Tuy nhiên, sự thay đổi của các điều kiện bên ngoài có thể đẩy nhanh hoặc làm chậm sự phát triển của phôi và thậm chí gây ra nhiều rối loạn khác nhau.

Các yếu tố gây ra sự sai lệch trong sự phát triển của phôi được gọi là gây quái thai, hoặc chất gây quái thai. Tùy thuộc vào bản chất của các yếu tố này, chúng được chia thành vật lý, hóa học và sinh học.

ĐẾN các yếu tố vật lý Trước hết, bức xạ ion hóa, gây ra nhiều đột biến ở thai nhi, có thể không tương thích với sự sống, là một trong số đó.

Hóa chất Chất gây quái thai là kim loại nặng, benzapyrene thải ra từ ô tô và nhà máy công nghiệp, phenol, một số loại thuốc, rượu, ma túy và nicotin.

Việc cha mẹ sử dụng rượu, ma túy và hút thuốc lá có tác hại đặc biệt đến sự phát triển của phôi thai người, vì rượu và nicotin ức chế sự hô hấp của tế bào. Cung cấp không đủ oxy cho phôi dẫn đến một số lượng tế bào được hình thành trong các cơ quan đang phát triển, các cơ quan kém phát triển. Các mô thần kinh đặc biệt nhạy cảm với việc thiếu oxy. Việc người mẹ tương lai sử dụng rượu, ma túy, hút thuốc lá, lạm dụng ma túy thường dẫn đến những tổn thương không thể phục hồi đối với phôi thai và sau này sinh ra những đứa trẻ bị chậm phát triển trí tuệ hoặc dị tật bẩm sinh.

3.4. Di truyền học, nhiệm vụ của nó. Tính di truyền và tính biến dị là những đặc tính của sinh vật. Các khái niệm cơ bản về di truyền.

Di truyền học, nhiệm vụ của nó

Những thành công của khoa học tự nhiên và sinh học tế bào trong thế kỷ 18-19 cho phép một số nhà khoa học suy đoán về sự tồn tại của một số yếu tố di truyền quyết định sự phát triển của các bệnh di truyền, nhưng những giả định này không được chứng minh bằng bằng chứng thích hợp. Ngay cả lý thuyết về bệnh liệt nội bào do X. de Vries đưa ra vào năm 1889, giả định sự tồn tại của một số “pangene” trong nhân tế bào xác định khuynh hướng di truyền của sinh vật và sự phóng thích vào nguyên sinh chất của chỉ những chất trong số chúng xác định loại tế bào, không thể thay đổi tình hình, cũng như lý thuyết về "mầm bệnh" của A. Weisman, theo đó các đặc điểm thu được trong quá trình phát sinh không được di truyền.

Chỉ có những công trình của nhà nghiên cứu người Séc G. Mendel (1822-1884) mới trở thành nền tảng của di truyền học hiện đại. Tuy nhiên, mặc dù các công trình của ông đã được trích dẫn trong các ấn phẩm khoa học, những người đương thời không chú ý đến chúng. Và chỉ có việc ba nhà khoa học cùng lúc - E. Chermak, K. Correns và H. de Vries khám phá lại các mô hình thừa kế độc lập - đã buộc cộng đồng khoa học phải quay sang nguồn gốc của di truyền.

Di truyền học là một môn khoa học nghiên cứu các quy luật di truyền và biến đổi và các phương pháp quản lý chúng.

Nhiệm vụ của di truyền họcở giai đoạn hiện tại là nghiên cứu các đặc điểm định tính và số lượng của vật liệu di truyền, phân tích cấu trúc và hoạt động của kiểu gen, giải mã cấu trúc tốt của gen và các phương pháp điều hòa hoạt động của gen, tìm kiếm các gen gây ra sự phát triển của các bệnh di truyền ở người và các phương pháp "điều chỉnh" chúng, tạo ra một thế hệ thuốc mới bằng vắc-xin DNA loại, tạo ra các sinh vật có các đặc tính mới bằng cách sử dụng các công cụ kỹ thuật tế bào và di truyền có thể sản xuất thuốc và thực phẩm cần thiết cho con người , cũng như giải mã hoàn chỉnh bộ gen của con người.

Di truyền và tính biến đổi - đặc tính của sinh vật

Di truyền- là khả năng truyền các đặc điểm, tính chất của sinh vật trong một số thế hệ.

Sự thay đổi- thuộc tính của sinh vật để có được những đặc điểm mới trong quá trình sống.

dấu hiệu- đây là bất kỳ đặc điểm nào về hình thái, sinh lý, sinh hóa và các đặc điểm khác của sinh vật trong đó một số sinh vật khác với các sinh vật khác, ví dụ như màu mắt. tính chất Họ cũng gọi bất kỳ đặc điểm chức năng nào của sinh vật dựa trên một đặc điểm cấu tạo nhất định hoặc một nhóm các đặc điểm cơ bản.

Các sinh vật có thể được chia thành phẩm chất Và định lượng. Các dấu hiệu định tính có hai hoặc ba biểu hiện tương phản nhau, được gọi là các tính năng thay thế, ví dụ như mắt xanh và mắt nâu, trong khi định lượng (năng suất sữa của bò, năng suất lúa mì) không có sự khác biệt rõ ràng.

Chất mang vật chất của di truyền là DNA. Có hai kiểu di truyền ở sinh vật nhân thực: kiểu gen Và tế bào chất. Các chất mang di truyền kiểu gen được khu trú trong nhân, và chúng ta sẽ nói thêm về nó, và những chất mang di truyền qua tế bào chất là các phân tử DNA hình tròn nằm trong ty thể và plastids. Sự di truyền qua tế bào chất được truyền chủ yếu qua trứng, do đó nó còn được gọi là mẹ ruột.

Một số lượng nhỏ gen khu trú trong ty thể của tế bào người, nhưng sự thay đổi của chúng có thể có tác động đáng kể đến sự phát triển của sinh vật, ví dụ, dẫn đến mù lòa hoặc giảm dần khả năng vận động. Plastids đóng một vai trò quan trọng không kém đối với đời sống thực vật. Vì vậy, trong một số bộ phận của lá, các tế bào không có chất diệp lục có thể có mặt, điều này dẫn đến giảm năng suất cây trồng, mặt khác, các sinh vật nhiều màu như vậy có giá trị trong việc trang trí làm vườn. Những mẫu vật như vậy chủ yếu được sinh sản vô tính, vì cây xanh bình thường thường thu được nhiều hơn trong quá trình sinh sản hữu tính.

Phương pháp di truyền

Phương pháp lai, hay phương pháp lai, bao gồm việc lựa chọn các cá thể bố mẹ và phân tích con cái. Đồng thời, kiểu gen của một sinh vật được đánh giá bằng sự biểu hiện ra kiểu hình của các gen ở đời con do một sơ đồ lai nhất định. Đây là phương pháp di truyền học cung cấp thông tin lâu đời nhất, lần đầu tiên được G. Mendel áp dụng đầy đủ nhất kết hợp với phương pháp thống kê. Phương pháp này không thể áp dụng trong di truyền học ở người vì lý do đạo đức.

Phương pháp di truyền tế bào dựa trên nghiên cứu về karyotype: số lượng, hình dạng và kích thước của các nhiễm sắc thể của cơ thể. Việc nghiên cứu các đặc điểm này giúp xác định các bệnh lý phát triển khác nhau.

Phương pháp sinh hóa cho phép bạn xác định hàm lượng của các chất khác nhau trong cơ thể, đặc biệt là sự dư thừa hoặc thiếu hụt của chúng, cũng như hoạt động của một số enzym.

Các phương pháp di truyền phân tử nhằm xác định các biến thể trong cấu trúc và giải mã trình tự nucleotide chính của các đoạn DNA được nghiên cứu. Chúng cho phép bạn xác định các gen cho các bệnh di truyền ngay cả trong phôi thai, thiết lập quan hệ cha con, v.v.

Phương pháp thống kê dân số có thể xác định thành phần di truyền của một quần thể, tần số của một số gen và kiểu gen, gánh nặng di truyền và cũng để vạch ra triển vọng phát triển của một quần thể.

Phương pháp lai các tế bào xôma trong nuôi cấy cho phép bạn xác định vị trí của một số gen nhất định trong nhiễm sắc thể khi các tế bào của các sinh vật khác nhau hợp nhất, ví dụ, chuột và hamster, chuột và người, v.v.

Các khái niệm di truyền cơ bản và biểu tượng

Gene- Đây là một phần của phân tử ADN, hay nhiễm sắc thể, mang thông tin về một đặc điểm hoặc tính chất nhất định của sinh vật.

Một số gen có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của một số tính trạng cùng một lúc. Hiện tượng như vậy được gọi là sự toàn thân. Ví dụ, gen xác định sự phát triển của bệnh di truyền arachnodactyly (ngón tay nhện) gây ra độ cong của thủy tinh thể, bệnh lý của nhiều cơ quan nội tạng.

Mỗi gen chiếm một vị trí xác định nghiêm ngặt trong nhiễm sắc thể - quỹ tích. Vì trong tế bào xôma của hầu hết các sinh vật nhân thực, các nhiễm sắc thể được ghép đôi (tương đồng), mỗi nhiễm sắc thể được ghép đôi chứa một bản sao của gen chịu trách nhiệm về một tính trạng cụ thể. Những gen như vậy được gọi là allelic.

Các gen alen thường tồn tại ở hai phiên bản - trội và lặn. Trội gọi là alen biểu hiện không phụ thuộc vào gen nào trên nhiễm sắc thể còn lại và ngăn cản sự phát triển của tính trạng do gen lặn mã hóa. Các alen trội thường được ký hiệu bằng các chữ cái in hoa trong bảng chữ cái Latinh (A, B, C và v.v.), và dấu lõm - chữ thường (a, b, từ và vân vân.)- Lặn các alen chỉ có thể được biểu hiện nếu chúng chiếm các locus trên cả hai nhiễm sắc thể được ghép đôi.

Một loài sinh vật có cùng alen trên cả hai nhiễm sắc thể tương đồng được gọi là đồng hợp tử cho gen đó, hoặc đồng hợp tử ( AA , aa, AABB,aabb v.v.), và một sinh vật trong đó cả hai nhiễm sắc thể tương đồng chứa các biến thể khác nhau của gen - trội và lặn - được gọi là dị hợp tử cho gen đó, hoặc dị hợp tử (Aa, AaBb Vân vân.).

Một số gen có thể có ba biến thể cấu trúc trở lên, ví dụ, các nhóm máu theo hệ thống ABO được mã hóa bởi ba alen - tôi MỘT , tôi B , tôi. Hiện tượng như vậy được gọi là đa alen. Tuy nhiên, ngay cả trong trường hợp này, mỗi nhiễm sắc thể từ một cặp chỉ mang một alen, nghĩa là cả ba biến thể gen trong một sinh vật không thể được biểu thị.

Bộ gen- tập hợp các gen đặc trưng của bộ nhiễm sắc thể đơn bội.

Kiểu gen- tập hợp các gen đặc trưng của bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội.

Kiểu hình- Tập hợp các dấu hiệu và đặc tính của sinh vật, là kết quả của sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường.

Vì các sinh vật khác nhau về nhiều đặc điểm, nên có thể thiết lập các kiểu di truyền của chúng chỉ bằng cách phân tích hai hoặc nhiều tính trạng ở thế hệ con. Phép lai, trong đó việc di truyền được xem xét và tính toán số lượng chính xác của con cái được thực hiện đối với một cặp tính trạng thay thế, được gọi là monohybrid, cho hai cặp dihybrid,để biết thêm dấu hiệu polyhybrid.

Theo kiểu hình của một cá thể, còn lâu mới thiết lập được kiểu gen của nó, vì cả một sinh vật đồng hợp tử về gen trội (AA) và dị hợp tử (Aa) sẽ có sự biểu hiện của alen trội trong kiểu hình. Do đó, để kiểm tra kiểu gen của sinh vật bằng phương pháp thụ tinh chéo, phân tích chéo- lai giữa sinh vật mang tính trạng trội được lai với sinh vật có tính trạng đồng hợp tử lặn. Trong trường hợp này, một sinh vật đồng hợp tử về gen trội sẽ không tạo ra sự phân li ở đời con, trong khi ở đời con của các cá thể dị hợp sẽ quan sát được số lượng cá thể mang tính trạng trội và lặn bằng nhau.

Các quy ước sau đây thường được sử dụng nhất để viết các lược đồ chéo:

R (từ vĩ độ. cha mẹ- bố mẹ) - sinh vật bố mẹ;

♀ (dấu hiệu giả kim của sao Kim - một chiếc gương có tay cầm) - cá thể mẹ;

♂ (dấu hiệu giả kim của sao Hỏa - khiên và giáo) - cá thể cha;

x - biển báo qua đường;

F 1, F 2, F 3, v.v. - con lai của thế hệ thứ nhất, thứ hai, thứ ba và các thế hệ tiếp theo;

F a - con lai từ phép lai phân tích.

Thuyết di truyền nhiễm sắc thể

Người sáng lập ra di truyền học G. Mendel, cũng như những người thân cận nhất của ông, không biết gì về cơ sở vật chất của khuynh hướng di truyền hay gen. Tuy nhiên, vào năm 1902-1903, nhà sinh vật học người Đức T. Boveri và sinh viên người Mỹ W. Setton đã đề xuất một cách độc lập rằng hành vi của nhiễm sắc thể trong quá trình trưởng thành và thụ tinh của tế bào có thể giải thích sự phân chia của các yếu tố di truyền theo Mendel, tức là, ý kiến của họ, gen phải nằm trên nhiễm sắc thể. Những giả định này đã trở thành nền tảng của lý thuyết di truyền nhiễm sắc thể.

Năm 1906, các nhà di truyền học người Anh W. Batson và R. Pennet đã phát hiện ra sự vi phạm của sự phân tách Mendel khi lai đậu ngọt, và đồng hương của họ là L. Doncaster, trong các thí nghiệm với bướm đêm chùm ruột, đã phát hiện ra sự di truyền liên kết giới tính. Kết quả của những thí nghiệm này rõ ràng mâu thuẫn với những kết quả của Mendel, nhưng do vào thời điểm đó, người ta đã biết rằng số lượng các đặc điểm đã biết của các đối tượng thí nghiệm đã vượt xa số lượng nhiễm sắc thể, và điều này cho thấy rằng mỗi nhiễm sắc thể mang nhiều hơn một gen, và các gen của một nhiễm sắc thể được di truyền cùng nhau.

Năm 1910, các thí nghiệm của nhóm T. Morgan bắt đầu trên một đối tượng thí nghiệm mới - ruồi giấm Drosophila. Kết quả của những thí nghiệm này đã giúp vào giữa những năm 20 của thế kỷ 20 có thể hình thành các quy định chính của lý thuyết di truyền nhiễm sắc thể, để xác định thứ tự sắp xếp của các gen trong nhiễm sắc thể và khoảng cách giữa chúng, tức là, để biên soạn bản đồ đầu tiên của nhiễm sắc thể.

Các quy định chính của thuyết di truyền nhiễm sắc thể:

1) Các gen nằm trên nhiễm sắc thể thường. Các gen trên cùng một nhiễm sắc thể được di truyền cùng nhau hoặc liên kết với nhau và được gọi là nhóm ly hợp. Số nhóm liên kết về mặt số lượng của bộ nhiễm sắc thể đơn bội.

Mỗi gen chiếm một vị trí xác định nghiêm ngặt trong nhiễm sắc thể - một locus.

Các gen sắp xếp tuyến tính trên nhiễm sắc thể.

Sự phá vỡ liên kết gen chỉ xảy ra do lai xa.

Khoảng cách giữa các gen trên nhiễm sắc thể tỉ lệ thuận với tỉ lệ% phép lai giữa chúng.

Sự di truyền độc lập chỉ đặc trưng cho các gen thuộc các nhiễm sắc thể không tương đồng.

Ý tưởng hiện đại về gen và bộ gen

Vào đầu những năm 40 của thế kỷ 20, J. Beadle và E. Tatum, khi phân tích kết quả nghiên cứu di truyền trên nấm bào tử thần kinh, đã đưa ra kết luận rằng mỗi gen kiểm soát sự tổng hợp một loại enzim, và xây dựng nguyên tắc "một gen - một loại enzim ”.

Tuy nhiên, vào năm 1961 F. Jacob, J.-L. Mono và A. Lvov đã tìm cách giải mã cấu trúc của gen Escherichia coli và nghiên cứu sự điều hòa hoạt động của nó. Vì phát hiện này, họ đã được trao giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học vào năm 1965.

Trong quá trình nghiên cứu, ngoài các gen cấu trúc kiểm soát sự phát triển của một số tính trạng, họ còn có thể xác định các gen quy định, chức năng chính của nó là sự biểu hiện của các tính trạng được mã hóa bởi các gen khác.

Cấu trúc của gen nhân sơ. Gen cấu trúc của sinh vật nhân sơ có cấu trúc phức tạp, vì nó bao gồm các vùng điều hòa và trình tự mã hóa. Các vùng điều tiết bao gồm vùng khởi xướng, nhà điều hành và vùng kết thúc (Hình 3.8). người ủng hộđược gọi là vùng của gen mà enzym RNA polymerase gắn vào, vùng này đảm bảo tổng hợp mRNA trong quá trình phiên mã. TỪ nhà điều hành, nằm giữa promoter và trình tự cấu trúc, có thể liên kết protein repressor,điều này không cho phép RNA polymerase bắt đầu đọc thông tin di truyền từ trình tự mã hóa và chỉ việc loại bỏ nó mới cho phép bắt đầu phiên mã. Cấu trúc của bộ kìm hãm thường được mã hóa trong một gen điều hòa nằm ở phần khác của nhiễm sắc thể. Việc đọc thông tin kết thúc ở một đoạn của gen được gọi là Kẻ hủy diệt.

trình tự mã hóa gen cấu trúc chứa thông tin về trình tự các axit amin trong prôtêin tương ứng. Trình tự mã hóa ở sinh vật nhân sơ được gọi là cistronome, và tổng số các vùng mã hóa và điều hòa của gen nhân sơ - operon. Nhìn chung, sinh vật nhân sơ, bao gồm cả E. coli, có một số lượng gen tương đối nhỏ nằm trên nhiễm sắc thể vòng đơn.

Tế bào chất của sinh vật nhân sơ cũng có thể chứa thêm các phân tử ADN nhỏ hình tròn hoặc mạch hở được gọi là plasmid. Plasmid có khả năng tích hợp vào nhiễm sắc thể và được chuyển từ tế bào này sang tế bào khác. Chúng có thể mang thông tin về đặc điểm tình dục, khả năng gây bệnh và khả năng kháng kháng sinh.

Cấu trúc của gen sinh vật nhân thực. Không giống như sinh vật nhân sơ, các gen của sinh vật nhân thực không có cấu trúc operon, vì chúng không chứa một toán tử và mỗi gen cấu trúc chỉ đi kèm với một promoter và một trình kết thúc. Ngoài ra, các vùng quan trọng trong gen sinh vật nhân chuẩn ( exons) xen kẽ với không đáng kể ( người trong nhà), được phiên mã hoàn toàn thành mRNA và sau đó được cắt bỏ trong quá trình trưởng thành. Vai trò sinh học của intron là giảm khả năng đột biến ở những vùng đáng kể. Sự điều hòa gen ở sinh vật nhân thực phức tạp hơn nhiều so với quy định ở sinh vật nhân sơ.

Bộ gen của con người. Trong mỗi tế bào người, có khoảng 2 m DNA trong 46 nhiễm sắc thể, được đóng gói chặt chẽ trong một chuỗi xoắn kép, bao gồm khoảng 3,2 x 10 9 cặp nucleotide, cung cấp khoảng 10 1900000000 khả năng kết hợp duy nhất. Vào cuối những năm 1980, vị trí của khoảng 1.500 gen người đã được biết đến, nhưng tổng số gen của chúng được ước tính vào khoảng 100.000, vì chỉ có khoảng 10.000 bệnh di truyền ở người, chưa kể đến số lượng protein khác nhau chứa trong tế bào.

Năm 1988, dự án quốc tế "Bộ gen người" được khởi động, đến đầu thế kỷ 21, dự án này đã kết thúc với việc giải mã hoàn chỉnh trình tự nucleotide. Ông ấy làm cho nó có thể hiểu rằng hai người khác nhau có trình tự nucleotide giống nhau đến 99,9%, và chỉ 0,1% còn lại xác định tính cá nhân của chúng ta. Tổng cộng có khoảng 30 - 40 nghìn gen cấu trúc được phát hiện, nhưng sau đó số lượng của chúng giảm xuống còn 25 - 30 nghìn. Tuy nhiên, những gen này mã hóa một số lượng lớn hơn nhiều protein, chẳng hạn như hàng chục nghìn protein bảo vệ - immunoglobulin.

97% bộ gen của chúng ta là "rác" di truyền chỉ tồn tại vì nó có thể sinh sản tốt (ARN được phiên mã ở những vùng này không bao giờ rời khỏi nhân). Ví dụ, trong số gen của chúng ta không chỉ có gen "người", mà còn có 60% gen tương tự như gen của ruồi giấm, và có tới 99% gen của chúng ta liên quan đến tinh tinh.

Song song với việc giải mã bộ gen, việc lập bản đồ nhiễm sắc thể cũng diễn ra, nhờ đó không chỉ có thể phát hiện mà còn xác định được vị trí của một số gen gây ra sự phát triển của các bệnh di truyền, cũng như mục tiêu của thuốc. gen.

Việc giải mã bộ gen người vẫn chưa có ảnh hưởng trực tiếp, vì chúng ta đã nhận được một loại hướng dẫn để lắp ráp một sinh vật phức tạp như một con người, nhưng chưa học được cách tạo ra nó hoặc ít nhất là sửa chữa những sai sót trong đó. Tuy nhiên, thời đại y học phân tử đã đến ngưỡng, khắp nơi trên thế giới đều phát triển các loại chế phẩm gen có thể ngăn chặn, loại bỏ hoặc thậm chí thay thế các gen bệnh lý ở người sống, chứ không chỉ trong trứng đã thụ tinh.

Chúng ta không nên quên rằng trong tế bào nhân thực, DNA không chỉ được chứa trong nhân mà còn có trong ti thể và plastids. Khác với hệ gen nhân, tổ chức của gen ti thể và gen plastid có nhiều điểm chung với tổ chức của hệ gen nhân sơ. Mặc dù thực tế là các bào quan này mang ít hơn 1% thông tin di truyền của tế bào và thậm chí không mã hóa một bộ protein hoàn chỉnh cần thiết cho hoạt động của chính chúng, chúng có thể ảnh hưởng đáng kể đến một số tính năng của cơ thể. Do đó, sự giao thoa ở các cây thuộc họ diệp lục, cây thường xuân và những cây khác được di truyền bởi một số lượng không đáng kể của thế hệ con cháu, ngay cả khi hai cây có nhiều đốm được lai với nhau. Điều này là do thực tế là các plastids và ti thể được truyền hầu hết với tế bào chất của trứng, vì vậy tính di truyền này được gọi là mẹ, hoặc di truyền tế bào chất, trái ngược với kiểu gen, khu trú trong nhân.

Các mô hình di truyền, cơ sở tế bào học của chúng

Theo thuyết di truyền nhiễm sắc thể, mỗi cặp gen nằm trong một cặp nhiễm sắc thể tương đồng và mỗi nhiễm sắc thể chỉ mang một trong các yếu tố này. Nếu chúng ta tưởng tượng rằng các gen là các đối tượng điểm trên nhiễm sắc thể thẳng, thì các cá thể đồng hợp tử trong sơ đồ có thể được viết là A || A hoặc a || a, trong khi dị hợp tử - A || a. Trong quá trình hình thành giao tử trong quá trình giảm phân, mỗi gen của một cặp gen dị hợp tử sẽ nằm trong một trong các tế bào mầm (Hình 3.9).

Ví dụ, nếu lai hai cá thể dị hợp tử với nhau, với điều kiện mỗi cá thể chỉ có một cặp giao tử thì chỉ có thể thu được 4 sinh vật con, trong đó có 3 sinh vật mang ít nhất một gen trội. NHƯNG, và chỉ một người đồng hợp tử về gen lặn Nhưng, tức là, các kiểu di truyền có tính chất thống kê (Hình 3.10).

Trong trường hợp các gen nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau thì trong quá trình hình thành giao tử, sự phân bố giữa các alen từ một cặp nhiễm sắc thể tương đồng nhất định xảy ra hoàn toàn độc lập với sự phân bố của các alen từ các cặp khác (Hình 3.11). Đó là sự sắp xếp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể tương đồng tại xích đạo trục trong phép lai I của meiosis và sự phân kỳ tiếp theo của chúng trong giai đoạn anaphase I dẫn đến sự đa dạng của tái tổ hợp alen trong các giao tử.

Số lượng các kiểu tổ hợp có thể có của các alen trong giao tử đực hoặc cái có thể được xác định theo công thức chung 2 n, trong đó n là số nhiễm sắc thể đặc trưng của bộ đơn bội. Ở người, n \ u003d 23 và số tổ hợp có thể có là 2 23 \ u003d 8388608. Sự kết hợp tiếp theo của các giao tử trong quá trình thụ tinh cũng là ngẫu nhiên và do đó sự phân chia độc lập có thể được ghi lại ở con cái cho mỗi cặp ký tự (Hình. 3,11).

Tuy nhiên, số lượng tính trạng ở mỗi loài sinh vật lớn gấp nhiều lần số lượng nhiễm sắc thể của nó, có thể phân biệt được dưới kính hiển vi, do đó, mỗi nhiễm sắc thể phải chứa nhiều yếu tố. Nếu chúng ta tưởng tượng rằng một cá thể nào đó, dị hợp tử về hai cặp gen nằm trong các nhiễm sắc thể tương đồng, tạo ra giao tử, thì người ta không chỉ tính đến xác suất hình thành giao tử có nhiễm sắc thể ban đầu, mà cả các giao tử đã nhận nhiễm sắc thể thay đổi như kết quả của việc vượt qua trong I dự phòng của bệnh meiosis. Do đó, các tổ hợp tính trạng mới sẽ phát sinh ở thế hệ con. Dữ liệu thu được trong các thí nghiệm trên Drosophila đã tạo cơ sở cho thuyết di truyền nhiễm sắc thể.

Một xác nhận cơ bản khác về cơ sở tế bào học của tính di truyền đã được thu được trong nghiên cứu các bệnh khác nhau. Vì vậy, ở người, một trong những dạng ung thư là do mất một đoạn nhỏ của một trong các nhiễm sắc thể.

Các mô hình thừa kế do G. Mendel thiết lập, cơ sở tế bào học của chúng (lai đơn và lai dihybrid)

Các mô hình chính của sự di truyền độc lập các tính trạng được phát hiện bởi G. Mendel, người đã đạt được thành công khi áp dụng vào nghiên cứu của mình một phương pháp lai mới vào thời điểm đó.

Sự thành công của G. Mendel được đảm bảo bởi các yếu tố sau:

1. Lựa chọn tốt đối tượng nghiên cứu (đậu Hà Lan gieo hạt), có thời vụ sinh trưởng ngắn, là cây tự thụ phấn, tạo ra một lượng hạt đáng kể và được đại diện bởi một số lượng lớn các giống có đặc điểm dễ phân biệt;

2. Chỉ sử dụng các dòng đậu thuần chủng đã qua nhiều thế hệ không cho phép phân li các tính trạng ở đời con;

3. chỉ tập trung vào một hoặc hai dấu hiệu;

4. lập kế hoạch thử nghiệm và vạch ra các kế hoạch giao cắt rõ ràng;

5. tính toán định lượng chính xác của con cái kết quả.

Đối với nghiên cứu, G. Mendel chỉ chọn ra bảy dấu hiệu có các biểu hiện thay thế (tương phản). Trong các phép lai đầu tiên, ông nhận thấy rằng ở đời con của thế hệ thứ nhất, khi cho các cây có hạt màu vàng và xanh được lai với nhau, tất cả các đời con đều có hạt màu vàng. Kết quả tương tự cũng thu được trong nghiên cứu các dấu hiệu khác (Bảng 3.1). Các dấu hiệu thịnh hành trong thế hệ đầu tiên, G. Mendel gọi là trội. Những người trong số họ không xuất hiện trong thế hệ đầu tiên được gọi là Lặn.

Các cá thể đã cho tách dòng ở thế hệ con cái được gọi là dị hợp tử, và những cá nhân không chia tách - đồng hợp tử.

Bảng 3.1

Các dấu hiệu của đậu Hà Lan, sự di truyền của nó đã được nghiên cứu bởi G. Mendel

dấu hiệu	Tùy chọn kê khai
dấu hiệu	Trội	Lặn
màu hạt
hình dạng hạt giống		nhăn nheo
Hình trái cây (đậu)		liên kết
màu trái cây
Tràng hoa màu
vị trí hoa	nách	Apical
chiều dài thân		Ngắn

Phép lai, trong đó biểu hiện của chỉ một đặc điểm được xem xét, được gọi là monohybrid. Trong trường hợp này, các kiểu di truyền chỉ có hai biến thể của một tính trạng được xác định, sự phát triển của chúng là do một cặp gen alen. Ví dụ, đặc điểm "màu tràng hoa" ở đậu Hà Lan chỉ có hai biểu hiện - đỏ và trắng. Tất cả các đặc điểm khác đặc trưng của các sinh vật này không được tính đến và không được tính đến trong các tính toán.

Sơ đồ của phép lai đơn tính như sau:

Lai hai cây đậu, một cây có hạt màu vàng và cây còn lại màu xanh lục, ở thế hệ đầu tiên G. Mendel nhận được các cây hoàn toàn có hạt màu vàng, bất kể cây nào được chọn làm mẹ và cây nào là bố. Kết quả tương tự cũng thu được khi lai các tính trạng khác, điều này đã cho G. Mendel lý do để hình thành quy luật đồng hợp của các phép lai ở thế hệ thứ nhất, mà còn được gọi là Định luật đầu tiên của Mendel Và quy luật thống trị.

Định luật đầu tiên của Mendel:

Khi lai các cặp bố mẹ đồng hợp tử khác nhau về một cặp tính trạng thay thế thì tất cả các con lai ở thế hệ thứ nhất sẽ đồng nhất cả về kiểu gen và kiểu hình.

A - hạt màu vàng; một hạt màu xanh lá cây.

Trong quá trình tự thụ phấn (cho phép lai) các phép lai ở thế hệ thứ nhất thu được 6022 hạt màu vàng và năm 2001 hạt màu xanh, số hạt này xấp xỉ với tỉ lệ 3: 1. Sự đều đặn được phát hiện được gọi là luật chia tách, hoặc Định luật thứ hai của Mendel.

Định luật thứ hai của Mendel:

Khi lai các con lai dị hợp ở thế hệ thứ nhất ở đời con sẽ quan sát thấy tính trạng trội về một trong các tính trạng theo tỉ lệ 3: 1 tính theo kiểu hình (1: 2: 1 theo kiểu gen).

Tuy nhiên, theo kiểu hình của một cá thể, còn lâu mới xác định được kiểu gen của nó, vì cả hai thể đồng hợp tử cho gen trội (AA) cũng như dị hợp tử (Ah) sẽ có sự biểu hiện của một gen trội trong kiểu hình. Vì vậy, đối với những sinh vật có thụ tinh chéo thì áp dụng phân tích chéo Phép lai giữa sinh vật có kiểu gen chưa biết được lai với sinh vật có gen lặn đồng hợp để kiểm tra kiểu gen. Đồng thời, các cá thể đồng hợp về gen trội không cho phân li ở đời con, còn ở đời con của các cá thể dị hợp tử thu được số lượng cá thể mang cả tính trạng trội và lặn bằng nhau:

Dựa trên kết quả thí nghiệm của chính mình, G. Mendel cho rằng các yếu tố di truyền không trộn lẫn trong quá trình hình thành con lai, nhưng không thay đổi. Vì sự liên kết giữa các thế hệ được thực hiện thông qua các giao tử nên ông cho rằng trong quá trình hình thành của chúng chỉ có một nhân tố từ một cặp xâm nhập vào mỗi giao tử (tức là các giao tử đều thuần khiết về mặt di truyền) và trong quá trình thụ tinh, cặp giao tử đó được khôi phục. . Những giả định này được gọi là quy luật thuần chủng giao tử.

Quy tắc thuần chủng của giao tử:

Trong quá trình phát sinh giao tử, các gen của một cặp phân li, tức là mỗi giao tử chỉ mang một loại gen duy nhất.

Tuy nhiên, các sinh vật khác nhau về nhiều mặt, vì vậy có thể thiết lập các kiểu di truyền của chúng chỉ bằng cách phân tích hai hoặc nhiều tính trạng ở con cái. Phép lai, trong đó xét sự di truyền và tính toán số lượng chính xác của con cái theo hai cặp tính trạng, được gọi là dihybrid. Nếu biểu hiện của một số lượng lớn hơn các đặc điểm di truyền được phân tích, thì đây là chéo polyhybrid.

Sơ đồ chéo Dihybrid:

Với số lượng giao tử đa dạng hơn, việc xác định kiểu gen của các thế hệ con cháu trở nên khó khăn, do đó, mạng tinh thể Punnett được sử dụng rộng rãi để phân tích, trong đó giao tử đực được nhập theo chiều ngang và giao tử cái được nhập theo chiều dọc. Kiểu gen của đời con được xác định bởi sự tổ hợp của các gen theo cột và hàng.

Đối với phép lai tạp, G. Mendel đã chọn hai tính trạng: màu sắc của hạt (vàng và xanh lục) và hình dạng của chúng (nhẵn và nhăn). Ở thế hệ thứ nhất tuân theo quy luật đồng hợp của phép lai ở thế hệ thứ nhất, ở thế hệ thứ hai có 315 hạt trơn vàng, 108 hạt trơn xanh, 101 hạt vàng nhăn và 32 hạt xanh nhăn. Tính toán cho thấy rằng sự phân tách đạt đến 9: 3: 3: 1, nhưng tỷ lệ 3: 1 được duy trì cho mỗi dấu hiệu (vàng - xanh lá cây, mịn - nhăn). Mẫu này đã được đặt tên luật phân chia độc lập các dấu hiệu, hoặc Định luật thứ ba của Mendel.

Định luật thứ ba của Mendel:

Khi lai các kiểu hình bố mẹ đồng hợp tử khác nhau về hai hoặc nhiều cặp tính trạng thì ở thế hệ thứ hai sẽ xảy ra sự phân li độc lập của các tính trạng này với tỉ lệ 3: 1 (9: 3: 3: 1 trong phép lai xa).

Định luật thứ ba của Mendel chỉ áp dụng cho các trường hợp di truyền độc lập, khi các gen nằm trong các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau. Trong trường hợp các gen nằm trong cùng một cặp nhiễm sắc thể tương đồng thì kiểu hình di truyền liên kết là có giá trị. Các kiểu di truyền độc lập của các tính trạng do G. Mendel thiết lập cũng thường bị vi phạm trong quá trình tương tác của các gen.

Định luật T.Morgan: di truyền liên kết các tính trạng, vi phạm liên kết gen

Sinh vật mới nhận được từ bố mẹ không phải là sự phân tán của các gen, mà là toàn bộ nhiễm sắc thể, trong khi số lượng các tính trạng và do đó, các gen xác định chúng lớn hơn nhiều so với số lượng nhiễm sắc thể. Theo thuyết di truyền NST, các gen nằm trên cùng một NST di truyền liên kết với nhau. Kết quả là, khi lai dihybrid, chúng không cho phép phân tách như mong đợi là 9: 3: 3: 1 và không tuân theo định luật thứ ba của Mendel. Người ta mong đợi rằng sự liên kết của các gen là hoàn chỉnh, và khi lai các cá thể đồng hợp tử về các gen này và ở thế hệ thứ hai, nó cho các kiểu hình ban đầu theo tỷ lệ 3: 1, và khi phân tích các con lai ở thế hệ thứ nhất, sự phân li nên là 1: 1.

Để kiểm tra giả thiết này, nhà di truyền học người Mỹ T. Morgan đã chọn một cặp gen ở Drosophila kiểm soát màu sắc cơ thể (xám - đen) và hình dạng cánh (dài - thô), chúng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Thân xám, cánh dài là tính trạng trội. Khi lai giữa ruồi cái đồng hợp tử thân xám, cánh dài với ruồi cái đồng hợp tử thân đen, cánh thô ở thế hệ thứ hai, thực tế thu được kiểu hình chủ yếu của bố mẹ với tỉ lệ gần 3: 1, tuy nhiên cũng có một số lượng không đáng kể các cá thể có sự kết hợp mới của những đặc điểm này (Hình 3.12).

Những cá nhân này được gọi là tái tổ hợp. Tuy nhiên, sau khi phân tích phép lai thế hệ thứ nhất với con lai đồng hợp tử về gen lặn, T.Morgan nhận thấy có 41,5% số cá thể có thân xám, cánh dài, 41,5% có thân đen và cánh thô, 8,5% có thân xám. và cánh thô sơ, và 8,5% - thân đen và cánh thô. Ông đã liên hệ kết quả phân tách với sự lai chéo xảy ra trong gen I của prophase và đề xuất coi 1% sự lai xa như một đơn vị khoảng cách giữa các gen trong nhiễm sắc thể, sau này được đặt theo tên của anh ta là morganide.

Các kiểu kế thừa liên kết, được thiết lập trong quá trình thí nghiệm trên Drosophila, được gọi là định luật T. Morgan.

Định luật Morgan:

Các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể chiếm một vị trí xác định, gọi là locus và được di truyền theo kiểu liên kết, độ bền liên kết tỷ lệ nghịch với khoảng cách giữa các gen.

Các gen nằm trong nhiễm sắc thể trực tiếp nối tiếp nhau (xác suất giao chéo cực kỳ nhỏ) được gọi là liên kết hoàn toàn và nếu giữa chúng có ít nhất một gen nữa thì chúng không liên kết hoàn toàn và liên kết của chúng bị phá vỡ trong quá trình lai xa. là kết quả của sự trao đổi đoạn của các nhiễm sắc thể tương đồng.

Các hiện tượng liên kết gen và bắt chéo giúp xây dựng bản đồ nhiễm sắc thể với thứ tự các gen được vẽ trên chúng. Bản đồ di truyền của nhiễm sắc thể đã được tạo ra cho nhiều đối tượng được nghiên cứu kỹ lưỡng về mặt di truyền: Drosophila, chuột, người, ngô, lúa mì, đậu Hà Lan, v.v. Nghiên cứu bản đồ di truyền cho phép bạn so sánh cấu trúc của bộ gen ở các loại sinh vật khác nhau. rất quan trọng đối với di truyền và nhân giống, cũng như các nghiên cứu về sự tiến hóa.

Di truyền giới tính

Giá thấp nhất- đây là sự tổng hợp các đặc điểm hình thái và sinh lý của cơ thể đảm bảo cho sinh sản hữu tính, thực chất là giảm phân để thụ tinh, tức là sự dung hợp giữa tế bào mầm đực và cái thành hợp tử, từ đó hình thành sinh vật mới.

Các dấu hiệu cho thấy một giới tính khác với giới tính kia được chia thành chính và phụ. Các đặc điểm sinh dục chính bao gồm bộ phận sinh dục, và tất cả các đặc điểm còn lại là phụ.

Ở người, các đặc điểm giới tính thứ cấp là kiểu cơ thể, âm sắc giọng nói, ưu thế của cơ hoặc mô mỡ, sự hiện diện của lông mặt, quả táo của Adam và các tuyến vú. Vì vậy, ở phụ nữ, xương chậu thường rộng hơn vai, mô mỡ chiếm ưu thế, tuyến vú biểu hiện, giọng nói cao. Mặt khác, đàn ông khác với họ ở bờ vai rộng hơn, sự chiếm ưu thế của mô cơ, sự hiện diện của lông trên mặt và quả táo của Adam, cũng như giọng nói trầm. Nhân loại từ lâu đã quan tâm đến câu hỏi tại sao nam và nữ sinh ra với tỷ lệ xấp xỉ 1: 1. Một lời giải thích cho điều này đã được thu thập bằng cách nghiên cứu các karyotype của côn trùng. Hóa ra, con cái của một số loài bọ, châu chấu và bướm có nhiều nhiễm sắc thể hơn con đực. Đổi lại, các con đực tạo ra các giao tử khác nhau về số lượng nhiễm sắc thể, từ đó xác định trước giới tính của con cái. Tuy nhiên, sau đó người ta thấy rằng ở hầu hết các sinh vật, số lượng nhiễm sắc thể ở nam và nữ vẫn không khác nhau, nhưng một trong hai giới có một cặp nhiễm sắc thể không phù hợp với nhau về kích thước, trong khi giới kia có tất cả các nhiễm sắc thể ghép đôi.

Một sự khác biệt tương tự cũng được tìm thấy trong karyotype của người: nam giới có hai nhiễm sắc thể chưa ghép đôi. Về hình dạng, những nhiễm sắc thể này khi bắt đầu phân chia giống với các chữ cái Latinh X và Y, và do đó được gọi là nhiễm sắc thể X và Y. Tinh trùng của một người đàn ông có thể mang một trong những nhiễm sắc thể này và xác định giới tính của đứa trẻ trong bụng. Về mặt này, nhiễm sắc thể của người và nhiều sinh vật khác được chia thành hai nhóm: nhiễm sắc thể tự thể và nhiễm sắc thể dị hợp, hay nhiễm sắc thể giới tính.

ĐẾN autosomes mang nhiễm sắc thể giống nhau ở cả hai giới, trong khi nhiễm sắc thể giới tính- đây là những nhiễm sắc thể khác nhau ở các giới khác nhau và mang thông tin về các đặc điểm giới tính. Trong trường hợp giới tính mang các nhiễm sắc thể giới tính giống nhau, ví dụ XX, họ nói rằng anh ta đồng hợp tử hoặc đồng tính luyến ái(tạo thành các giao tử giống hệt nhau). Giới tính khác, có nhiễm sắc thể giới tính khác nhau (XY), được gọi là dị hợp tử(không có gen alen tương đương đầy đủ), hoặc giả thuyết.Ở người, hầu hết các loài động vật có vú, ruồi Drosophila và các sinh vật khác, con cái là đồng giao tử (XX) và con đực là dị giao tử (XY), trong khi ở loài chim, con đực là đồng giao tử (ZZ, hoặc XX) và con cái là dị hình (ZW) , hoặc XY).

Nhiễm sắc thể X là một nhiễm sắc thể lớn không bằng nhau mang hơn 1500 gen và nhiều alen đột biến của chúng gây ra sự phát triển của các bệnh di truyền nghiêm trọng ở người, chẳng hạn như bệnh máu khó đông và mù màu. Ngược lại, nhiễm sắc thể Y rất nhỏ, chỉ chứa khoảng một chục gen, bao gồm các gen cụ thể chịu trách nhiệm cho sự phát triển của nam giới.

Karyotype nam được viết là ♂46, XY và karyotype của nữ được viết là ♀46, XX.

Vì các giao tử có nhiễm sắc thể giới tính được tạo ra ở con đực với xác suất ngang nhau nên tỉ lệ giới tính mong đợi ở đời con là 1: 1, tỉ lệ giới tính này trùng với tỉ lệ giới tính thực tế quan sát được.

Ong khác với các sinh vật khác ở chỗ chúng phát triển con cái từ trứng đã thụ tinh và con đực từ trứng chưa được thụ tinh. Tỷ lệ giới tính của họ khác với tỷ lệ được chỉ ra ở trên, vì quá trình thụ tinh được điều chỉnh bởi tử cung, trong đường sinh dục, nơi chứa tinh trùng từ mùa xuân cho cả năm.

Ở một số sinh vật, giới tính có thể được xác định theo một cách khác: trước khi thụ tinh hoặc sau khi thụ tinh, tùy thuộc vào điều kiện môi trường.

Sự di truyền các tính trạng liên kết giới tính

Do một số gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính không giống nhau ở các thành viên khác giới nên bản chất của sự di truyền các tính trạng do các gen này mã hóa khác với tính trạng chung. Kiểu thừa kế này được gọi là thừa kế chéo vì nam thừa kế từ mẹ và nữ thừa kế từ cha của họ. Các tính trạng được xác định bởi các gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính được gọi là liên kết với sàn. Ví dụ về các tính trạng liên quan đến giới tính là tính trạng lặn của bệnh máu khó đông và bệnh mù màu, hầu hết xảy ra ở nam giới vì không có gen alen trên nhiễm sắc thể Y. Phụ nữ chỉ mắc các bệnh như vậy nếu họ nhận được các triệu chứng như vậy từ cả cha và mẹ của họ.

Ví dụ, nếu mẹ là người mang bệnh máu khó đông dị hợp tử, thì một nửa số con trai của bà sẽ bị suy giảm đông máu: X n - đông máu bình thường X h- máu khó đông (bệnh ưa chảy máu)

Các tính trạng mã hóa trong gen của nhiễm sắc thể Y được truyền thuần chủng qua dòng đực và được gọi là hà lan(sự hiện diện của một lớp màng giữa các ngón chân, tăng độ rậm lông ở rìa của gân lá).

Tương tác gen

Một cuộc kiểm tra về các kiểu thừa kế độc lập trên các vật thể khác nhau đã có vào đầu thế kỷ 20 cho thấy rằng, ví dụ, trong một cảnh đẹp về đêm, khi lai các cây có tràng hoa đỏ và trắng, các cây lai thế hệ thứ nhất có bông hoa màu hồng, trong khi ở thế hệ thứ hai có các cá thể hoa đỏ, hồng, trắng theo tỉ lệ 1: 2: 1. Điều này dẫn đến các nhà nghiên cứu ý tưởng rằng các gen alen có thể có ảnh hưởng nhất định đến nhau. Sau đó, người ta cũng phát hiện ra rằng các gen không alen góp phần vào việc biểu hiện các dấu hiệu của các gen khác hoặc ngăn chặn chúng. Những quan sát này đã trở thành cơ sở cho khái niệm kiểu gen như một hệ thống các gen tương tác. Hiện nay người ta phân biệt sự tương tác của gen alen và gen không alen.

Tương tác của các gen alen bao gồm trội hoàn toàn và không hoàn toàn, trội đồng hợp và trội hoàn toàn. Thống trị hoàn toàn xem xét tất cả các trường hợp tương tác của các gen alen, trong đó sự biểu hiện của một tính trạng trội hoàn toàn được quan sát thấy ở thể dị hợp tử, chẳng hạn như màu sắc và hình dạng của hạt ở đậu Hà Lan.

thống trị không đầy đủ- Đây là kiểu tương tác của các gen alen, trong đó sự biểu hiện của alen lặn ở mức độ lớn hơn hoặc ít hơn sẽ làm suy yếu sự biểu hiện của một gen trội, như trường hợp màu sắc của tràng hoa ban đêm (màu trắng + đỏ = hồng) và len ở gia súc.

đồng chi phốiđược gọi là kiểu tương tác của các gen alen, trong đó cả hai alen xuất hiện mà không làm suy yếu tác động của nhau. Một ví dụ điển hình của sự đồng trội là sự di truyền của các nhóm máu theo hệ thống ABO (Bảng 3.2). Nhóm máu IV (AB) ở người (kiểu gen - I A I B).

Qua bảng có thể thấy, các nhóm máu I, II và III được di truyền theo kiểu trội hoàn toàn, còn nhóm IV (AB) (kiểu gen - I A I B) là trường hợp đồng trội.

vượt trội- Đây là hiện tượng ở trạng thái dị hợp, tính trạng trội biểu hiện mạnh hơn nhiều so với ở trạng thái đồng hợp; sự vượt trội thường được sử dụng trong chăn nuôi và được cho là nguyên nhân ưu thế lai- hiện tượng lai điện.

Một trường hợp đặc biệt về sự tương tác của các gen alen có thể được coi là cái gọi là gen gây chết người, mà ở trạng thái đồng hợp tử dẫn đến cái chết của sinh vật thường xảy ra nhất ở thời kỳ phôi thai. Lý do cho cái chết của con cái là do hiệu ứng đa hướng của gen đối với màu lông xám ở cừu astrakhan, màu bạch kim ở cáo và không có vảy ở cá chép gương. Khi lai hai cá thể dị hợp về các gen này, tỉ lệ phân li cho tính trạng đang nghiên cứu ở đời con sẽ là 2: 1 do 1/4 số con bị chết.

Các kiểu tương tác chính của các gen không alen là bổ sung, tương tác và trùng hợp. sự bổ sung- Đây là kiểu tương tác của các gen không alen, trong đó sự có mặt của ít nhất hai alen trội của các cặp gen khác nhau là cần thiết cho sự biểu hiện của một trạng thái nào đó của tính trạng. Ví dụ, ở quả bí ngô, khi lai các cây có hình cầu (AAbb) và dài (aaBB) quả ở thế hệ thứ nhất xuất hiện cây có quả hình đĩa. (AaBb).

ĐẾN chứng chảy máu bao gồm các hiện tượng tương tác của các gen không alen, trong đó một gen không alen ngăn chặn sự phát triển của một tính trạng của gen khác. Ví dụ, ở gà, một gen trội quyết định màu lông, trong khi một gen trội khác ngăn chặn sự phát triển của màu sắc, dẫn đến hầu hết gà có bộ lông màu trắng.

Polymeriađược gọi là hiện tượng các gen không alen cùng tác động đến sự phát triển của một tính trạng. Do đó, hầu hết các dấu hiệu định lượng thường được mã hóa. Ví dụ, màu da của con người do ít nhất 4 cặp gen không alen quy định - càng có nhiều alen trội trong kiểu gen thì da càng sẫm màu.

Kiểu gen như một hệ thống tích hợp

Kiểu gen không phải là tổng hợp cơ học của các gen, vì khả năng biểu hiện gen và hình thức biểu hiện của nó phụ thuộc vào điều kiện môi trường. Trong trường hợp này, môi trường không chỉ có nghĩa là môi trường, mà còn là môi trường của kiểu gen - các gen khác.

Việc biểu hiện các dấu hiệu định tính hiếm khi phụ thuộc vào điều kiện môi trường, mặc dù nếu một vùng lông trắng trên cơ thể của thỏ ermine được cạo và chườm đá, thì lông đen sẽ mọc ở chỗ này theo thời gian. .

Sự phát triển của các tính trạng số lượng phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường. Ví dụ, nếu các giống lúa mì hiện đại được trồng mà không sử dụng phân khoáng, thì năng suất của nó sẽ khác đáng kể so với các giống lúa mì được lập trình di truyền từ 100% trở lên trên một ha.

Như vậy, chỉ những "khả năng" của sinh vật mới được ghi nhận trong kiểu gen, nhưng chúng chỉ biểu hiện khi tương tác với các điều kiện môi trường.

Ngoài ra, các gen tương tác với nhau và ở trong cùng một kiểu gen, có thể ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự biểu hiện hoạt động của các gen lân cận. Như vậy, với mỗi gen riêng biệt, có môi trường quy định kiểu gen. Có thể sự phát triển của bất kỳ tính trạng nào đều có liên quan đến hoạt động của nhiều gen. Ngoài ra, sự phụ thuộc của một số tính trạng vào một gen đã được tiết lộ. Ví dụ, trong yến mạch, màu sắc của vảy và chiều dài của hạt được xác định bởi một gen. Ở Drosophila, gen tạo màu trắng của mắt ảnh hưởng đồng thời đến màu sắc của cơ thể và các cơ quan nội tạng, chiều dài của cánh, giảm khả năng sinh sản và giảm tuổi thọ. Có thể mỗi gen đồng thời là gen tác động chính cho tính trạng "của riêng mình" và là gen bổ trợ cho các tính trạng khác. Như vậy, kiểu hình là kết quả của sự tương tác giữa các gen của toàn bộ kiểu gen với môi trường trong quá trình sinh sản của cá thể.

Về vấn đề này, nhà di truyền học nổi tiếng người Nga M.E. Lobashev đã định nghĩa kiểu gen là hệ thống các gen tương tác. Hệ thống tích hợp này được hình thành trong quá trình tiến hóa của thế giới hữu cơ, trong khi chỉ có những sinh vật sống sót trong đó sự tương tác của các gen tạo ra phản ứng thuận lợi nhất trong quá trình hình thành.

di truyền con người

Đối với con người với tư cách là một loài sinh vật, các kiểu gen di truyền và khả năng biến đổi được thiết lập cho thực vật và động vật là hoàn toàn có giá trị. Đồng thời, di truyền học người, nghiên cứu các mô hình di truyền và sự biến đổi ở người ở tất cả các cấp độ tổ chức và tồn tại của nó, chiếm một vị trí đặc biệt trong số các bộ phận khác của di truyền học.

Di truyền học người vừa là khoa học cơ bản vừa là khoa học ứng dụng, vì nó tham gia vào việc nghiên cứu các bệnh di truyền ở người, trong đó hơn 4 nghìn bệnh đã được mô tả. dược phẩm. Tùy thuộc vào vấn đề toán học, di truyền học người được chia thành nhiều lĩnh vực đã phát triển thành các ngành khoa học độc lập: di truyền các đặc điểm bình thường của con người, di truyền y học, di truyền hành vi và trí thông minh, và di truyền dân số. Về mặt này, trong thời đại của chúng ta, một người với tư cách là một đối tượng di truyền đã được nghiên cứu gần như tốt hơn các đối tượng mô hình chính của di truyền học: Drosophila, Arabidopsis, v.v.

Bản chất xã hội sinh học của con người để lại dấu ấn quan trọng trong nghiên cứu trong lĩnh vực di truyền của anh ta do dậy thì muộn và khoảng cách thời gian lớn giữa các thế hệ, số lượng con cái ít, không thể có các phép lai có hướng để phân tích di truyền, không có dòng thuần, không đủ độ chính xác về việc đăng ký các đặc điểm di truyền và phả hệ nhỏ, không thể tạo ra các điều kiện giống nhau và được kiểm soát chặt chẽ cho sự phát triển của con cái từ các cuộc hôn nhân khác nhau, một số lượng tương đối lớn các nhiễm sắc thể khác biệt kém và không thể thu được đột biến trong thực nghiệm.

Phương pháp nghiên cứu di truyền người

Các phương pháp được sử dụng trong di truyền học về cơ bản không khác với các phương pháp thường được chấp nhận cho các đối tượng khác - điều này phả hệ, sinh đôi, di truyền tế bào, da liễu, sinh học phân tử Và phương pháp thống kê dân số, phương pháp lai tế bào xôma Và phương pháp mô hình hóa. Việc sử dụng chúng trong di truyền học của con người có tính đến các chi tiết cụ thể của một người như một đối tượng di truyền.

phương pháp song sinh giúp xác định sự đóng góp của tính di truyền và ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến sự biểu hiện của một tính trạng dựa trên việc phân tích sự trùng hợp của các tính trạng này ở các cặp sinh đôi giống hệt nhau và là anh em. Vì vậy, hầu hết các cặp song sinh giống hệt nhau đều có cùng nhóm máu, màu mắt và màu tóc, cũng như một số dấu hiệu khác, trong khi cả hai loại sinh đôi đều mắc bệnh sởi cùng một lúc.

Phương pháp biểu đồ da dựa trên nghiên cứu về các đặc điểm cá nhân của các mẫu da của ngón tay (dactyloscopy), lòng bàn tay và bàn chân. Dựa trên những đặc điểm này, nó thường cho phép phát hiện kịp thời các bệnh di truyền, cụ thể là các bất thường về nhiễm sắc thể, chẳng hạn như hội chứng Down, hội chứng Shereshevsky-Turner, v.v.

phương pháp phả hệ- đây là một phương pháp biên soạn phả hệ, với sự trợ giúp của việc xác định bản chất của sự di truyền các tính trạng đã nghiên cứu, bao gồm cả các bệnh di truyền, và dự đoán sự ra đời của những đứa con có các tính trạng tương ứng. Ông đã làm cho nó có thể tiết lộ bản chất di truyền của các bệnh như máu khó đông, mù màu, múa giật Huntington và những bệnh khác ngay cả trước khi phát hiện ra các mô hình di truyền chính. Khi biên soạn phả hệ, hồ sơ được lưu giữ về từng thành viên trong gia đình và có tính đến mức độ quan hệ giữa họ. Hơn nữa, dựa trên dữ liệu thu được, sử dụng các ký hiệu đặc biệt, một cây họ được xây dựng (Hình 3.13).

Phương pháp phả hệ có thể được sử dụng cho một dòng họ nếu có thông tin về đủ số lượng họ hàng trực tiếp của người mà phả hệ đang được lập - proband,- về dòng họ và dòng mẹ, nếu không thì họ thu thập thông tin về một số gia đình mà đặc điểm này được biểu hiện. Phương pháp phả hệ cho phép bạn thiết lập không chỉ khả năng di truyền của tính trạng mà còn cả bản chất của di truyền: trội hay lặn, di truyền tự nhiên hoặc liên kết giới tính, v.v. Do đó, theo chân dung của các quốc vương Habsburg Áo, sự thừa kế của prognathia (môi dưới nhô ra mạnh) và "bệnh máu khó đông hoàng gia" được thành lập giữa các hậu duệ của Nữ hoàng Anh Victoria (Hình 3.14).

Giải pháp của các vấn đề di truyền. Lập kế hoạch lai giống

Tất cả các vấn đề di truyền có thể được giảm xuống thành ba loại:

1. Các bài toán tính toán.

2. Nhiệm vụ xác định kiểu gen.

3. Nhiệm vụ xác lập kiểu di truyền của một tính trạng.

tính năng vấn đề tính toán là sự cung cấp thông tin về sự di truyền tính trạng và kiểu hình của bố mẹ, từ đó dễ dàng xác định kiểu gen của bố mẹ. Họ cần thiết lập kiểu gen và kiểu hình của con cái.

Kuryseva Nadezhda Gennadievna
Giáo viên hóa học thuộc loại cao nhất, trường trung học №36, Vladimir

Trong các hoạt động ngoại khóa, chủ yếu là thực hành nhiệm vụ phần C.

Để thực hiện điều này, chúng tôi đưa ra một loạt các nhiệm vụ từ các tùy chọn cho CIM mở của những năm trước .

Bạn có thể thực hành các kỹ năng bằng cách hoàn thành các nhiệm vụ một phần TỪ theo bất kỳ thứ tự nào. Tuy nhiên, chúng tôi tuân thủ trình tự sau: trước tiên chúng tôi giải quyết các vấn đề C5 và thực hiện chuỗi C3.(Các nhiệm vụ tương tự đã được học sinh lớp 10. Thực hiện) Nhờ đó, kiến thức và kỹ năng hóa học hữu cơ của học sinh được củng cố, hệ thống hóa và nâng cao.

Sau khi nghiên cứu đề tài "Các giải pháp" chuyển sang giải quyết vấn đề C4. Đề tài "Phản ứng oxy hóa khử"chúng tôi giới thiệu cho học sinh phương pháp cân bằng ion-electron (phương pháp bán phản ứng), và sau đó chúng ta luyện khả năng viết các phản ứng oxi hóa khử của các nguyên công C1 Và C2.

Chúng tôi đưa ra các ví dụ cụ thể để thấy việc thực hiện các nhiệm vụ riêng lẻ của bộ phận TỪ.

Nhiệm vụ của phần C1 là kiểm tra khả năng viết phương trình phản ứng oxi hóa khử. Khó khăn nằm ở chỗ, một số thuốc thử hoặc sản phẩm phản ứng bị bỏ sót. Học sinh, suy luận một cách logic, phải xác định chúng. Chúng tôi đưa ra hai phương án để thực hiện các công việc đó: thứ nhất là suy luận logic và tìm ra các chất còn thiếu; thứ hai - viết phương trình theo phương pháp thăng bằng ion-electron (phương pháp bán phản ứng - xem Phụ lục số 3), và sau đó tạo ra một cân bằng điện tử truyền thống, bởi vì đây là yêu cầu của giám định viên. Trong các trường hợp khác nhau, học sinh tự xác định phương pháp nào thích hợp hơn để sử dụng. Đối với cả hai lựa chọn, chỉ cần có kiến thức tốt về các chất oxi hóa và khử cơ bản, cũng như các sản phẩm của chúng. Để làm được điều này, chúng tôi cung cấp cho học sinh một bảng "Chất oxy hóa và chất khử", giới thiệu với cô ấy (Phụ lục số 3).

Chúng tôi đề xuất hoàn thành nhiệm vụ bằng cách sử dụng phương pháp đầu tiên.

Nhiệm vụ. Sử dụng phương pháp thăng bằng electron, hãy viết phương trình phản ứngP + HNO 3 → KHÔNG 2 + … Xác định chất oxi hóa và chất khử.

Axit nitric là chất oxi hóa mạnh, do đó chất đơn giản photpho là chất khử. Hãy ghi lại cân bằng điện tử:

HNO 3 (N +5) - chất oxi hóa, P - chất khử.

Nhiệm vụ. Sử dụng phương pháp thăng bằng electron, hãy viết phương trình phản ứngK 2 Cr 2 O 7 + … + H 2 VÌ THẾ 4 → tôi 2 + Cr 2 ( VÌ THẾ 4 ) 3 + … + H 2 O . Xác định chất oxi hóa và chất khử.

K 2 Cr 2 O 7 là chất oxi hóa, vì crom ở trạng thái oxi hóa cao nhất +6, H 2 SO 4 là chất vừa nên bỏ qua chất khử. Thật hợp lý khi cho rằng đây là ion I - .Hãy ghi lại cân bằng điện tử:

K 2 Cr 2 O 7 (Cr +6) - chất oxi hóa, KI (I -1) - chất khử.

Những nhiệm vụ khó khăn nhất C2. Các em tập trung vào việc kiểm tra sự đồng hóa kiến thức về tính chất hóa học của các chất vô cơ, mối quan hệ của các chất thuộc các lớp, về điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi và phản ứng oxi hóa khử không thuận nghịch và kỹ năng lập phương trình phản ứng. Việc thực hiện nhiệm vụ này bao gồm việc phân tích tính chất của các chất vô cơ thuộc các lớp khác nhau, thiết lập mối quan hệ di truyền giữa các chất nhất định và sử dụng khả năng lập phương trình phản ứng hóa học tuân theo quy tắc Berthollet và các phản ứng oxy hóa khử.

phân tích cẩn thận các dữ liệu trong nhiệm vụ của chất;
Sử dụng sơ đồ mối quan hệ di truyền giữa các lớp chất, đánh giá sự tương tác của chúng với nhau (tìm tương tác axit - bazơ, trao đổi, kim loại với axit (hoặc kiềm), kim loại với phi kim loại, v.v.);
xác định mức độ oxi hoá của các nguyên tố trong các chất, đánh giá chất nào chỉ có thể là chất oxi hoá, chất nào chỉ là chất khử, một số - vừa là chất oxi hoá vừa là chất khử. Tiếp theo, soạn các phản ứng oxi hóa khử.

Nhiệm vụ. Dung dịch nước được đưa ra: clorua sắt (III), natri iotua, natri đicromat, axit sunfuric và xesi hiđroxit. Lập phương trình cho bốn phản ứng có thể xảy ra giữa các chất này.

Trong số các chất được đề xuất Có axit và kiềm. Ta viết phương trình phản ứng đầu tiên: 2 CsOH + H 2 SO 4 \ u003d Cs 2 SO 4 + 2H 2 O.

Chúng tôi nhận thấy quá trình trao đổi đi kèm với sự kết tủa của một bazơ không hòa tan. FeCl 3 + 3CsOH \ u003d Fe (OH) 3 ↓ + 3CsCl.

Đề tài "Chromium" nghiên cứu phản ứng chuyển đicromat thành cromat trong môi trường kiềm Na 2 Cr 2 O 7 + 2CsOH = Na 2 CrO 4 + Cs 2 CrO 4 + H 2 O.

Chúng ta hãy phân tích khả năng xảy ra quá trình oxy hóa khử. FeCl 3 thể hiện tính oxi hoá, vì. sắt ở trạng thái oxi hóa cao nhất +3, NaI - chất khử do iot ở trạng thái oxi hóa thấp nhất -1.

Sử dụng phương pháp viết các phản ứng oxi hoá khử, cần lưu ý khi hoàn thành nhiệm vụ của phần C1, chúng tôi viết:

2FeCl 3 + 2NaI \ u003d 2NaCl + 2FeCl 2 + I 2

Fe +3 + 1e - → Fe +2

2I -1 - 2e - → I 2

Denisova V.G.

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ CHO HỌC SINH GIẢI QUYẾT NHIỆM VỤ C 2 (thí nghiệm tư tưởng) SỬ DỤNG TRONG HÓA HỌC

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN BỊ CHO HỌC SINH RA QUYẾT ĐỊNH

GỢI Ý C 2 (thí nghiệm suy nghĩ) SỬ DỤNG TRONG HÓA HỌC

Năm 2012, nhiệm vụ C2 của Kỳ thi Trạng thái Thống nhất trong hóa học đưa ra một sự thay đổi. Học sinh sẽ được cung cấp một mô tả của một thí nghiệm hóa học, theo đó các em sẽ phải viết 4 phương trình phản ứng.

Chúng ta có thể đánh giá nội dung và mức độ phức tạp của nhiệm vụ này bằng phiên bản demo của phiên bản USE 2012. Nhiệm vụ được xây dựng như sau:Muối thu được khi hòa tan sắt trong axit sunfuric đặc nóng được xử lý bằng lượng dư dung dịch natri hiđroxit. Kết tủa màu nâu tạo thành được lọc bỏ và làm khô. Chất tạo thành được nung chảy với sắt. Viết phương trình của các phản ứng đã mô tả.

Phân tích nội dung của bài tập cho thấy hai chất đầu tiên tham gia phản ứng được chỉ ra ở dạng rõ ràng. Đối với tất cả các phản ứng khác, thuốc thử và điều kiện được chỉ định. Các mẹo có thể được coi là chỉ dẫn về loại của chất thu được, trạng thái tập hợp của nó, các tính năng đặc trưng (màu sắc, mùi). Lưu ý rằng hai phương trình phản ứng đặc trưng cho tính chất đặc biệt của các chất (1 - tính oxi hóa của axit sunfuric đặc; 4 - tính oxi hóa của oxit sắt (III)), hai phương trình đặc trưng cho tính chất đặc trưng của các phân lớp quan trọng nhất của chất vô cơ ( 2 - phản ứng trao đổi ion giữa các dung dịch muối và kiềm, 3 - sự phân hủy do nhiệt của bazơ không tan).

T o C NaOH (ví dụ) t o C + Fe / t o C

Fe + H 2 SO 4 (j) → muối → kết tủa nâu → X → Y

Nêu các đầu mối, điểm chính, ví dụ: kết tủa nâu - sắt (III) hiđroxit, chứng tỏ muối được tạo bởi ion sắt (3+).

T o C

2Fe + 6H 2 SO 4 (c) → Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Fe 2 (SO 4) 3 + 6NaOH (c) → 2 Fe (OH) 3 + 3Na 2 SO 4

T o C

2 Fe (OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

T o C

Fe 2 O 3 + Fe → 3 FeO

Những nhiệm vụ như vậy có thể gây ra những khó khăn gì cho học sinh?

Mô tả các hành động với các chất (lọc, bay hơi, rang, nung, thiêu kết, nung chảy). Học sinh cần hiểu được hiện tượng vật lý xảy ra với một chất ở đâu và phản ứng hóa học xảy ra ở đâu. Các hành động được sử dụng phổ biến nhất với các chất được mô tả dưới đây.

Lọc - một phương pháp để tách hỗn hợp không đồng nhất bằng cách sử dụng bộ lọc - vật liệu xốp cho chất lỏng hoặc khí đi qua, nhưng giữ lại chất rắn. Khi tách các hỗn hợp có chứa pha lỏng, một chất rắn vẫn còn trên bộ lọc, dịch lọc.

Bốc hơi - quá trình cô đặc dung dịch bằng cách làm bay hơi dung môi. Đôi khi bay hơi được thực hiện cho đến khi thu được các dung dịch bão hòa, để kết tinh thêm từ chúng một chất rắn ở dạng hydrat kết tinh, hoặc cho đến khi bay hơi hoàn toàn dung môi để thu được chất tan tinh khiết.

Đánh lửa - đun nóng một chất để thay đổi thành phần hóa học của nó.

Quá trình nung có thể được thực hiện trong không khí và trong môi trường khí trơ.

Khi nung trong không khí, các hyđrat kết tinh sẽ mất nước của quá trình kết tinh:

CuSO 4 ∙ 5H 2 O → CuSO 4 + 5H 2 O

Các chất không bền nhiệt bị phân huỷ (bazơ không tan, một số muối, axit, oxit): Cu (OH) 2 → CuO + H 2 O; CaCO 3 → CaO + CO 2

Các chất không bền với tác dụng của các thành phần không khí sẽ bị oxi hóa khi nung, phản ứng với các thành phần không khí: 2Сu + O 2 → 2CuO;

4Fe (OH) 2 + O 2 → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O

Để ngăn chặn quá trình oxy hóa trong quá trình nung, quá trình được thực hiện trong môi trường trơ: Fe (OH) 2 → FeO + H 2 O

Thiêu kết, hợp nhất -Đây là sự đốt nóng của hai hoặc nhiều chất phản ứng rắn, dẫn đến sự tương tác của chúng. Nếu thuốc thử chịu được tác dụng của chất oxy hóa thì có thể tiến hành thiêu kết trong không khí:

Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2

Nếu một trong các chất phản ứng hoặc sản phẩm của phản ứng có thể bị oxi hóa bởi các thành phần không khí thì quá trình này được thực hiện trong môi trường trơ, ví dụ: Сu + CuO → Cu 2 O

Đốt cháy - quá trình xử lý nhiệt dẫn đến đốt cháy một chất (theo nghĩa hẹp. Theo nghĩa rộng hơn, rang là một loạt các tác dụng nhiệt lên các chất trong sản xuất hóa chất và luyện kim). Nó chủ yếu được sử dụng liên quan đến quặng sunfua. Ví dụ, bắn pyrit:

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Mô tả các đặc điểm đặc trưng của chất (màu, mùi, trạng thái tập hợp).

Một dấu hiệu về các tính năng đặc trưng của các chất nên dùng như một gợi ý cho học sinh hoặc kiểm tra tính đúng đắn của các hành động được thực hiện. Tuy nhiên, nếu học sinh không quen thuộc với các tính chất vật lý của chất, thông tin đó không thể cung cấp một chức năng bổ trợ khi thực hiện một thí nghiệm tư duy. Dưới đây là những đặc điểm đặc trưng nhất của chất khí, dung dịch, chất rắn.

KHÍ:

Sơn: Cl 2 - xanh vàng; NO 2 - màu nâu; O 3 - màu xanh (đều có mùi). Tất cả đều độc, tan trong nước, Cl 2 và NO 2 phản ứng với nó.

Không màu, không mùi: H 2, N 2, O 2, CO 2 , CO (chất độc), NO (chất độc), các khí trơ. Tất cả đều kém tan trong nước.

Không màu, có mùi: HF, HCl, HBr, HI, SO2 (mùi hăng), NH 3 (amoniac) - hòa tan nhiều trong nước và độc,

PH 3 (tỏi), H 2 S (trứng thối) - ít tan trong nước, có độc.

GIẢI PHÁP MÀU SẮC:

SƠN THOÁT NƯỚC,

ĐƯỢC SẢN XUẤT TRONG TƯƠNG TÁC CỦA CÁC GIẢI PHÁP

CÁC CHẤT CÓ MÀU KHÁC

trái cam

đồng oxit (I) - Cu 2 O

dicromat

Tất nhiên, đây là thông tin tối thiểu có thể hữu ích để giải quyết các nhiệm vụ C2.

Trong quá trình chuẩn bị cho học sinh giải các nhiệm vụ C2, bạn có thể đưa rasoạn các bài tập theo các sơ đồ về phép biến hình. Nhiệm vụ này sẽ cho phép học sinh nắm vững các thuật ngữ và ghi nhớ các tính năng đặc trưng của chất.

Ví dụ 1:

T o C t o C / H 2 HNO 3 (đồng thời) NaOH, 0 o C

(CuOH) 2 CO 3 → CuO → Cu → NO 2 → X

Bản văn: Malachite được nung, chất rắn màu đen thu được được nung nóng trong một dòng hydro. Chất màu đỏ tạo thành được hòa tan hoàn toàn trong axit nitric đặc. Khí màu nâu giải phóng được dẫn qua dung dịch natri hiđroxit nguội.

Ví dụ 2:

Dung dịch O 2 H 2 S t o C / Al H 2 O

ZnS → SO 2 → S → Al 2 S 3 → X

Bản văn: Kẽm sulfua đã được nung. Dẫn khí thu được có mùi hắc qua dung dịch hiđro sunfua đến khi tạo kết tủa màu vàng. Kết tủa được lọc bỏ, làm khô và nung chảy với nhôm. Hợp chất thu được được cho vào nước cho đến khi phản ứng kết thúc.

Bước tiếp theo là yêu cầu học sinhlập cả hai sơ đồ về sự chuyển hóa của các chất và văn bản của nhiệm vụ.Tất nhiên, "tác giả" của các nhiệm vụ phải nộp vàquyết định của riêng. Đồng thời cho học sinh nhắc lại tất cả các tính chất của chất vô cơ. Và giáo viên có thể hình thành một ngân hàng nhiệm vụ C2.

Sau đó bạn có thểđi đến giải quyết các nhiệm vụ C2. Đồng thời, học sinh lập sơ đồ các phép biến đổi theo sgk, sau đó lập các phương trình phản ứng tương ứng. Để làm được điều này, các điểm tham chiếu được đánh dấu trong văn bản của nhiệm vụ: tên của các chất, chỉ dẫn về lớp của chúng, tính chất vật lý, điều kiện tiến hành phản ứng, tên của các quá trình.

Hãy cho ví dụ về một số nhiệm vụ.

ví dụ 1 Mangan (II) nitrat được nung, và axit clohydric đậm đặc được thêm vào để tạo thành chất rắn màu nâu. Khí phát triển được đi qua axit hydrosunfua. Dung dịch thu được tạo kết tủa với bari clorua.

Giải pháp:

Lựa chọn các khoảnh khắc hỗ trợ:

Mangan (II) nitrat- Mn (NO 3) 2,

nung - đun nóng để phân hủy,

chất rắn màu nâu- MnO 2,

Axit clohydric đậm đặc- HCl,

Axit hydrosulphuric - dung dịch H 2 S,

Bari clorua - BaCl 2 , tạo thành kết tủa với ion sunfat.

T o C HCl H 2 Sp-r BaCl 2

Mn (NO 3) 2 → MnO 2 → X → Y → ↓ (BaSO 4?)

1) Mn (NO 3) 2 → MnО 2 + 2NO 2

2) MnO 2 + 4 HCl → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 (khí X)

3) Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S (không thích hợp vì không có sản phẩm nào kết tủa với bari clorua) hoặc 4Cl 2 + H 2 S + 4H 2 O → 8HCl + H 2 SO 4

4) H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2HCl

Ví dụ 2 Người ta cho oxit đồng màu da cam vào axit sunfuric đặc và đun nóng. Thêm một lượng dư dung dịch kali hiđroxit vào dung dịch màu xanh lam. Kết tủa màu xanh lam thu được được lọc bỏ, làm khô và nung. Do đó, chất rắn màu đen thu được được cho vào một ống thủy tinh, đun nóng, và amoniac được đi qua nó.

Giải pháp:

Lựa chọn các khoảnh khắc hỗ trợ:

Ôxít đồng màu da cam- Cu 2 O,

axit sunfuric đặc- H 2 SO 4,

dung dịch màu xanh lam - muối của đồng (II), СuSO 4

Kali hydroxit - KOH,

Kết tủa xanh lam - Cu (OH) 2,

Đã nung - đun nóng để phân hủy

Vật chất đen đặc CuO,

Amoniac - NH 3.

Vẽ một sơ đồ chuyển đổi:

H 2 SO 4 KOH t o C NH 3

Cu 2 O → СuSO 4 → Cu (OH) 2 ↓ → CuO → X

Lập phương trình phản ứng:

1) Cu 2 O + 3Н 2 SO 4 → 2СuSO 4 + SO 2 + 3H 2 O

2) СuSO 4 + 2KOH → Cu (OH) 2 + K 2 SO 4

3) Cu (OH) 2 → CuO + H 2 O

4) 3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2

VÍ DỤ VỀ NHIỆM VỤ CHO GIẢI PHÁP ĐỘC LẬP

9 . Amoni dicromat bị phân hủy khi đun nóng. Sản phẩm phân hủy rắn được hòa tan trong axit sunfuric. Dung dịch natri hydroxit được thêm vào dung dịch thu được cho đến khi hình thành kết tủa. Sau khi thêm dung dịch natri hydroxit vào kết tủa, kết tủa tan ra.

CÁC GIẢI PHÁP

1 . Natri được đốt cháy trong một lượng dư oxi, chất kết tinh thu được được đặt trong một ống thủy tinh và khí cacbonic đi qua nó. Khí đi ra khỏi ống được thu và đốt cháy trong khí quyển của nó là photpho. Chất tạo thành được trung hòa bằng một lượng dư dung dịch natri hydroxit.

1) 2Na + O 2 = Na 2 O 2

2) 2Na 2 O 2 + 2CO 2 \ u003d 2Na 2 CO 3 + O 2

3) 4P + 5O 2 \ u003d 2P 2 O 5

4) P 2 O 5 + 6 NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O

2. Nhôm cacbua được xử lý bằng axit clohydric. Khí thoát ra được đốt cháy, cho sản phẩm cháy qua nước vôi trong cho đến khi tạo thành kết tủa trắng, tiếp tục cho sản phẩm cháy vào huyền phù tạo thành kết tủa tan.

1) Al 4 C 3 + 12HCl = 3CH 4 + 4AlCl 3

2) CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O

3) CO 2 + Ca (OH) 2 \ u003d CaCO 3 + H 2 O

4) CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \ u003d Ca (HCO 3) 2

3. Pyrit được nung, khí thu được có mùi hăng được cho đi qua axit hydrosunfua. Kết tủa màu vàng thu được được lọc bỏ, làm khô, trộn với axit nitric đặc và đun nóng. Dung dịch thu được tạo kết tủa với bari nitrat.

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) SO 2 + 2H 2 S \ u003d 3S + 2H 2 O

3) S + 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

4) H 2 SO 4 + Ba (NO 3) 2 = BaSO 4 ↓ + 2 HNO 3

4 . Đồng được đặt trong axit nitric đặc, muối thu được được tách ra khỏi dung dịch, làm khô và nung. Sản phẩm phản ứng rắn được trộn với đồng bào và được nung trong không khí trơ. Chất tạo thành được hòa tan trong nước amoniac.

1) Cu + 4HNO 3 \ u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

2) 2Cu (NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

3) Cu + CuO = Cu 2 O

4) Cu 2 O + 4NH 3 + H 2 O \ u003d 2OH

5 . Mạt sắt được hòa tan trong axit sunfuric loãng, dung dịch thu được được xử lý bằng một lượng dư dung dịch natri hydroxit. Kết tủa tạo thành được lọc và để ngoài không khí cho đến khi chuyển sang màu nâu. Chất màu nâu được nung đến khối lượng không đổi.

1) Fe + H 2 SO 4 \ u003d FeSO 4 + H 2

2) FeSO 4 + 2NaOH \ u003d Fe (OH) 2 + Na 2 SO 4

3) 4Fe (OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe (OH) 3

4) 2Fe (OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

6 . Kẽm sulfua đã được nung. Chất rắn thu được cho phản ứng hết với dung dịch kali hiđroxit. Khí cacbonic được cho đi qua dung dịch thu được cho đến khi tạo thành kết tủa. Kết tủa được hòa tan trong axit clohydric.

1) 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

2) ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2

3 Na 2 + CO 2 \ u003d Na 2 CO 3 + H 2 O + Zn (OH) 2

4) Zn (OH) 2 + 2 HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

7. Khí thoát ra trong quá trình tương tác của kẽm với axit clohiđric được trộn với clo và phát nổ. Sản phẩm ở dạng khí thu được được hòa tan trong nước và được xử lý bằng mangan đioxit. Khí thu được dẫn qua dung dịch kali hiđroxit đun nóng.

1) Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

2) Cl 2 + H 2 \ u003d 2HCl

3) 4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2

4) 3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

8. Canxi photphua được xử lý bằng axit clohydric. Khí thoát ra được đốt cháy trong bình kín, sản phẩm cháy được trung hòa hoàn toàn bằng dung dịch kali hiđroxit. Một dung dịch bạc nitrat được thêm vào dung dịch thu được.

1) Ca 3 P 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2PH 3

2) PH 3 + 2O 2 = H 3 PO 4

3) H 3 PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O

4) K 3 PO 4 + 3AgNO 3 = 3KNO 3 + Ag 3 PO 4

9 . Amoni dicromat bị phân hủy khi đun nóng. Sản phẩm phân hủy rắn được hòa tan trong axit sunfuric. Dung dịch natri hydroxit được thêm vào dung dịch thu được cho đến khi hình thành kết tủa. Khi thêm natri hiđroxit vào kết tủa, nó tan ra.

1) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 \ u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

2) Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 \ u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

3) Cr2 (VÌ THẾ4 ) 3 + 6NaOH= 3Na2 VÌ THẾ4 + 2Cr (OH)3

4) 2Cr (OH)3 + 3NaOH = Na3

10 . Canxi orthophosphat được nung với than và cát sông. Chất phát sáng màu trắng tạo thành được đốt trong môi trường có clo. Sản phẩm của phản ứng này được hòa tan trong một lượng dư kali hydroxit. Một dung dịch bari hiđroxit được thêm vào hỗn hợp thu được.

1) Ca3 (PO4 ) 2 + 5C + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5CO + 2P

2) 2P + 5Cl2 = 2PCl5

3) PCl5 + 8KOH= K3 PO4 + 5KCl + 4H2 O

4) 2K3 PO4 + 3Ba (OH)2 = Ba3 (PO4 ) 2 + 6KOH

11. Bột nhôm được trộn với lưu huỳnh và đun nóng. Chất tạo thành được cho vào nước. Kết tủa thu được được chia thành hai phần. Thêm axit clohydric vào một phần và thêm dung dịch natri hydroxit vào phần kia cho đến khi kết tủa tan hoàn toàn.

1) 2Al + 3S = Al2 S3

2) Al2 S3 + 6 giờ2 O = 2Al (OH)3 + 3H2 S

3) Al (OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2 O

4) Al (OH)3 + NaOH = Na

12 . Người ta cho silic vào dung dịch kali hiđroxit, sau khi phản ứng xong người ta cho một lượng dư axit clohiđric vào dung dịch thu được. Kết tủa tạo thành được lọc bỏ, làm khô và nung. Sản phẩm nung rắn phản ứng với hiđro florua.

1) Si + 2KOH + H2 O = K2

Cơ sở giáo dục ngân sách thành phố

"Trường cấp 2 số 6"

Bratsk, vùng Irkutsk

Các dạng bài tập sử dụng trong phần hóa học C2.

(Luyện thi đại học môn hóa phần C2)

giáo viên môn Hóa học

Romanova Alena Leonidovna

Bratsk

Các mẫu có thể hữu ích trong việc giải quyết các nhiệm vụ của phần C2

Những khó khăn điển hình trong việc hoàn thành nhiệm vụ này là:

Không có khả năng phân tích khả năng tương tác của các chất (đơn giản và phức tạp) từ quan điểm của chúng thuộc một số nhóm hợp chất vô cơ, cũng như từ quan điểm về khả năng xảy ra phản ứng oxi hóa khử;

Thiếu hiểu biết về các tính chất riêng của halogen, photpho và các hợp chất của chúng, axit - chất oxi hóa, oxit và hiđroxit lưỡng tính, có tính khửtính chất của muối sunfua và halogenua.

Tác phẩm này trình bàythông tin về tính chất hóa học của các chất vô cơ.DĐối với tất cả các phản ứng, các điều kiện cho quá trình được chỉ định, cũng như một số trường hợp đặc biệt hoặc các tính năng của tương tác được xem xét.

1. Kim loại + Phi kim loại. Khí trơ không tham gia vào tương tác này. Phi kim có độ âm điện càng lớn thì kim loại đó càng phản ứng được với nhau. Ví dụ, flo phản ứng với tất cả các kim loại và hydro chỉ phản ứng với những kim loại hoạt động. Kim loại càng về bên trái trong dãy hoạt động của kim loại thì càng có nhiều phi kim loại phản ứng được. Ví dụ, vàng chỉ phản ứng với flo, liti với tất cả các phi kim loại.

2. Phi kim loại + phi kim loại. Trong trường hợp này, phi kim có độ âm điện lớn hơn đóng vai trò chất oxi hóa, ít EO hơn đóng vai trò chất khử. Các phi kim loại có độ âm điện tương tự không tương tác tốt với nhau, ví dụ, tương tác của photpho với hiđro và silic với hiđro trên thực tế là không thể, vì cân bằng của các phản ứng này chuyển dịch theo hướng tạo thành các chất đơn giản. Heli, neon và argon không phản ứng với phi kim loại, các khí trơ khác trong điều kiện khắc nghiệt có thể phản ứng với flo. Oxi không tương tác với clo, brom và iot. Ôxy có thể phản ứng với flo ở nhiệt độ thấp.

3. Kim loại + oxit axit. Kim loại khôi phục phi kim loại khỏi oxit. Kim loại dư sau đó có thể phản ứng với phi kim loại tạo thành. Ví dụ:

2 mg + SiO 2 = 2 MgO + Si(vì thiếu magiê)

2 mg + SiO 2 = 2 MgO + mg 2 Si(với lượng magiê dư thừa)

4. Kim loại + axit. Các kim loại ở bên trái hydro trong dãy hiệu điện thế phản ứng với axit để giải phóng hydro.

Ngoại lệ là axit - chất oxy hóa (sulfuric đặc và bất kỳ axit nitric nào), có thể phản ứng với các kim loại có hiệu điện thế theo dãy bên phải của hydro, hydro không được giải phóng trong các phản ứng, nhưng nước và sản phẩm khử của axit là thu được.

Cần chú ý rằng khi cho kim loại tác dụng với lượng dư axit fomic thì thu được muối axit là:mg +2 H 3 PO 4 = mg( H 2 PO 4 ) 2 + H 2 .

Nếu sản phẩm của sự tương tác giữa axit và kim loại là muối không tan thì kim loại đó bị thụ động hóa, vì bề mặt của kim loại được bảo vệ khỏi tác dụng của axit bởi muối không tan. Ví dụ, tác dụng của axit sunfuric loãng với chì, bari hoặc canxi.

5. Kim loại + muối. trong giải pháp phản ứng này liên quan đến một kim loại ở bên phải của magiê trong chuỗi điện áp, bao gồm chính magiê, nhưng ở bên trái của kim loại muối. Nếu kim loại hoạt động mạnh hơn magie, thì nó không phản ứng với muối, nhưng với nước tạo thành kiềm, sau đó phản ứng với muối. Trong trường hợp này, muối ban đầu và muối tạo thành phải hòa tan. Sản phẩm không tan tạo ra kim loại.

Tuy nhiên, có những trường hợp ngoại lệ cho quy tắc này:

2FeCl 3 + Cu = CuCl 2 + 2FeCl 2 ;

2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 2 . Vì sắt có trạng thái oxi hóa trung gian nên muối của nó ở trạng thái oxi hóa cao nhất dễ bị khử thành muối ở trạng thái oxi hóa trung gian, oxi hóa được cả những kim loại kém hoạt động hơn.

trong tan chảy một số ứng suất kim loại không hoạt động. Có thể xác định liệu phản ứng giữa muối và kim loại có thể thực hiện được hay không chỉ với sự trợ giúp của các phép tính nhiệt động lực học. Ví dụ, natri có thể thay thế kali từ kali clorua nóng chảy, vì kali dễ bay hơi hơn:Na + KCl = NaCl + K(phản ứng này do yếu tố entropi quyết định). Mặt khác, nhôm được thu được bằng cách chuyển vị từ natri clorua: 3Na + AlCl 3 = 3 NaCl + Al. Quá trình này tỏa nhiệt và được xác định bởi hệ số entanpi.

Có thể muối bị phân hủy khi đun nóng, và các sản phẩm phân hủy của nó có thể phản ứng với kim loại, chẳng hạn như nhôm nitrat và sắt. Nhôm nitrat bị phân hủy khi đun nóng thành nhôm, oxit nitric (IV) và oxy, oxy và oxit nitric sẽ oxy hóa sắt:

10Fe + 2Al (KHÔNG 3 ) 3 = 5Fe 2 O 3 + Al 2 O 3 + 3N 2

6. Kim loại + oxit bazơ. Ngoài ra, như trong muối nóng chảy, khả năng xảy ra các phản ứng này được xác định theo phương pháp nhiệt động học. Nhôm, magiê và natri thường được dùng làm chất khử. Ví dụ: 8Al + 3 Fe 3 O 4 = 4 Al 2 O 3 + 9 Fephản ứng tỏa nhiệt, hệ số entanpi); 2Al + 3 Rb 2 O = 6 Rb + Al 2 O 3 (rubidi bay hơi, yếu tố entanpi).

7. Phi kim loại + oxit bazơ. Có thể có hai lựa chọn ở đây: 1) chất khử - phi kim loại (hydro, cacbon):CuO + H 2 = Cu + H 2 O; 2) phi kim loại - chất oxi hóa (oxi, ozon, halogen): 4FeO + O 2 = 2 Fe 2 O 3 .

8. Phi kim loại + đế. Theo quy luật, phản ứng xảy ra giữa một phi kim loại và một kiềm.Không phải tất cả các phi kim loại đều có thể phản ứng với kiềm: cần phải nhớ rằng các halogen tham gia vào tương tác này (khác nhau tùy thuộc vào nhiệt độ), lưu huỳnh (khi đun nóng), silic, photpho.

KOH + Cl 2 = KClO + KCl + H 2 O(trong cơn giá lạnh)

6 KOH + 3 Cl 2 = KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O(trong dung dịch nóng)

6KOH + 3S = K 2 VÌ THẾ 3 + 2K 2 S + 3H 2 O

2KOH + Si + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

3KOH + 4P + 3H 2 O = PH 3 + 3KPH 2 O 2

9. Phi kim loại + axit ôxít . Cũng có hai tùy chọn ở đây:

1) chất khử - phi kim loại (hydro, cacbon):

VÌ THẾ 2 + C = 2CO;

2NO 2 + 4H 2 = 4H 2 O + N 2 ;

SiO 2 + C = CO 2 + Sĩ.Nếu phi kim loại tạo thành có thể phản ứng với kim loại được dùng làm chất khử thì phản ứng sẽ tiếp tục xảy ra (với một lượng dư cacbon)SiO 2 + 2 C = CO 2 + SiTỪ

2) phi kim loại - chất oxi hóa (oxi, ozon, halogen):

2CO + O 2 = 2СО 2 .

TỪO + Cl 2 = COCl 2 .

2 KHÔNG + O 2 = 2 nXUNG QUANH 2 .

10. Oxit axit + oxit bazơ . Phản ứng sẽ tiến hành nếu về nguyên tắc tồn tại muối tạo thành. Ví dụ, nhôm oxit có thể phản ứng với anhydrit sunfuaric để tạo thành nhôm sunfat, nhưng không thể phản ứng với cacbon đioxit, vì muối tương ứng không tồn tại.

11. Nước + oxit bazơ . Phản ứng có thể xảy ra nếu một kiềm được tạo thành, tức là một bazơ hòa tan (hoặc hòa tan nhẹ, trong trường hợp là canxi). Nếu bazơ không tan hoặc ít tan thì xảy ra phản ứng ngược là phân hủy bazơ thành oxit và nước.

12. Oxit bazơ + axit . Phản ứng có thể xảy ra nếu muối tạo thành tồn tại. Nếu muối tạo thành không tan, thì phản ứng có thể thụ động bằng cách ngăn chặn sự tiếp cận của axit với bề mặt của oxit. Trong trường hợp dư một axit đa bazơ, thì có thể tạo ra muối axit.

13. oxit axit + cơ sở . Theo quy luật, phản ứng xảy ra giữa kiềm và oxit axit. Nếu cho oxit axit tương ứng với một axit đa bazơ thì có thể thu được một muối axit:CO 2 + KOH = KHCO 3 .

Oxit axit tương ứng với axit mạnh cũng có thể phản ứng với bazơ không tan.

Đôi khi oxit tương ứng với axit yếu phản ứng với bazơ không tan và có thể thu được muối trung bình hoặc muối bazơ (theo quy luật thì thu được chất ít tan hơn): 2mg( ồ) 2 + CO 2 = ( MgOH) 2 CO 3 + H 2 O.

14. oxit axit + muối ăn. Phản ứng có thể xảy ra ở dạng nóng chảy và dạng dung dịch. Trong sự nóng chảy, oxit ít bay hơi hơn sẽ thay thế oxit dễ bay hơi hơn khỏi muối. Trong dung dịch, oxit tương ứng với axit mạnh hơn sẽ thay thế oxit tương ứng với axit yếu hơn. Ví dụ,Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2 , theo chiều thuận, phản ứng này xảy ra trong nóng chảy, cacbon đioxit dễ bay hơi hơn oxit silic; theo chiều ngược lại, phản ứng xảy ra trong dung dịch, axit cacbonic mạnh hơn axit silicic và oxit silic tạo kết tủa.

Có thể kết hợp một oxit axit với muối của chính nó, ví dụ, đicromat có thể thu được từ cromat, và disunfat có thể thu được từ sunfat, và disulfit có thể thu được từ sunfit:

Na 2 VÌ THẾ 3 + VÌ THẾ 2 = Na 2 S 2 O 5

Để làm điều này, bạn cần lấy một muối kết tinh và oxit tinh khiết, hoặc một dung dịch muối bão hòa và một lượng dư oxit axit.

Trong dung dịch, các muối có thể phản ứng với oxit axit của chính chúng để tạo thành muối axit:Na 2 VÌ THẾ 3 + H 2 O + VÌ THẾ 2 = 2 NaHSO 3

15. Nước + oxit axit . Phản ứng có thể xảy ra nếu một axit hòa tan hoặc ít hòa tan được tạo thành. Nếu axit không tan hoặc ít tan, thì xảy ra phản ứng ngược lại là sự phân hủy axit thành oxit và nước. Ví dụ, axit sunfuric được đặc trưng bởi phản ứng thu được từ oxit và nước, phản ứng phân hủy thực tế không xảy ra, axit silicic không thể thu được từ nước và oxit nhưng nó dễ dàng phân hủy thành các thành phần này, nhưng axit cacbonic và axit lưu huỳnh có thể tham gia. trong cả phản ứng trực tiếp và phản ứng ngược.

16. Bazơ + axit. Phản ứng tiến hành nếu có ít nhất một trong các chất phản ứng hòa tan được. Tùy theo tỷ lệ các thuốc thử có thể thu được các muối trung bình, axit và bazơ.

17. Bazơ + muối. Phản ứng tiến hành nếu cả hai nguyên liệu ban đầu đều hòa tan và ít nhất một chất không điện ly hoặc chất điện ly yếu (kết tủa, khí, nước) thu được dưới dạng sản phẩm.

18. Muối + axit. Thường xuyên,phản ứng xảy ra nếu cả hai nguyên liệu ban đầu đều hòa tan và ít nhất một chất không điện ly hoặc chất điện ly yếu (kết tủa, khí, nước) thu được dưới dạng sản phẩm.

Một axit mạnh có thể phản ứng với muối không tan của axit yếu (muối cacbonat, sunfua, sunfit, nitrit) và tạo ra sản phẩm ở dạng khí.

Có thể xảy ra phản ứng giữa axit đậm đặc và muối tinh thể nếu thu được axit dễ bay hơi hơn: ví dụ, hiđro clorua có thể thu được khi cho axit sunfuric đặc tác dụng với natri clorua tinh thể, hiđro bromua và hiđro iot có thể thu được bằng tác dụng của orthophotphoric axit trên các muối tương ứng. Có thể tác dụng với muối của axit để thu được muối axit, ví dụ:BaSO 4 + H 2 VÌ THẾ 4 = Ba( HSO 4 ) 2 .

19. Muối + muối. Thường xuyên,phản ứng tiến hành nếu cả hai nguyên liệu ban đầu đều hòa tan và ít nhất một chất không điện ly hoặc chất điện ly yếu thu được dưới dạng sản phẩm.

Chúng ta hãy đặc biệt chú ý đến những trường hợp khi một muối được tạo thành, được thể hiện bằng một dấu gạch ngang trong bảng độ tan. Có 2 lựa chọn ở đây:

1) muối không tồn tại bởi vìthủy phân không thể đảo ngược . Đây là phần lớn các muối cacbonat, sunfit, sunfua, silicat của kim loại hóa trị ba, cũng như một số muối của kim loại hóa trị hai và amoni. Muối kim loại hóa trị ba bị thủy phân thành bazơ và axit tương ứng, muối kim loại hóa trị hai thành muối bazơ ít tan.

Hãy xem xét các ví dụ:

2 FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 = Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 6 NaCl (1)

Fe 2 (CO 3 ) 3 + 6 giờ 2 O = 2Fe (OH) 3 + 3 H 2 CO 3

H 2 CO 3 bị phân hủy thành nước và khí cacbonic, nước ở phần bên trái và bên phải bị khử và biến thành: Fe 2 ( CO 3 ) 3 + 3 H 2 O = 2 Fe( ồ) 3 + 3 CO 2 (2)

Nếu bây giờ chúng ta kết hợp (1) và (2) phương trình và giảm sắt cacbonat, chúng ta sẽ có được phương trình tổng thể phản ánh tương tác của clorua sắt (III) và natri cacbonat: 2FeCl 3 + 3 Na 2 CO 3 + 3 H 2 O = 2 Fe(ồ) 3 + 3 CO 2 + 6 NaCl

CuSO 4 + Na 2 CO 3 = CuCO 3 + Na 2 VÌ THẾ 4 (1)

Muối gạch dưới không tồn tại do quá trình thủy phân không thuận nghịch:

2CuCO 3 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 (2)

Nếu bây giờ chúng ta kết hợp (1) và (2) phương trình và giảm đồng cacbonat, chúng ta sẽ có được phương trình tổng thể phản ánh tương tác của sunfat (II) và natri cacbonat:

2CuSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O = (CuOH) 2 CO 3 + CO 2 + 2Na 2 VÌ THẾ 4

2) Muối không tồn tại dooxy hóa khử nội phân tử , các muối như vậy bao gồmFe 2 S 3 , FeI 3 , CuI 2 . Ngay sau khi thu được, chúng ngay lập tức bị phân hủy:Fe 2 S 3 = 2 FeS+ S; 2 FeI 3 = 2 FeI 2 + tôi 2 ; 2 CuI 2 = 2 CuI + tôi 2

Ví dụ;FeCl 3 + 3 KI = FeI 3 + 3 KCl (1),

nhưng thay vìFeI 3 bạn cần viết ra các sản phẩm của quá trình phân hủy của nó:FeI 2 + tôi 2.

Sau đó, bạn nhận được: 2FeCl 3 + 6 KI = 2 FeI 2 + tôi 2 + 6 KCl

Đây không phải là cách duy nhất để ghi lại phản ứng này, nếu thiếu iotua thì có thể thu được iot và clorua sắt (II):

2 FeCl 3 + 2 KI = 2 FeCl 2 + tôi 2 + 2 KCl

Đề án được đề xuất không nói bất cứ điều gì vềhợp chất lưỡng tính và các chất đơn giản tương ứng của chúng. Chúng tôi sẽ đặc biệt chú ý đến họ. Vì vậy, oxit lưỡng tính trong sơ đồ này có thể thay thế cho cả oxit axit và oxit bazơ, hiđroxit lưỡng tính có thể thay thế cho axit và bazơ. Cần phải nhớ rằng, tác dụng với axit, oxit và hiđroxit lưỡng tính tạo thành muối thông thường trong môi trường khan và muối phức trong dung dịch:

Al 2 O 3 + 2 NaOH = 2 NaAlO 2 + H 2 O(thiêu kết)

Al 2 O 3 + 2 NaOH + 3 H 2 O = 2 Na[ Al(ồ) 4 ] (trong giải pháp)

Các chất đơn giản tương ứng với oxit và hiđroxit lưỡng tính đều phản ứng với dung dịch kiềm tạo thành muối phức và giải phóng hiđro: 2Al + 2 NaOH + 6

Tính chất hóa học của chất vô cơ. Lidin R.A. và vân vân. Xuất bản lần thứ 3, phiên bản. - M.: Hóa học, 2000 - 480 tr.