Слова разобрать по составу 3 класс: Разбор слова по составу – примеры (3 класс, русский язык)

Содержание

Конспект урока по русскому языку "Упражнения в разборе слов по составу. Контрольный словарный диктант" 3 класс

Дорошенко Ольга Ивановна,

учитель начальных классов МБУ школы № 90 г. Тольятти

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗДОРОВЬЕСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ

НА УРОКАХ.

В процессе учебной деятельности учащимся младших классов на протяжении одного и нескольких уроков трудно постоянно удерживать активное внимание. Это связано со свойственным им повышением возбуждения коры головного мозга, недостаточностью активного торможения, неустойчивостью нервных процессов.

Медики утверждают, что здоровых детей сейчас практически нет. Даже если редкий ребенок таковым рождается.

Используя в своей работе здоровьесберегающие технологии, учитель ставит следующие задачи:

- обеспечить ученику возможность сохранения здоровья;

- сформировать у него необходимые знания, умения и навыки по здоровому образу жизни;

- научить использовать полученные знания в повседневной жизни;

- укрепить здоровье детей во время учебного процесса.

Чтобы решить поставленные задачи, используются элементы здоровьесберегающих технологий:

- комплекс утренней гимнастики;

- подвижные физкультминутки;

- гимнастика для глаз по схеме зрительных траекторий;

- массаж стоп на ковриках с пуговицами;

- упражнения для позвоночника на перекладине;

- снятие зрительного напряжения с помощью разноцветных маячков;

- упражнения для исправления осанки;

- пальчиковая гимнастика;

- танцевально-ритмические физкультминутки;

- обеспечение класса питьевой йодированной водой;

- график проветривания кабинета;

- уроки здоровья;

- посещение бассейна и спортивных секций.

Урок по русскому языку в 3 классе

(Использование здоровьесберегающих технологий на уроке).

Тема: Упражнения в разборе слов по составу. Контрольный словарный диктант.

Цель: 1) Закрепить умения разбирать слова по составу, проверить знания словарных слов;

2) Развивать словарный запас, умения анализировать, сравнивать, обобщать;

3) Воспитывать культуру родного языка, чувство товарищества.

Средства обучения: учебник «Русский язык» в 2-х частях, 3 класс, авторы: Р.Н.Бунеев, Е.В.Бунеева, О.В.Пронина; «Тетрадь по чистописанию», 3 класс, М.А.Яковлева; алгоритм разбора слова по составу; карточки с шарадами; кроссворд; карточки для теста; музыкальное сопровождение; задание для команд.

Ход урока.

Организационный момент.

Чистописание.

- Урок начнем с работы в тетради по чистописанию: с.23 урок 62.

- Посмотрите на многобукву.

Какие заглавные буквы вы увидели? (Л, И, Я).

- Пропишите каждую букву на своей строке.

- Прочитайте предложение. Я сено разворошил

И встретился с мотыльком (И. Бродский)

- Записываем предложение с комментированием.

- Разберите по составу слова: сено, с мотыльком.

- Встаньте, пожалуйста, читаем тему нашего урока: «Упражнения в разборе слов по составу. Контрольный словарный диктант».

Контрольный словарный диктант.

- Записываем на листочках словарные слова:

Троллейбус, профессия, шоссе, календарь, абзац, грамматика, жужжит, лестница, орфограмма, наоборот, вокзал, сосед.

- Записали слова и встали. Выполним упражнения по тренажеру для глаз, руки за спиной – держим осанку.

Сообщение цели урока по теме.

- Какие же цели на урок мы поставим?

Упражняться в умении разбирать слова по составу, чтобы хорошо написать проверочную работу.

Упражнения в разборе слов по составу.

1. На доске:   

- Для каждого ряда на доске записана схема. Вы выходите по одному 1 раз, передавая мел тому, кто поднял руку на вашем ряду.

- Подведем итоги: (Дети проверяют слова других рядов).

Победил: ­­__ ряд.

- Открываем тетрадь, записываем число.

- Похлопали чемпионам! (Чемпионы это те, кто за домашнюю и классную работы получил «5», и их тетради были на выставке).

- Откройте учебник на с. 137, упр.203.

- Прочитайте текст. Определите его тему.

- Про что читали? (Беспарусные лодки).

- Что нового вы узнали?

- Прочитайте названия беспарусных лодок.

-Выпишите и разберите по составу выделенные слова. Первое слово пишем с большой буквы.

- Помните о порядке разбора. (Самостоятельная работа).

- Проверяем.

Физкультминутка на ковриках:

а) руки за спиной, перекатывание с пятки на носок;

б) стоя на одной ноге под счет, на другой ноге;

в) повороты за разноцветными маячками на стенах кабинета.

2. Работа с шарадами.

- Что такое шарада?

- На с. 136 вы видите новое словарное слово. Записываем его.

Шарада, ша-рада, шара-да.

- Составьте предложение с этим словом.

- Какие еще загадки со словами вы знаете? (Ребусы, кроссворды, сканворды…)

Разгадывание шарады. (Упр.204)

- Какое слово загадал автор шарады?

- Записываем в тетрадь слово: оценка и разбираем его по составу.

- А сейчас будем разгадывать шарады в четверках. (Каждая четверка разгадывает полученные две шарады и поднимает сцепленные вместе руки после выполнения работы).

Корень извлечь из «НАЧИНКИ» несложно,

Приставка в «СОСУДЕ» хранится надежно,

Суффикс в «ГУДЕНИИ» ясно услышишь,

Вместе – на темы различные пишешь.

Один корень из слова ВСЕМИРНЫЙ,

другой корень из слова ЛЮБИТЬ,

суффикс и окончание из слова КРАСИВЫЙ.

Физкультминутка с мешочками соли на голове: выполнение упражнений в сопровождении слов. “У реки росла рябина”.

У реки росла рябина (из положения упор присев постепенное выпрямление туловища, руки вперед вверх).
А река текла, рябила (повороты вправо и влево с плавными движениями рук).

Посредине глубина (наклоны вперед, руки прямые).
Там гуляла ры-би-на (приседы).
Эта рыба – рыбий царь (прыжки).
Называется – пескарь (ходьба на месте).

3. Выборочный диктант.

-Запишите слова, состоящие только из корня, суффикса и окончания. Разберите эти слова по составу.

Лесники, лист, рассказ, хлебный, поворот, звездочка, вред, вредный, погрузка.

Взаимопроверка.

- Поменяйтесь с соседом тетрадями. На полях поставьте оценку.

- Встаньте, кто получил «5»? Кто получил «4»? Кто получил «3»?

4. Разгадывание кроссворда «Грибы».

- Узнайте названия грибов:

Первый гриб – бывает и белым, и черным;

Второй гриб – рыжий;

Третьи грибы – желтенькие;

Четвертый гриб – с бледно-коричневой шляпкой.

( Кто отгадал, тот идет к доске и вставляет пропущенные буквы в клеточки).

- Запишите слова в строчку, подчеркните орфограммы.

1 вариант: подберите однокоренные слова ко второму слову, выделите корень;

2 вариант: подберите однокоренные слова к четвертому слову, выделите корень.

Проверка однокоренных слов.

5. Тест по теме «Состав слова».

(У каждого на парте лежат карточки для теста).

1. а) Корень- это главная значимая часть слова;

б) Корень- это главная, но не значимая часть слова.

2. а) Приставка служит для связи слов в предложении;

б) Приставка служит для образования новых слов.

3. а) Суффикс служит для связи слов в предложении;

б) Суффикс служит для образования новых слов.

4. а) Окончание служит для связи слов в предложении;

б) Окончание служит для образования новых слов.

5. а) В сложных словах соединительные гласные а или и;

б) В сложных словах соединительные гласные о или е.

6. Укажите слово, строение которого соответствует схеме:

а) книжка;

б) повар.

7.Укажите слово, строение которого соответствует схеме:

а) крылышко;

б) нагрузка.

Взаимопроверка.

6. Работа в группах.

Класс делится на четыре группы. Под музыкальное сопровождение каждой группе дается задание:

Прочитайте. Напишите каждую группу однокоренных слов с новой строчки.

Вода, водица, водитель, водник, наводнение, проводы, проводница, водянистый, выпроводить, водяной.

Лепет, лепить, лепной, липучка, лепетун, лепщик, пролепетать, прилипнуть, вылепить, липкий.

- Все выполнили задание? Выберите, кто от вашей группы будет отвечать. Воспользуйтесь опорными словами: Мы считаем, что…, Мы рассуждали так…, Мы думаем, что…

Проверка. Выставление баллов за ответы, определение победителей.

Домашнее задание.

- Составьте и запишите текст о частях слова (рассказ, сказка, стихотворение).

Темы: «Почему приставка стоит перед корнем?», «Приставка и суффикс – друзья или враги?», «Тайны корня».

Рефлексия.

- Что вам больше всего понравилось на уроке?

- Какие трудности у вас возникли на уроке?

- Как вы их преодолевали?

- С каким настроением вы заканчиваете урок?

Спасибо за работу на уроке.

г

р

у

з

д

ь

р

ы

ж

и

к

л

и

с

и

ч

к

и

п

о

д

б

е

р

е

з

о

в

и

к

Части слова. Русский язык, 3 класс: уроки, тесты, задания.

Вход Вход Регистрация Начало Новости ТОПы Учебные заведения Предметы Проверочные работы Обновления Переменка Поиск по сайту Отправить отзыв
  • Предметы
  • Русский язык
  • 3 класс
  1. Корень слова. Однокоренные слова. Чередование согласных звуков в корнях однокоренных слов

  2. Сложные слова.

    Соединительные гласные в сложных словах
  3. Окончание. Формы слова. Различие однокоренных форм слова

  4. Нулевое окончание. Слова без окончаний. Алгоритм выделения окончания

  5. Приставка. Образование слов с помощью приставки

  6. Суффикс как значимая часть слова.

    Алгоритм выделения в слове суффикса
  7. Основа слова. Разбор слова по составу. Анализ модели состава слова и подбор слов по этим моделям

Отправить отзыв Нашёл ошибку? Сообщи нам! Copyright © 2021 ООО ЯКласс Контакты Пользовательское соглашение

Урок русского языка в 3-м классе по теме "Состав слова.

Обобщение"

Цель: Обобщить знания учащихся о составе слова.

Задачи:

Обучающие:

  • повторить изученные признаки родственных слов;
  • проверить сформированность понятий: состав слова, приставка, суффикс, корень, окончание, основа;
  • совершенствовать знания об однокоренных словах и значимых частях слова;

Развивающие:

  • развивать память и орфографическую зоркость;
  • развивать умение разбирать слова по составу;
  • развивать умение образовывать новые слова;

Воспитывающие:

  • воспитывать любовь к природе;
  • воспитывать активность и аккуратность у учащихся.

Программа: Школа России.

Учебник: Зеленина Л.М., Хохлова Т.Е., Русский язык (часть 1). 3 класс – М: Просвещение, 2008.

Оборудование: предметные картинки, цветные карточки, компьютер, проектор, презентация (Слайд 1)

I. Организационный момент

Здравствуйте, ребята! Давайте улыбнемся друг другу. Я рада видеть ваши улыбки, надеюсь, что и сегодняшний урок принесет вам радость.

II. Проверка домашнего задания.

У. Ребята, вспомните, над какой темой мы работали на прошлом уроке? (Слайд 2) Какое задание вы получили на дом?

Давайте посмотрим, как вы справились с домашним заданием (упр.).

Как вы решили орфографические задачи? Какие буквы вставили? Как проверяли? Какие слова устроены не так, как другие?

- Какие части слов вы выделили?

- А теперь давайте ответим на вопросы, которые есть в этом упражнении.

- Какие звуки могут чередоваться? (к-ч, г-ж, ц-ч, х-ш) Приведите примеры слов. (снег – снежок, бег –бежать)

- Приведите примеры, где гласные звуки “убегают”. (Сыночек - сыночка)

III. Сообщение темы урока

-Ребята, на предыдущих уроках мы работали над составом слова. Что значит – разобрать слова по составу? (Находить части слов и выделять их) Вам понравилось разбирать слова по составу? Хотите продолжить эту работу? Так вот сегодня мы будем закреплять и обобщать знания о составе слов, учиться образовывать новые однокоренные слова. Но для этого нам придется потрудиться и активно поработать на уроке.

IV. Минутка чистописания и словарная работа.

У.- А урок сегодня будет необычным, мы с вами отправимся в путешествие. А для того, чтобы узнать, куда - посмотрите на слайд и картинку на доске, попробуйте отгадать. Кто догадался? (в космос) (Слайд 3)

- Кто знает значение этого слова?

А теперь давайте откроем толковые словари и узнаем значение слова “космос”, посмотрим, правы мы или нет. (Космос – “вселенная”, “мир”)

-А кто помнит стихи или загадки про космос?

-А теперь сделайте фонетический анализ этого слова. (Дети выходят к доске и делают разбор) Какой первый звук? Какой буквой он обозначается? Вот сейчас мы вспомним, как пишутся заглавная и строчная буква к.

(Учитель показывает образец на доске, а дети пишут в тетради) А теперь попробуйте отгадать ребус. (Слайд 3)

Д. космос.

У. Космос - слово словарное. (Можно открыть орфографические словари и посмотреть, как оно пишется). Учитель записывает слово на доске, вместе с учениками ставим ударение, находим безударную гласную, подчеркиваем ее.

-А теперь сравните, как слово слышится и как оно пишется. Есть различия? Какие? (слышится ы, а пишется о) Постарайтесь запомнить и запишите это слово до конца строки в тетрадь правильно, красиво и аккуратно.

Космос

Попробуйте самостоятельно подобрать однокоренные слова к слову космос.

А теперь посмотрите на слайд, подумайте, какое слово лишнее. Почему? (Слайд 4)

Космос, космонавт, ракета, космический.

Д. Космический, т.к. это имя прилагательное, обозначает признак предмета, а остальные – существительные.

У. Какое еще слово может быть лишним?

Д. Ракета. Космос, космонавт, космический, – однокоренные.

У. Какое значение имеет слово “ракета”? (1-Летательный аппарат, 2-снаряд для фейерверков, 3-быстроходное судно на подводных крыльях) Как вы думаете, какое значение подходит в нашем случае? (летательный аппарат) Какое это слово? (Словарное, его написание тоже надо запомнить)

- Значение слова космос мы сегодня выяснили. А какое значение имеют остальные слова? (Космонавт- человек, совершающий полет в космос, космический – относящийся к космосу) Почему эти слова можно назвать однокоренными? (Они имеют общий корень и являются родственными, т. е. близкими по значению) Запишите слова. Выделите корень в этих словах. (Слайд 6)

- А теперь составьте предложения с этими словами. Три самых лучших и красивых предложения давайте запишем на доске и в тетради. (3 ученика работают у доски по очереди, остальные в тетради). Найдите орфограммы и объясните их. Составьте схемы этих предложений.

-Что такое “космос” мы выяснили, а теперь можно и в путь.

У. Далекие звезды над нами горят,
Зовут они в гости хороших ребят.
Собраться в дорогу нетрудно для нас –
И вот мы к полету готовы сейчас.

-Итак, в космос мы отправляемся на ракете, на той, что вы сделали сами на уроке труда. (Слайд 7)

V. Работа по учебнику.

У.Но, чтобы попасть в ракету, мы с вами должны выполнить упражнение

с. 122. Прочитайте слова (деревня, капуста, город, береза, лимон). Попробуйте подобрать по 3 однокоренных слова к каждому (можно больше) и разобрать их по составу. А три человека будут в это время работать по карточкам.

1.

2.

Укажи части слов.
 
зернышко

загадка

повар

обед

побегут

осенний

умная

снежинка

       

3.

Заканчиваем работу. Сдаем карточки. Мы с остальными ребятами проверяем, какие слова придумали, какие части слова выделили.

- Вспомните, что такое основа. Какое значение она передает? (Смысл конкретного слова)

- Какое значение передается корнем слова? (Смысл всех родственных (однокоренных) слов). Чем отличается основа от корня?

С заданием мы справились хорошо, вот мы с вами уже и в ракете.

Обобщение по теме.

Внимание! Взлет!
И наша ракета мчится вперед.
Прощально мигнут и растают вдали
Огни золотые любимой Земли.

Мы с вами на старте. Как вы думаете, что мы сможем увидеть в космосе? (планеты, спутники, звезды…) Летим! Можно даже выйти в открытый космос. (Слайд8)

Сейчас вы закроете глаза и попробуйте представить, как мы с вами летим. А я расскажу, что же нам встретится на пути. Вы будете слушать, и в моем рассказе постарайтесь найти слово, которое употребляется в разных формах. Отправляемся в путь.

“Впереди небо, которое усыпано множеством звезд. Очень красиво! Нам на пути встречаются звезды голубого, желтого, красного цвета. Расстояния между звездами огромны. Мы летим. Чувства переполняют. Так и хочется об этих звездах сложить песню”.

У.Сейчас я еще раз прочитаю текст, а вы на строке поставьте цифру 1 и запишите слова, которые вы нашли.

1.

Выделите окончания, основы слов. Расскажите все, что знаете об окончании. Д. Окончание – это изменяемая часть слова, которая служит для связи слов в предложении.

- Как называется значение основы? (лексическое) Как называется значение окончания? (грамматическое)

Давайте вместе проверим, что у вас получилось. (Слайд 9)

- А теперь сами придумайте слово, попробуйте изменить его. Как еще можно изменить? Запишите в тетрадь и выделите окончание. Теперь обменяйтесь тетрадями с соседом по парте, проверьте.

У. Вот мы с вами прилетели на одну из планет. Эта планета очень необычная, фантастическая. А давайте мы сделаем подарок этой планете – посадим дерево. Но сначала вспомним, какие части есть у дерева.

Д. Корень, ствол, ветки, листья. (Слайд 10)

У. А какая часть самая главная?

Д. Корень.

У.А дерево мы посадим необычное – словообразовательное. На нем будут вырастать новые слова. У нашего будущего дерева корень -уч- .Что бы оно выросло, надо ответить на вопросы:

- Как с помощью этого корня называют вас? (ученики)

- Почему вас так называют? (т.к. учимся)

- Как называют того человека, который учит? (учитель)

- Над какой пословицей мы работали на прошлом уроке? (Ученье – свет, а неученье – тьма.)

Запишите эти слова на вторую строку. Выделите корень.

У. Какие это слова?

Д. Однокоренные.

У. Почему их так называют?

Д.У этих слов общий корень, они близкие (родственные) по значению.

У. Что такое корень?

Д. Корень – это общая часть однокоренных слов. (Слайд11)

У.Вот какое красивое дерево выросло.

-Но у него осталось три пустых ветви. Вы сами придумайте еще три однокоренных слова и запишите их.

Хоть планета и необычная, но на ней очень красиво. Воздух чистый. Вода в реке – прозрачная. Небо голубое. Много цветов. Пора отдохнуть.

V. Физкультминутка.

Наши нежные цветки
Распускают лепестки.
Ветерок чуть дышит
Лепестки колышет.
Наши нежные цветки
Закрывают лепестки.
Тихо засыпают
Головой качают.

(Слайд12)

V.Обобщение (продолжение)

У. А цветы на планете тоже загадочные. Один из них очень похож на цветок, который растет в нашей местности. Какой?

Д. Ромашка.

У. На этой планете такой цветок называется приставочным.

Как вы думаете, почему?

Д. На лепестках – приставки. (Слайд13)

У. Образуйте с помощью этих приставок и корня новые слова. (Проверьте по слайду) Запишите их на третьей строке (записывать будем по одному слову с каждой приставкой) и выделите приставки.

3.Разучивание, выучить, обучение, доучить, проучить, изучать, поучать, научивший, подучить.

У. Что такое приставка? Для чего она служит?

Д.Приставка – часть слова, которая стоит перед корнем и служит для образования новых слов. (Слайд14)

- Какие еще приставки вы знаете? Попробуйте составить с ними и с корнем –уч- новые слова. Со всеми ли приставками можно составить слова? Запишите, выделите приставку и корень.

- Найдите слова, обозначающие действие предмета. (На слайде по щелчку - подчеркнуты желтым цветом) Как называются такие части речи? (глаголы) Какая это форма глагола? (Начальная, неопределенная) Давайте вспомним, как можно разобрать эти слова по составу. Какие одинаковые части слов вы увидели в глаголах. (корень –уч-, суффикс –ть) Но есть учебники, в которых этот суффикс выделяют как окончание. Это не является ошибкой. Но вам я предлагаю в дальнейшем выделять –ть – как суффикс.

У. Двигаемся дальше по планете. Перед нами “Суффиксное поле”. Но на пути к нему сломался мостик через реку. На одном берегу остались слова, а на другом – суффиксы. Чтобы восстановить мостик, надо присоединить суффиксы к словам. Полученные слова запишите на четвертой строке.

Вот и мостик! (Слайд16)

У.Выделите суффиксы. Что такое суффикс? Для чего он служит?

Д. Суффикс – это часть слова, которая стоит после корня и служит для образования новых слов. (Слайд17)

- Составьте сами новые слова с этими суффиксами. Запишите эти слова и выделите суффиксы.

У. Посмотрите пронумерованные строки. Назовите по порядку части слов, которые вы выделяли.

Д. Окончание, основу, корень, приставку, суффикс.

У. Как называется такой разбор?

Д. Разбор слова по составу.

У. Найдите памятку в учебнике и прочитайте. А теперь проверим, чему вы научились на этой планете.

VI. Самостоятельная работа.

У. Сделайте разбор слов по составу. (Слайд18)

У.Проверьте по слайду.

Какие это части речи?

Д. Имя существительное, имя прилагательное, глагол.

У. Сделайте разбор частей речи, используя памятку.

Сверьте свои работы с теми, что на доске. Поставьте себе оценку.

Сегодня мы с вами побывали в космосе. Прочитайте запись на доске.

Космос – это пространство за пределами нашей земли. Освоение космического пространства началось давно. Люди стали запускать в космос ракеты и спутники. Первыми в космосе побывали животные. А потом туда полетел человек.

Скажите, это текст? Почему вы так решили? Что такое текст? (Текст – это несколько предложений, в которых говорится об одном и том же и раскрывается общая мысль.) Сколько в тексте предложений? Найдите третье предложение. Запишите его в тетрадь. Какое оно по цели высказывания и по интонации? (Повествовательное, невосклицательное) Можно ли этот текст дополнить другими предложениями? Составьте 1-2 предложения. Устно вставьте их в текст. Стал текст лучше или хуже? Почему вы так считаете?

VII. Итог.

У. Нам уже пора домой. Но, прежде чем отправиться в путь, давайте узнаем, как называется эта планета. Для этого надо отгадать кроссворд. (Слайд19)

1. Изменяемая часть слова.

2. Часть слова, которая стоит перед корнем и служит для образования новых слов.

3. Часть слова, которая стоит после корня и служит для образования новых слов.

4. Общая часть однокоренных слов.

У. Планета, на которую мы прилетели, называется Планетой морфем.

Морфемы – это части слов, которые мы сегодня выделяли. А разбор слова по составу называется морфемным разбором.

Возвращаться нам пора,

По местам мои друзья!

Из полета возвратились,

Мы на землю приземлились.

(Слайд20)

Вам понравилось путешествие? Какое настроение у вас после урока? Покажите цветные карточки, которые соответствуют вашему настроению.

VIII. Оценка

(Оценивается самостоятельная работа в тетради и работа на уроке.)

IХ. Домашнее задание

Повторить правила о правописании безударных гласных в корне слов, парных согласных, удвоенных согласных, повторить порядок разбора слов по составу. Подготовиться к контрольной работе.

Х. Литература (Слайд 21)

1. Л.М.Зеленина, Т.Е.Хохлова, учебник русского языка для четырехлетней начальной школы. – М.: Просвещение, 2008 г.

2. Волина В. В. Веселая грамматика. – М.: Знание.

3. Перекатьева О.В. Первоклашки в гостях у сказки. – Ростов н/Д: “Феникс”.

Что такое антонимы? - Определение и примеры - Урок английского языка [видео 2021 года]

Почему антонимы важны?

Как ни странно, чтобы лучше понять значение слова, мы можем взглянуть на его антоним или противоположное значение. Например, возьмите слово «угрюмый». Определение «угрюмого» - «мрачно или угрюмо дурно настроено». Иногда даже чтения словарного определения недостаточно, чтобы дать нам полное представление о слове. Большинство словарей также содержат синонимы и антонимы.

Например, вот несколько перечисленных синонимов слова «угрюмый»: «угрюмый», «кислый», «угрюмый». Еще несколько антонимов: «веселый» и «оптимистичный». Теперь мы знаем, что выражение «угрюмый» - это весело и даже оптимистично! Взгляд на синонимы и антонимы действительно дает нам более четкое определение.

Использование антонимов в письме

Иногда мы застреваем, пытаясь выбрать лучшее слово в предложении, или склонны слишком часто использовать одни и те же слова.Например, мы могли бы искать слово, которое означает противоположность «мужественный», но мы хотим выбрать другое слово, чем «испуганный». Давайте возьмем вызов антонимов и посмотрим, сможем ли мы найти слово получше!

Когда мы ищем слово «храбрый» и прокручиваем вниз до списка антонимов, мы видим такие слова, как «стыдливый», «трусливый» и «бесстрашный». Эти слова более ярки, чем слово «испуган», и, используя более яркие слова в нашем письме, мы улучшаем свое письмо.

Улучшение словарного запаса

Использование антонимов также может помочь улучшить наш словарный запас.Как мы видели со словом «испуганный», когда мы пишем, у нас обычно есть список слов, к которым нужно «перейти». Легче выделить слова, которые нам удобно использовать, но некоторыми из этих слов можно злоупотреблять. Когда мы смотрим на список антонимов, мы обнаруживаем новые слова, которые нужно добавить в наш список «перейти к», и чем больше мы используем новых слов, тем лучше будет наш словарный запас.

Краткое содержание урока

Антоним - это слово, которое означает противоположность другому слову. Например, антоним слова «горячий» может быть «холодный».Корневыми словами слова «антоним» являются слова «анти», означающие «против» или «противоположный», и «оним», означающие «имя».

Чтобы лучше понять антонимы, давайте посмотрим, что означает слово «синоним». Синоним - это слово, которое имеет такое же значение или точно такое же значение, что и другое слово. Синонимы и антонимы прямо противоположны. Понимание и использование антонимов может улучшить наши навыки письма и словарный запас. На поиск новых слов уходит немного больше времени, но результат стоит затраченных усилий.

Результаты обучения

После этого урока вы сможете:

  • Определить антоним
  • Различия антонимов и синонимов
  • Поймите, почему антонимы важны
  • Объясните, как выгодно использовать антонимы в письме.

Убейте эссе из 5 абзацев | Просто навещаю

Давайте просто перестанем писать эссе из 5 абзацев на всех уровнях и везде.

Серьезно.Давай покончим с этим. У нас могут быть эссе, которые состоят из пяти абзацев, но больше не будет «эссе из пяти абзацев».

То, что почти каждый, кто читает это, хорошо знаком с эссе из 5 абзацев, является свидетельством того, почему его нужно исключить, и под «пенсией» я имею в виду убитых мертвецов, двойным нажатием на зомби, чтобы оно не воскресло.

Эссе из 5 абзацев действительно является жанром, но он полностью отделен от чего-либо, напоминающего значимую работу, когда дело доходит до развития полностью зрелого процесса написания.Если письмо похоже на упражнение, эссе из 5 абзацев - это больше пояс для пресса, чем приседания.

Значительную часть первых недель моего первого курса письма я потратил на то, чтобы «депрограммировать» студентов, чтобы они не следовали «правилам», которым их учили, чтобы преуспеть в сочинении из 5 абзацев и открыть их миру. «выбора», с которым они сталкиваются при решении «связанных с письмом проблем», с которыми они сталкиваются в колледже и за его пределами. Они не могут надеяться на развитие до тех пор, пока мы сначала не устраним нанесенный ущерб.

Кто-то захочет защитить эссе из 5 абзацев как «тренировочные колеса» для академического письма, которое появится позже. Вы должны знать правила, чтобы их нарушать, верно?

Не совсем. По крайней мере, не эти правила, а то, как студенты их учат. В то время как хорошо написанное эссе из 5 абзацев может демонстрировать некоторые черты, которые мы ценим в других формах написания - увлекательное начало, четкий фокус / тезис, переходы между идеями, общая согласованность - к написанию эссе из 5 абзацев в первую очередь подходят с с тактической точки зрения и происходит вне реальной риторической ситуации (аудитория / цель / сообщение).Из-за этого ученики пишут из списка правил, переданного их учителями, начиная с самой формы (пять абзацев: вступление, тело, тело, тело, заключение) и включая такие особенности, как использование «хороших» переходных слов, никогда не используют «я» или сокращения, и даже ограничивают количество предложений в абзаце или слов в предложении.

В результате получился монстр Франкенштейна в виде «эссе», что-то отдаленно напоминающее эссе, но явно не то, что оно кренится и стонет по ландшафту, пугая жителей деревни.

Еще больше проблем вызывает то, что эссе из 5 абзацев влияет на процесс написания. Письмо в первую очередь рассматривается как выступление, призванное произвести впечатление на учителя или получить хорошие баллы на стандартизированном экзамене. Это порождает ряд контрпродуктивных форм поведения, не последним из которых является соблазн написать «псевдоакадемический BS», много кажущихся академическим звуков и ярости, ничего не значащих, что становится для студентов очень сложной привычкой [1]. ].

Если бы эссе из 5 абзацев было хорошей подготовкой для написания академических эссе на уровне колледжа, вы бы не услышали столько придирок от преподавателей колледжа к качеству письма своих учеников.

Зрелые писатели должны делать выбор, основанный на реальных риторических ситуациях. Они должны учитывать аудиторию, цель и послание. Эссе из 5 абзацев не требует ничего из этого.

Убей его до смерти.

А чем его заменить?

-

Самое важное сочинение, которое я когда-либо писал, было в 3-м классе.

Моя учительница, миссис Голдман, сказала нам, что нам нужно написать инструкции по приготовлению бутерброда с арахисовым маслом и желе. Она никогда не использовала слово «эссе», потому что это было бы бессмысленно для нас, но на самом деле это было эссе «процесс» или «как сделать», и чтобы написать хорошее, вам нужно очень тщательно подумать о том, что вы рассказываем вашей аудитории.

Мы были третьеклассниками, поэтому, конечно, мы этого не делали. Степень, в которой мы этого не сделали, стала очевидна на следующем занятии, когда миссис Голдман принесла необходимые материалы для приготовления бутерброда с арахисовым маслом и желе, а затем сказала нам, что мы должны сделать наши бутерброды в точном соответствии с нашими указаниями .

Если вы забыли упомянуть, что вам нужен хлеб, на который можно намазывать арахисовое масло, вы намазали его по тарелке. Если вы написали намазывать арахисовым маслом кусок хлеба, но не сказали, что нужно использовать нож, мы получили указание использовать наши руки.

Не думаю, что кому-то в классе удалось создать съедобный бутерброд, но нам было очень весело, смеясь над этими попытками, и память неизгладима. В тот день я узнал, что писатели должны быть осторожны со своими словами, потому что, если кого-то попросят следовать за ними, все может пойти очень и очень плохо.

Миссис Голдман учила нас разным вещам, знанию жанра, аудитории, структуре и последовательности. Ничто из этого не имело ничего общего со стандартизированной оценкой. Решали проблему с письмом.Больше всего мы усвоили урок о том, что писательство прежде всего предназначено для аудитории.

Даже старомодный «книжный отчет» превосходит эссе из 5 абзацев как инструмент для развития писателей и писателей, поскольку он охватывает аудиторию и цель, т. Е. Рассказать кому-нибудь о книге, которую вы только что прочитали, и о том, действительно ли они тоже должен это прочитать. Книжный отчет - это решение настоящей проблемы, связанной с письмом.

Неуклонное вторжение стандартизированного оценивания в образование и обучение только усугубило ущерб, нанесенный эссе из 5 абзацев.Если бы эссе из 5 абзацев было лишь одним из многих жанров, мы могли бы безопасно сдержать заражение, но, поскольку это самая легкая форма для оценки, теперь это монолит в центре английского класса.

Это убийца духов как для учеников, так и для учителей. Для тех, кто является поклонником так называемой «ответственности» в образовании, это на самом деле инструмент, который позволяет худшим учителям спрятаться среди хороших, поскольку невероятно легко играть с помощью хитростей, советов и уловок.

Итак, давайте освободимся от эссе из 5 абзацев.Да, последствия могут быть немного беспорядочными, и тестирующим компаниям придется подумать о чем-то другом - о функции, а не об ошибке, насколько я понимаю, - но мы могли бы просто понять, что хорошее письмо требует большого любопытства, и хоть немного свободы.

Что нам теперь терять?


[1] Спросите своих студентов, сколько из них используют тезаурус «щелчком правой кнопки мыши» в своих эссе, когда они меняют слова за 10 долларов, предложенные их программным обеспечением, чтобы повысить очевидную сложность словарного запаса в сочинении.

Повреждение ДНК и восстановление - Химия

Глава 12: Повреждение и восстановление ДНК

12.1 Мутации ДНК

12.2 Типы повреждений ДНК

12.3 Реакция на клеточный стресс и повреждение ДНК

12.4 Устранение несоответствия

12,5 Основное иссечение

12,6 Эксцизионное восстановление нуклеотидов

12.7 Ремонт двунитевых разрывов ДНК

12.8 Склонный к ошибкам обход и синтез трансфузии

12.9 Практические задачи

12.10 Ссылки

12.1 Мутации ДНК

Целостность структуры ДНК для жизнеспособности клеток подчеркивается огромным количеством клеточного оборудования, предназначенного для обеспечения ее точной репликации, восстановления и хранения. Тем не менее, мутации в ДНК - довольно частое явление.

Мутации - это случайные изменения, которые происходят в последовательности оснований в ДНК.Они могут быть крупномасштабными, изменяя структуру хромосом, или мелкими, когда они изменяют только несколько или даже одно основание или нуклеотид. Мутации могут происходить по многим причинам. Например, мутации ДНК могут быть вызваны ошибками, допущенными ДНК-полимеразой во время репликации. Как отмечалось в главе 9, ДНК-полимеразы - это высокопроизводительные ферменты, которые содержат функции корректуры и редактирования. Благодаря этим мерам защиты их частота ошибок обычно очень низкая и колеблется от одной на миллион оснований до одной на миллиард оснований.Даже при такой высокой точности такая частота ошибок приведет к от 3 до 3000 ошибок в геноме человека для каждой клетки, подвергающейся репликации ДНК. Мутации ДНК могут также возникать в результате репликации ДНК, поврежденной эндогенными или экзогенными агентами. В следующем разделе будут рассмотрены распространенные типы повреждений ДНК и их последствия. Если ДНК-полимераза встречает поврежденное основание ДНК в матричной ДНК во время репликации, она может разместить случайное нуклеотидное основание напротив поражения. Например, аденин-содержащий нуклеотид часто добавляется через поражение, независимо от того, какое совпадение должно быть правильным.Это может привести к образованию мутации переход или трансверсии .

A переход мутация - это точечная мутация, которая изменяет пуриновый нуклеотид на другой пурин (A ↔ G) или пиримидиновый нуклеотид на другой пиримидин (C ↔ T). Тогда как трансверсия относится к замене пурина на пиримидин или наоборот. Иногда повреждения могут приводить к пропуску оснований во время репликации или к вставке дополнительных нуклеотидов в остов.ДНК-полимеразы также могут скользить во время репликации участков ДНК, которые имеют повторяющиеся последовательности или большие участки, повторяющие одно основание. Более крупные повреждения или перекрестные связи в ДНК во время репликации могут привести к более катастрофическим повреждениям ДНК, включая разрывы цепей ДНК. Мутации также могут происходить во время процессов митоза и мейоза, когда сестринские хроматиды и / или гомологичные хромосомы отделяются друг от друга.

В природе мутагенез , или процесс генерации мутаций ДНК может привести к изменениям, которые вредны, полезны или не имеют никакого эффекта.Вредные мутации могут привести к раку и различным наследственным заболеваниям, но полезные мутации являются движущей силой эволюции. В 1927 году Герман Мюллер впервые продемонстрировал эффекты мутаций с наблюдаемыми изменениями в хромосомах. Он индуцировал мутагенез, облучая плодовых мушек рентгеновскими лучами.

Когда мутация вызвана фактором окружающей среды или химическим агентом, этот агент называется мутагеном . Типичные мутагены включают химические вещества, например, вдыхаемые при курении, и радиацию, такую ​​как рентгеновские лучи, ультрафиолетовый свет и ядерное излучение.Различные мутагены имеют разные способы повреждения ДНК и обсуждаются далее в следующем разделе. Важно отметить, что повреждение ДНК само по себе не обязательно приводит к образованию мутации в ДНК. Существуют сложные процессы восстановления ДНК, предназначенные для распознавания и восстановления различных типов повреждений ДНК. Менее 1 из 1000 повреждений ДНК на самом деле приводит к мутации ДНК. Процессам распознавания и восстановления повреждений ДНК посвящены последующие разделы этой главы.

Типы мутаций

Есть множество типов мутаций. Две основные категории мутаций - это мутации зародышевой линии и соматические мутации.

  • Мутации зародышевой линии происходят в гаметах, половых клетках, таких как яйцеклетки и сперматозоиды. Эти мутации особенно важны, потому что они могут передаваться потомству, и каждая клетка в потомстве будет иметь мутации.
  • Соматические мутации встречаются в других клетках организма.Эти мутации могут иметь незначительное влияние на организм, потому что они ограничиваются только одной клеткой и ее дочерними клетками. Соматические мутации также не могут передаваться потомству.

Мутации также различаются по способу изменения генетического материала. Мутации могут изменить всю хромосому или только один или несколько нуклеотидов.

Хромосомные изменения - это мутации, которые изменяют структуру или количество хромосом. Они возникают, когда часть хромосомы обрывается и соединяется неправильно или не соединяется вообще.Возможные пути возникновения этих мутаций показаны на рисунке ниже. Хромосомные изменения очень серьезны. Они часто приводят к гибели клетки или организма, в которых они возникают. Если организм выживет, он может пострадать по-разному. Примером хромосомного изменения человека является мутация, вызывающая синдром Дауна. Это дупликационная мутация, которая приводит к задержке развития и другим аномалиям. Это происходит, когда человек наследует дополнительную копию хромосомы 21.Это также называется трисомией («треххромосомный») 21. Таким образом, крупномасштабные мутации в хромосомной структуре включают: (1) Амплификации (включая дупликации генов) , при которых повторение хромосомного сегмента или наличие лишнего фрагмента сломанный фрагмент хромосомы может быть прикреплен к гомологичной или негомологичной хромосоме, так что некоторые из генов присутствуют в более чем двух дозах, что приводит к множественным копиям всех хромосомных областей, увеличивая дозировку генов, расположенных в них, (2) Делеции больших хромосомных областей, приводящие к потере генов в этих областях, и (3) Хромосомные перестройки , такие как транслокации (которые обмен генетическими частями негомологичных хромосом), вставки (которые вставляют сегменты одной хромосомы в другую негомологичную омологичная хромосома) и инверсии (которые инвертируют или переворачивают часть хромосомы в противоположную ориентацию) (Рисунок 12.1).

Рисунок 12.1 Хромосомные изменения. Хромосомные изменения - серьезные изменения в генетическом материале. Изображение изменено с Dietzel65


Могут произойти и более мелкие мутации, которые изменяют только один нуклеотид или небольшое количество нуклеотидов в локализованной области ДНК. Они классифицируются в зависимости от того, как изменяется молекула ДНК. Один тип, точечная мутация , затрагивает одно основание и чаще всего возникает, когда одно основание заменяется или заменяется другим.Мутации также возникают в результате добавления одного или нескольких оснований, известного как вставка , , , , или удаления одного или нескольких оснований, известного как делеция , , .

Точечные мутации могут иметь широкий спектр эффектов на функцию белков (таблица 12.1 и рисунок 12.2). Вследствие вырожденности генетического кода точечная мутация обычно приводит к включению той же аминокислоты в полученный полипептид, несмотря на изменение последовательности.Это изменение не повлияет на структуру белка и поэтому называется молчащей мутацией . Миссенс-мутация приводит к включению другой аминокислоты в полученный полипептид. Эффект миссенс-мутации зависит от того, насколько химически новая аминокислота отличается от аминокислоты дикого типа. Расположение измененной аминокислоты в белке также важно. Например, если измененная аминокислота является частью активного сайта фермента или сильно влияет на форму фермента, то влияние миссенс-мутации может быть значительным.Многие миссенс-мутации приводят к тому, что белки остаются функциональными, по крайней мере, до некоторой степени. Иногда эффекты миссенс-мутаций могут быть очевидны только при определенных условиях окружающей среды; такие миссенс-мутации называются условными мутациями . В редких случаях может быть полезна миссенс-мутация. В правильных условиях окружающей среды этот тип мутации может дать организму, в котором он находится, избирательное преимущество. Еще один тип точечной мутации, называемый нонсенс-мутацией , преобразует кодон, кодирующий аминокислоту (смысловой кодон), в стоп-кодон (бессмысленный кодон).Бессмысленные мутации приводят к синтезу белков, которые короче, чем у дикого типа, и обычно не функционируют (показано на рисунке 12.3).

Таблица 12.1: Типы точечных мутаций

Тип Описание Пример Эффект
Бесшумный кодонов с мутациями для одной и той же аминокислоты CAA (глутамин) → CAG (глутамин) нет
Миссенс кодонов мутировавших кодонов для другой аминокислоты CAA (глутамин) → CCA (пролин) переменная
Ерунда мутировавший кодон является преждевременным стоп-кодоном CAA (глутамин) → UAA (стоп) обычно серьезные

Рисунок 12.2 Потенциальные эффекты точечных мутаций на белковые кодирующие области. На изображении показаны различные типы точечных мутаций (молчаливые, бессмысленные и бессмысленные), которые могут привести к изменению структуры белка.
Рисунок из: Jonsta247


Меньший масштаб делеции и вставки также вызывают различные эффекты. Поскольку кодоны представляют собой тройки нуклеотидов, вставки или делеции в группах из трех нуклеотидов могут привести к вставке или удалению одной или нескольких аминокислот и могут не оказывать значительного воздействия на функциональность полученного белка.Однако мутации со сдвигом рамки , , , , вызванные вставками или делециями ряда нуклеотидов, не кратных трем, чрезвычайно проблематичны, поскольку в результате происходит сдвиг рамки считывания (рис. 12.3). Поскольку рибосомы читают мРНК в триплетных кодонах, мутации со сдвигом рамки считывания могут изменить каждую аминокислоту после точки мутации. Новая рамка считывания может также включать стоп-кодон перед концом кодирующей последовательности. Следовательно, белки, созданные из генов, содержащих мутации сдвига рамки считывания, почти всегда нефункциональны.

Рисунок 12.3. Сводка мелкомасштабных мутаций в областях, кодирующих белки. Изменения ДНК, которые приводят к изменениям в последовательности белка, кодируемой ДНК, могут включать точечные мутации, вставки ДНК и делеции ДНК.

Рисунок из: Parker, et al (2019) Microbiology from Openstax


Большинство мутаций не оказывают ни отрицательного, ни положительного воздействия на организм, в котором они возникают. Эти мутации называются нейтральными мутациями.Примеры включают молчащие точечные мутации, которые являются нейтральными, поскольку не изменяют аминокислоты в кодируемых ими белках.

Некоторые мутации положительно влияют на организм, в котором они возникают. Их называют полезными мутациями. Если они встречаются в клетках зародышевой линии (яйцеклетки или сперматозоиды), эти черты могут передаваться по наследству от одного поколения к другому. Полезные мутации обычно кодируют новые версии белков, которые помогают организмам адаптироваться к окружающей среде.Если они увеличивают шансы организма на выживание или воспроизводство, со временем мутации, вероятно, станут более распространенными в популяции. Есть несколько хорошо известных примеров полезных мутаций. Вот всего два:

  1. В бактериях произошли мутации, которые позволяют бактериям выжить в присутствии антибиотиков. Мутации привели к появлению устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий.
  2. Уникальная мутация обнаружена у людей в маленьком городке в Италии.Мутация защищает их от развития атеросклероза, который представляет собой опасное скопление жировых отложений в кровеносных сосудах. Был даже идентифицирован человек, у которого впервые появилась мутация.

Также возможны опасные мутации. Представьте, что вы вносите случайные изменения в сложную машину, такую ​​как двигатель автомобиля. Вероятность того, что случайное изменение улучшит работу машины, очень мала. С гораздо большей вероятностью это изменение приведет к тому, что автомобиль будет плохо работать или, возможно, вообще не будет работать.Точно так же любое случайное изменение в ДНК гена с большей вероятностью приведет к выработке белка, который не функционирует нормально или может вообще не функционировать, чем к мутации, улучшающей функцию. Такие мутации могут быть вредными. Вредные мутации могут вызывать генетические нарушения или рак.

  • Генетическое нарушение - это заболевание, синдром или другое аномальное состояние, вызванное мутацией в одном или нескольких генах или хромосомным изменением. Примером генетического заболевания является муковисцидоз.Мутация в одном гене заставляет организм вырабатывать густую липкую слизь, которая забивает легкие и блокирует протоки в органах пищеварения. Генетические нарушения обычно вызываются генными мутациями, которые происходят в клетках зародышевой линии и передаются по наследству.
  • Болезни, вызванные мутациями, которые происходят внутри человека, но не передаются его потомству, - это мутации, которые возникают в соматических клетках. Рак - это заболевание, вызванное накоплением мутаций в соматических клетках. Это приводит к тому, что клетки выходят из-под контроля и образуют аномальные массы клеток, называемые опухолями.Обычно это вызвано мутациями в генах, которые регулируют клеточный цикл, репарацию ДНК, ангиогенез, и других генах, которые способствуют росту и выживанию клеток. Из-за мутаций клетки с мутировавшей ДНК эволюционировали, чтобы делиться без ограничений, прятаться от иммунной системы и развить устойчивость к лекарствам.
Вернуться к началу

12.2 Типы повреждений ДНК

повреждений ДНК, вызванных факторами окружающей среды и нормальными метаболическими процессами внутри клетки, происходит со скоростью от 1000 до 1000000 молекулярных повреждений на клетку в день.Хотя это составляет только 0,000165% примерно 6 миллиардов оснований человеческого генома (3 миллиарда пар оснований), если их не исправить, могут возникнуть мутации в критических генах (таких как гены-супрессоры опухолей), что может препятствовать способности клетки выполнять свою функцию и значительно увеличивать вероятность образования опухоли и болезненных состояний, таких как рак.

Подавляющее большинство повреждений ДНК затрагивает первичную структуру двойной спирали; то есть сами основания химически модифицированы.Эти модификации могут, в свою очередь, нарушить регулярную спиральную структуру молекул за счет введения ненативных химических связей или объемных аддуктов, которые не вписываются в стандартную двойную спираль. В отличие от белков и РНК, ДНК обычно не имеет третичной структуры, и поэтому на этом уровне не происходит повреждений или нарушений. ДНК, однако, суперспиральна и намотана вокруг «упаковывающих» белков, называемых гистонами (у эукариот), и обе надстройки уязвимы для эффектов повреждения ДНК .

Существует несколько типов повреждений ДНК, которые могут возникать либо из-за нормальных клеточных процессов, либо из-за воздействия на клетки повреждающих ДНК агентов окружающей среды.Основания ДНК могут быть повреждены: (1) окислительными процессами, (2) алкилированием оснований, (3) потерей оснований, вызванной гидролизом оснований, (4) образованием объемного аддукта, (5) сшиванием ДНК и (6) ДНК. разрывы нитей, в том числе одно- и двухцепочечные разрывы. Обзор этих типов повреждений описан ниже.

Окислительное повреждение

Активные формы кислорода (АФК) могут вызывать значительный клеточный стресс и повреждение, включая окислительное повреждение ДНК. Гидроксильные радикалы ( OH) являются одними из наиболее реактивных и электрофильных из АФК и могут образовываться ультрафиолетовым и ионизирующим излучением или другими радикалами, возникающими в результате ферментативных реакций. OH может вызывать образование 8-оксо-7,8-дигидрогуанина (8-oxoG) из остатков гуанина среди других продуктов окисления (рис. 12.4). Гуанин является наиболее легко окисляемым из оснований нуклеиновых кислот, поскольку он имеет самый низкий потенциал ионизации среди оснований ДНК. 8-oxo-dG является одним из наиболее распространенных повреждений ДНК и считается биомаркером окислительного стресса. Было подсчитано, что до 100000 повреждений 8-oxo-dG может происходить ежедневно в ДНК на клетку. Восстановительный потенциал 8-oxo-dG еще ниже (0.74 В по сравнению с NHE), чем у гуанозина (1,29 В по сравнению с NHE). Следовательно, он может подвергаться дальнейшему окислению с образованием множества вторичных продуктов окисления.

Рисунок 12.4 Активные формы кислорода и повреждение ДНК. В условиях окислительного стресса 8-oxoG является результатом активных форм кислорода (АФК), модифицирующих гуанин.

Рисунок из: Poetsch, A.R. (2020) Comp & Struct Biotech J. 18: 207-219.


Как упоминалось ранее, повышенные уровни 8-оксо-dG в ткани могут служить биомаркером окислительного стресса.Более того, повышенные уровни 8-оксо-dG часто связаны с канцерогенезом и другими болезненными состояниями (рис. 12.5). Во время репликации ДНК, содержащей 8-oxo-dG, аденин чаще всего включается поперек поражения. После репликации 8-oxo-dG вырезается в процессе репарации, и на его место включается тимин. Таким образом, мутации 8-oxo-dG обычно приводят к трансверсии G в T.

Рис. 12.5 Окислительный стресс и здоровье человека. Повреждение ДНК, вызванное окислительным стрессом, было связано со многими болезненными состояниями человека.

Рисунок предоставлен: Галано, А., Тан, Д.-X., И Рейтер, Р.Дж. (2018) Молекулы 23 (3) 530


Алкилирование оснований

Алкилирующие агенты широко распространены в окружающей среде и также производятся эндогенно как побочные продукты клеточного метаболизма. Они вносят повреждения в основания ДНК или РНК, которые могут быть цитотоксическими, мутагенными или нейтральными по отношению к клетке.На рис. 12.6 показаны основные реактивные участки оснований ДНК, которые подвержены алкилированию. Цитотоксические поражения блокируют репликацию, прерывают транскрипцию или сигнализируют об активации апоптоза, тогда как мутагенные повреждения кодируют неправильно и вызывают мутации во вновь синтезированной ДНК. Наиболее распространенным типом алкилирования является метилатон с основными продуктами, включая N7-метилгуанин (7meG), N3- метиладенин (3meA) и O6-метилгуанин (O6meG). Метилирование в меньших количествах также происходит на других основаниях ДНК и включает образование N1-метиладенина (1meA), N3-метилцитозина (3meC), O4-метилтимина (O4meT) и метилфосфотриэфиров (MPT).

Рисунок 12.6. Основные сайты алкилирования ДНК. На диаграмме показаны пары оснований ДНК Ватсона-Крика с основными участками повреждения, модифицированными небольшими алкилирующими агентами (метилом и этилом). (A) Сайты модификации оснований алкилирующими агентами SN1 и SN2. Оранжевым цветом обозначены основные участки повреждения, а зеленым - небольшие участки повреждения. (B) Образование фосфотриэфира, на которое указывает присутствие метильных групп наряду с изомерами Rp и Sp.

Рисунок из: Ahmad, A., Нет, С. и О’Коннер, Т. (2015) Глава 4 Прямое обратное восстановление в клетках млекопитающих


Алкилирующие агенты могут вызывать повреждение всех экзоциклических атомов азота и кислорода в ДНК и РНК, а также кольцевых атомов азота (рис. 12.6A). Однако процентное содержание каждого модифицированного основного сайта зависит от алкилирующего агента, положения в ДНК или РНК и от того, являются ли нуклеиновые кислоты одноцепочечными или двухцепочечными. Интересно, что O-алкилирование более мутагенное и вредное, чем N-алкилирование, которое может быть более цитотоксичным, но не таким мутагенным.

Как мы рассмотрим в главе 13, метилирование ДНК также служит важным механизмом, регулирующим экспрессию генов.

Базовый убыток

AP-сайт ( апуриновый / апиримидиновый сайт ) , также известный как абазовый сайт , представляет собой место в ДНК (также в РНК, но гораздо менее вероятно), в котором нет ни пурина, ни пиримидина. основание, либо спонтанно, либо из-за повреждения ДНК (Рисунок 12.7). Было подсчитано, что при физиологических условиях в клетке ежедневно может образовываться 10000 апуриновых сайтов и 500 апиримидиновых.

Рисунок 12.7 Абазовые участки. Апуриновые и апиримидимные (AP) сайты возникают из-за нестабильного гидролиза.

Рисунок из Mayhew


AP сайтов могут быть образованы спонтанной депуринизацией, но также могут возникать как промежуточные звенья в эксцизионной репарации оснований, процессе репарации, описанном в разделе 12.5. Если не исправить, AP-сайты могут привести к мутации во время полуконсервативной репликации. Они могут вызывать остановку репликационной вилки и часто обходятся путем синтеза транслезии , что более подробно обсуждается в разделе 12.8. В E. coli аденин предпочтительно встраивается напротив AP-сайтов, что известно как «правило А». Ситуация более сложная у высших эукариот, где предпочтение отдается различным нуклеотидам в зависимости от организма и условий окружающей среды.

Образование объемного аддукта

Некоторые химические вещества являются биологически активными и образуют ковалентные связи с биологическими молекулами, такими как ДНК и белки, создавая большие громоздкие аддукты или придатки, ответвляющиеся от основной молекулы. Мы будем использовать мутаген / канцероген, бензо [ a ] пирен, в качестве примера для этого процесса.

Бензо [ a ] пирен представляет собой полициклический ароматический углеводород, который образуется при неполном сгорании органических веществ при температурах от 300 ° C (572 ° F) до 600 ° C (1112 ° F).Вездесущее соединение можно найти в каменноугольной смоле, табачном дыме и многих пищевых продуктах, особенно в мясе, приготовленном на гриле. Бензо [ a ] пирен на самом деле является проканцерогеном , который должен быть биологически активирован метаболизмом, прежде чем он образует реактивный метаболит (рис. 12.8). Обычно, когда организм подвергается воздействию чужеродных молекул, он запускает метаболический процесс. это делает молекулу более гидрофильной и ее легче удалить как отходы. К сожалению, в случае бензо [ a ] пирена образующийся метаболит представляет собой высокореактивный эпоксид, который образует объемный аддукт преимущественно с остатками гуанина в ДНК.Если его не исправить, во время репликации ДНК аденин обычно помещается напротив повреждения в дочерней молекуле. Последующая репарация аддукта приведет к замене поврежденного основания гуанина тимином, вызывая трансверсионную мутацию G -> T.

Рис. 12.8 Активация бензо [ a ] пирена и образование аддукта. (A) Бензо [ a ] пирен биологически активируется до дигидродиального эпоксида во время нормальных метаболических процессов.(B) Сигаретный дым является источником бензо [ a ] пирена. (C) Активированный (+) бензо [ a ] пирен-7,8-дигидродиол-9,10-эпоксид может образовывать аддукт ДНК с остатками гуанина. (D) Аддукт бензо [ a ] пирена образует объемное повреждение, которое искажает основу ДНК.

Фигуры от: (A) Элеска, (B) Элизабет Агилера (C), биохимик DI93, и (D) Zephryis

Вернуться к началу
Сшивание ДНК

Сшивание ДНК происходит, когда различные экзогенные или эндогенные агенты реагируют с двумя нуклеотидами ДНК, образуя между ними ковалентную связь.Эта перекрестная сшивка может происходить внутри одной и той же цепи (внутрицепочечная) или между противоположными цепями двухцепочечной ДНК (межцепочечная) (рисунок 12.9). Эти аддукты мешают клеточному метаболизму, например репликации и транскрипции ДНК, вызывая гибель клеток.

Рис. 12.9. Схематическая диаграмма внутрицепочечных и межцепочечных сшивок ДНК.


УФ-свет может вызвать образование молекулярных поперечных связей между двумя остатками пиримидина, обычно двумя остатками тимина, которые расположены последовательно внутри цепи ДНК (Рисунок 12.10). Двумя распространенными УФ-продуктами являются димеры циклобутан-пиримидина (ЦПД) и 6–4 фотопродукта. Эти премутагенные поражения изменяют структуру и, возможно, пары оснований. До 50–100 таких реакций в секунду может происходить в клетке кожи при воздействии солнечного света, но обычно корректируются в течение нескольких секунд реактивацией фотолиазы или эксцизионной репарацией нуклеотидов. Неисправленные повреждения могут ингибировать полимеразы, вызывать неправильное считывание во время транскрипции или репликации или приводить к остановке репликации. Димеры пиримидина являются основной причиной меланом у людей.

Рис. 12.10 Двухцепочечные разрывы ДНК и образование димера тимина (a) Ионизирующее излучение, такое как рентгеновские лучи и γ-лучи, содержат достаточно энергии, чтобы вызвать одно- и двухцепочечные разрывы в основной цепи ДНК. (b) Энергия неионизирующего излучения, такого как УФ-свет, непосредственно поглощается ДНК, в результате чего остатки тимина, находящиеся рядом в одной цепи ДНК, сшиваются. (c) 6,4-димер, который образует одинарную ковалентную связь, и (d) димер тимин-тимин циклобутана, который образует две ковалентные связи между остатками тимина.

Цифры из: (a и b) Parker, et al (2019) Microbiology from Openstax и (c и d) Smokefoot


Разрывы цепи ДНК

Ионизирующее излучение, создаваемое радиоактивным распадом или космическими лучами, вызывает разрывы цепей ДНК (рис. 12.10a). Низкий уровень ионизирующего излучения может вызвать непоправимое повреждение ДНК (что приводит к ошибкам репликации и транскрипции, необходимым для неоплазии, или может вызвать вирусные взаимодействия), что приводит к преждевременному старению и раку.Химические агенты, которые образуют поперечные связи внутри ДНК, особенно межцепочечные поперечные связи, также могут приводить к разрывам цепи ДНК, если поврежденная ДНК подвергается репликации ДНК. Сшитая ДНК может вызывать остановку ферментов топоизомеразы в переходном состоянии, когда остов ДНК находится в расщепленном состоянии. Вместо снятия суперспирализации и повторного закрытия скелета остановившаяся топоизомераза остается ковалентно связанной с ДНК в процессе, называемом прерванный катализ . Это приводит к образованию одноцепочечных разрывов в случае ферментов Top1 или двухцепочечных разрывов в случае ферментов Top2.Двухцепочечные разрывы ДНК из-за остановки топоизомеразы также могут происходить во время транскрипции ДНК (рис. 12.11). Фактически, прерванный катализ и образование разрывов цепей ДНК во время транскрипционных событий могут служить датчиком повреждения внутри клетки и способствовать запуску сигнальных путей ответа на повреждение ДНК, которые запускают процессы репарации ДНК.

Рисунок 12.11 Модель двухцепочечных разрывов ДНК, опосредованных топоизомеразой IIB ( TOP2B) во время транскрипции. ( верхняя диаграмма ) в неиндуцированном состоянии транскрипции Pol II приостанавливается между +25 и +100 от сайта начала транскрипции. Пауза приписывается различным элементам, включая стабилизирующие паузу факторы транскрипции, нуклеосому +1, а также структуру и скручивание ДНК. Положительная суперспирализация перед Pol II может потребовать функции TOP2B. ( Средняя диаграмма ) Активация транскрипции, индуцированная различными стимулами, активирует TOP2B для разрешения скручивания ДНК в промоторе и теле гена.( Bottom Diagram ) В этом процессе двухцепочечные разрывы могут быть образованы из-за абортивного катализа TOP2B, который часто встречается в некоторых генах. Это может быть ответственной за передачу сигналов в ответ на повреждение ДНК, которая наблюдалась в ряде индуцируемых стимулами генов у людей.

Рисунок из: Morimoto, S., et al (2019) Genes 10: 868

Вернуться к началу

12.3 Реакция на клеточный стресс и повреждение ДНК

Генетическое повреждение, вызванное экзогенными или эндогенными механизмами, представляет постоянную угрозу для клетки.Чтобы сохранить целостность генома, эукариотические клетки разработали механизмы восстановления, специфичные для различных типов повреждений ДНК. Однако, независимо от типа повреждения, сложный механизм наблюдения, который выявляет контрольных точек повреждения ДНК , обнаруживает и сигнализирует о его присутствии механизму восстановления ДНК. Контрольные точки повреждения ДНК были функционально консервативны на протяжении всей эволюции эукариот, при этом большинство соответствующих участников контрольной точки ответа были высоко консервативными от дрожжей до людей.Контрольные точки призваны замедлить развитие клеточного цикла и дать клеткам время для восстановления поврежденной ДНК до репликации ДНК (рис. 12.12). Как только поврежденная ДНК восстанавливается, контрольно-пропускной механизм запускает сигналы, которые возобновят прогрессирование клеточного цикла. Внутри клетки множественные пути способствуют репарации ДНК, но независимо от конкретного задействованного пути репарации традиционно выделяют три фазы активации контрольных точек: (1) обнаружение повреждения, (2) активация сигнального каскада и (3) включение ниже по течению. эффекторы.Фаза сенсора распознает повреждение и активирует фазу передачи сигнала, чтобы заблокировать прогрессирование клеточного цикла и выбрать соответствующий путь восстановления.

В многоклеточных организмах реакция на повреждение ДНК может привести к двум основным физиологическим последствиям: (1) клетки могут подвергаться остановке клеточного цикла, восстанавливать повреждение и повторно входить в клеточный цикл, или (2) клетки могут стать мишенью для гибели клеток. (апоптоз) и удален из популяции. Процесс клеточного цикла высоко консервативен и точно контролируется для управления дупликацией генома и разделением на дочерние клетки.Клеточный цикл состоит из четырех отдельных и упорядоченных фаз, называемых G0 / G1 (разрыв 1), S (синтез ДНК), G2 (разрыв 2) и M (митоз). На каждой стадии клеточного цикла существует несколько контрольных точек, чтобы гарантировать точную репликацию ДНК в S-фазе и точное разделение хромосом на дочерние клетки. Фазы G1 и G2 являются критическими контрольными точками регулирования, посредством чего точка ограничения между фазами G1 и S определяет, входят ли клетки в фазу S или выходят из клеточного цикла, чтобы остановиться на фазе G0.Прогрессирование клеточного цикла требует активности циклин-зависимых киназ (CDK), группы серин / треониновых киназ. CDK активируются, когда они образуют комплексы с регуляторными белками циклина, которые специфически экспрессируются на разных стадиях клеточного цикла. Циклины связываются и стабилизируют CDK в их активной конформации. Образование циклин / CDK контролирует развитие клеточного цикла посредством фосфорилирования целевых генов, таких как белок-супрессор опухоли ретинобластомы (Rb).

Во время повреждения ДНК клеточный цикл останавливается или блокируется действием циклин-зависимых ингибиторов киназ.Как показано на рисунке 12.12, это сложный каскад передачи сигналов, который имеет ряд нисходящих эффектов. Основная функция остановки клеточного цикла заключается в том, что ингибирование CDK дает время для восстановления ДНК до перехода клеточного цикла в S-фазу или митоз. Как показано на рисунке 12.12, две основные контрольные точки клеточного цикла реагируют на повреждение ДНК; они происходят до и после синтеза ДНК в фазах G1 и G2, соответственно, и влияют на активность специфических комплексов CDK. Киназы контрольной точки фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) -подобные протеинкиназы (PI3KKs), атаксия, телеангиэктазия и Rad3-связанный (ATR) белок, мутировавший в результате телеангиэктазии (ATM), а также трансдукторные киназы контрольных точек CHK1 и CHK2 (кодируемые геном CHK1) (кодируемые геном CHEK2) являются ключевыми регуляторами передачи сигналов повреждения ДНК.Передача сигналов повреждения ДНК выявляется с помощью ATM / ATR, которые затем фосфорилируют и активируют CHK2 / CHK1 соответственно. Активированный CHK2 участвует в активации p53, что приводит к p53-зависимой остановке G1 на ранней стадии, чтобы дать время для репарации ДНК. Активация р53 индуцирует экспрессию гена циклин-зависимого ингибитора киназы (CKI) p21 CIP1 , что приводит к ингибированию комплексов циклин E / CDK2 и последующей активации аппарата репарации ДНК.

Если репарация ДНК не может быть завершена успешно или клетки не могут программировать, чтобы реагировать на стрессы, вызванные остановкой жизнеспособного клеточного цикла, клетки сталкиваются с судьбой апоптоза, индуцированного p53.Активированный CHK1 опосредует временную остановку S-фазы посредством фосфорилирования для инактивации CDC25A, вызывая убиквитинирование и протеолиз. Более того, активированный CHK1 фосфорилирует и инактивирует CDC25C, что приводит к остановке клеточного цикла в фазе G2. Активный CHK1 также напрямую стимулирует фосфорилирование WEE1, что приводит к усилению ингибирующего фосфорилирования Tyr15 CDK2 и CDK1 и последующему блокированию клеточного цикла в фазе G2. Активность WEE1 также может стимулироваться низкими уровнями активности CDK в фазе клеточного цикла G2.SAC, также известный как митотическая контрольная точка, функционирует как монитор правильного прикрепления хромосом к митотическому веретену в метафазе, что регулируется протеинкиназой TTK (TTK, также известной как монополярное веретено 1 (MPS1)). Активация SAC временно вызывает остановку клеточного цикла посредством ингибирования активации APC / C. Чтобы установить и поддерживать контрольную точку митоза, TTK рекрутирует многие белки контрольной точки на кинетохоры во время митоза посредством фосфорилирования своих субстратов для обеспечения адекватной сегрегации хромосом и целостности генома.Таким образом, геномная нестабильность от дефектов сегрегации хромосом защищена SAC. После прохождения SAC лигазный комплекс APC / C E3 стимулирует и маркирует циклин B и секурин для опосредованной убиквитином деградации, что приводит к инициации митоза. Одним словом, контрольные точки предлагают надежный механизм для обеспечения целостности генома от родительской клетки к дочерней клетке. Каскад передачи сигнала активации контрольной точки в конечном итоге сводится к ингибированию CDK, что указывает на функцию CDK как ключевого фактора развития клеточного цикла.

Рис. 12.12. Судьба клетки после повреждения ДНК. Контрольные точки клеточного цикла индуцируются повреждением ДНК, показаны красным. Ингибиторы циклин-зависимых киназ (CIP / KIP), показанные фиолетовым цветом, блокируют развитие клеточного цикла на всех фазах клеточного цикла (G1, S, G2 или M) после повреждения ДНК путем ингибирования комплексов циклин-зависимых киназ (показаны зеленым ). Сигнальные каскады, активируемые в ответ на повреждение ДНК, также вызывают пути репарации ДНК, или, если повреждение ДНК серьезное, активируется запрограммированная гибель клеток (апоптоз).

Изображение из: Ding, L., et al. (2020) Междунар. J. Mol. Sci. 21 (6): 1960

Вернуться к началу

В дополнение к блокированию развития клеточного цикла, датчики повреждений ДНК также активируют механизмы репарации ДНК, специфичные для данного типа повреждений. Например, разрывы одноцепочечной ДНК восстанавливаются главным образом с помощью эксцизионной репарации оснований, объемные аддукты ДНК и поперечные сшивки восстанавливаются с помощью нуклеотидной эксцизионной репарации, а более мелкие нуклеотидные мутации, такие как алкилирование, восстанавливаются с помощью репарации ошибочного спаривания.Клетки также имеют два основных механизма восстановления двухцепочечных разрывов (DSB). Они включают негомологичное соединение концов (NHEJ) и гомологичную рекомбинацию (HR). Если повреждение слишком велико, чтобы его можно было исправить, будут выявлены пути апоптоза. В следующих разделах будут даны подробности об основных путях репарации ДНК.

12.4 Устранение несоответствия

репарация ошибочного спаривания ДНК (MMR) - это высококонсервативная система репарации ДНК (таблица 12.2), которая в значительной степени способствует поддержанию стабильности генома за счет коррекции несовпадающих пар оснований и небольших модификаций оснований ДНК, таких как алкилирование.Основным источником несовпадения пар оснований является ошибка репликации, хотя она также может возникать в результате других биологических процессов. Таким образом, аппарат MMR должен иметь механизм для определения, какая цепь ДНК является цепочкой-матрицей, а какая цепь была синтезирована заново. В E. coli метилирование ДНК является распространенной пострепликативной модификацией. Таким образом, во вновь синтезированной ДНК неметилированная цепь распознается как новая цепь, а метилированная цепь используется в качестве матрицы для восстановления несовпадений.В E.coli MMR увеличивает точность репликации ДНК в 20–400 раз. Мутации и эпигенетическое молчание в генах MMR участвуют в почти 90% случаев наследственного неполипозного рака толстой кишки у человека, что указывает на важность этой системы репарации в поддержании стабильности генома. Пострепликативный MMR осуществляется с помощью механизма MMR с длинным участком, в котором задействованы несколько белков, и относительно длинный тракт олигонуклеотида вырезается во время реакции репарации. Напротив, определенные виды несовпадающих пар оснований репарируются посредством MMR с очень коротким участком, в котором короткий олигонуклеотидный тракт вырезается для удаления поражения.

Таблица 12.2 Ферменты устранения несоответствия в бактериях, дрожжах и людях

В настоящее время выяснены два типа механизмов MMR: один, как ожидается, будет использоваться эукариотами и большинством бактерий, а другой специфичен для E. coli и близкородственных бактерий. Как показано на рисунках 12.13 (a) и 12.13 (b), MMR у эукариот и большинства бактерий направляет репарацию на содержащую ошибки цепь несовпадающего дуплекса, распознавая разрывы цепи.С другой стороны, как показано на рисунке 12.13 (c), E. coli MMR считывает отсутствие метилирования как сигнал дискриминации цепи. В обеих системах MMR дискриминация цепей осуществляется путем отщепления эндонуклеазами. Гомологи MutL от эукариот и большинства бактерий надрезают прерывистую цепь, чтобы ввести точку входа или окончания для реакции вырезания. В E. coli MutH разрывает неметилированную цепь дуплекса, чтобы создать точку входа для вырезания. После удаления поврежденной или несовпадающей цепи геликазы (такие как UvrD) и экзонуклеазы (такие как ExoI) вырезают короткую область нуклеотидов из поврежденной цепи.ДНК pol III или ДНК pol δ заполняют пробел, а ДНК-лигаза восстанавливает основу.

Рисунок 12.13 Схематическое изображение моделей пути MMR. (a) MMR эукариот. Несоответствие ДНК возникает из-за неправильного включения основания во время репликации ДНК. MutSα распознает несоответствия оснований. MutLα надрезает 3'- или 5'-сторону несовпадающего основания на прерывистой нити. Полученный сегмент ДНК вырезается экзонуклеазой EXO1 в сотрудничестве с одноцепочечным ДНК-связывающим белком RPA.Нить ДНК повторно синтезируется ДНК-полимеразой δ и ДНК-лигазой. (б) MMR в бактериях, не содержащих mutH, без . Несоответствующие базы распознаются MutS. После разреза прерывистой цепи с помощью MutL содержащая ошибку цепь ДНК удаляется совместными функциями ДНК-геликаз, таких как UvrD, экзонуклеаз RecJ и ExoI и одноцепочечного ДНК-связывающего белка SSB. ДНК-полимераза III и ДНК-лигаза заполняют пробел для завершения восстановления. (c) E. coli MMR. MutS распознает несовпадающие основания, а MutL взаимодействует с комплексом и стабилизирует его.Затем активируется эндонуклеаза MutH, чтобы разрезать неметилированный сайт GATC, чтобы создать точку входа для реакции вырезания. ДНК-геликаза, одноцепочечный ДНК-связывающий белок, и несколько экзонуклеаз участвуют в реакции вырезания.

Рисунок из: Fukui, K. (2010) J. Nuc. Кислоты 260512

Вернуться к началу

12,5 Основное иссечение

Большинство окисленных оснований удаляются из ДНК ферментами, действующими в рамках пути базового эксцизионного восстановления (BER).Одноцепочечные разрывы ДНК также могут быть восстановлены с помощью этого процесса. Удаление окисленных оснований в ДНК происходит довольно быстро. Например, 8-оксо-dG был увеличен в 10 раз в печени мышей, подвергшихся ионизирующему излучению, но избыток 8-оксо-dG был удален с периодом полураспада 11 минут. 8-oxoG вырезается 8-оксогуанин-ДНК-гликозилазой (OGG1), оставляя апуриновый сайт (AP-сайт) (рис. 12.14). Затем АР-сайты обрабатываются далее в однонитевые разрывы посредством разрезания основной цепи АР-эндонуклеазой 1 (APE1).При эксцизионной репарации длинного патч-основания основание и некоторые дополнительные нуклеотиды заменяются в зависимости от активности полимеразы дельта (Polδ) и эпсилон (Polε) вместе с ядерным антигеном пролиферирующих клеток (PCNA). Старая цепь удаляется Flap-эндонуклеазой 1 (FEN1) до того, как лигаза I (LigI) снова лигирует остов. Эксцизионная репарация короткого патч-основания состоит из полимеразы бета (Polβ), заменяющей единственное недостающее основание, лигазы III (LigIII), связывающей основную цепь ДНК вместе, и перекрестно-комплементарного белка 1 (XRCC1) репарации рентгеновских лучей, помогающего процессу и служащего в качестве подмости для дополнительных факторов.

Рисунок 12.14 Иссечение основания. Эксцизионная репарация оснований (BER) 8-оксо-7,8-дигидрогуанина (8-oxoG). Окислительное повреждение ДНК восстанавливается с помощью нескольких промежуточных продуктов репарации путем эксцизионной репарации оснований (BER). За счет удаления окисленного основания образуется реактивный апуриновый сайт (AP-сайт). Разрез нити создает одиночный разрыв нити, и поврежденный участок затем восстанавливается с помощью короткого или длинного пластыря BER

.

Рисунок из: Poetsch, A.Р. (2020) Comp & Struct Biotech J. 18: 207-219.


12,6 Нуклеотидное эксцизионное восстановление

Объемные аддукты ДНК и поперечные сшивки ДНК, например, вызванные УФ-светом, восстанавливаются с использованием путей восстановления нуклеотидов (NER). В высших эукариотических клетках NER с исключительной точностью вырезает 24-32 нуклеотидные фрагменты ДНК, содержащие поврежденное поражение. Репаративный синтез с использованием неповрежденной цепи в качестве матрицы с последующим лигированием одноцепочечного разрыва, возникшего в результате повреждения, является заключительной стадией репарации ДНК.Процесс включает скоординированное действие примерно 30 белков, которые последовательно образуют комплексы с различным составом на ДНК. NER состоит из двух путей, различных с точки зрения первоначального распознавания ущерба. Глобальная эксцизионная репарация нуклеотидов генома (GG-NER) обнаруживает и устраняет объемные повреждения во всем геноме, включая нетранскрибируемые области и молчащий хроматин, а эксцизионная репарация нуклеотидов, связанная с транскрипцией (TC-NER) , работает, повреждение транскрибируемой цепи ДНК ограничивает активность транскрипции.TC-NER активируется за счет остановки РНК-полимеразы II на поврежденных участках транскрибируемой цепи, в то время как GG-NER контролируется белком XPC, специализированным белковым фактором, который выявляет повреждение. Схематический процесс GG-NER представлен на рисунке 12.15.

Рис. 12.15. Схема глобальной эксцизионной репарации генома.

Рисунок из: Петрусева И.О. и др. (2014) 6 (1): 23-34.


Генетические мутации в генах пути NER могут приводить к чувствительным к ультрафиолету и высококанцерогенным патологиям, таким как пигментная ксеродермия (XP), синдром Кокейна (CS) и трихотиодистрофия (TTD), а также к некоторым нейродегенеративным проявлениям.

Xeroderma pigmentosum предоставила названия некоторых генов, участвующих в NER. Мутация генов XP и потеря правильной функции NER вызывают симптомы, связанные с заболеванием. Люди с XP имеют нарушенную способность восстанавливать объемные аддукты и сшивки ДНК, такие как димеры тимина, которые возникают под воздействием УФ-света. Люди, страдающие XP, обладают крайней светочувствительностью, атрофией кожи, гиперпигментацией и высоким уровнем рака кожи, вызванного солнечным светом (рис. 12.16). Риск внутренних опухолей у пациентов с XP также в 1000 раз выше.Более того, заболевание часто сопровождается неврологическими расстройствами. В настоящее время не существует эффективного лечения этого расстройства.

Рисунок 12.16 Восьмилетняя девочка из Гватемалы с пигментной ксеродермой. Фронтальное изображение лица, показывающее большие гиперкератотические поражения с некоторым уплотнением, подозрительным на актинический кератоз и ранний плоскоклеточный рак. Также многочисленные гиперпигментированные лентиго и ксероз по всей передней части лица. Заметное рубцевание роговицы и инъекция очевидны.

Рисунок от: Джеймс Халперн, Брайан Хоппинг и Джошуа М. Бростофф


Обнаружение объемных повреждений ДНК во время NER является особенно сложной задачей для клетки, которая может быть решена только с помощью высокочувствительного распознавания, требующего нескольких белковых компонентов. В отличие от BER, где поврежденное основание одновременно распознается и устраняется одной специализированной гликозилазой, специализированные группы белков ответственны за распознавание поражения и удаление поражения в NER.В эукариотическом NER универсальные сенсорные белки выполняют начальное распознавание всего диапазона объемных повреждений. В случае TC-NER это происходит, когда транскрибирующая РНК-полимераза II останавливается из-за повреждения; в GG-NER это комплексы фактора XPC и гетеродимера DDB1-DDB2 (фактор XPE), усиливающие восстановление УФ-повреждений (рис. 12.15). В общем, распознавание повреждений NER представляет собой многоступенчатый процесс с участием нескольких белков, которые образуют близкие к повреждению комплексы различного состава. Процесс завершается формированием комплекса перед надрезом, готового к удалению поврежденного фрагмента ДНК с помощью специализированных эндонуклеаз NER.

В эукариотической клетке после образования стабильного комплекса XPC / ДНК во время начального распознавания повреждения, NER фактически выполняется репирасомой , которая представляет собой комплекс переменного состава и архитектуры, состоящий из большого количества субъединиц. Отдельные субъединицы комплекса не обладают достаточным сродством и селективностью к субстрату (ДНК, содержащая объемные повреждения). Ситуация меняется, когда в месте повреждения образуются специфические белковые комплексы.Белки NER этих комплексов соединяются процессингом ДНК. В общей сложности 18 полипептидов должны быть точно расположены в пределах двух или трех витков ДНК, когда формируется стабильная структура, готовая к удалению повреждений, и начинается вырезание. Структура белков, связанных с NER, обеспечивает возможность контакта с субстратом ДНК и динамических специфических белок-белковых взаимодействий. Изменения во взаимодействиях, выполняемых одним и тем же белком, являются одним из механизмов, регулирующих процесс репарации и тонкой настройки комплексов, обеспечивая высокоточную эксцизионную репарацию нуклеотидов.

Вернуться к началу

12.7 Ремонт двунитевых разрывов ДНК

Клетки развили два основных пути восстановления двухцепочечных разрывов в ДНК: путь негомологичного соединения концов (NHEJ) , который обеспечивает прямое повторное запечатывание концов ДНК; и путь гомологичной рекомбинации (HR) , который основан на наличии гомологичных последовательностей ДНК для репарации DSB (Рисунок 2.16)

Репарация

NHEJ - это самый простой и наиболее широко используемый механизм репарации DSB, встречающихся в ДНК. Ремонт с помощью NHEJ включает прямое повторное запечатывание двух разорванных концов независимо от гомологии последовательностей. Хотя NHEJ активен на протяжении всего клеточного цикла, он относительно более важен во время фазы G1. Белки, необходимые для NHEJ, включают, но не ограничиваются ими, высококонсервативный гетеродимерный комплекс Ku70 / Ku80, каталитическую субъединицу ДНК-зависимой протеинкиназы (DNA-PKcs) и ДНК-лигазу IV (LIG4) в комплексе с XRCC4.Непосредственно связывая концы ДНК, Ku70 / Ku80 обеспечивает защиту от экзонуклеаз и, как таковой, действует как ингибитор HR. Очень короткие гомологии последовательностей могут способствовать выравниванию концов ДНК до NHEJ-зависимой репарации, однако они не являются строго обязательными. NHEJ защищает генетическую целостность путем воссоединения разорванных цепей ДНК, которые в противном случае могут быть потеряны во время репликации ДНК и регенерации клеток. Однако во время процесса NHEJ могут происходить вставки или делеции в соединенных областях (рис.2.16).

Рис. 2.16. Основные пути репарации двухцепочечного разрыва ДНК. Пути негомологичного соединения концов (NHEJ) и гомологичной рекомбинации (HR) действуют конкурентно, восстанавливая двухцепочечные разрывы ДНК (DSB). Показаны ключевые игроки NHEJ и HR. Комплекс MRE11 / RAD50 / XRS2 (MRX) рекрутируется очень рано на концах ДНК и, по-видимому, играет важную роль как для NHEJ, так и для HR. Гетеродимер Ku70 / Ku80 необходим для NHEJ и посредством ингибирования резекции концов ДНК (5′-3 ′ экзо) действует как репрессор HR.Точность NHEJ-зависимой репарации DSB низка и, в большинстве случаев, связана с делециями и / или вставками нуклеотидов в репарационных соединениях. Обычной ранней стадией HR-зависимых механизмов является образование оцДНК, которая затем покрывается репликационным белком А (RPA). Механизм однонитевого отжига (SSA) требует наличия прямых повторов (показаны оранжевым цветом) по обе стороны от разрыва. SSA не предполагает какого-либо процесса инвазии цепи и, следовательно, не зависит от белка RAD51. Инвазия цепи и образование D-петли, однако, являются общими этапами механизмов зависимого от синтеза отжига цепи (SDSA) и двойного соединения Холлидея (HJ).В последнем случае двойные перекрестки Холлидея разрешаются с кроссинговером или без него.

Рисунок из: Diccotignies, A. (2013) Frontiers in Genetics 4 (48): 48


В отличие от NHEJ, гомологичная рекомбинация (HR) требует, чтобы гомологичная последовательность ДНК служила матрицей для репарации, зависимой от синтеза ДНК, и включает обширный процессинг конца ДНК. Как и ожидалось, HR является чрезвычайно точным, поскольку он приводит к точной репарации поврежденного локуса с использованием последовательностей ДНК, гомологичных разорванным концам.HR преимущественно использует сестринскую хроматиду в качестве матрицы для репарации DSB, а не гомологичную хромосому. Соответственно, HR в значительной степени ингибируется, пока клетки находятся в фазе G1 клеточного цикла, когда сестринская хроматида еще не реплицируется (Рис. 2.17A). Механизмы репарации HR играют большую роль в репарации DSB, которая происходит после S-фазы репликации ДНК (S-фаза, G2 и M).

Ремонт с помощью HR не определяется уникальным механизмом, но работает с помощью различных механически различных процессов восстановления DSB, включая зависимый от синтеза отжиг цепей (SDSA), разрешение двойных соединений Холлидея и однонитевой отжиг (SSA).Обычным шагом для HR-зависимых механизмов репарации DSB является начальное образование одноцепочечной ДНК (оцДНК) для спаривания с гомологичными матричными последовательностями ДНК. Для этого 5'-цепь ДНК в DSB обрабатывается множеством нуклеаз и дополнительных белков для создания 3'-участка оцДНК, который может использоваться в качестве матрицы для рекомбинации (рис. 2.16).

На рис. 2.17B представлен более подробный обзор процесса управления персоналом. В строго регулируемом процессе управления персоналом можно выделить три основных этапа.Во-первых, концы 3'-одноцепочечной ДНК (оцДНК) образуются путем нуклеолитической деградации 5'-цепей. Этот первый этап катализируется эндонуклеазами, включая комплекс MRN (состоящий из Mre11, Rad50 и Nbs1). На втором этапе концы оцДНК покрываются филаментами репликационного протеина А (RPA). На третьем этапе RPA заменяется на Rad51 в BRCA1- и BRCA2-зависимом процессе, чтобы в конечном итоге провести рекомбиназную реакцию с использованием гомологичной ДНК-матрицы.

Важно отметить, что HR не только используется для восстановления повреждений ДНК, вызванных повреждающими ДНК агентами, но также важен для правильной сегрегации хромосом во время мейоза.Важность ЧСС в этих физиологических процессах иллюстрируется его строгим требованием во время развития. Мыши, лишенные ключевых генов HR, таких как Brca1, Brca2, или Rad51, , демонстрируют обширные генетические изменения, которые приводят к ранней эмбриональной летальности. В то время как гомозиготная инактивация генов HR обычно является эмбриональной летальностью, гетерозиготная инактивация, например, BRCA1, и BRCA2, не влияет на жизнеспособность клеток, а скорее предрасполагает людей к раку, включая рак груди и яичников.Опухоли, которые развиваются у людей с гетерозиготными мутациями BRCA1 / 2 , неизменно теряют свой второй аллель BRCA1 / 2 , что указывает на то, что при некоторых формах рака отсутствие BRCA1 / 2 совместимо с клеточной пролиферацией. Как именно такие опухоли справляются с дефектом сердечного ритма, в настоящее время до конца не изучено.

Рисунок 2.17 Восстановление двухцепочечных разрывов ДНК (DSB). (A) Пути репарации DSB ДНК в контексте регуляции клеточного цикла.Негомологичное соединение концов (NHEJ) может осуществляться на протяжении всего клеточного цикла и обозначено красной линией. Гомологичная рекомбинация (HR) может использоваться только в фазах S / G2 клеточного цикла и обозначена зеленым цветом. (B) Показаны ключевые этапы пути восстановления HR. После распознавания DSB резекция 5'-3'-конца инициируется комплексом MRN (Mre11, Rad50, Nbs1) и CtIP. Впоследствии проводится дальнейшая резекция с помощью белков Exo1, DNA2 и Sgs1 для обеспечения «поддерживаемой» резекции.Затем резецированные концы ДНК связываются репликационным белком А (RPA). Фактическая стадия рекомбинации в HR-репарации, называемая обменом цепи, выполняется рекомбиназой Rad51. Rad51 заменяет RPA, чтобы в конечном итоге собрать спиральные нуклеопротеиновые филаменты, называемые « пресинаптическими филаментами». ’Этому процессу способствуют другие компоненты HR, включая BRCA1 и BRCA2. Заключительный этап разрешения соединения выполняется геликазами, включая синдром Блума, геликазу RecQ, подобную геликазе (BLM).

Рисунок из: Krajewska, M., Fehrmann, R.S.N., de Vries, E.G.E., and van Vugt, A.A.T.M. (2015) Фронт. Genet. 6:96

Вернуться к началу

12.8 Подверженный ошибкам синтез шунтирования и транслезии

Если ДНК не восстанавливается до репликации ДНК, клетка должна использовать другую стратегию для репликации ДНК, даже при наличии повреждения ДНК. Это важно, чтобы избежать разрывов двухцепочечной ДНК, которые могут произойти, когда реплисома останавливается на вилке репликации.В этих условиях другой стратегией, которую клетки используют для ответа на повреждение ДНК, является обход повреждений, обнаруженных во время репликации ДНК, и продолжение репликативного процесса. Обход повреждений ДНК может происходить с помощью механизмов рекомбинации или с помощью нового механизма, называемого синтезом трансфузии . Синтез трансфузии использует альтернативную ДНК-полимеразу, которая может заменить ДНК-полимеразу, которая застряла на вилке репликации из-за повреждения ДНК.Специализированные ДНК-полимеразы, которые активны в областях с повреждениями ДНК, имеют активные центры, которые могут приспосабливаться к колебаниям топографии ДНК, что позволяет им обходить повреждения и продолжать репликативный процесс.

Эволюция ДНК-полимераз, которые могут переносить присутствие искаженных повреждений ДНК и продолжать репликативный процесс, можно наблюдать на всех уровнях жизни, от прокариотических одноклеточных организмов до эукариотических многоклеточных организмов, включая человека.Фактически, у позвоночных произошло большое распространение ДНК-полимераз, которые играют роль в механизмах обхода повреждений ДНК и подчеркивают важность этих процессов в устойчивости к повреждениям и выживаемости клеток (Таблица 12.3).

Таблица 12.3 ДНК-полимеразы, участвующие в способном к ошибкам шунтировании

Активность ДНК-полимераз, подверженных ошибкам, жестко регулируется, чтобы избежать безудержного внедрения мутаций в последовательность ДНК. Один из основных механизмов, который используется в реплисоме, которая останавливается на вилке репликации из-за повреждения ДНК, включает моноубиквитинирование PCNA.Вспомните из главы 9, что PCNA - это скользящий зажим, который позволяет ДНК-полимеразе достаточно прочно связываться с ДНК во время репликации, чтобы обеспечить эффективный синтез ДНК. Моноубиквитинирование PCNA позволяет задействовать ДНК-полимеразы с трансфузией и обходить поврежденные очаги во время синтеза ДНК.

Во время синтеза трансфузии полимераза должна вставить dNTP напротив поражения. Вероятно, что ни одно из оснований dNTP не сможет образовывать устойчивые взаимодействия водородных связей с поврежденным поражением.Таким образом, нуклеотид, вызывающий наименьшее искажение или отталкивание, обычно добавляется напротив поражения. Это может вызвать переходные или трансверсионные мутации в месте поражения. Альтернативно, полимеразы с трансфузией могут быть склонны к проскальзыванию и вызывать мутацию вставки или делеции в непосредственной близости от повреждения ДНК. Эти смещения могут приводить к мутациям сдвига рамки считывания, если они происходят в кодирующих областях генов. Таким образом, в течение всей жизни синтез транслезии в многоклеточных организмах может приводить к накоплению мутаций в соматических клетках и вызывать образование опухолей и заболевание раком.

Эволюция путем естественного отбора также возможна из-за случайных мутаций, происходящих внутри половых клеток. Иногда мутации зародышевой линии могут привести к полезной мутации, которая увеличивает выживаемость человека в популяции. Если окажется, что этот ген увеличивает выживаемость популяции, он будет со временем отобран в популяции и вызовет эволюцию этого вида. Примером полезной мутации является случай, когда люди демонстрируют устойчивость к ВИЧ-инфекции.С тех пор, как в 1981 году был зарегистрирован первый случай заражения вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), почти 40 миллионов человек умерли от ВИЧ-инфекции, вируса, вызывающего синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Вирус нацелен на вспомогательные Т-клетки, которые играют ключевую роль в преодолении врожденного и адаптивного иммунного ответа, заражая и убивая клетки, обычно участвующие в реакции организма на инфекцию. Лекарства от ВИЧ-инфекции нет, но было разработано множество лекарств, замедляющих или блокирующих прогрессирование вируса.Хотя люди во всем мире могут быть инфицированы, самая высокая распространенность среди людей в возрасте 15–49 лет наблюдается в странах Африки к югу от Сахары, где инфицирован почти один человек из 20, что составляет более 70% инфекций во всем мире (рис. 2.18). К сожалению, это также часть мира, где больше всего отсутствуют стратегии профилактики и лекарства для лечения инфекции.

Рис. 2.18. ВИЧ широко распространен в странах Африки к югу от Сахары, но в некоторых других частях мира его распространенность довольно низка.

В последние годы научный интерес вызвал открытие нескольких людей из Северной Европы, устойчивых к ВИЧ-инфекции. В 1998 году американский генетик Стивен Дж. О’Брайен из Национального института здоровья (NIH) и его коллеги опубликовали результаты своего генетического анализа более 4000 человек. Это указывает на то, что многие люди евразийского происхождения (до 14% в некоторых этнических группах) имеют делеционную мутацию, называемую CCR5-delta 32, в гене, кодирующем CCR5.CCR5 - это корецептор, обнаруженный на поверхности Т-клеток, который необходим для проникновения многих штаммов вируса в клетку-хозяина. Мутация приводит к образованию рецептора, с которым ВИЧ не может эффективно связываться, и, таким образом, блокирует проникновение вируса. Люди, гомозиготные по этой мутации, значительно снижают восприимчивость к ВИЧ-инфекции, а гетерозиготные люди также имеют некоторую защиту от инфекции.

Непонятно, почему именно люди североевропейского происхождения несут эту мутацию, но ее распространенность, по-видимому, самая высокая в Северной Европе и неуклонно снижается в популяциях по мере продвижения на юг.Исследования показывают, что мутация присутствовала еще до появления ВИЧ и, возможно, была выбрана для европейского населения в результате контакта с чумой или оспой. Эта мутация может защитить людей от чумы (вызываемой бактерией Yersinia pestis ) и оспы (вызываемой вирусом натуральной оспы), поскольку этот рецептор также может быть вовлечен в эти заболевания. Возраст этой мутации является предметом споров, но оценки показывают, что она появилась между 1875 и 225 годами назад и, возможно, была распространена из Северной Европы через вторжения викингов.

Это захватывающее открытие привело к новым направлениям в исследованиях ВИЧ, включая поиск лекарств, блокирующих связывание CCR5 с ВИЧ у людей, у которых отсутствует мутация. Хотя тестирование ДНК для определения того, какие люди являются носителями мутации CCR5-delta 32, возможно, существуют задокументированные случаи, когда люди, гомозиготные по этой мутации, заражаются ВИЧ. По этой причине официальные органы здравоохранения не рекомендуют тестирование ДНК на мутацию, чтобы не поощрять рискованное поведение у носителей мутации.Тем не менее, ингибирование связывания ВИЧ с CCR5 продолжает оставаться действенной стратегией для разработки лекарственных препаратов для лечения ВИЧ-инфицированных.

Суставной фиброзный хрящ - Почему гиалиновый хрящ не восстанавливается?

Abstract

После повреждения суставной хрящ имеет ограниченную способность к восстановлению. Клинически образуется восстанавливающая ткань, но часто механически это нижний фиброзный хрящ. Использование увеличенного монослоя по сравнению с наивными клетками может объяснить одно из самых больших расхождений в регенерации хряща на основе мезенхимальных стромальных / стволовых клеток (МСК).А именно, исследования с использованием МСК, увеличенных в монослой, на что указывают многочисленные исследования in vitro и , сообщают об основном ограничении индукции коллагена типа X и гипертрофии, фенотипа, связанного с образованием эндохондральной кости. Однако исследования стимуляции и переноса костного мозга сообщают о механически более низком фиброзном хряще коллагена I / II в качестве основного результата. Таким образом, в этом обзоре будут рассмотрены виды коллагена, образующиеся при различных терапевтических подходах. Будут описаны новые разработки в области дизайна каркаса и доставки терапевтических молекул.Будут обсуждены возможные будущие направления клинического перевода. Разрабатываются новые механизмы доставки, и они дают новую надежду на адресную терапевтическую доставку.

Ключевые слова

Хондроциты

Хрящ

Мезенхимальные стволовые клетки

Дифференциация

Хондрогенез

Паракрин

Секретом

Цитокины

Секретом

Цитокины

0005 Вирусная терапия, ассоциированная с вирусом AV-D 9000 9000

0002 Аутобиция

ADAMTS

Дезинтегрин и металлопротеиназа с тромбоспондиновыми мотивами

ALK

Рецептор активина, подобный киназе

bFGF

Основной фактор роста фибробластов

BMAC

Концентрат аспирата костного мозга

BMP

Белок морфогенетической дифференцировки костного мозга 9000 COMP5000 CD 9000 9000 Кластерный белок 9000 DMOAD

Препарат, модифицирующий болезнь ОА

GDF-5

Фактор дифференциации роста-5

GMP

Надлежащая производственная практика

HGF

Фактор роста гепатоцитов

IGF-1

Инсулиноподобный фактор роста, связывающий белок-1

IL-1Ra

Антагонист рецептора интерлейкина-1

MMP

Матричная металлопротеиназа

МСК

Мезенхимальные стромальные / стволовые клетки

PBS

Физиологический раствор с фосфатным буфером

PEMF

Импульсное электромагнитное поле

PLGA

Фактор роста Poly (lactideg0005 - 9004GF) 2

PTHrP

Белок, связанный с паратиреоидным гормоном

SDF-1

Фактор-1, полученный из стромальных клеток

SLRP

Малые протеогликаны, богатые лейцином

TGF-β

Трансформирующий фактор роста-бета

VEGF

Фактор кросс-эндотелия сосудов

xELP

связанный эластиноподобный полипептид

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

© 2019 The Authors.Опубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Открытие форм и пространства в дошкольном учреждении

Учителя дошкольных учреждений могут создать среду, в которой дети будут стремиться изучать математику и изучать ее. Они могут предоставить подходящие для развития материалы и возможности, чтобы помочь дошкольникам понять тему. Математика может быть частью распорядка дня, занятий и взаимодействия в дошкольном учреждении.

Общие основные государственные стандарты по математике (CCSSM) написаны для обеспечения того, чтобы учащиеся покидали школу готовыми к работе и поступлению в колледж.В CCSSM содержание детского сада составляет две критических области. Первый представляет собой представление, связь и оперирование целыми числами с наборами объектов. Второй - это описание форм и пространства (NGA Center & CCSSO 2010). К концу детского сада детям необходимо продемонстрировать понимание, анализируя, сравнивая, создавая и составляя эти формы. У учителей дошкольных учреждений есть множество возможностей помочь детям научиться понимать формы и пространство.

Распознавать и сравнивать двух- и трехмерные формы


В дошкольных учреждениях дети могут научиться определять и называть круги, треугольники, квадраты, прямоугольники и овалы.Используя такие материалы, как плакаты, кубики, книги и игры, учителя демонстрируют детям различные формы и помогают им анализировать двух- и трехмерные формы различных размеров и ориентации.

Следующие ниже стратегии и упражнения могут помочь дошкольникам научиться распознавать и сравнивать формы.

  • Определите формы. Познакомьте детей с различными типами треугольников, такими как равносторонний, равнобедренный, разносторонний и правый. Найдя их в классе или на улице, дети могут обвести треугольники цветным скотчем.Например, они могут сделать прямоугольные треугольники красными, а разносторонние треугольники - синими.
  • Введите математические слова. Создайте стену из математических слов или включите математические слова в существующую стену слов - выделите математические слова цветом, чтобы детям было легче их заметить. Обязательно пишите математические слова на английском и на родном для детей языке. Учителя могут использовать реальные объекты, фотографии и рисунки черными линиями для определения слов.
  • Сравнить формы. Попросите детей назвать разные размеры одной и той же формы.Например, в классе они могут искать прямоугольники, такие как окна, двери, книги, полки, шкафы, экраны компьютеров, столешницы и тумбочки. Затем помогите детям подумать, сравнивая размеры прямоугольников. Дверь больше, чем тумбочки. Ящики больше книги, но все они прямоугольные. Призовите детей делать то же самое с треугольниками, кругами и другими фигурами.
  • В чем разница? Объясните разницу между двухмерными (плоскими) формами и трехмерными (твердыми) формами. Чем книга и лист плотной бумаги - одно и то же? Насколько они разные?
  • Создайте фигуру-пейзаж. Учителя и семьи могут собирать трехмерные объекты, такие как банки, картонные коробки, коробки и шары, для создания очертаний. Дети могут использовать цилиндры (рулоны бумажных полотенец) в качестве стволов деревьев, сферы (шары) в качестве верхушек деревьев и прямоугольники (коробки с хлопьями) в качестве строений. Учителя и дети могут работать вместе, чтобы обозначить фигуру, подсчитать количество используемых фигур и спланировать дополнения к структуре.
  • Переходите от трехмерного к двумерному. Дошкольники могут окунать трехмерные объекты в краски и прижать их к бумаге, чтобы сделать отпечатки. Хорошо подойдут банки, катушки, свечи и стаканы. Дети увидят плоские формы, составляющие стороны предметов.
  • Открывайте формы на открытом воздухе. Ищите крышки люков, флажки, окна, знаки и другие отличные формы. Работая вместе, дети и учителя могут фотографировать фигуры, маркировать их на фотографиях и собирать фотографии в учебник.
  • Выучите новый словарный запас. Я n произвожу такие слова, как толстый, тонкий, маленький, большой, длинный, короткий, фасет, слайд, перевернуть и поворачиваю на английском и домашнем языках во время еды и перекуса. Предлагайте закуски разных размеров и поощряйте детей использовать сравнительные слова, когда просят о еде. Я хочу длинную морковку, пожалуйста. Добавьте эти описательные слова к стене слов.
  • Игровая форма hokey pokey. Пусть каждый дошкольник держит фигуру и помещает ее в круг вместо части тела. Вставьте свой квадрат. Выньте свой квадрат. Сделай хоккей и развернись.
  • Сыграйте в игру по угадыванию фигур. Пусть дошкольники играют в парах. Объясните: один ребенок скроет фигуру за спиной, а другой задаст вопросы о фигуре. Есть ли у формы три стороны? У формы четыре угла?
  • Предлагайте задачи с географической зоной. Учителя могут предложить географические доски и географические зоны, чтобы дети могли создавать как можно больше различных форм.Сделайте дополнительную задачу, попросив детей раскрасить фигуры.

Создавайте и разбирайте фигуры


Как только дошкольники смогут правильно определять плоские (квадрат, круг, треугольник, прямоугольник, шестиугольник) и твердые или трехмерные формы (куб, конус, цилиндр, сфера), они готовы создавать, а затем разбирать формы, используя материалы, предоставленные их учителем. .

  • Создайте форму. Предложите зубочистки, средства для чистки труб, соломинки или палочки для поделок в качестве материалов, которые дети могут использовать для придания форм.Обсудите, какие формы они образуют. Это треугольник. Как можно было превратить его в квадрат?
  • Создайте новые формы. Дети могут склеить две или более фигур, вырезанных из бумаги, на чистый лист бумаги, чтобы сформировать другие фигуры. Вы склеили два треугольника вместе, чтобы получился прямоугольник.
  • Создайте твердые формы. Дети могут катать, щипать и манипулировать пластилином или глиной, чтобы сделать две или более фигур. Затем они могут комбинировать свои творения, чтобы создавать новые формы.
  • Деконструируйте формы. Дети могут научиться формировать трехмерные фигуры. Например, пусть дети смотрят, как вы разрезаете прямоугольные емкости, такие как коробки с хлопьями. Сколько прямоугольников в коробке? Затем попросите детей придумать, как их снова собрать.
  • Играйте с танграмами. Имейте под рукой несколько наборов танграмов и карточек с выкройками. Дети могут начать с нанесения загара на каждый узор. Они могут перейти к воссозданию узора на другой поверхности и составлению собственных узоров.
  • Постройте загадку из шестиугольника. Разрежьте один шестиугольник на трапеции и треугольники. Предложите детям использовать эти части, чтобы заполнить другой шестиугольник того же размера.

Пространственная визуализация


Поощряйте дошкольников скользить, переворачивать или поворачивать фигуры, чтобы способствовать решению проблем и пониманию трансформаций. Эти преобразования имеют решающее значение для развития способностей к пространственной визуализации и понимания геометрии, что включает сопоставление форм посредством визуализации.

  • Используйте правильные термины. Оборот - это оборот . Флип - это отражение . Слайд - это перевод .
  • Отправьте домой карточки с выкройками и танграммы. Поощряйте семьи играть, открывать и называть преобразования дома, когда они дублируют фигурки на карточках. Можно ли повернуть треугольник по фигуре? Я видел, как ты сдвинул прямоугольник.
  • Сыграйте в игру трансформации. Дайте детям куклы или мягкие игрушки и укажите на переднюю и заднюю часть каждой игрушки. Назовите направление - переверните вашу куклу, поверните плюшевого мишку набок - чтобы посмотреть, смогут ли дошкольники продемонстрировать трансформации. После того, как они научатся переворачивать игрушки, попросите детей попрактиковаться с фигурными элементами.
  • Play Зеркало, Зеркало. Дайте каждому ребенку набор блоков для выкройки и небольшое зеркало. Попросите детей создать дизайн из своих кубиков. Затем попросите их поднести зеркало к каждой стороне рисунка, чтобы увидеть, как оно выглядит в зеркале.

Пространственная ориентация


По мере того как дошкольники учатся определять объекты, они могут использовать словарь пространственной ориентации для описания взаимного расположения объектов. Дошкольники должны понимать и уметь использовать позиционные слова, такие как сверху, снизу, рядом, впереди, сзади, рядом, между, на, над, снизу, и внутри .

  • Сосредоточьтесь на слове в неделю. Введите слово на английском языке и на языках детского домашнего очага.Используйте это слово в течение дня в классе, в коридоре и на игровой площадке. Вы сидите рядом с другом. Положите салфетку рядом с тарелкой. Встаньте рядом со своим партнером.
  • Парный словарь положения и формы. Часы - круг. Он находится рядом с дверью, которая представляет собой прямоугольник.
  • Создайте книгу. Предложите семьям написать о любимом занятии, используя позиционные слова. Мы ехали рядом с парком, проехали под скоростной автомагистралью, прошли по мосту. Дети могут предоставить иллюстрации.
  • Используйте фото-примеры. Сфотографируйте детей, демонстрирующих позиционные концепции. Хун стоит под часами. Добавьте фотографии и слова на стену слов.
  • Играть пространственно, говорит Саймон. Дайте каждому ребенку в небольшой группе мягкую игрушку и поиграйте с Саймоном Сэйсом, используя позиционную лексику. Саймон Сэйс: поставьте животное над головой. Положите животное под стул.
  • Создайте позиционные полосы препятствий. Поощряйте дошкольники использовать позиционные слова во время игры или переходов. Прежде чем выйти на улицу, поднимитесь по ступенькам, соскользните с горки, перепрыгните через конусы и выровняйтесь рядом с дверью.
  • Рассказывайте действия с ориентацией. Используйте позиционные слова, чтобы описать, как дети перемещаются с одного места на другое. Вы припарковали свой мотоцикл на детской площадке у окна. Вы прошли под потолочным окном и по ковру, чтобы войти в класс.

Вывод


Учителя дошкольных учреждений могут создавать обстановку и планировать занятия так, чтобы маленькие дети и их семьи одновременно увлекались математикой и занимались ею. Программы могут содержать числовые и геометрические представления с соответствующими словарными терминами. Помимо школьных занятий, дошкольники могут открывать для себя математику и получать от нее удовольствие в своих домах и общинах.


Ресурсы

Копли, Дж. В. 2010. Маленький ребенок и математика. 2-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: NAEYC.
Шиллади А., изд. 2012. Взгляд на детей младшего возраста: изучение математики. Вашингтон, округ Колумбия: NAEYC.
Zubrzycki, J. 2011. «Common Core создает проблемы для дошкольных учреждений». Образовательная неделя 31 (13): 1, 20–21.

открытых арт-проектов | Deep Space Sparkle

Мне очень нравится преподавать искусство. У меня спокойный темп, у меня идеальное расписание, у меня прекрасная школа и мои ученики прекрасны. Я очень стараюсь учить детей миру искусства и стараюсь охватить как можно больше областей искусства: учеба художников, художественные жанры, техники и элементы искусства.Нет двух одинаковых уроков, и я должен признаться, что одни уроки получаются лучше, чем другие.

Форма для печенья Art?

Недавно я прочитал онлайн-обзор Deep Space Sparkle. Он был написан студентом художественного образования, который должен был выполнить школьные требования. Рецензент сказал много положительных слов о навигации по сайту, но затем рецензент сказал, что большинство моих проектов были проектами по вырезанию печенья! О, это было как будто тебя ударили ножом в сердце.

По правде говоря, я использую отдельные изображения, чтобы вдохновлять на уроки искусства, и да, многие работы учеников в конечном итоге выглядят одинаково.Но цель - научить технике, стратегии рисования или учебе художника. Подразумевая, что мои проекты просто печенья, удешевляет мои усилия и мои цели по обучению детей искусству. Я имею в виду, разве «резак для печенья» так мало говорит о чьих-то усилиях и миссии?

Хорошо, хватит обороняться. Давайте перейдем к цели этого поста. Студент указал на область моего веб-сайта, которую он считал слабой. Критика - это то, что делает вас лучше, а мнения - это то, что заставляет думать, двигаться и расти.Итак, как я применил то, что он сказал?

Ну, сначала мне нужно было выяснить, что является противоположностью искусства «формочки для печенья», и я подумал, что это искусство без границ. Я немного читал об открытом искусстве, но, честно говоря, я действительно не знал, как воплотить концепцию в уроке искусства. Поэтому я спросил у моих читателей DSS facebook:

Как бы вы описали открытое искусство?

Вот несколько отзывов:

  • Открытое искусство не требует никаких ожиданий от продукта - все дело в процессе.Показывать студенту, как что-то должно выглядеть, закрыто, потому что имеется в виду конкретный продукт, который не допускает индивидуальности. Я никогда не показываю «примеры», потому что считаю, что это подавляет творчество.
  • Лучшие открытые проекты продолжаются и управляются студентами. Мои ученики младших классов в течение семестра ведут дневник искусств. Им даются рекомендации, но каждый журнал посвящен их собственному творческому пути и помогает им найти то, что их вдохновляет.
  • Я думаю, что все искусство должно быть открытым! - хотя я виноват в том, что «пытаюсь» заставить детей завершить свой художественный проект за определенное количество времени… и получить «готовые» предметы, чтобы забрать домой - но НРАВИТСЯ, когда родители понимают, что собственное руководство и инициатива ребенка более важны чем если она закончена или «выглядит так же хорошо», как и ребенок рядом с ними.
  • То, что дает детям возможность делать это по-своему. Я управляю некоммерческой организацией по повторному использованию творчества, и дети могут взять 7 предметов из нашего грузовика для рисования и сделать все, что захотят (кроме оружия!). Удивительно, сколькими путями может пойти их разум.
  • Я бы сказал, что это урок, на котором ребенок может выбрать свой носитель и решить, как передать свою идею. Я делаю проект абстрактного искусства, который является «открытым», и мне очень интересно видеть, что придумывают студенты.Им действительно нравится экспериментировать с различными художественными материалами.

Отвечая на критику

Разве эти ответы не классные? Мне нравится открытый художественный процесс (как описано выше), и я провел большую часть своей жизни в моем собственном маленьком открытом мире. Но как насчет обучения искусству в школьной среде, где навязываются стандарты и ценится управление классом? Позволяет детям выбирать средства, принадлежности, предметы и т. Д., Обучая их искусству? Должен ли каждый арт-проект быть открытым? Как это делает учитель рисования?

Прочитав обзор, я пошел преподавать в течение дня.В пятом классе мы рисовали машинку для стрижки. Когда я усадил вокруг себя группу учеников пятого класса и начал демонстрировать приемы, слова «резак для печенья» продолжали закрадываться в мою голову. Я пытался оттолкнуть их, но они были упрямы! Понимаете, я использовал изображение красивого корабля-клипера, плывущего к зрителю, которое я нашел на сайте художника. Я посмотрел на картину и увидел широкие возможности для обучения акварели «мокрое по мокрому», исследование художника Уинслоу Гомера и классную технику изготовления парусов.Но когда дети завершали свои проекты, я знал, что мое единственное изображение мешало детям создать свою собственную перспективу корабля-клипера. Это не давало мне покоя, пока я не понял, что не все мои проекты такие, и что студенты многому научились. Это плохо? Я, конечно, надеюсь, что нет, потому что я думала, что каждый ребенок делает такое изысканное изделие.

Учителя искусства - творческие личности, и им нужно учить (по крайней мере, в основном) тому, что для них истинно.Вы должны прийти в свою художественную комнату с невероятным энтузиазмом по поводу своих проектов, иначе дети не будут в восторге. Моя дорогая дочь просидела весь седьмой год, выполняя открытые художественные проекты, где она могла выбирать цветные карандаши или маркеры и рисовать все, что желало ее маленькое сердце. У учителя не было ни ожиданий, ни учебной программы, ни инструкций, и, что хуже всего, никакой страсти. Моя дочь решила не заниматься искусством в этом году, так как считала это пустой тратой времени. Так что, хотя учительница могла предположить, что она поступает правильно со своими учениками, не давая никаких инструкций, я не мог не думать обо всех вещах, которые я буду делать по 50 минут в день с каждым уроком.

Но, защищая открытое искусство, я хотел бы отметить, что я действительно ценю открытое искусство (иногда!) Посмотрите это.

Итак, что вы думаете о неограниченном искусстве. Как часто вы им пользуетесь и в каком контексте? Можете ли вы преподать урок Ван Гога, используя эту концепцию? Мне очень любопытно, и я взволнован вашими ответами ... так весело узнавать новое!


Загрузите наше бесплатное руководство по управлению, настройке, рисованию и рисованию, которое поможет вам обучать искусству из дома!

17.5 Батареи и топливные элементы - Химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Батареи классифицируются как первичные или вторичные
  • Перечислите некоторые характеристики и ограничения аккумуляторов
  • Дайте общее описание топливного элемента

Батарея представляет собой электрохимический элемент или серию элементов, вырабатывающих электрический ток. В принципе, в качестве аккумулятора можно использовать любой гальванический элемент.Идеальная батарея никогда не разряжалась бы, не вырабатывала постоянного напряжения и была способна выдерживать экстремальные температуры и влажность окружающей среды. Настоящие аккумуляторы обеспечивают баланс между идеальными характеристиками и практическими ограничениями. Например, масса автомобильного аккумулятора составляет около 18 кг или около 1% от массы среднего автомобиля или малотоннажного грузовика. Этот тип батареи будет обеспечивать почти неограниченное количество энергии, если используется в смартфоне, но будет отклонен для этого приложения из-за своей массы. Таким образом, ни одна батарея не является «лучшей», и батареи выбираются для конкретного применения с учетом таких вещей, как масса батареи, ее стоимость, надежность и текущая емкость.Батареи бывают двух основных типов: первичные и вторичные. Далее описаны несколько батарей каждого типа.



Посетите этот сайт, чтобы узнать больше об аккумуляторах.

Первичные батареи - это одноразовые батареи, поскольку они не подлежат перезарядке. Обычной первичной батареей является сухой элемент (рис. 1). Сухой элемент представляет собой угольно-цинковую батарею. Цинк может служить как контейнером, так и отрицательным электродом. Положительный электрод представляет собой стержень из углерода, окруженный пастой из оксида марганца (IV), хлорида цинка, хлорида аммония, углеродного порошка и небольшого количества воды.{-} [/ latex] с общим потенциалом элемента, который изначально составляет около 1,5 В, но уменьшается по мере использования батареи. Важно помнить, что напряжение, подаваемое батареей, одинаково независимо от ее размера. По этой причине все батареи D, C, A, AA и AAA имеют одинаковое номинальное напряжение. Однако более крупные батареи могут доставить больше молей электронов. Поскольку цинковый контейнер окисляется, его содержимое в конечном итоге вытекает, поэтому этот тип батареи не следует оставлять в любом электрическом устройстве на длительное время.

Рис. 1. На схеме показано поперечное сечение батареи фонарика, углеродно-цинкового сухого элемента.

Посетите этот сайт, чтобы узнать больше о угольно-цинковых батареях.

Щелочные батареи (рис. 2) были разработаны в 1950-х годах отчасти для решения некоторых проблем с производительностью сухих цинк-угольных элементов. Они производятся, чтобы быть точной заменой сухих угольно-цинковых элементов. Как следует из названия, в этих типах батарей используются щелочные электролиты, часто гидроксид калия.{\ circ} = +1.43 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

Щелочная батарея может обеспечивать в три-пять раз больше энергии, чем угольно-цинковые сухие элементы аналогичного размера. Щелочные батареи склонны к утечке гидроксида калия, поэтому их также следует снимать с устройств для длительного хранения. Некоторые щелочные батареи можно перезаряжать, но большинство - нет. Попытки перезарядить щелочную батарею, которая не является перезаряжаемой, часто приводят к разрыву батареи и утечке электролита гидроксида калия.

Рис. 2. Щелочные батареи были разработаны как прямая замена угольно-цинковых (сухих) батареям.

Посетите этот сайт, чтобы узнать больше о щелочных батареях.

Вторичные батареи перезаряжаемые. Это типы батарей, которые используются в таких устройствах, как смартфоны, электронные планшеты и автомобили.

Никель-кадмиевые батареи или NiCd (рис. 3) состоят из никелированного катода, кадмиевого анода и электрода из гидроксида калия.{-} (aq) \\ [0.5em] \ hline \\ [- 0.25em] \ text {total:} & \ text {Cd} (s) \; + \; \ text {NiO} _2 (s) \; + \; 2 \ text {H} _2 \ text {O} (l) & \ text {Cd (OH)} _ 2 (s) \; + \; \ text {Ni (OH)} _ 2 (s) \ end {array} [/ latex]

Напряжение составляет от 1,2 В до 1,25 В по мере разряда батареи. При правильном обращении никель-кадмиевый аккумулятор можно заряжать около 1000 раз. Кадмий - это токсичный тяжелый металл, поэтому никель-кадмиевые батареи нельзя открывать или выбрасывать в обычный мусор.

Рис. 3. В никель-кадмиевых батареях используется «желеобразная» конструкция, которая значительно увеличивает ток, который может выдать батарея, по сравнению с щелочной батареей аналогичного размера.{-} \; + \; x \; \ text {C} _6 & x \; \ text {LiC} _6 \\ [0.5em] \ hline \\ [- 0.25em] \ text {total:} & \ текст {LiCoO} _2 \; + \; x \; \ text {C} _6 & \ text {Li} _ {x \; - \; 1} \ text {CoO} _2 \; + \; x \; \ текст {LiC} _6 \ end {array} [/ latex]

С коэффициентами, представляющими моль, x составляет не более примерно 0,5 моля. Напряжение батареи составляет около 3,7 В. Литиевые батареи популярны, потому что они могут обеспечивать большой ток, легче, чем сопоставимые батареи других типов, вырабатывают почти постоянное напряжение при разряде и медленно теряют заряд при хранении.

Рис. 4. В литий-ионной батарее заряд проходит между электродами, когда ионы лития перемещаются между анодом и катодом.

Посетите этот сайт для получения дополнительной информации о литий-ионных батареях.

Свинцово-кислотный аккумулятор (Рис. 5) - это тип аккумуляторной батареи, используемой в вашем автомобиле. Он недорогой и способен производить большой ток, необходимый для автомобильных стартеров. {- } \\ [0.{-} & \ text {PbSO} _4 (s) \; + \; 2 \ text {H} _2 \ text {O} (l) \\ [0.5em] \ hline \\ [- 0.25em] \ text {общее:} & \ text {Pb} (s) \; + \; \ text {PbO} _2 (s) \; + \; 2 \ text {H} _2 \ text {SO} _4 (aq) & 2 \ text {PbSO} _4 (s) \; + \; 2 \ text {H} _2 \ text {O} (l) \ end {array} [/ latex]

Каждая ячейка выдает 2 В, поэтому шесть ячеек соединены последовательно, чтобы получить 12-вольтовый автомобильный аккумулятор. Свинцово-кислотные батареи тяжелые и содержат едкий жидкий электролит, но часто по-прежнему являются предпочтительными батареями из-за их высокой плотности тока. Поскольку эти батареи содержат значительное количество свинца, их всегда следует утилизировать надлежащим образом.

Рис. 5. Свинцово-кислотная аккумуляторная батарея в вашем автомобиле состоит из шести ячеек, соединенных последовательно, чтобы обеспечить напряжение 12 В. Их низкая стоимость и высокий выходной ток делают их отличными кандидатами для питания автомобильных стартеров. {-} \\ [0.{2-} \\ [0.5em] \ hline \\ [- 0.25em] \ text {total:} & 2 \ text {H} _2 \; + \; \ text {O} _2 & 2 \ text {H } _2 \ text {O} \ end {array} [/ latex]

Напряжение составляет около 0,9 В. КПД топливных элементов обычно составляет от 40% до 60%, что выше, чем у обычного двигателя внутреннего сгорания (от 25% до 35%), и в случае водородного топливного элемента дает только вода в качестве выхлопа. В настоящее время топливные элементы довольно дороги и содержат функции, которые приводят к их выходу из строя через относительно короткое время.



Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о топливных элементах.

Батареи - это гальванические элементы или серия элементов, вырабатывающих электрический ток. Когда элементы объединяются в батареи, потенциал батареи является целым числом, кратным потенциалу отдельной ячейки. Батареи бывают двух основных типов: первичные и вторичные. Первичные батареи предназначены для одноразового использования и не подлежат перезарядке. Сухие элементы и (большинство) щелочные батареи являются примерами первичных батарей. Второй тип перезаряжаемый и называется вторичным аккумулятором. Примеры вторичных батарей включают никель-кадмиевые (NiCd), свинцово-кислотные и литий-ионные батареи.Топливные элементы похожи на батареи в том, что они генерируют электрический ток, но требуют постоянного добавления топлива и окислителя. Водородный топливный элемент использует водород и кислород из воздуха для производства воды и обычно более эффективен, чем двигатели внутреннего сгорания.

Химия: упражнения в конце главы

  1. Каковы желательные качества электрической батареи?
  2. Перечислите некоторые вещи, которые обычно учитываются при выборе батареи для нового приложения.
  3. Рассмотрим батарею, состоящую из одного полуэлемента, состоящего из медного электрода в растворе 1 M CuSO 4 и другого полуэлемента, состоящего из свинцового электрода в 1 M Pb (NO 3 ) 2 раствор. {\ circ} = -0.{\ circ} = +0,53 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]

    Подойдет ли этот аккумулятор для смартфона? Почему или почему нет?

  4. Почему батареи выходят из строя, а топливные элементы - нет?
  5. Объясните, что происходит с напряжением батареи при использовании батареи, используя уравнение Нернста.
  6. Используя информацию, полученную до сих пор в этой главе, объясните, почему электроника с батарейным питанием плохо работает при низких температурах.

Глоссарий

щелочная батарея
первичная батарея, в которой используется щелочной (часто гидроксид калия) электролит; разработан, чтобы быть точной заменой сухого элемента, но с большим накоплением энергии и меньшей утечкой электролита, чем типичный сухой элемент
аккумулятор
гальванический элемент или серия ячеек, вырабатывающих ток; по идее любой гальванический элемент
сухая камера
первичная батарея, также называемая угольно-цинковой батареей; может использоваться в любой ориентации, поскольку в качестве электролита используется паста; имеет тенденцию к утечке электролита при хранении
топливный элемент
устройств, вырабатывающих электрический ток при непрерывной добавке топлива и окислителя; эффективнее двигателей внутреннего сгорания
свинцово-кислотный аккумулятор
аккумуляторная батарея, состоящая из нескольких ячеек; свинцово-кислотная аккумуляторная батарея, используемая в автомобилях, имеет шесть ячеек и напряжение 12 В
литий-ионный аккумулятор
очень популярная аккумуляторная батарея; использует ионы лития для проведения тока, легкий, перезаряжаемый и создает почти постоянный потенциал при разряде
никель-кадмиевый аккумулятор
(батарея NiCd) вторичная батарея, в которой используется кадмий, который является токсичным тяжелым металлом; тяжелее литий-ионных аккумуляторов, но с аналогичными характеристиками
первичная батарея
одноразовый неперезаряжаемый аккумулятор
аккумулятор
аккумулятор с возможностью подзарядки

Решения

Ответы на упражнения в конце главы по химии

2. {\ circ} = 0.{\ circ} = 0,7996 \; \ text {V} \ end {array} [/ latex]; (б) 3,5 × 10 15 ; (в) 5.6 × 10 −9 M

6. Батареи автономны и имеют ограниченный запас реагентов, которые нужно расходовать до того, как они сойдут с мертвой точки. В качестве альтернативы, побочные продукты реакции аккумулятора накапливаются и мешают реакции. Поскольку топливный элемент постоянно пополняется реагентами, а продукты удаляются, он может продолжать работать до тех пор, пока поступают реагенты.

8. E ячейка , как описано в уравнении Нернста, имеет член, прямо пропорциональный температуре.При низких температурах этот член уменьшается, что приводит к более низкому напряжению элемента, подаваемому батареей на устройство - тот же эффект, что и разряженная батарея.

.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *