Генетика Genetika_posobie_Modul_2_pechat (1). Фгаоу во крымский федеральный университет имени в. И. Вернадского медицинская академия имени с. И. Георгиевского кафедра медицинской биологии
 Скачать 1.41 Mb.
|
|
a1 a1 a2 a 2 — высокого. Напишите варианты генотипов у людей среднего роста. Задача 2. Рост человека контолируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типй полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие – все доминантные гены и рост 180 см. Определите рост людей, гетерозиготных по трем парам генов роста. Задача 3. Синтез интерферона у человека зависит от двух генов, один из которых находится в хромосоме № 2, а другой — в хромосоме № 5. а) назовите форму взаимодействия между этими генами; б) определите вероятность рождения ребенка, не способного синтезировать интерферон, в семье, где оба супруга гетерозиготны по указанным генам (ответ выразить простой дробью). Задача 4. Одна из форм цистинурии (нарушение обмена аминокислот) наследуется как аутосомно-рецессивный признак. Но у гетерозигот наблюдается лишь повышение цистина в моче, а у гомозигот развивается тяжелое заболевание — образование цистиновых камней в почках. а) Определите возможные формы появления цистинурии у детей в семье, где отец болен, а мать имеет лишь повышенное содержание цистина в моче; б) Определите возможные формы появления цистинурии у детей в семье, где мать страдала камнями почек, а отец был нормален в отношении этого гена». Задача 5. Серповидноклеточная анемия наследуется как признак с неполным доминированием. Гомозиготные индивидуумы рано умирают, гетерозиготные жизнеспособны и имеют особую форму гемоглобина. Малярийный плазмодий не способен питаться этим гемоглобином, поэтому гетерозиготы не болеют малярией. Какова вероятность рождения детей, стойких к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен, а второй нормальный в отношении этого признака? Задача 6. Доминантный ген А и доминантный ген В каждый в отдельности не дают проявления признака. Организмы с генотипом ААвв и ВВаа — белые. Если в генотипе организма появляются оба гена, то проявляется признак окраски красный цвет. Определите расщепление при скрещивании двух гетерозигот и объясните, в каком взаимодействии находятся эти гены. Задача 7. Ген А определяет появление признака цвет черный, ген В —отсутствие признака — белый цвет. Скрещиваются две гетерозиготы, имеющие рыжую окраску. Определить, в каком взаимоотношении находятся гены А и В и какое расщеплении получится в поколении. Задача 8. 0т белых кроликов одной и той же породы получено: а) от одной родительской пары только белые кролики; б) от другой родительской пары 50% белых и 50% черных; в) от третьей родительской пары только черные кролики. Определите генотип родителей и потомков. Задача 9. У человека врожденная глухота может определяться генами а и е. Для развития нормального слуха необходимо наличие в генотипе обоих доминантных аллелей А и Е. Определите возможные варианты генотипов глухих людей и людей с нормальным слухом. В каком случае у глухих родителей могут родиться дети с нормальным слухом? Задача 10. У лошадей черная масть обусловлена доминантным геном В, рыжая его рецессивным аллелем в. Ген С из другой пары генов эпистатичен по отношению к гену В и дает серую масть, его рецессивный аллель с. При скрещивании серой лошади с генотипом ВВСС и рыжей с генотипом ввсс все первое поколение имеет серую масть. Определите расщепление во втором поколении. 1.4.5. Проведение заключительного тестового контроля 1. Что такое доминирование? а) сходство особей по внешним признакам ; б) явление, при котором потомство фенотипически не расщепляется; в) преобладание какого-то признака в первом поколении. 2. Неполное доминирование заключается : а) в подавлении рецессивного аллеля доминантным; б) в дозированном действии гена; в) в ослаблении действия доминантного аллеля в присутствии рецессивного. 3. Что такое плейотропия? а) множественное действие генов; б) способность отдельных генов обеспечивать развитие одновременно нескольких признаков; в) способность гена обеспечивать передачу наследственной информации. 4. К плейотропному действию гена относят: а) синдром Марфана; б) синдром Дауна; в) синдром Патау. 5. Что такое кодоминантность ? а) вид взаимодействия неаллельных генов; б) взаимодействие аллельных генов, когда у гибридов появляются признаки обоих родителей; в) взаимодействие аллельных генов, при котором у гибридов одинаковые группы сцепления. 6. Что такое полимерия ? а) взаимодействие генов, которые контролируют количественные признаки организма; б) взаимодействие генов, при котором меняется фенотип гибридов; в) взаимодействие генов, в результате которого происходит изменение генотипа. КРОК-1.
1.5. Подведение итогов занятия преподавателем и проверка правильности выполнения работы каждым студентом. 1.6. Место и время занятия: учебная комната, 2 академических часа. 1.7. Оснащение занятия: таблицы, схемы. 1.8. Литература основная (I) и дополнительная (II) (I) 1. Медична біологія /За ред. В.П.Пішака, Ю.І.Бажори. - Вінниця: Нова книга, 2004, 2009. - 656 с. 2. Биология (под ред. Ярыгина В. Н.). М., Медицина, 1999. 3.Слюсарев А. А., Жукова С. В. Биология с общей генетикой. Киев, Вища школа, 1987, стр. 75-79. 4. Пехов А. П. Биология с общей генетикой. Медицина, 1993. (II) 5. Генетика с основами селекции. Инге-Вечтамов С.Г., М.,1993. 6. Гены высших организмов и их экспрессия. Георгиев Г.Н., М., 1989. 7. Генетика человека. Фогель Ф., Мотульски Я., Мир, 1998. 8. Щипков В.П. Кривошеина Г.Н. «Общая медицинская генетика». Москва, 2003 ЗАНЯТИЕ7. Сцепленное наследование и кроссинговер. 1.1. Значение темы: Знание основных закономерностей наследо-вания признаков, сцепленных с полом, необходимо современному врачу, т.к. известен целый ряд заболеваний, сцепленных с соматическими или половыми хромосомами. Очень важно также понимание механизмов кроссинговера и его значение как источника комбинативной изменчивости. 1.2. Цели занятия: Общая — Знать принципы сцепленного наследования и механизмы его нарушения. 1.3. Конкретные пели: Уметь: 1.3.1. Охарактеризовать явление сцепления и процессы его нарушения. 1.3.2. Прогнозировать возможность появления и степень вероятности наследственных признаков заболевания. Основные теоретические сведения Закономерности наследования при нахождении генов в одной хромосоме были изучены Т.Х. Морганом и его учениками в начале 20-х годов ХХ века в опытах на мушке дрозофиле. В результате этого Т.Х. Морганом и его учениками в 1911 году была разработана хромосомная теория наследственности. Хромосомная теория наследственности – это учение о локализации наследственных факторов в хромосомах клеток. Положения хромосомной теории наследственности: 1. Хромосомы - это основные носители наследственной информации. Каждый вид организмов характеризуется определенным набором хромосом. 2. В хромосомах находятся гены. Каждая хромосома характеризуется специфическим набором хромосом. 3. Каждый ген в хромосоме занимает определенное место (локус). Гены в хромосомах расположены линейно. 4. Гены сцеплены между собой. Гены в одной хромосоме образуют группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом. 5. Гены, находящиеся в одной хромосоме, сцеплены не абсолютно. В ходе мейоза при конъюгации между гомологичными хромосомами возможен кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом). Чем дальше друг от друга находятся гены, тем чаще между ними будут явления перекреста. Таким образом, частота расхождения признаков прямо пропорциональна расстоянию между генами. Процент кроссоверных гамет, несущих кроссоверные хромосомы, косвенно отражает расстояние между генами. Это расстояние принято выражать в морганидах. За одну морганиду принимают расстояние между генами, при котором образуется 1% кроссоверного потомства (кроссоверных гамет). Если сцепление генов полное (абсолютное), то они потомству всегда передаются вместе и дигетерозиготная особь АВ ав дает только 2 гаметы (АВ,ав). При не абсолютном сцеплении дигетерозиготная особь дает 2 разных типа гамет: АВ, ав - некроссоверные, Ав, аВ - кроссоверные гаметы. Так как расстояние между генами L измеряется в морганидах, а 1 морганида = 1% кроссинговера, то: L АВ = m+n х 100% N L АВ - расстояние между генами m+n - количество кроссоверных особей N – общее количество особей. В хромосомном наборе организмов различают неполовые хромосомы, или аутосомы, и половые хромосомы. У определенного пола половые хромосомы могут быть одинаковыми или разными. В зависимости от этого пол, который образует один тип гамет, называется гомогаметным, а пол, который образует разные типы гамет - гетерогаметным. Существует 4 типа хромосомного определения пола: 1. У млекопитающих, большинства амфибий, части рыб, насекомых (кроме бабочек), ракообразных, червей, некоторых двудомных растений женский пол является гомогаметным (ХХ), а мужской – гетерогаметным(ХУ). 2. У птиц, пресмыкающихся, части рыб, бабочек женский пол - гетерогаметный (ХУ), а мужской - гомогаметный (ХХ). 3. Наследование генов, локализованных в половых хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом. 4. При наследовании признаков у человека в случае, если ген локализован в Х-хромосоме, он передается от отца только дочерям, а от матери – сыновьям и дочерям поровну. Если рецессивный аллель сцеплен с Х-хромосомой, то у женщин он проявляется только в гомозиготном состоянии, а у мужчин (при условии локализации в негомологичном участке Х-хромосомы) – всегда. У млекопитающих женские особи имеют две Х-хромосомы, но в каждой клетке одна из Х-хромосом полностью «выключена». В схемах скрещиваний указывают, в какой половой хромосоме находится данный аллель. Например, рецессивный аллель гемофилии, дальтонизма находятся в Х-хромосоме и его обозначают Хh, Xd, а доминантный аллель нормальной свертываемости крови и нормального зрения обозначаются XH, XD. 1.4. Организационная структура практического занятия 1.4.1. Проверка исходного уровня знаний по тестам исходного контроля 1. Чему равно число "групп сцепления генов"? а) количеству хромосом в диплоидном наборе; б) количеству хромосом в гаплоидном наборе; в) количеству половых хромосом. 2. Укажите формулировку закона Моргана: а) сила сцепления генов прямо пропорциональна расстоянию между ними в хромосоме; б) сцепление генов связано с их расположением на хромосоме; в) сила сцепления генов обратно пропорциональна расстоянию между ними на хромосоме. 3. Одна морганида — это: а) одна группа сцепления генов; б) единицы расстояния между генами; в) группа сцепления генов на Х-хромосоме. 4. При каком расстоянии на хромосоме признаки наследуются независимо? а) 50 морганид и более; б) менее 40 морганид; в) 80 морганид. 5. Что такое голандрическое наследование? а) наследование при локализации гена в У-хромосоме; б) наследование гена при локализации его в Х-хромосоме; в) наследование при локализации гена в аутосомах. 6. От чего зависит число кроссоверного потомства ? а) от расстояния между аллельными генами; б) от расстояния между генами в разных группах сцепления; в) от расстояния между генами, находящимися в одной группе сцепления. 1.4.2. Теоретические вопросы, которые необходимо усвоить для достижения целей занятия: а) Хромосомы как группы сцепления генов. Сцепленное наследова- ние признаков; б) Хромосомный механизм наследования пола. Наследование при- знаков, сцепленных с полом; в) Кроссинговер и его биологическая роль. 1.4.3. Самостоятельная работа студентов: а) ответить на тесты исходного уровня; б) ответить на тесты заключительного контроля. 1.4.4. Решение целевых обучающих задач Задача 1. Мужчина получил от матери хромосому с генами А и В, от отца с генами а и в, причем эти гены наследуются сцепленно. Его жена – рецессивная гомозигота. Какова вероятность того, что их ребенок будет рецессивным по обоим генам, если расстояние между генами 8 морганид? Задача 2. Скрестили две породы кроликов: с короткой волнистой шерстью и с длинной прямой. В результате анализирующего скрещивания получено потомство: с длинной прямой шерстью -99 особей, с короткой волнистой - 101, с длинной волнистой - 24, с короткой прямой - 26. Определите частоту кроссинговера. Задача 3. У дрозофилы расстояние между генами А и В -12 морганид. Каким будет потомство от скрещивания рецессивной самки и самца с генотипом АВ ав. Задача 4. Отец и сын в семье гемофилики и кареглазые. Мать имеет нормальную свертываемость крови и голубоглазая. Можно ли сказать, что сын унаследовал все признаки от отца ? Задача 5. У человека псевдогипертрофическая мускульная дистрофия встречается как рецессивный сцепленный с полом ген. Смерть обычно наступает в возрасте 10-12 лет. Болезнь зарегистрирована только у мальчиков. Если больные мальчики погибают, почему эта болезнь не элиминируется из популяции ? Задача 6. Самки АаВв дали 6% рекомбинантов. Определить расстояние между генами А и В на хромосоме. Задача 7. Произведено скрещивание двух дрозофил. Самка была дигетерозиготна по генам А и Р, а самец рецессивен по этим аллелям генов. Получено расщепление АаРр - 48%, Аарр - 2%, аарр -48%, ааРр - 2%. Определить расстояние между генами А и Р. Задача 8. Отец страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом. Могут его дети получить от него только один из этих патологических генов? Задача 9. В некоторых семьях отмечен наследственный дефект — перепонка между пальцами ног, причем она не встречается у женщин и передается по наследству от отца к сыну. В какой хромосоме человека локализован ген, обусловливающий этот дефект? Задача 10. Отец девушки страдает гемофилией, мать здорова и происходит из семьи, благополучной по этому гену. Девушка выходит замуж за здорового в отношении гемофилии юношу. Что можно сказать об их будущих сыновьях и дочерях ? Задача 11. в семье, где жена имеет I группу крови, а муж IV, родился сын дальтоник с III группой крови. Оба родителя различают цвета нормально. Определите вероятность рождения здорового сына и его возможные группы крови. 1.4.5. Проведение заключительного тестового контроля 1. Сколько процентов гамет АВ образует организм с генотипом АаВв при независимом наследовании генов А и В? а) 50%; б) 25%; в) 12,5%. 2. Сколько процентов гамет ав образует организм с генотипом АаВв в случае полного сцепления генов А и В? а) 25%; б) 12.5%; в) 50%. 3. Сколько типов гамет образует организм с генотипом АаВв, если известно, что между генами А и В существует полное сцепление? а) один тип гамет; б) два типа гамет; в) четыре типа гамет. 4. Какие методы исследования наиболее применимы при составлении хромосомных карт подопытных животных? а) цитогенетический; б) популяционно-статистический; в) гибридизация соматических клеток; г) гибридологический. 5. Сколько типов яйцеклеток производит женщина с генотипом А-В-? а) 1; б) 2; в) 3; г) 4. 6. Сколько типов гамет и какие производит дигетерозиготная женщина, у которой доминантные гены М и Р находятся в одной Х-половой хромосоме, а их рецессивные аллели в другой ? а)1; б) 2; в) 3; г) 4; д) АВ; е) ав; ж) Ав; з) аВ. 7. Сколько и какие типы гамет производит мужчина , у которого гены М и Р находятся в Х-половой хромосоме? а) 1; б) 2; в) 3; г) 4; д) У; е) Х мр ; ж) У мр КРОК -1
1.5. Подведение итогов занятия преподавателем и проверка правильности выполнения работы каждым студентом 1.6. Место и время занятия: учебная комната, 2 академических часа. 1.7. Оснащение занятия: таблицы, схемы. 1.8. Литература основная (I) и дополнительная (II): (I) 1. Медична біологія /За ред. В.П.Пішака, Ю.І.Бажори. - Вінниця: Нова книга, 2004, 2009. - 656 с. 2. Биология (под ред. Ярыгина В.Н.), М., Медицина, 1999. 3.Слюсарев А.А., Жукова С.Н. Биология, Вища школа, 1987, с. 85-97. 4. Пехов А.П. Биология с общей генетикой. Медицина, 1993, 5. Руководство к лабораторным занятиям по биологии (под. ред. В.А. Королева), Киев, Вища школа, 1986, с. 52-57. (II) 6. Альюин В. Гены, Мир, 1987. 7. Георгиев Г. П. Гены высших организмов и их экспрессия, Мир, 1987. 8. Инге-Вечтамов A.B., Введение в молекулярную генетику, 1987. ЗАНЯТИЕ8. ВИДЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ. МОДИФИКАЦИОННАЯ, КОМБИНАТИВНАЯ И МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. 1.1. Значение темы: Изучение изменчивости необходимо для понимания эволюции органического мира. Знание материала темы важно для врача, так как человеку как биологическому виду присущ большой диапазон изменчивости морфологических, физиологических и биохимических признаков. Мутационная изменчивость может являться причиной различных форм наследственной патологии: хромосомные болезни, наследственные болезни обмена веществ, аномалии развития. Знание механизмов изменчивости позволяет прогнозировать проявление наследственной патологии в потомстве. 1.2. Цели занятия: Общая - Знать виды изменчивости и причины возникновения. 1.3. Конкретные цели. Уметь: 1.3.1. Дать определение понятий и привести примеры модификационной изменчивости и нормы реакции. 1.3.2. Составить вариационный ряд модификационной изменчивости организма и охарактеризовать его. 1.3.3. Дать определение и объяснить механизмы комбинативной изменчивости. 1.3.4. Классифицировать мутации и мутагенные факторы. 1.3.5. Привести примеры генных и хромосомных болезней человека, охарактеризовать их. 1.3.6. Проанализировать механизмы репарации генетического материала. Основные теоретические сведения Любой организм в процессе развития в известной мере повторяет своих родителей, но одновременно и отличается от них. Это связано с проявлением изменчивости как важного фактора эволюционного процесса. Изменчивость - это общее свойство жизни, проявляющееся в вариациях строения и физиологических свойств различных особей. Изменчивость может быть ненаследственной или модификационной, и наследственной (комбинативная и мутационная). Модификационная изменчивость. Модификациями называют фенотипические изменения, возникающие под влиянием условий среды. Размах модификационной изменчивости ограничен нормой реакции. Возникшее конкретное модификационное изменение признака не наследуется, но диапазон модификационной изменчивости, норма реакции, генетически обусловлен и наследуется. Модификационные изменения не влекут за собой изменений генотипа. Модификационной изменчивости подвержены такие признаки, как рост животных и растений, их масса, окраска и т.д. Предел, в котором в зависимости от условий внешней среды может изменяться фенотипическое проявление генотипа, получил название нормы реакции. Норма реакции может быть узкой, когда признак изменяется незначительно, и широкой – признак изменяется в широких пределах. В пределах нормы реакции следствием неоднородности действия факторов внешней среды является вариабельность признака, что выражается вариационным рядом. При составлении вариационного ряда изменчивости учитываются величина признака (V) и число вариантов или частота встречаемости (р), которые располагаются в убывающем или возрастающем порядке. Графическое выражение изменчивости признака, отражающее как размах вариаций, так и частоты встречаемости отдельных вариантов, называют вариационной кривой. Комбинативная изменчивость связана с возникновением новых генных сочетаний. Они образуются в результате различных комбинаций генов и достигаются в результате следующих процессов: 1.независимое расхождение хромосом в анафазе мейоза-I и хроматид в анафазе мейоза-II; 2.перекомбинация генов при кроссинговере; 3.случайное сочетание гамет при оплодотворении; Мутацией называют стойкое изменение наследственного материала, воспроизводимое в ходе репликаций и проявляющееся у потомства. Возникают мутации под действием различных факторов физической, химической и биологической природы, которые называются мутагенами. К физическим мутагенам относят действие ультрафиолетовых лучей, фотонов света, температуры; к химическим - формалин, иприт, пищевые красители; к биологическим –вирусы, бактерии и их токсины. Различают следующие виды мутаций: генные, хромосомные аберрации и геномные. Генные мутации затрагивают структуру самого гена. При этом меняется молекулярное строение ДНК. Это ведет к нарушениям синтеза белка в клетке, что связано с возникновением различных молекулярных заболеваний. Примерами таких болезней у человека являются: фенилкетонурия, галактоземия, серповидноклеточная анемия и др. Фенилкетонурия – болезнь накопления, наследуется по аутосомно-рецессивному типу, связана с отсутствием фермента, превращающего фенилаланин в тирозин. В результате в крови резко повышено содержание фенилаланина, он превращается в фенилпировиноградную кислоту, избыток которой выделяется с мочой. Фенилпировиноградная кислота токсически действует на центральную нервную систему, развивается слабоумие, двигательные нарушения. Хромосомные аберрации возникают в результате перестройки хромосом. Различают четыре основных типа хромосомных аберраций: делеция, удвоение (дупликация), инверсия, транслокация. Делеция связана с обрывом плеча хромосомы. Это ведет к недостатку генетической информации. У человека делеции приводят к хромосомным болезням. Синдром "кошачьего крика" (кариотип- 46, ХХ, 5р-) возникает в результате потери одного плеча в пятой паре хромосом человека. Синдром Вольфа -Хиршхорна (кариотип- 46, ХХ, 4р-), синдром Орбели (кариотип- 46, ХХ, 13р-). Удвоение (дупликация), связано с включением лишнего участка хромосомы. Это тоже ведет к появлению нового признака. Так у дрозофилы ген плосковидных глаз (вместо круглых) обусловлен удвоением участка одной из хромосом. Инверсия - это разрыв хромосомы с поворотом фрагмента на 180°. При этом меняется последовательность нуклеотидов, но количество генов в генотипе не изменяется, однако фенотипические изменения возможны. Транслокации возникают, когда участок хромосомы из одной пары прикрепляется к не гомогичной хромосоме. Например, транслокация участка 21-й хромосомы у человека может быть причиной болезни Дауна. Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом в кариотипе. К ним относятся полиплоидия и гетероплоидия. У полиплоидных форм отмечается увеличение числа хромосом, кротное гаплоидному набору: 3n — триплоид, 4n — тетраплоид и т.д. Все сельскохозяйственные культуры в основном полиплоиды. Гетероплоидия. В результате нарушения мейоза и митоза число хромосом может изменяться и становиться не кратным гаплоидному набору. Явление, когда какая-либо из хромосом, вместо того, чтобы быть парной, оказывается в тройном числе, получило название трисомии. Если наблюдается трисомия по одной хромосоме, то такой организм называется трисомиком и его хромосомный набор равен 2n+1. У человека нарушение сбалансированного набора хромосом ведет к возникновению хромосомных болезней. Это: синдром Дауна (47,ХУ,21+, или 47,ХХ,21+), синдром Патау (47, ХУ,13+ или 47,ХХ, 13+), синдром Эдвардса (47, ХХ, 18+ или 47, ХУ, 18+). Трисомики чаще всего либо нежизнеспособны, либо отличаются пониженной жизнеспособностью и рядом патологических признаков. Явление, противоположное трисомии, т.е. утрата одной хромосомы из пары в диплоидном наборе, называется моносомией, организм же – моносомиком; его кариотип - 2n-1. Например, синдром Шерешевского-Тернера (45,ХО). 1.4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ 1.4.1. Проверка исходного уровня знаний по тестам исходного контроля 1. Какой вид изменчивости является ненаследственным? а) модификационная, б) мутационная, в) фенотипическая. 2. Что такое "норма реакции"? а) предел выраженности признака, б) изменения генотипа, в) изменения в структуре гена. 3. Закон гомологических рядов впервые установил: а) Кольцов, б) Морган, в) Вавилов, г) Мендель. 4. Термин "мутация" предложил: а) Де Фриз, б) Шмальгаузен, в) Чермак, г) Четвериков. 5. Полиплоидия — это: а) изменения в фенотипе, б) явление кратного увеличения хромосом, в) изменения генетического кода. 6. Назовите виды мутаций: а) геномные, б) хромосомные, в) генные, г) регуляторные. 7. Мутация — это: а) вновь возникшие изменения в генотипе, б) нарушение мейоза, в) изменения структуры И-РНК. 8. Какие болезни можно отнести к наследственным? а) наблюдаются у членов одного поколения одной семьи, б) в ряду поколений одной семь в) в одном поколении разных семей. 1.4.2. Теоретические вопросы, которыенеобходимо усвоить для достижения целей занятия: а) изменчивость как одно из основных свойств живого, б) модификационная изменчивость, норма реакции, в) значение генотипа и среды для модификаций, г) методы изучения количественных признаков. Вариационный ряд и его характеристика, д) комбинативная изменчивость, ее значение в обеспечении генотипи- ческого разнообразия людей, е) определение и классификация мутаций. Примеры генных, хромо- сомных и геномных мутаций, ж) виды хромосомных аберраций (делеции, дупликации и пр.), з) характеристика генных мутаций, и) мутагенные факторы, к) репарации генетического материала, классификация и механизмы. 1.4.3. Самостоятельная работа студентов. 1. Проанализировать вариационный ряд: "Масса тела в кг у студентов I курса женского пола (100 единиц наблюдений):
а) изобразить вариационный ряд графически. Для этого на оси абсцисс (горизонтальная линия) расположите варианты в порядке возрастания, а по оси ординат (вертикальная линия) — числа, соответствующие частоте встречаемости каждой варианты. Затем, соединив все точки линиями, получите вариационную кривую: б) вычислить среднюю арифметическую данного вариационного ряда по формуле: М = Σ (V x Ρ) n где, М — средняя арифметическая, — знак суммирования, V — варианты, Р — частота встречаемости варианты, n — общее число вариант вариационного ряда. 2. Рассмотреть при малом увеличении микроскопа мутации мухи дрозофилы (по форме крыльев, по цвету и форме глаз), зарисовать. 1.4.1. Решение целевых обучающих задач: Задача 1. В результате патологического митоза клетка человека, имевшая нормальный хромосомный набор, разделилась так, что одна дочерняя клетка получила 45 хромосом, а вторая 47. Укажите возможный механизм этой мутации. Задача 2. У самца дрозофилы не образуются биваленты. К каким генетическим последствиям это приводит ? Задача 3. В семье, где муж дальтоник, а женщина в этом отношении гено- и фенотипически нормальная, родилась девочка с синдромом Шерешевского-Тернера. Какова вероятность, что она окажется дальтоником ? Задача 4.В семье передается транслокация. У матери 45 хромосом. Имеется транслокация 21-й на 21-ю хромосому. Какой риск рождения ребенка с болезнью Дауна у такой женщины? Задача 5. В семье родился ребенок с синдромом Клайнфельтера. При кариотипировании родителей установлено, что кариотип отца и матери нормален. Возраст матери 25 лет. Какую рекомендацию может дать врач-генетик в данном случае ? Задача 6. Мать и отец здоровы. Методом амниоцентеза определен половой хроматин в клетках околоплодной жидкости (n = 2) и кариотип плода 47,XXX. Какой диагноз можно поставить у будущего ребенка ? Задача 7. Из анализа хромосом новорожденного ребенка выяснилось, что 18-я пара представлена тремя хромосомами. Какое заболевание можно заподозрить у ребенка? 1.4.5. Проведение заключительного тестового контроля. 1. Какое свойство гена обеспечивает изменчивость как свойство живых организмов ? а) специфичность действия, б) плейотропия, в) способность мутировать. 2. Что такое мутаген ? а) агент, индуцирующий мутации, б) гены, которые способствуют мутациям, в) мутации, при которых изменяется генотип. 3. Что такое транслокация? а) перемещение фрагментов ДНК с одного места в хромосоме на другое, б) изменение наследственных свойств клетки, в) тип межхромосомной перестройки, при этом участок хромосомы из одной пары прикрепляется к негомологичной хромосоме. 4. С чем связана комбинативная изменчивость? а) с изменениями в половых хромосомах, б) с перекомбинацией аллелей в генотипах потомков по сравнению с генотипами родителей, в) с комбинациями аллелей в различных аутосомах. 5. Укажите механизмы комбинативной изменчивости: а) при случайной встрече гамет, участвующих в оплодотворении, б) благодаря обмену генетическим материалом между гомологичными хромосомами при кроссинговере, в) в результате дробления яйцеклетки, г) в результате расхождения хромосом в анафазе I –го мейотического деления. 6. В какой стадии I –го мейотического деления число хромосом редуцируется вдвое? а) телофаза, б) анафаза, в)профаза, г) метафаза. 7. Результатом нарушения каких процессов являются генные (точковые) мутации? а) нарушение кроссинговера, б) ошибки репликации, в) ошибки репаративного синтеза. 8. Что лежит в основе возникновения различных хромосомных аберраций? а) конъюгация хромосом, б) разрыв хромосом, в) расхождение хромосом в анафазе I мейоза. 9.Что лежит в основе генных мутаций? а) кроссинговер, б) изменение структуры гена, в) нарушение расхождения хромосом при делении клеток. 10. Какие заболевания относятся к моносомиям по половым хромосомам?: а) синдром Шерешевского-Тернера; б) синдром Клайнфельтера; в) трисомия Х? 11. Укажите какие из перечисленных заболеваний связаны с нарушением числа аутосом? а) дальтонизм б) гемофилия в) болезнь Дауна с) синдром Патау д) синдром Эдвардса е) синдром Клайнфельтера. 12.При каком количестве половых хромосом в клетке будет два тельца Х-полового хроматина? а) 46,ХУ б) 46,ХХХ в) 46,ХО г) 46,ХХУ? КРОК-1
1.5. Подведение итогов занятия преподавателем и проверка правильности выполнения работы каждым студентом 1.6. Место и время занятия: учебная комната, 2 академических часа. 1.7. Оснащение занятия: таблицы, схемы. 1.8. Литература основная (I) и дополнительная (II): (I) 1. Медична біологія /За ред. В.П.Пішака, Ю.І.Бажори. - Вінниця: Нова книга, 2004, 2009. - 656 с. 2. Биология (под ред. Ярыгина В.Н.), М., Медицина, 1999. 3.Слюсарев А.А., Жукова С.Н. Биология, Вища школа, 1987, с. 85-97. 4. Пехов А.П. Биология с общей генетикой. Медицина, 1993, 5. Руководство к лабораторным занятиям по биологии (под. ред. В.А. Королева), Киев, Вища школа, 1986, с. 52-57. (II) 6. Альюин В. Гены, Мир, 1987. 7. Георгиев Г. П. Гены высших организмов и их экспрессия, Мир, 1987. 8. Инге-Вечтамов A.B., Введение в молекулярную генетику, 1987. ЗАНЯТИЕ 9. МЕТОДЫ МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ (ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ И БЛИЗНЕЦОВЫЙ). 1.1. Значение темы: В настоящее время известно свыше 2000 генетически обусловленных заболеваний и синдромов. Общее количество больных, страдающих ими, составляет 4-5 %, поэтому немаловажное значение приобретают знания в области медицинской генетики, основной задачей которой является выявление и профилактика наследственных заболеваний. Исследование генетики человека связано с трудностями, причины которых заключаются в невозможности экспериментального скрещивания, медленной сменой поколений, малым количеством потомков в семье. Кроме того, в отличие от классических объектов, изучаемых в общей генетике, у человека сложный кариотип, большое число групп сцепления. Несмотря на все эти затруднения, генетика человека успешно развивается. При этом используются следующие методы: генеалогический, близнецовый, дерматоглифический, биохимический, цитогенетический и др. 1.2. Цели занятия: Общая — Знать возможности генеалогического и близнецового методов исследования для выявления некоторых наследственных заболеваний человека. 1.3. Конкретные цели. Уметь: 1.3.1. Составить родословную и провести ее анализ. 1.3.2. Определить роль наследственности или среды в развитии того или иного признака. Основные теоретические сведения Генеалогический метод (метод составления родословных) является универсальным. С его помощью можно определить, является ли данное заболевание наследственным. Метод позволяет выявить тип наследования заболевания (доминантный, рецессивный, сцепленный с полом), гомо- и гетерозиготность различных членов семьи, вероятность генетически обусловленных событий. Для составления родословной должны быть собраны данные не менее чем о трех поколениях. Сбор сведений начинается с пробанда — человека, который обратился к врачу. С помощью стандартных символов делают графическое изображение и проводят анализ.  При аутосомно-доминантном наследовании признак обычно передается из поколения в поколение без пропуска поколений, оба пола поражаются одинаково часто, признак проявляется примерно у половины детей пораженного родителя. При аутосомно-рецессивном наследовании наблюдают передачу признака через поколение, оба пола поражаются в одинаковой степени, родители обычно здоровы, наследуется у ¼ детей. При сцепленном с полом наследовании в случае локализации гена в Х-половой хромосоме наблюдают отсутствие передачи от отца к сыну. Если наследование доминантное, то мужчина передает ген всем дочерям, женщина ½ дочерей и ½ сыновей. При рецессивном наследовании признак наследуется через поколение, болеют в основном мужчины. Признак, контролируемый У-половой хромосомой, всегда передается только по мужской линии. Близнецовый метод основан на изучении близнецов, сравнивая которых можно судить о влиянии среды и наследственности фактора на развитие того или иного признака. Близнецов делят на две группы: однояйцовые (монозиготные) и двуяйцовые (дизиготные). Монозиготные близнецы развиваются из разъединившихся бластомеров одной оплодотворенной яйцеклетки и имеют одинаковый генотип. Если произошло оплодотворение двух яйцеклеток двумя сперматозоидами, то рождаются дизиготные близнецы, они могут быть разного пола. Наличие у близнецов одинаковых признаков носят название конкордантности, различие в признаках — дискордантности. Например, монозиготные близнецы конкордантны по большинству признаков: они имеют одинаковый пол, цвет глаз. группу крови, строение белков. С помощью близнецового метода удалось установить роль генетического фактора в проявлении эпилепсии, шизофрении, заболеваний скелета, сахарного диабета и др. Различия в конкордантности и дискордантности у МБ по сравнению с ДБ указывают на различие в генотипах ДБ и обусловлены генетически. В отсутствии различий в конкордантности и дискордантности у МБ и ДБ основную роль играют факторы внешней среды. Немецкий генетик Хольцингер предложил формулы, определяющие коэффициент наследуемости (Н) и коэффициент влияния среды (Е): Н = % сходства ОБ - % сходства ДБ 100 % - % сходства ДБ Н - коэффициент наследуемости (%) Е – влияние среды Е - 100 %-Н Если Н – от 0 до 0,5 –определяющую роль играют факторы среды; Н – от 0,5 до 1 – признак определяется наследственным компонентом; Н = 0,5 – в равной степени среда и наследственный фактор. Дерматоглифический метод. Дерматоглифика — это изучение рельефа кожи на пальцах (дактилоскопия), ладонях (пальмоскопия) и подошвенных поверхностях стоп (плантоскопия). Папиллярные рисунки имеют индивидуальный характер и находятся под генетическим контролем. Метод применяется как вспомогательный тест при диагностике хромосомных болезней, врожденных уродств и клинически неясных стертых формах заболевания. Успехи, достигнутые в последние годы в молекулярной биологии, привели к созданию молекулярно-генетических методов исследования генома человека. |