Методические указания до практического занятия

для студентов 1-го курса медицинского факультета

 

ЗАНЯТИЕ № 4

 

Тема: ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА. ПРОЯВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ НАСЛЕДОВАНИя НА ПРИМЕРЕ МЕНДЕЛИРУЮЩИХ ПРИЗНАКОВ ЧЕЛОВЕКА (МОНО-, ДИ- И ПОЛИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИя). МНОЖЕСТВЕННЫЙ АЛЛЕЛИЗМ. ГЕНЕТИКА ГРУПП КРОВИ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛлЕЛЬНЫХ И НЕАЛлЕЛЬНЫХ ГЕНОВ. ЯВЛЕНИЕ ПЛЕЙОТРОПИИ.

 

Количество часов: 6

Цель. Научиться определять типы наследования менделирующих признаков у человека. Научиться дифференцировать виды взаимодействия аллельных и неаллельных генов, проявление признаков при разнообразных типах наследования, закономерности наследования групп крови за антигенной системой АВО и резус-фактора. Уметь интерпретировать данные закономерности для следующего использования при  переливании крови, судебно-медицинской экспертизе, проведении медико-генетических консультаций.

Профессиональная ориентация студентов. Знания материальных основ наследственности и ее закономерностей дает возможность учитывать результаты взаимодействия генетической основы организма и среды. Умения определять генотип и фенотип детей за генотипом родителей, а также генотипы родителей за фенотипом детей есть одной из условий, необходимых при проведении медико-генетического консультирования. Знания закономерностей наследования признаков при взаимодействии генов дает возможность  определять  генотипы и фенотипы отдельных признаков будущего потомства. Большинство признаков организмов зависит не от одной, а от нескольких пар генов. Вследствие  взаимодействия  неаллельных генов возникают новообразования.

Методика выполнения практической работы: (9⁰⁰ – 12⁰⁰).

І. ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА. ПРОЯВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ НАСЛЕДОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ МЕНДЕЛИРУЮЩИХ ПРИЗНАКОВ ЧЕЛОВЕКА (МОНО-, ДИ- И ПОЛИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ).

Работа 1. Рассмотрите схему основных типов наследования.

 

 

Работа 2. Рассмотрите и запишите общие требования к решению ситуационных задач по генетике.

1. Буквами латинского алфавита обозначают алелные гены, которые отвечают за альтернативные признаки.

2. Для обозначения родителей используют букву Р (лат. раrentes – родители).

3. Женский генотип записывается на первом месте и имеет символ ♀ (зеркало богини красоты Венеры), перед мужским генотипом относится символ ♂ (щит и копье бога войны Марса).

4. Скрещивания сказывается знаком умножения ().

5. Потомство, полученное от скрещивания, объединяется буквой F (лат. filiі -дети) с цифровым индексом, который отвечает номеру поколение (F₁ – дети, F₂ – внуки и т.п.).

6. В записи схемы скрещивания сохранять установленный порядок:

а) писать литеру Р, дальше женский, потом – мужской генотипы;

б) в второй строке записать гаметы, соответственно, под женским и мужским генотипами;

в) в третьей строке после буквы F записать генотипы гибридов через точку с запятой.

 

Работа 3. Выучите  статистические закономерности образования гамет гибридами и расщепления их в потомстве при разных типах скрещивания.

Параметры	Типы скрещивания
	Моногибридное	Дигибридное	Полигибридное
Количество типов гамет, образованных гибридом	2	22	2n
Количество комбинаций гамет при образовании F2	4	42	4n
Расщепления за фенотипом в F2	3:1	(3:1)2	(3:1)n
Расщепления за генотипом в F2	1:2:1	(1:2:1)2	(1:2:1)n
Количество разных классов за фенотипом	21=2	22=4	2n
Количество разных классов за генотипом	31=3	32=9	3n

 

Работа 4. Ознакомьтесь с примерами  решения задач на наследование менделируючих признаков.

1. Сколько типов гамет и какие именно образовывают особы с такими генотипами: Аа, Aabb, АаВвСс, ХхееPpНН?

Решение:

а) с генотипом Аа; 2¹ = 2; A, a;

б) с генотипом Aabb; 2¹=2; Ab, ab;

в) с генотипом АаВbСс; 2³ = 8; ABC, Ab, Abc, Abc, aBC, aBc, ab, abc;

г) с генотипом ХхееPpНН; 2²=4; ХеPН, XepН, xePH, xepН.

2. У человека карие глаза – доминантный признак, голубые – рецессивный. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, вступил в брак с кареглазой женщиной, у отца которой глаза были голубые, а в матери – карие. Какие глаза могут быть у их детей? Определите генотипы всех упомянутых лиц.

 

Решение:

А – ген карих глаз  а – ген голубых глаз  ♂ – аа  ♀ – Аа	P:     ♀ Аа     ♂ аа     Гаметы:        А, а           а   F1 :       Аа;   аа
Р – ? F1 – ?

 

Ответ. Поскольку родители мужчины имели карие глаза, оба были гетерозиготами Аа. Генотип матери женщины может быть АА или Аа. В этом браке с равной вероятностью (по 50 %) могут родиться дети и с карими (Аа),  и с голубыми (аа) глазами.

 

Работа 5. Решить ситуационные задачи по  медицинской генетике человека.

 

Ситуационные задачи

1. Как определить, есть ли организм  гомозиготным за данным признаком?

2. У человека ген брахидактилии (укороченные пальцы) – аутосомная доминантная ознака. Ознака проявляется в гетерозиготном состоянии, а в гомозигот этот ген причиняет гибель зародышей на ранних стадиях развития:

а) От брака женщины с нормальными пальцами и мужчины с брахидактилией родился ребенок с нормальным строением кисти. Определите генотипы упомянутых лиц и возможность рождения ребенка с указанной аномалией?

б) Определите вероятность рождения больных и здоровых детей в браке, где оба родителей с брахидактилией.

3. У человека близорукость доминирует над нормальным зрением, умения лучше владеть правой рукой доминирует над умением лучше владеть левой рукой.

а) У близоруких родителей, которые являются правшами родился сын левша с нормальным зрением. Установите генотипы родителей и ребенка.

б) Мужчина с нормальным зрением, правша, мать которого была левшой, вступил в брак с близорукой женщиной левшой. Первый ребенок от этого брака – близорукий правша, второй – правша с нормальным зрением. Установите генотипы родителей и детей.

 Ответы: 1. Провести аналзирующее скрещивание. 3. а) Генотипы  родителей – Аавb, сына – aabb. б) генотипы  отца – аавb, матери – Ааbb, первого  ребенка – Аавb,второго  ребенка- аавb.

ІІ. МНОЖЕСТВЕННЫЙ АЛЛЕЛИЗМ. ГЕНЕТИКА ГРУПП КРОВИ.

Работа 1. Начертите таблицу комбинаций аллелей групп крови за системой АВО.

Некоторые ученые аллель І⁰ обозначают через і, тогда генотип первой группы записывается как іі.

Группы крови (фенотипы)	Генотипы	Антигены эритроцитов	Антитела плазмы крови
І (0)	іі	– , –	α, β
ІІ (А)	ІАІА, ІАі	А , –	– , β
III (В)	ІВІВ, ІВі	– , В	α , –
IV (АВ)	ІАІВ	А, В	– , –

 

Работа 2. Рассмотрите таблицу возможных вариантов групп крови детей в браках людей с разными группами крови.

Учтите, что ребенок не может иметь антигенов, которые отсутствуют у родителей.

Варианты	Группы крови родителей	Ребенок
		может иметь группу крови	не может иметь группы крови
1	І х І	І	II, III, IV
2	І х II	І , ІІ	III, ІV
3	ІІ х ІІ	І , ІІ	III, IV
4	ІІІ х III	І , III	II, IV
5	III х І	І , III	II, IV
6	ІІ х III	І, II, III, IV	–
7	І х IV	II, III	І, IV
8	II х IV	II, III, IV	І
9	III х IV	ІІ, ІІІ, IV	І
10	IV х IV	II, III, IV	І

 

Работа 3. Ознакомьтесь с примерами решения задач на наследование групп крови и резус-фактора.

1. В матери IV группа крови, у отца – II. Какие группы крови могут быть у их детей?

Решение

♀ ІАІВ ♂ ІАІА илиІАі	1-й случай.  Р    ♀ ІАІВ х ♂ ІАІА              Гаметы        ІА, ІВ       ІА                                   F1       ІАІВ,    ІАІА	2-й случай.  Р    ♀ ІАІВ х ♂ ІАі              Гаметы         ІА, ІВ     ІА, и                                 F1     ІАІВ,  ІАІА, ІАі,  ІВі
F1 – ?	Ответ. Дети могут иметь II и IV группы крови.		Ответ. Дети могут иметь II, III и IV группы крови.

2. Резус-отрицательный мужчина с І группой крови вступил в брак с резус-положительной женщиной с IV группой крови. Какую группу  крови  и  резус-фактор  крови  будут иметь дети?

Решение:

Резус-положительный фактор обозначим через Rh, а резус-отрицательный – через rh.

♀ ІАІВRhRh или ІАІВRhrh ♂ ііrhrh	1-й случай.  Р     ♀ ІАІВRhRh     х     ♂ ііrhrh              Гаметы           ІАRh, ІВRh            іrh                            F1                  ІАіRhrh,   ІВiRhrh Ответ. У детей может быть  резус-положительная кровь II или III группы.
F1 – ?	2-й случай.  Р      ♀ ІАІВRhrh                   х             ♂ ііrhrh              Гаметы       ІАRh, ІВRh, ІАrh, ІВrh                іrh                       F1                 ІАіRhrh,   ІВiRhrh,   ІАіrhrh,   ІВirhrh Ответ. У детей может быть как резус-положительная кровь II или III группы, так и резус-отрицательная кровь II или III группы.

 

 

Работа 4. Решить ситуационные задачи, которые моделируют взаимодействие аллельных генов.

Ситуационные задачи

1. Прямые волосы у человека – рецесивный признак, кудрявое – не полностью доминирует над прямым; гетерозиготные лица имеют волнистые волосы. Какие дети могут быть в родителей с волнистыми волосами?

2. У мальчика І группа крови, а у его сестры – IV . Определите группы крови их  родителей за системой АВО.

3. У женщины с резус-отрицательной кровью ІІІ группы (за системой АВО) родился ребенок с ІV группой крови, у которой была гемолитическая болезнь новорожденного вследствие резус-конфликта. Какие группы крови и резус-фактор возможные у отца ребенка?

Ответы: 1. ¼ (25 %) – кудрявые волосы, ½ (50 %) – волнистое и ¼ (25 %) – прямые волосы. 2. І^Аі, І^Ві. 3. ІІ или ІV, резус-положительная.

 

ІІІ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЕЛЬНЫХ И НЕАЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ. ЯВЛЕНИЕ ПЛЕЙОТРОПИИ.

Работа 1. Проанализируйте схемы расщепления признаков в втором поколении при эпистатическом, комплементарном и полимерном взаимодействию генов.

Обратите внимание, что взаимодействие неаллельных генов преимущественно изменяют соотношения расщепления за фенотипом при дигибридном скрещивании, установленное Г. Менделем (9:3:3:1).

 

Работа 2. Решить ситуационные задачи, которые моделируют взаимодействие аллельных генов.

Ситуационные задачи

1. У человека одна из форм наследственной глухоты определяется двумя рецессивными аллелями разных генов d и е. Для нормального слуха необходимое наличие двух доминантных аллелей D и Е, один из которых определяет развитие завитка, а второй – слухового нерва. В семье родители глухие, а двое их детей с нормальным слухом. Определите генотипы членов семьи.

2. Пигментацию кожи у человека определяют три пары полимерных генов. У коренных жителей Африки (негроидная раса) преобладают доминантные гены, у представителей, европеоидной расы – рецессивные. У мулатов промежуточная пигментация:

а) Определите генотипы представителей негроидной и европеоидной рас.

б) Какая вероятность рождения детей с черной пигментацией кожи от брака мулатов, один из которых дигетерозиготный, второй –тригетерозиготный за генами пигментации кожи?  

3. Выберите пример плейотропного действия генов в человека: а) форма волос; б) цвет кожи; в) синдром Марфана; г) Бомбейський фономен.

 

Ответы: 1. а) А₁А₁ А₂А₂А₃А₃ и  а₁а₁а₂а₂а₃ а₃ ); б)1/32 ( 3,12  %), 2. Генотипы родителей DDee  ddEE, детей – DdEe.  3. в.

 

Семинарское обсуждение теоретических вопросов: (12³⁰ – 14⁰⁰).

Программа самоподготовки студентов:

І. ОСОБЕННОСТИ ГЕНЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА. ПРОЯВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ НАСЛЕДОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ МЕНДЕЛИРУЮЩИХ ПРИЗНАКОВ ЧЕЛОВЕКА (МОНО-, ДИ- И ПОЛИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ).

1. Генетика: предмет и задача, этапы развития; понятия генетики. Принципы гибридологического анализа.

2. Моногибридниое скрещивания: закон однообразия гибридов первого поколения, закон расщепления. Закон “чистоты гамет”. Цитологические основы законов.

3. Анализирующще скрещивания, его практическое применение.

4. Летальные гены. Отклонения от ожидаемого расщепления.

5. Ди- и полигибридное скрещивание: закон независимого комбинирования признаков, его цитологические основы.

7. Доминантный и рецесивний типы наследования нормальных и патологических признаков человека. Промежуточный характер наследования у человека.

 

ІІ. МНОЖЕСТВЕННЫЙ АЛЛЕЛИЗМ. ГЕНЕТИКА ГРУПП КРОВИ.

1. Серии множественных алелей.

2. Наследование групп крови человека за антигенными системами АВ0 и MN. Резус-фактор. Резус-конфликт.

 

ІІІ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЕЛЬНЫХ И НЕАЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ. ЯВЛЕНИЕ ПЛЕЙОТРОПИИ.

1.Взаимодействие алельнихгенов(полное доминирование, неполное доминирование, понаддоминирование или супердоминирование, кодоминирование) и неалельних генов (комплементарное взаимодействие,эпистаз, полимерия). Полигенное наследование признаков у человека.

2.Первичная и вторичная плейотропия.

3. Серии множественных алелей.

4. Наследование групп крови человека за антигенными системами АВ0 и MN. Резус-фактор. Резус-конфликт.

 

Самостоятельнаяработастудентов: (14¹⁵ – 15⁰⁰).

Письменноетестированиестудентов в системе «MOODLE», сдачаматрикуловпрактическихнавыков, просмотртематическихучебныхвидеофильмов, тренингтестовлицензионногоэкзамена “Крок – 1», углубленноеизучениематериала тем, вынесенных на самостоятельнуюработу.

 

Студент должен знать:

1.Значения медицинской генетики.

2.Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем.

3.Менделируючие признаки в человека. Моногенные болезни.

4.Наследования групп крови человека за антигенной системой АВ0 как проявление множественного аллелизма.

5.Виды взаимодействия аллельных и неаллельных генов у человека.

6. Проявление признаков при разных типах наследования.

Студент должен уметь:

1.Определять тип наследования менделируючих признаков человека.

2.Предусматривать генотипы и фенотипы потомков за генотипами родителей.

3.Рассчитать вероятность проявления наследственных болезней у потомков в зависимости от пенентрантности гена.

4.Решать ситуационные задачи, которые моделируют закономерности наследования менделируючих  признаков.

5.Исключить отцовство при определении групп крови родителей и ребенка.

6.Анализировать сложные механизмы наследования признаков у человека.

7.Разработать меры по снижению степени проявления патологического состояния в больных с наследственной патологией. 

 

Исходный уровень знаний проверяется путем писменного тестирования решением ситуационных задач.

 

Источники информации:

Главные:

1. Биология: Учебник для студентов медицинских специальностей Вузов. В 2-х книгах /Кол. авт.; Под ред. проф. Ярыгина В. Н. – М: Высшая школа, 2001 (1997). – 432 (448) с. (книга I): 334 (340) с. (книга II); ил.

2. Слюсарев А.А., Жукова С.В. Биология – К.: Высшая школа, 1987. – 415 с.

3. Биология / Под ред. В.Н. Ярыгина. – Г.: Медицина, 1984. – 560 с.

4.  Матеріали для підготовки студентів до практичних занять.

 

Дополнительные:

1.  Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека / В 3-х т. – Мир, 1990.

2.  Запорожан В.Н., Сердюк А.М., Бажора Ю.И. Генетическая медицина/ Подредакцией  В.Н.Запорожана. – Одесса: Гос.мед.ун-т, 2008. –432 с.

 

 

 

 

Автор: асист. Недошитко Х. Ю. 

Утверждено  на заседании кафедры 13.01.2014 р.,протокол № 6