ВЫСШЕЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ
реклама
ВЫСШЕЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧЕБ НОЕ ЗАВЕДЕНИЕ «УКРАИНСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ СТОМАТОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ» КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ БИОЛОГИИ МЕДИЦИНСКАЯ БИОЛОГИЯ Учебное пособие для самостоятельной работы студентов медицинского и стоматологического факультетов Модуль 2. Организменный уровень организации жизни. Основы генетики человека. Полтава-2014 -3- УДК 577.2 (07.07) А в т о р ы: Дубинин Сергей Иванович Ваценко Анжела Владимировна Пилюгин Валентин Алексеевич Улановская Наталья Аркадиевна Рябушко Елена Борисовна Р е ц е н з е н т ы: Заведующий кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии, доктор медицинских наук, профессор Шепитько Владимир Иванович Заведующая кафедры медицинской, биологической и биоорганической химии, доктор медицинских наук, профессор Непорада Карине Степановна Пособие для самостоятельной работы студентов по Модулю 2. «Организменный уровень организации жизни. Основы генетики человека» включает материалы для самоподготовки, тестовые задания разных уровней сложности, задачи, схемы в соответствии с Программой по медицинской биологии для студентов высших учебных медицинских заведений III-IV уровней аккредитации. Тесты первого уровня сложности (с одним правильным ответом), тесты второго уровня сложности - с многочисленным выбором ответов. Пособие поможет студентам лучше усвоить теоретические знания по соответствующему разделу во время аудиторных занятий и при внеаудиторной подготовке к практическим занятиям, а также при подготовке к контрольно-модульному занятию. Методическое издание включает тесты из базы данных лицензионного экзамена “Крок 1. Стоматология” и “Крок 1. Общая медицинская подготовка” за предыдущие годы и тесты, разработанные професорско-преподавательским составом кафедры медицинской биологии, которые помогут студентам эффективно подготовиться и сдать лицензионный экзамен. Утверждено на заседании Центральной методической комиссии ВГУЗ “УМСА“ ((Протокол № 3 от 18 ноября 2010 року) © Дубинин С. И., Ваценко А.В., Пилюгин В.А., Улановская Н.А., Рябушко Е. Б. -4- СОДЕРЖАНИЕ 1. Содержание...........................................................................................................................................3 2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 11 (11) ТЕМА. Организмовий уровень организации генетической информации. Проявления основных закономерностей наследования на примере менделирующих признаков человека ………….…………………………………………….…..........................................................................4 3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №12 (12). ТЕМА. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Явление плейотропии. Множиственный аллелизм. Генетика групп крови…………………………………………..14 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 13 (13). ТЕМА. Сцепленое наследование. Генетика пола……..……….22 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 14 (14). ТЕМА. Изменчивость у человека как свойство жизни и генетическое явление: фенотипическая и генотипическая изменчивость.…………………………………………..29 6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 15 (15). ТЕМА. Основы медицинской генетики. Методы изучения наследственности человека……………………………………………………………………………………………………………...…..34 7. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 16 (16). ТЕМА Хромосомные болезни. Цитогенетический метод их диагностики.………………………………………………………………………………………………………………………………..……………43 8. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 17 (17). ТЕМА. Молекулярные болезни. Биохимический метод и ДНК-диагностика…………………………………………………………………………………………………………………………………..….49 9. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 18 (18). ТЕМА Популяцийно-статистический метод. Медикогенетическое консультирование……………………………………………………............................................................57 10. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 19 (19). Практические навыки модулей 2 и 3 “Закономерности наследственности и изменчивости”, “Методы изучения наследственности человека. Наследственные болезни”………………………………………………………………………………………………………………………63 11.ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 20 (20).ТЕМА. Молекулярно генетические механизмы онтогенеза. Особенности пренатального периода развития человека. Нарушения онтогенеза и их место в патологии человека……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………63 12. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 21(20). ТЕМА. Постнатальный период онтогенеза. Биологические механизмы поддержания гомеостаза организма………………………………………………………..70 13. Тема 22 (21). Контроль усвоения модуля 2.Ориентировочный вариант контрольной работы по Модуль 2. Организмовий уровень организации жизни. Основы генетики человека……………………………75 Ориентировочный вариант контрольной……………………………………………………………………………….…………………………………………..75 Тесты второго уровня сложности.....................................................................................................................................76 Ситуационные задачи .................................................................................................................81 Перечень учебно-методической литературы………………………………………………………………….…….90 -5- ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 11 (11) ТЕМА. Организмовий уровень организации генетической информации. Проявления основных закономерностей наследования на примере менделирующих признаков человека. Генетика: предмет и задачи, этапы развития; основные понятия генетики. Принципы гибридологического анализа. Моногибридное скрещивание: закон единообразия гибридов первого поколения, закон расщепления. Закон “чистоты гамет”. Цитологични основы законов. Анализирующее скрещивание, его практическое приложение. Летальные гены. Отклонение от ожидаемого расщепления. Ди- и полигибридное скрещивание: закон независимого комбинирования признаков, его цитологическое обоснование. Доминантный и рецессивный типы наследования нормальных и патологических признаков человека. Промежуточный характер наследования у человека. Основные понятия генетики. Генетика – наука (предмет) о наследственности и изменчивости, а также о процессах и механизмах, которые обеспечивают эти свойства живого. Наследственность – свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями; - способность организмов повторять из поколения признаки и свойства организмом и обеспечивать специфический характер индивидуального развития и обмена веществ. Наследование – передача из поколения в поколения наследственной (генетической) информации, которая определяет признаки организмов. Изменчивость – способность организмов существовать в различных вариантах и формах признаков. Гомозиготы - организмы, которые при скрещивании между собой не дают расщепление в потомстве; - организмы, имеют в генотипе одинаковые аллели генов (АА; аа; ААвв; ссDD); - организмы, которые дают один сорт гамет. Гетерозиготы потомстве; организмы, которые при скрещивании между собой дают расщепление в - организмы, имеют в генотипе разные аллели генов (Aa, CcDd, AaBbCc); - организмы, которые дают несколько сортов гамет (2n). Альтернативные признаки – разные состояния одного и того же признака. Генотип – индивидуальная система взаимодействующих генов организма (ядерных + цитоплазматических), которая обеспечивает его развитие (онтогенез) и формирование фенотипа в конкретных условиях среды. Фенотип – совокупность признаков и свойств организма, которая определяется генетически и в зависимости от воздействия факторов среды. Аллельные гены (аллели) – гены, которые находятся в одинаковых локусах гомологичных хромосом и определяют один и тот же признак на молекулярном уровне. Разные аллели одного гена определяют альтернативные признаки. Моногибридное скрещивание – скрещивание, при котором анализ проводят по одной паре альтернативных признаков (по одному признаку). Дигибридное скрещивание – скрещивание, при котором анализ проводят по двум парам альтернативных признаков (по двум признакам). Множественные аллели аллельных генов (3 и больше), которые определяют в популяции один признак. -6- - серия Этапы развития Генетики Антропогенетики и медгенетики Изучение наследственности и изменчивости на организменном уровне (первый этап развития генетики). Работы Г.Менделя (1865); Г. де Фриза, К.Корренса, К.Чермака (1900). Гибридологический метод. Законы наследственности. Изучение закономерностей наследственности и изменчивости на клеточном уровне (второй этап). Работы У.Сеттона (1902-1903), Т. Бовери (19021907), Т.Г. Моргана и др. Хромосомная теория наследственности (1911). Создание мутационной теории и развитие генетики популяций (третий этап развития генетики). Роботы С.І. Коржинского (1899), Г. де Фриза(1901), К.Л.Надсона. М.П.Дубинина, М.Є.Лобашова, Г.С.Филипова, Г.Меллера (19251933), М.В. Тимофеева-Рисовского, М.І. Вавилова (1920), В.Иогансена, С.С.Четверикова (1925) и др. Ф.Гальтон (1865) “Наследование таланта и характера” - применил биоматематический метод для изучения наследования признаков у человека, Геррод (1901-1902) - доказывает моногенный характер наследования алькаптонурии соответственно законам Менделя. Бернштейн (1924-1925) устанавливает генетические основы наследования групп крови системы АВО, доказывает наличие 3-х аллелей гена групп крови системы АВ0. - в 1948-1949 г. - установление причин некоторых наследственных молекулярных болезней: серповидно-клеточной анемии, фенилкетонурии, галактоземии (Поллинг и другие); 1956- 1959 лет разработка методики изучения кариотипа человека, развитие клинической цитогенетики, установление хромосомных болезней. Изучение наследственности и изменчивости - 60-70 годы 20 века разработка методов на молекулярном уровне (четвертый этап). пренатальной диагностики наследственных Работы: О.С.Серебровского, М.П.Дубинина, болезней и развитие медико-генетической М.К.Кольцова, Е.Чаргаффа, А.М.Белозерского, консультации. О.Эйвери (1944), Дж. Уотсона и Ф.Крика (1953), Геннаяя и клеточная инженерия. Ж.Моно и др. в развитии молекулярной Генотерапия… генетики. Законы Менделя (1865г. Г.Мендель; 1900г. Де Фриз, К. Корренс, Э.Чермак) 1-ый закон наследственности ( закон единообразия гибридов 1-го поколения ) При скрещивании гомозиготных организмов, которые отличаются по альтернативным признаками в первом поколении наблюдается единообразие как по фенотипу так и по генотипу Схема записи. А – ген жёлтой окраски семян гороха; а - ген зеленой окраски семян гороха; АА - генотип гомозиготного жёлтого гороха; аа - генотип гомозиготного зелёного гороха). Р: ♀АА х ♂ аа G: А а ___________________ F1: Аа – гетерозиготный жёлтый горох Доминирование – dоmіпаrе - преобладание. Рецессивность (лат. rесеssиs—подавление). -7- 2-ой закон наследственности (закон расщепления). При скрещивании гетерозиготных особей в их потомстве наблюдается расщепление и появляются особи с рецессивными признаками, которые составляют не более как ¼ часть потомков. Схема записи Р: ♀Аа х ♂Аа G: А А а а F2 : АА; Аа; Аа; аа Расщепление в потомстве: По фенотипу - 3 : 1 (75% - с жёлтыми семенами; 25% - с зелёными семенами). По генотипу - 1 : 2 : 1 ( 25% гомозиготных с жёлтыми семенами; 50% - гетерозиготных с жёлтыми семенами; 25% - гомозиготных с зелёными семенами). 3-ий закон наследственности (закон независимого наследования и комбинирования признаков). При скрещивании гомозиготных особей, которые отличаются по двум или более пар альтернативных признаков во втором поколении наблюдается независимое наследование и случайное комбинирование признаков (при условии их несцепленной локализации), в результате чего появляются формы с новыми комбинациями признаков не свойственными родительским и прародительским формам. Наследование по каждой паре альтернативных признаков происходит независимо от других. Схема скрещивания А – ген жёлтой окраски семян гороха; а - ген зеленой окраски семян гороха; В - ген гладкой формы семян гороха; в - ген морщинистой формы семян гороха. ААВВ – генотип гомозиготного жёлтого гладкого гороха. аавв – генотип гомозиготного зеленого морщинистого гороха. Р : ♀ ААВВ х ♂ аавв G: АВ ав F1: АаВв – дигетерозиготный желтый гладкий горох Р: ♀АаВв х G: АВ Ав аВ ав ♂ АаВв Ав Ав аВ ав F2: ♀ ♂ Гаметы Решётка Пеннета: АВ Ав аВ ав ААВВ ААВв АаВВ АаВв желтый, желтый, желтый, желтый, гладкий гладкий гладкий гладкий ААВв Аавв АаВв Аавв Ав желтый, желтый, желтый, желтый, гладкий морщинистый гладкий морщинистый АаВВ АаВв ааВВ ааВв желтый, желтый, зеленый, зеленый, аВ гладкий гладкий гладкий гладкий АаВв Аавв ааВв аавв Ав желтый, желтый, зеленый, гладкий зеленый, гладкий морщинистый морщинистый По фенотипу: 9 : 3 : 3 : 1 [9/16 (56,25%) – жёлтых гладких; 3/16 (18,75%) – жёлтых морщинистых; 3/16 (18,75%) – зеленых гладких и 1/16 (6,25%) – зеленых морщинистых]. Расщепление по генотипу - 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1 АВ -8- Взаимодействие генов Аллельных (одной аллельной пари) 1. Полное доминирование Неаллельных (разных аллельных пар) 1. Комплементарное (взаимодополняющее) 2. Неполное доминирование 3. Кодоминирование 2. Эпистаз (подавляющее) 4. Сверхдоминирование 5. Межаллельная комплементация 3. Полимерия (суммирующее) 6. Аллельное исключение Наследование группы крови системы АВО. (Ланштейнер, 1900 г.; Бернштейн,1925) Группа крови Гены Генотип I (0) JО II (А) Генетические маркеры антигены антитела JО JО -,- α, β JА JА JА, JА JО А,- -, β III (В) JВ JВ JВ, JВ JО -,В α, - IV (АВ) JА, JВ * JА JВ А, В -, - Наследование Rh – фактора. (основной антиген системы резус (Ланштейнер, Винер, 1940 г.)) Rh – фактор Rh+ – положительный (85%) Rh- – отрицательный (15%) Ген Генотип Фенотип D DD, Dd Есть антиген D d dd Антигена d нет Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. Фенилкетонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу. В семье, где мать и отец здоровы, родился мальчик, больной фенилкетонурией. Какие генотипы матери и отца по данным генам? A. АА и Аа B. АА и АА C. Аа и Аа D. Аа и аа E. Аа и АА. 2. Ген, который определяет у человека темную эмаль зубов - доминантный и локализуется в аутосоме. Муж гомозиготен по этому доминантному гену, а его жена имеет нормальный цвет эмали зубов. Какая биологическая закономерность лежит в основе наследования такого признака у детей этих супругов? A. Закон единообразия гибридов І-го поколения B. Закон расщепления -9- C. Закон независимого наследования признаков D. Явление сцепленного наследования генов E. Явление наследования, сцепленного с полом. 3. Анализируются дети из одной семьи. Один из родителей гомозигота по доминантному гену полидактилии, а второй здоровый (гомозигота по рецессивному гену). В этом случае у детей наблюдается закон: A. Закон единообразия гибридов І-го поколения B. Закон расщепления C. Закон независимого наследования признаков D. Явление сцепленного наследования генов E. Закон чистоты гамет. 4. У одного из родителей подозревают носительство рецессивного гена фенилкетонурии. Какой риск рождения в этой семье ребенка больного фенилкетонурией? A. 0% B. 25% C. 50% D. 75% E. 100% 5. Назовите ученого, который предложил называть дискретные единицы наследственности генами: A. Т. Шван B. Г. Мендель C. Т.Левицкий D. Т. Морган E. В. Йогансен 6. Как называется участок хромосомы, в котором расположен ген: A. Триплет B. Кодон C. Теломера D. Локус E. Антикодон. 7. Аллельные гены это: A. Гены, которые находятся в одной хромосоме B. Гены, которые находятся в негомологических хромосомах C. Гены, которые находятся в одинаковых локусах гомологических хромосом D. Гены, которые определяют полигенные признаки E. Гены, которые наследуются по законам Г.Менделя. 8. Выберите верное определение генотипа: A. Диплоидный набор хромосом B. Гаплоидный набор хромосом C. Совокупность всех генов организма D. Совокупность внешних признаков организма E. Совокупность внутренних признаков организма 9. Выберите верное определение фенотипа: A. Диплоидный набор хромосом соматической клетки организма B. Гаплоидный набор хромосом в половой клетке C. Совокупность всех генов организма D. Совокупность признаков организма, которые формируются в ходе его индивидуального развития под воздействием условий внешней среды E. Совокупность генов в половых хромосомах. 10. Определите количество вариантов сортов гамет, которые продуцирует дигетерозиготная особь при условии расположения генов в разных парах гомологических хромосом: A. 16 B. 8 C. 4 D. 6 E. 2. 11. Выберите менделирующий признак у человека: A. Цвет кожи B. Масса тела C. Рост человека D. Величина артериального давления E. Способность владеть лучше правой рукой. 12. В соответствии со вторым законом Г.Менделя (закон расщепления) соотношение фенотипов при скрещивании двух гетерозиготных особей (полное доминирование) будет таким: A. 1 : 1 B. 1 : 2 : 1 C. 3 : 1 D. 1 : 1 : 1 : 1 E. 2 : 2. 13. В соответствии со вторым законом Г.Менделя (закон расщепления) соотношение генотипов при скрещивании двух гетерозиготных особей (полное доминирование) будет таким: A. 1 : 1 B. 1 : 2 : 1 C. 3 : 1 D. 1 : 1 : 1 : 1 E. 2 : 2. 14. Определить вероятность рождения ребенка с нормальной формой и положением зубов в семье, где отец и мать имеют большие выступающие вперед зубы (доминантный признак), и являются гетерозиготами: A. 0 % B. 100 % C. 50 % D. 75 % E. 25 % 15. Во время обследования новорожденных у ребенка обнаружена фенилкетонурия. Родители ребенка здоровы и уже имеют двоих здоровых 5 детей. Какие возможные генотипы матери и отца по гену, который определяет развитие фенилкетонурии? A. АА и АА. B. АА и аа. C. Аа и Аа. D. Аа и аа. E. Аа и АА. 16. Мужчина имеет карие глаза и является гомозиготой по доминантному гену, у женщины голубые глаза. У их детей наблюдается закон: A. Закон единообразия гибридов І-го поколения B. Закон расщепления C. Закон независимого наследования признаков D. Закон сцепленного наследования генов E. Закон чистоты гамет. Тесты второго уровня сложности 1. В чем суть закона чистоты гамет: а) гамета чиста, поскольку вмещает в себе гены в гомозиготном состоянии; б) чистыми являются гамети, которые образованы только гомозиготными организмами; в) гаметы, которые образованные любым организмом, чистые, поскольку содержат информацию о возможности развития только одного варианта каждого признака, то есть один алель из каждой пары аллельных генов. 2. При скрещивании каких организмов расщепление в потомстве по генотипу и фенотипу не состоится в следующих поколениях: а) при скрещивании фенотипически подобных организмов; б) при скрещивании организмов, разных по альтернативным признакам; в) при скрещивании организмов гомозиготных по одним и тем же аллелям; г) при скрещивании генотипически подобных организмов. 3. Можно ли считать альтернативными признаками: а) нормальную сворачиваемость крови и серповидно-клеточную анемию; б) нормальный обмен фенилаланина и фенилкетонурию; в) наличие темного пигмента в коже и его отсутствие (альбинизм); г) карие глаза и светлые волосы; д) короткие пальцы на руках (брахидактилия) и высокий рост; є) темную и светлую эмаль зубов. 4. Что такое генотип? Какое определение Вы считаете более точным: а) совокупность всех ядерных генов организма; б) совокупность генов, по которыми анализируется организм; в) система взаимодействующих между собой генов организма. 5. Какие положения характеризуют аллельные гены: а) гены, которые находятся в одной хромосоме; б) гены, которые находятся в негомологических хромосомах; в) гены, которые находятся в одинаковых локусах гомологических хромосом; г) гены, которые определяют альтернативные признаки; д) гены, которые определяют неальтернативные признаки. 6. Как размещаются неаллельные гены в хромосомах: а) в гомологических участках негомологических хромосом; б) на разных участках гомологических хромосом; в) в разных (негомологических) хромосомах; г) в одинаковых локусах гомологических хромосом. 7. Что такое фенотип? Какое определение Вы считаете наиболее точным: а) совокупность внешних признаков организма, которые определяются генотипом; б) совокупность признаков и свойств, по которым анализируется организм; в) совокупность всех признаков и свойств организма, которые являются результатом взаимодействия генотипа с внешней средой. 8. Какой организм называется гомозиготным: а) организм, в соматических клетках которого находятся разные аллели гена; б) организм, в соматических клетках которого находится много аллелей гена; в) организм, в соматических клетках которого находятся одинаковые аллели гена. 9. Что такое гибридологический метод исследования наследственности: а) метод, при котором изучаются наследственные признаки (свойства) отдельных организмов; б) метод, при котором анализируется несколько поколений одной семьи по определенному признаку; 6 в) метод, который использует направленное скрещивание организмов, разных по альтернативным признакам, с последующим анализом исследования совокупности этих признаков в потомстве. 10. Какой организм называется гетерозиготным: а) организм, в хромосомах соматических клеток которого находятся разные аллели гена; б) организм, в хромосомах соматических клеток которого находится много разных аллелей данного гена; в) организм, в хромосомах соматических клеток которого находится один аллель данного гена. 11. Сколько аллельных генов кодируют признак: а) у диплоида; б) у триплоида; в) у тетраплоида; г) у гаплоидного организма? 12. Перечислим несколько признаков у человека: кожа с веснушками (В), волосы темные (Т), глаза голубые (Б), на руке пять пальцев (ПП), волосы светлые (С), волосы волнистые (Х), в эритроцитах есть резус-фактор (антиген D), глаза карие (К.), полидактилия (П), волосы прямые (ВП); отсутствие в эритроцитах антигена D (d). Определите, какие из перечисленных признаков альтернативные. Выпишите альтернативные признаки по парам. 13. Шесть особей имеют такие генотипы: АА, аа, Вв, СС, Cс, Ее. Какие из них: а) гомозиготы; бы) гетерозиготы? 14. Какие из перечисленных примеров относятся к моно гибридному, а какие к полигибридному скрещиванию: а) скрещивают помидоры с красной и зеленой окраски стеблей; б) скрещивают два растения с красными плодами и красными стеблями; в) черного быка скрещивают с красными коровами; г) скрещивают черных длинношерстых мышей с белыми короткошерстыми; д) женщина, слепая в следствии аномалии хрусталика, вышла замуж за мужчину, слепого в следствии аномалии роговицы; е) голубоглазая, светловолосая женщина с І(0) группой крови вступает в брак с кареглазым, темноволосым мужчиной, что имеет III(В) группу крови; є) мужчина с резус-отрицательной кровью вступает в брак с женщиной с резус-позитивной кровью. 15. У человека одна из форм глухоты рецессивная по отношению к нормальному слуху. Какой фенотип будет иметь: а) гомозигота по рецессивному гену; б) гетерозиготы; в) гомозигота по доминантному гену? 16. Какие положения относятся к характеристике генотипа: а) набор генов в половых клетках; б) гаплоидный набор хромосом; в) совокупность внешних и внутренних признаков организма; г) система генов, которая локализована в хромосомах соматических клеток? 17. При каком генотипе родителей не будет расщепленияу гибридов первого поколения по фенотипу: а) скрещивают гетерозиготу с гомозиготой по рецессивному гену; б) скрещивают две гетерозиготы; в) скрещивают гомозиготу по доминантному гену с гомозиготой по рецессивному гену; г) скрещивают гетерозиготу с гомозиготой за доминантным геном? 18. Какое соотношение генотипов в потомстве при анализирующем скрещивании, если анализируется гетерозигота по одной паре аллельных генов: а) 3 : 1; б) 9 : 3 : 3 : 1; в) 1 :1; г) нет расщепления? 20. Какое соотношение генотипов и фенотипив в F2 можно ожидать при скрещивании двух исходных гомозиготных особей, которые отличаются за парой альтернативных признаков в случае неполного доминирования: а) 2 : 1; б) 1 : 1: 1 : 1; в) 1 : 2: 1; г) 3: 1? 21. Какие соотношения в расщеплении по фенотипу (2:1, 1:2:1 или 3:1) можно наблюдать во втором поколении при моногибридном скрещивании, если: а) наблюдается неполное доминирование; б) наблюдается полное доминирование; 5 в) гомозиготы по доминантному гену не жизнеспособны? 22. Какое соотношение фенотипов и генотипов следует ожидать в потомстве супругов гетерозиготных носителей рецессивного летального гена, котрпрый вызывает гибель и рассасывание зародыша на ранних стадиях развития? 23. Напишите типы гамет, которые образуются у особей с таким генотипом: а) у особей с генотипом АА; б) с генотипом Вв; в) с генотипом Сс; г) у особей с генотипом ААвв; д) у особей с генотипом ААссДД. 24. У человека полидактилия (шесть и больше пальцев на руках) доминирует над нормальным строением кисти. Сколько типов гамет образуется: а) у гомозиготной шестипалой женщины; б) у шестипалого гетерозиготного мужчины; в) у пятипалого мужчины? 25. Если у женщины с генотипом Вв ген В при гаметогенезе попал в яйцеклетку, куда попадет ген в? а) другую яйцеклетку; б) сперматозоид; в) полярное тельце; г) соматическую клетку. 26. У человека ген нормального синтеза пигмента меланина в коже доминантный, а ген отсутствия меланина (альбинизм) рецессивен. Напишите генотип гетерозиготы по пигментации кожи. Каким будет фенотип этого человека? Сколько типов гамет образуется в данном случае? 27. Сколько генотипов и какие именно могут быть у человека с темной цветом волос? Темная цвет - доминантный признак, светлый - рецессивный . 28. Какое соотношение фенотипов в потомстве при анализирующем скрещивании, если анализируемая особ , гомозиготна: а) 1:1; б) 3:1; в) 1:1:1:1; г) 9:3:3:1 д) 1 : 2 : 1. 29. Какое соотношение фенотипов в потомстве при анализирующем скрещивании, если особь, что анализируется, дигетерозиготная: а) 1:1; б) 3:1; в) 1:1:1:1; г) 9:3:3:1 д) 1 : 2 : 1. 30. Какое соотношение фенотипов в потомстве при анализирующем скрещивании, если анализируемая особь гетерозиготна по одной паре аллелей: а) 1:1; б) 3:1; в) 1:1:1:1; г) 9:3:3:1 д) 1 : 2 : 1. 31. Какие положения представляют цитологическое обоснование 3-го закона Менделя: а) расположение генов в гетерохромосоме; б) расположение генов в одной и той же аутосоме; в) расположение генов в негомологических хромосомах; г) нахождение генов на соответствующих участках гомологических хромосом. 32. Генотип это : а) набор генов в половых клетках; б) гаплоидный набор хромосом соматических клеток; в) совокупность внешних и внутренних признаков организма; г) набор генов в хромосомах соматических клеток. д) система взаимодействующих генов организма, которая определяет его развитие и фенотип 33. Сколько типов гамет образуют организм с генотипом АаВв если известно, что между генами А и В существует полное сцепление генов (независимое наследование): а) один тип; б) два типа гамет; в) четыре типа гамет; г) 2n, где n - степень гетерозиготности. 34. Отсутствие малых коренных зубов предопределено доминантным геном, который находится в аутосоме. У кого из детей будет такая патология, если у матери коренные зубы отсутствуют и она гомозиготна по данному гену: а) у всех детей; б) только у дочерей; в) только у сыновей; г) у половины дочерей. 35. Какие особенности наследования признаков, проявляются при полигибридном скрещивании: а) сцепленное наследование признаков; б) сцепленный с полом тип наследования; в) независимое наследование; г) аутосомный тип наследования. 36. Сколько типов гамет и в каком соотношении образуют организмы с таким генотипом АаВв: а) один тип; б) два типа с одинаковой вероятностью; 6 в) четыре с одинаковой вероятностью; г) много; д) четыре с разной вероятностью. 37. Какое скрещивание организмов называется полигибридным: а) скрещивание организмов, которые отличаются друг от друга альтернативными вариантами признака; б) скрещивание, при котором проявляется наследование признаков, определенных аллелями разных (неаллельных) генов; в) скрещивание, при котором анализ проводят по многим признакам; г) скрещивание, при котором анализ проводят по многим парам аллельных генов. 38. Что является цитологическим объяснением 3-го закона Менделя а) расположение неаллельных генов в гетерохромосомах; б) расположение неаллельных генов в одной и той же аутосоме; в) расположение неаллельных генов в негомологических хромосомах; г) расположение генов на соответствующих участках гомологических хромосом; д) независимое расхождение гомологических хромосом в анафазе ІІ мейоза; є) независимое расхождение негомологических хромосом в анафазе И мейоза. 39. Какое скрещивание называется анализирующим: а) скрещивание, с помощью которого можно установить генотип организма; б) скрещивание организма с доминантным фенотипом и неизвестным генотипом с организмом, имеющие рецессивный фенотип; в) скрещивание фенотипически подобных организмов. 40. Какие цитологичкие механизмы расщепления при моногибридном скрещивании: а) расщепление в потомстве обеспечивается независимым расхождением хромосом в мейозе; б) расщепление в потомстве обеспечивается расхождением гомологических хромосом в разные гаметы и случайным соединением гамет при оплодотворении; в) расщепление в потомстве обеспечивается кроссинговером между гомологическими хромосомами и случайным комбинированием гамет при оплодотворении. 41. Запишите (словами) генотипы: а)АаВвСс; б)Ааввсс; в) ааВвСС 42. При каких генотипах родителей будет наблюдаться единообразие гибридов первого поколения: а) ААВВ x АаВв; б) ААВВ x ААВВ; в) ААВв x ааBB; г) ААВВ х aabb; д) ААВВ x aabb 43. Будет ли выполняться закон независимого наследования и случайного комбинирования признаков, если гены, которые кодируют разные признаки, находятся: а) в одной хромосоме на расстоянии 30 морганид; б) в одной хромосоме и тесно сцепленные; в) в разных парах гомологических хромосом; г) в Х-хромосоме? 44. При каких генотипах родителей в F1 будет наблюдаться расщепление в отношении 9:3:3:1? а) АаВb х АаВb; б) ААВВ х ААВВ; в) ААВВ х ааBB; г) АаВb х aabb; д) ааbb х aabb 45. При каком из скрещиваний соотношения генотипов в потомстве составляет 3:1? а) ААВВ х АаВb; бы) АаВв х ааBB; в) АаВв х АаВв; г) АаВвсс х ааВвсс? 46. Какое соотношение фенотипов в потомстве при анализирующем скрещивании, если особь, которая анализируется гомозиготна по первой паре доминантных алеллей и гетерозигота по второй: а) 1:1; б) 3 : 1; в) 1 : 1 : 1 : 1; г) 9:3:3:І? 47. Сколько типов гамет образуется: а) у дигетерозиготы; б) у тригетерозиготы; в) у тетрагетерозиготы; г) у человека, гетерозиготного по 23 парам генов, если гены, которые кодируют разные признаки находятся в разных негомологических хромосомах? 48. Сколько типов гамет образуется у женщины (а) и у мужчины (б), если они гетерозиготны по 23 параи генов, которые находятся в негомологических хромосомах? 49. Сколько типов гамет и какие именно образуют организмы с такими генотипами: а) ААВВ; б) ААВВ; в) ааВВ; г) ААВЬ; д) ААBB; е) ААВЬ; ж) АаBB; з) ааBB? 7 50. Среди перечисленных организмов выберите: 1) моногибриды; 2) дигибриды; 3) тригибриды. Генотипы организмов: а) Аа; б)АаВb; б)Вb; а)ААСс; в)ААВbСс; г)АаВbСсОО; д)ААВВСс; е)ВbСсОo. 51. В каком случае будет справедливым закон независимого наследования и случайного комбинирования признаков, если гены, которые кодируют разные признаки, находятся: а) в одной хромосоме на расстоянии 20 морганид; б) в одной хромосоме и тесно сцеплены; в) в разных парах гомологических хромосом; г) в Х-хромосоме? 52. У человека полидактилия (ген А) доминирует над нормальным количеством пальцев - (а), а близорукость (В) - над нормальным зрением (в). Определить количество пальцев и остроту зрения у людей с такими генотипами: а) ааbb; б) ААВЬ; в) ААВВ; г) ааВВ; д) ААВЬ; е) ААbb. 53. Организмы имеют генотип АаВвСс. Сколько возможно получить в его потомстве классов генотипов и фенотипв при самоопылении (в случае полного и неполного доминирования генов)? 54. У человека кареглазость и наличие веснушек - доминантные признаки, их гены локализованы в разных хромосомах. Кареглазый без веснушек мужчина вступает в брак с голубоглазой с веснушками женщиной. Определить возможные генотипы и фенотипы потомства, если: а) мужчина и женщина по двум парами генов гомозиготны; б) мужчина гетерозиготен по признаку кареглазости, а женщина гетерозиготная по признаку наличия веснушек. 55. Какое расщепление по фенотипу следует ожидать во втором поколении при дигибридном скрещивании ААBB х ааВВ, если мужские гаметы АВ нежизнеспособны (комбинативная гаметическая леталь)? а) 9 : 3 : 3 : 1; б) 6 : 3 : 3 : 1; в) 3: 3 : 3 : 1; г) другое расщепление 56. У человека кареглазость и наличие веснушек - доминантные признаки, их гены локализованы в разных хромосомах. Кареглазый без веснушек мужчина вступает в брак с голубоглазой с веснушками женщиной. Определите возможные генотипы и фенотиы потомства, если: а) мужчина и женщина по двум парами генов гомозиготны; б) мужчина гетерозиготен по признаку кареглазости, а женщина гетерозиготна по признаку наличия веснушек. Задачи на моногибридное скрещивание 1. Способность лучше владеть правой рукой (правша) доминирует у человека над способностью лучше владеть левой рукой (левша). Родители - правши, а ребенок - левша. Определите генотипы всех членов семьи. 2. У человека полидактилия (шестипалость) детерминирована доминантным геном. От брака шестипалого мужчины и женщины с нормальным строением руки родилось двое детей: пятипалая и шестипалая. Какой генотип отца? 3. Глухонемота наследуется рецессивно. Возможно ли рождение глухонемого ребенка от здоровых родителей? 4. Отсутствие малых коренных зубов наследуется как доминантный аутосомный признак. Какая вероятность рождения детей с аномалией в семье, где родители гетерозиготны по анализирующему признаку? Задачи на дигибридное скрещивание 5. Близорукий (доминантный признак) без веснушек мужчина женился на женщине, у которой нормальное зрение и веснушки (доминантный признак). В семье трое детей, все дети близорукие и с веснушками. Определите генотипы родителей и детей. 6. Отец с кудрявыми волосами (доминантный признак) без веснушек и мать с прямыми волосами и веснушками (доминантный признак) имеют трое детей: с кудрявыми волосами и веснушками, с кудрявыми волосами и без веснушек, с прямыми волосами и веснушками. Определите генотипы родителей и все возможные генотипы детей. 7. Если отец глухонемой (рецессивный признак) с белым локоном на голове (доминантный признак), а мать здорова и не имеет белого локона, их ребенок родился глухонемой и с белым локоном на голове. Можно ли сказать, что ребенок унаследовал эти признаки от отца? 8 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №12 (12) ТЕМА. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Множиственный аллелизм. Генетика групп крови. Явление плейотропии. Взаимодействие аллельных генов (полное доминирование, неполное доминирование, сверхдоминирование или супердоминирование, кодоминирование) и неаллельных генов (комплементарное взаимодействие, эпистаз, полимерия). Полигенное наследование признаков у человека. Первичная и вторичная плейотропия. Серии множественных аллелей. Наследование групп крови человека за антигенными системами АВ0 и MN. Резус-фактор. Резус-конфликт. Иммуногенетика: предмет, задачи. Тканевая и видовая специфичность белков, их антигенные свойства. Взаимодействие генов - результат реализации генетической информации определенной группы генов, которые определяют формирование, в зависимости от их комбинаций, разных вариантов признаков или фенотипов. Различают взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Формы взаимодействия аллельных генов: 1. полное доминирование (взаимодействие аллельных генов, при котором признак в гетерозиготном состоянии определяется доминантной аллелью и по фенотипу гомозиготу по доминантной аллели не отличить от гетерозиготы); 2. неполное доминирование (гетерозиготы имеют промежуточный фенотип); 3. кодоминирование (взаимодействие аллельных генов, при котором гетерозиготы имеют новый фенотип, определяемый обоими аллелями гена); 4. сверхдоминирование (взаимодействие аллелей гена, при котором гетерозиготы имеют фенотип более выраженный, чем у гомозигот по доминантным аллелям гена ). 5. межаллельная комплементация (взаимодействие генов, при котором признак проявляется только у гетерозигот, у гомозигот по доминантным и рецессивным аллелям отсутствует). 6. аллельное исключение - фенотипическое проявление только одной аллели гена, другая аллель гена исключается. Выделяют три формы взаимодействия неаллельных генов: 1. комплементарное (взаимодополняющее взаимодействие неаллельных генов) 2. эпистаз (угнетение одного гена другим неаллельным геном, ген подавитель называют супрессором, есть доминантный эпистаз и рецессивный - гипостаз) 3. полимерия (сумирующее (кумулятивное) взаимодействие нескольких неаллельных генов (полимерные гены или полиген)). Плейотропия ( Г. Мендель ) Плейотропия (множественное действие гена) - детерминация (определение) одним геном нескольких признаков. Види плейотропії Первичная плейотропия (прямая) Ген 1 Вторичная плейотропия (относительная) Ген 2 РНК РНК Белок-фермент Белок-фермент Последовательность химических реакций Последовательность химических реакций Признак А Признак В Признак В Признак А Признак С Примеры: болезнь Хартнепа Признак С болезнь Марфана, серповидно-клеточная анемия, фенилкетонурия. 9 Комплементарное взаимодействие генов А – ген синтеза меланина а – ген альбинизма В – ген неравномерного распределения пигмента b – ген равномерного распределения пигмента Р: ♀ ААbb х ♂ aaBB G: Ab aB F1: AaBb – дигетерозиготные дикого типа F2: A-B- - окраска дикого типа; А-bb – черная окраска шерсти; ааВ- ; аа bb – белая окраска шерсти (альбиносы) Эпистаз С- ген синтеза меланина С – ген альбинизма (отсутствие синтеза меланина) J – ген супрессор (подавитель) i – ген отсутствия подавления С-ii –окрашенные куры Р: ♀ CCІІ х ♂ ccii G: СІ сі F1: СсІі – дигетерозиготные белые F2: С-І- - окраска белая (альбиносы); ссІі – окраска белая; ссіі - окраска белая; С-іі – окрашенные куры 10 Полимерное (полигенное) взаимодействие генов А1А2 – полимерные гены, определяющие темную окраску зерновки; а1а2 - полимерные гены, определяющие светлую окраску зерновки; Р: ♀ А1А1А2А2 х ♂ a1a1а2а2 G: A1А2 а1a2 F1: A1a1А2а2– дигетерозиготные с промежуточной окраской Р: ♀ A1a1А2а2– х ♂ A1a1А2а2 В F2: 15/16 окрашенных, но сразной интенсивностью и 1/16 светные (не окрашенные) Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. Ученые установили, что некоторые формы иммунитета у взрослого человека определяются двумя генами А1 и А2. У гомо зигот – иммунитет отсутствует, а у гетерозигот (А1А2) – есть. Какая форма взаимодействия между генами имеет место при определении такой формы иммунитета? A. Полимерия B. Неполное доминирование C. Комплементация D. Сверхдоминирование E. Полное доминирование. 2. Супруги болеют легкой формой серповидно-клеточной анемии. У них родился ребенок, который вскоре после рождения умер от этой болезни. Укажите форму взаимодействия генов, которая объясняет фенотипическое отличие между родителями и ребенком в этой семье. A. Кодоминирование Полное доминирование Сверхдоминирование Неполное доминирование Комплементарность. 3. У некоторых клинически здоровых людей в условиях высокогорья наблюдаются признаки анемии. При анализе крови у них обнаруживают серповидные эритроциты. Какой генотип у таких людей? A. ss B. Ss C. SS S s D. X X S E. X Y. 4. В семье студентов, которые приехали из Африки, родился ребенок с признаками анемии; ребенок вскоре умер. Обнаружено, что эритроциты ребенка имели форму серпа. Какие вероятные генотипы жены и мужа (родителей B. C. D. E. 11 ребенка), если известно, что у них наблюдается легкая форма этой болезни? A. Аа и АА B. Аа и аа C. АА и АА D. аа и аа E. Аа и Аа. 5. При каких группах крови родителей по системе резус-фактор возможна резусконфликтная ситуация во время беременности? A. Женщина Rh-, мужчина Rh+ (гомозигота) B. Женщина Rh+, мужчина Rh+ (гомозигота) C. Женщина Rh+, мужчина Rh+ (гетерозигота). D. Женщина Rh-, мужчина RhE. Женщина Rh+ (гетерозигота), мужчина Rh+ (гомозигота). 6. Женщина с І (0) Rh- группой крови вышла замуж за мужчину с IV (AB) Rh+ группой крови. Какой вариант группы крови и резусфактора можно ожидать у детей? A. ІІІ (В) Rh+ B. І (0) RhC. IV (АВ) Rh+ D. IV (АВ) RhE. І (0) Rh+. 7. У женщины с резус-отрицательной кровью ІІІ группы по системе АВ0 родился ребенок с ІV группой крови, у которого была гемолитическая болезнь новорожденных в результате резус-конфликта. Какой генотип может быть у отца? А А A. І І Rh Rh А А B. І І rh rh А 0 C. І І rh rh В В D. І І Rh rh 0 0 E. І І Rh rh. 8. У женщины с ІІІ (В), Rh- группой крови родился ребенок с ІІ (А) группой крови. У ребенка диагностирована гемолитическая болезнь новорожденных в результате резус конфликта. Какая группа крови и резус-фактор возможны у отца? A. ІІ (А) Rh+ B. І (0) Rh+ C. IІІ (В) Rh+ D. I (0), RhE. ІІ (А), Rh9. У человека цистинурия проявляется в виде наличия цистиновых камней в почках (гомозигота) или повышенного уровня цистина в моче (гетерозигота). Заболевание цистинурией является моногенным. Определите тип взаимодействия генов цистинурии и нормального содержания цистина в моче. A. Неполное доминирование B. Эпистаз C. Полное доминирование D. Комплементарность E. Кодоминирование. 10. У мальчика І группа крови, а у его сестер IV. Какие группы крови у родителей этих детей? А 0 В 0 A. ІІ (І І ) и ІІІ (І І ) А А В 0 B. ІІ (І І ) и ІІІ (І І ) 0 0 А В C. І (І І ) и IV (І І ) В 0 АВ D. ІІІ (І І ) и IV (І І ) 0 0 В 0 E. І (І І ) и ІІІ (І І ). 11. В случае, когда один из родителей имеет группу крови І(0), а другой АВ, ребенок может иметь группу крови: A. ІІ (А) или ІІІ (В) B. І (О) или ІV (АВ) C. IV (АВ) D. I (0) или IV (АВ) или II (А)или III (В) E. I (0) или II (А) или III (В). 12. У мужчины IV(АВ) группа крови, а у женщины - III (В). У отца женщины I(0) группа крови. У них родилось 5 детей. Укажите генотип того ребенка, которого можно считать внебрачным: A. І0 І0 B. ІАІВ C. ІВІВ D. ІА І0 E. ІВІ0. 13. У гетерозиготных родителей с І (0) и В (ІІІ) группами крови по системе АВ0 родился ребенок. Какая вероятность наличия у него І (0) группы крови? A. 0 % B. 75 % C. 25 % D. 100 % E. 50 %. 14. В соответствии со вторым законом Г.Менделя (закон расщепления) соотношения фенотипов при скрещивании двух гетерозиготных особей (неполное доминирование) будет таким: A. 1 : 1 B. 1 : 2 : 1 C. 3 : 1 D. 1 : 1 : 1 : 1 E. 2 : 2. 15. В соответствии со вторым законом Г.Менделя (закон расщепления) соотношение генотипов при скрещивании двух гетерозиготных особей (неполное доминирование) будет таким: A. 1 : 1 B. 1 : 2 : 1 C. 3 : 1 D. 1 : 1 : 1 : 1 E. 2 : 2. 16. Определить группы крови ребенка, родители которого имеют первую группу крови по системе АВ0: A. Только четвертая B. Только третья C. Только первая D. Только вторая E. Первая и четвертая. 17. У новорожденного ребенка обнаружили вывих хрусталика, длинные и тонкие конечности с 5 очень длинными, тонкими пальцами и аневризму аорты. Для какого заболевания характерны эти признаки? A. Синдром Дауна B. Синдром Марфана C . Синдром Патау D. Синдром Едвардса E. Синдром Клайнфельтера. 18. Интенсивность пигментации кожи человека контролируют несколько неаллельных доминантных генов. Установлено, что при увеличении количества этих генов пигментация становится более интенсивной. Какой тип взаимодействия между этими генами? A. Полимерия B. Плейотропия C. Эпистаз D. Кодоминирование E. Комплементарность. 19. У глухонемых родителей с генотипами DDee и ddEE родились дети с нормальным слухом. Какая форма взаимодействия между генами D и Е? A. Комплементарность B. Полное доминирование C. Эпистаз D. Полимерия E. Сверхдоминирование. 20. У ребенка, больного серповидноклеточной анемией наблюдаются такие патологические признаки: анемия, увеличенная селезенка, поражение кожи, сердца, почек и мозга. Как называется множественное действие одного гена? A. Плейотропия B. Полимерия C. Комплементарность D. Кодоминирование E. Эпистаз 21. Цвет кожи у человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, взаимодействующих по типу аддитивной полимерии. Пигментация кожи у человека с генотипом А1А1 А2А2 А3А3 будет: A. Черная (негроид) B. Белая (европеоид) C. Желтая (монголоид ) D. Коричневая (мулат) E. Альбинос (отсутствующая пигментация). 22. Биохимики установили, что гемоглобин взрослого человека содержит 2 альфа- и 2 бетаполипептидные цепи. Гены, которые кодируют эти цепи, размещены в разных парах гомологических хромосом. Какая форма взаимодействия между генами наблюдается? A. Комплементарность B. Полное доминирование C. Эпистаз D. Сверхдоминирование E. Полимерия. 23. Определите, как называются гены, которые подавляют работу других генов: A. Операторы B. Репрессоры C. Ингибиторы D. Транспозоны E. Регуляторные гены. 24. Как называется явление зависимости нескольких признаков от одного гена: A. Полимерия B. Плейотропия C. Комплементарность D. Кодоминирование E. Эпистаз 25. Определить, какие из перечисленных признаков человека относятся к полигенным: A. Наличие, или отсутствие слуха B. Способность владеть лучше правой или левой рукой C. Масса тела D. Положительний или отрицательный резус-фактор E. Наличие или отсутствие веснушек. 26. Как называется явление, когда несколько генов определяют развитие одного признака: A. Плейотропия B. Полимерия C. Комплементарность D. Кодоминирование E. Эпистаз 27. Определить понятие полимерии из нижеприведенных примеров: A. Взаимодействие доминантных неаллельных генов, которые действуют однозначно на формирование одного признака B. Взаимодействие доминантных генов, которые действуют однозначно на формирование нескольких признаков C. Взаимодействие доминантных аллельных генов, которые действуют однозначно на формирование нескольких признаков D. Степень фенотипического проявления признака, который контролируется данным геном E. Частота фенотипического проявления гена в популяции особей, которые являются носителями. 28. В каком числовом соотношении происходит расщепление во втором поколении при наследовании расцветки перьев у курей при доминантном эпистазе: A. 9 : 3 : 3 : 1 B. 10 : 2 : 4 C. 15 : 1 D. 13 : 3 E. 12 : 3 : 1. 29. Какое числовое соотношение наблюдается при типичном расщеплении у гибридов второго поколения при полимерии: A. 9 : 3 : 3 : 1 B. 10 : 2 : 4 C. 15 : 1 D. 13 : 3 E. 12 : 3 : 1. 6 Тесты второго уровня сложности 1. Примеры плейотропного действия генов у человека: а) болезнь Марфана; б) бомбейский феномен при наследовании групп крови по системе АВО; в) рост, пигментация кожи;г) фенилкетонурия; д) серповидноклеточная анемия;е) галактоземия. 2. Как называется явление зависимости нескольких признаков от одного гена: а) полимерия; б) плейотропия; в) кодоминирование; г) эпистаз. 3. Ппримеры плейотропного действия генов у человека: а) болезнь Марфана; б) бомбейский феномен; в) рост; г) цвет волос; д) болезнь Хартнупа; е) галактоземия. 4. Болезнь талассемия предопределена рецессивным геном. Частота гена слишком высокая в некоторых популяциях тропической Африки. Объясните, почему ген талассемии не исчезает в результате естественного отбора: а) гетерозиготность организма; б) гомозиготность по рецессивному гену; в) распространенность гена; г) естественный отбор против гомозигот; д) преимуществами гетерозиготных носителей гена талассемии в конкретной среде. 5. Сколько аллельных генов кодируют группы крови по системе АВО: а) в популяции; б) у каждого человека; в) в половой клетке? 6. Сколько аллельных генов (1, 2, 3, 4 или 100) кодируют в-глобина человека: а) в популяции; б) у каждого человека в соматической клетке; в) в половой клетке? 7. Какие формы взаимодействия (доминирование, неполное доминирование, кодомининирование) существуют между аллелями гена групп крови АВ0: а) ІВ и JО; б) JА и JО; А В в) J и J ; г) JО и JО? 8. Определите, какие группы крови возможны у детей, если у родителей: а) I(0) группа крови; б) II(А) группа крови; в) III(В) группа крови; г) IV(АВ) группа крови. 9. Определите все возможные группы крови АВ0 детей в таких случаях: а) если матери I(0) группа крови, а у отца - II(А); б) если у матери I(0), а у отца IV группа крови; в) если у матери I(0), а у отца III группа крови. 10. При каком генотипе и фенотипе родителей дети не могут унаследовать группу крови отца и матери? а) если у матери I (0) группа крови, а у отца - II(А); б) если у матери II (0), а у отца IV(АВ) группа крови; в) если у матери ІІ (А), а у отца III(В) группа крови. 11. Известны группы крови трех пар родителей: 1) мать- А(ІІ), ММ, Rh-, отец - 0(1), ММ Rh+; Rh 2) мать- В (III), MN, Rh -, отец - В (III), ММ Rh+ 3) мать - A (II), MM, Rh +, отец - В (III), MN, RhУ каждой пары по одному ребенку. Группы крови их детей такие: 1) AB(ІV), ММ, Rh2) 0(1), NN, Rh3) А (II), ММ, RhОпределите, какой паре родителей принадлежит каждый ребенок? 12. У матери группа крови 0(І), ММ у предполагаемого отца - В (III), ММ. У трех детей женщины могут быть такие группы крови: 1) 0(І), ММ; 2) А(ІІ), ММ; 3) 0(І), ММ Для каких детей можно исключить отцовство? 13. Какое расщепление произойдет в потомстве гибридов Р1(дигетерозигот) при разных вариантах комплементарного взаимодействия генов: а) 9:3:3:1; б) 9:7; в) 12:3:1; г) 13:3; д) 9:3:4; е) 15:1. 14. Как можно объяснить разную степень проявления фенотипа, который определяется генами А1 и А2, в генотипах А1А1А2А2 и А1а1А2а2: а) эпистатическим действием; б) полимерным действием; 7 в) модифицирующим действием. 15. Выберите примеры полигенных признаков у человека: а) синдром Марфана; б) ахондроплазия; в) рост; г) пигментация кожи. 16. Какое наследование называется полигенным: а) наследование признаков, зависящее от действия и взаимодействия аллельных генов; б) наследовании признаков, зависящее от действия и взаимодействия неаллельных генов. Задачи на летальное действие генов и неполное доминирование 1. Какое соотношение фенотипов и генотипов следует ожидать в потомстве супругов гетерозиготных носителей рецессивного летального гена, который вызывает гибель и рассасывание зародыша на ранних стадиях развития? 2. Какая вероятность рождения здорового ребенка в семье, в которой один ребенок погиб от болезни Тея - Сакса (в мозге откладывается жировое вещество, что влечет дегенерацию мозговой ткани, слепоту в возрасте 4-5 лет). Болезнь Тея - Сакса детерминирована рецессивным летальным геном. 3. У человека серповидно - клеточная анемия (рецессивный признак). Гомозигота по рецессивному гену погибает в раннем возрасте от гемолитической анемии. У гетерозигот заболевание протекает в легкой форме. Определите, какая вероятность рождения здоровых детей и детей с легкой формой болезни у родителей, которые страдают легкой формой серповидно клеточной анемии. 4. Анофтальмия (отсутствие глазного яблока) определена аутосомным геном (а). У гомозигот по этому признаку глазные яблоки отсутствуют, у гетерозигот они значительно меньше, чем в норме. Какая вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из родителей имеет уменьшенные глазные яблоки, а второй - нормальные? Задачи на множественное действие генов и группы крови 1. Гетерозиготная женщина II(А) группы крови вышла замуж за гетерозиготного мужчину III(В) группы крови. Какую группу крови и генотип могут иметь их дети? 2. Резус - положительная женщина с кровью II(А) группы, отец которой имел резус отрицательную кровь I(0) группы, вышла замуж за резус - отрицательного мужчину I(0) группы крови. Какая вероятность того, что ребенок унаследует оба признака отца? 3. Мужчина резус - отрицательный IV(АВ) группы крови женился на женщине резус положительной III(В) группы крови. У отца жены была резус - отрицательная кровь I(0) группы. У них родилось двое детей: резус - отрицательный с III(В) группой крови и резус - положительный с I(0) группой крови. Судебно - медицинская экспертиза установила, что один из этих детей внебрачный. По какому признаку можно исключить отцовство? 4. У отца с группами крови ММ и І(0) есть ребенок с ММ и ІІ(А) группами крови. Какой генотип может быть у матери? 5. Родители резус - положительны, но отец голубоглазый, а мать кареглазая. У них родилось пятеро детей, из которых четверо резус - положительные, но два голубоглазые, а два кареглазые. Один ребенок голубоглазый и резус - отрицательный. Определите генотипы родителей и детей (положительный резус - фактор и карий цвет глаз - доминантные признаки). 6. Резус - отрицательная женщина с кровью II(А) группы, отец которой имел кровь I(0) группы, вышла замуж за резус - положительного мужчину I(0) группы крови. Какая вероятность того, что ребенок унаследует оба признака матери? Возможен ли резус-конфликт? 7. Родители имеют группы крови: Мать Отец Группы крови детей 1. ІІ (А), MN, Rh + 1. І (0), M, Rh + 1. IV (AB), M, Rh 2. ІІІ (B), N, Rh 2. ІІІ (B), MN, Rh + 2. І (0), N, Rh 3. ІІ (А), M, Rh 3. ІІІ (B), MN, Rh 3. ІІ (А), MN, Rh + Выяснить, по каким системам групп крови можно исключить отцовство? 8. У женщины резус-положительная, 1(0) группа крови. У супруга – резус отрицательная, III(B) группа крови. Какие группы крови возможны у детей и по какой группе крови может быть иммунологический конфликт? З а д а ч и на взаимодействие неаллельных генов 1. У человека есть несколько форм наследственной близорукости. Умеренная форма (от - 2,0 к 4,0) и (больше - 5,0) передаются как аутосомно - доминантные несцепленные между собой признаки. В семье, где мать была близорукой, а отец имел нормальное зрение, родилось двое детей, дочь и сын. У дочери была умеренная форма близорукости, а у сына - высокая. Какая вероятность рождения следующего ребенка в семье без аномалий, если известно, что у матери близорукостью болел только один из родителей. Следует иметь в виду, что у людей, которые имеют обе формы близорукости, проявляется только одна -- высокая. 2. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если не учитывать факторы среды и условно ограничиться тремя парами генов, можно допустить, что в популяции низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, высокие - доминантные гены и рост - 180 см. Определить рост людей, гетерозиготных по трем парами генов роста. 8 3. Низкого роста женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см, 160 см, 155 см, 150 см. Определить генотипы родителей и их рост. 4. У человека врожденная глухота может определяться генами а и в. Для нормального слуха необходимо наличие в генотипе обоих доминантных генов А-В-. Определить генотипы родителей в семье, где оба родителя глухие, а их 5 детей имеют нормальный слух. 5. Дайте генетическое объяснение перечисленных случаев наследования у человека: у глухих родителей все дети имеют нормальный слух; у глухих родителей все дети также глухие; у нормальных родителей был много детей. Приблизительно 3/4 из них имели нормальный слух, а 1/4 были глухие. 6. Цвет кожи негров контролируется двумя парами генов из разных аллельных пар. Интенсивный черный цвет кожи предопределен доминантными генами обеих пар, цвет кожи белых их рецессивными аллелями. Определите возможный цвет кожи детей от брака: белого с негритянкой; мулатки с белым; вероятность рождения белого ребенка от брака двух мулатов. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 13 (13) ТЕМА. Сцепленое наследование. Генетика пола. Сцеплено наследование. Особенности наследования групп сцепления. Хромосомная теория наследственности. Механизм кроссинговеру, цитологические доказательства, биологическое значение. Генетические карты хромосом. Методы картирования хромосом человека. Современное состояние исследований геному человека. Нехромосомная наследственность. Наследование пола человека. Механизмы генетического определения пола у человека и их нарушения. Признаки, сцепленные с полом, закономерности их наследования. Сцепленное с полом наследование заболеваний человека Признаки, ограниченные полом и зависимые от пола. Основные понятия темы Кроссинговер - обмен гомологическими участками между несестринскими хроматидами гомологических хромосом: 1. кроссинговер наблюдается когда происходит конъюгация гомологических хромосом между хроматидами 2. в кроссинговере принимают участие только 2 хроматиды 3. могут происходить неоднократно, по всей длине бивалента 4. кроссинговер - это материальный обмен между хроматидами 5. кроссинговер - ассоциируется с хиазмами, которые наблюдаются в бивалентах начиная со стадии диплотены первого деления мейоза. Типы определения пола: Эпигамное - после образования зиготы. Например, у морского червя Bonellia viridis. Сингамное - в момент образования зиготы. У большинства организмов. Прогамное - до образования зиготы, в процессе овогенеза. Например, у коловраток, тлей, кольчатых червей. Гомогаметный пол - пол, который образует (относительно половых хромосом) один сорт гамет. У человека гомогаметный пол - женский. Гетерогаметный пол - пол, который образует (относительно половых хромосом) два сорта гамет. У человека гетерогаметный пол - мужской. Аутосомы - хромосомы, которые определяют все признаки организма кроме пола, в том числе и вторичные половые признаки. Гетерохромосомы (гоносомы) - пара половых хромосом. Хр. - в которых находятся гены, которые определяют пол организма. Гоносомии - хромосомные болезни, которые связаны с нарушением количества половых хромосом. Сцепленное с полом наследование признаков - наследование признаков, которые определяются генами локализованными в половых хромосомах ( Х-хромосоме или Ухромосоме). У человека Х-сцепленно рецессивно наследуются гемофилия, дальтонизм, Хсцеплено доминантно - некоторые формы рахита, миопатии; У - сцеплено наследуются голандрические признаки: гипертрихоз, некоторые формы ихтиоза. Сцепленное наследование - наследование признаков, гены которых находятся в одной хромосоме ( в одной группе сцепления ). Сцепленное наследование признаков было установлено на опытах в лаборатории Т. Моргана. Скрещивали дрозофилл, которые имели доминантные признаки: серое тело и нормальные крылья с дрозофиллами, которые имели рецессивные признаки: черное тело и рудиментарные крылья. В первом поколении все были однообразными - серое тело и нормальной длины крылья. А дальше проводили анализирующее реципрокное скрещивание. 1 вариант. Скрещивали гибридных самцов с рецессивными самками. В потомстве получили 50% серых с нормальными крыльями и 50% - черных с рудиментарными крыльями. 9 Вывод (Закон Моргана): гены, которые находятся в одной хромосоме образуют группу сцепления и наследуются вместе. 2 вариант. Скрещивали гибридных самок с рецессивными самцами. В потомстве получили 41,5% серых с нормальными крыльями и 41,5% - черных с рудиментарными крыльями и у 17% получили перекомбинированные формы (8,5% - серых с короткими и 8,5% - черных с нормальными крыльями). Вывод - происходит нарушение групп сцепления в результате кроссинговера. Закон Моргана: сила сцепления между генами обратно пропорциональна расстоянию между ними. Сцепленное наследование признаков (схема записи) B - ген серого тела b - ген черного тела V - ген нормальной длины крыльев v - ген зачаточных (рудиментарных) крыльев - генотип дигoмозигот по доминантным аллелям при сцеплении генов - генотип дигoмозигот по рецессивным алелям при сцеплении генов - генотип дигетерозигот при сцеплении генов 100% дигетерозиготные серые с нормальными крыльями дрозофиллы 1 вариант анализирующего скрещивания. Расщепление по фенотипу и генотипу 1 : 1 (50% серых с нормальными крыльями; 50% черных с короткими крыльями) 2 вариант анализирующего скрещивания 41,5% серых с нормальными крыльями; 41,5% черных с короткими крыльями; 8,5% серых с короткими крыльями; 8,5% черных с нормальными крыльями. Появление во втором поколении при анализирующем скрещивании дигетерозиготных самок потомства с четырьмя фенотипами объяснили нарушением групп сцепления и образованием с определенной частотой новых групп сцепления в результате кроссинговера. Существование кроссинговеру позволило 10 школе Т. Моргана разработать принцип построения генетических карт хромосом. Т. Морган предложил определить расстояние между генами в процентах кроссинговеру между ними. Позже расстояние между генами, которое равнялось одному проценту (1 %) кроссинговера было названо морганидой (О.С. Серебровский). Для измерения расстояния между генами путем анализирующего скрещивания пользуются формулой: а+в Х = ------- х 100, где n Х - расстояние между генами в морганидах; а + в - количество особей, которые развились из гамет, где произошел кроссинговер; n - общее число потомков в данном опыте. Кроссинговер указывает на линейное размещение генов в хромосоме. Процент кроссинговера является показателем расстояния между генами. Зная процент кроссинговера и расстояние между генами, можно получить представление о размещении генов в хромосоме, а это дает возможность составить генетическую карту хромосомы. Ген занимает определенное место в группе сцепления. Схема относительного положения генов, которые находятся в одной группе сцепления, называется генетической картой хромосомы. Генетические карты хромосом составлены для многих организмов. У человека известны все 24 группы сцепления (22 пары аутосом, Х, У - хромосомы). Групп сцепления столько сколько пар гомологических хромосом. Группы сцепления постоянны, нарушить группу сцепления можно транслокацией. Нарушения в хромосоме, вызванные транслокацией, можно увидеть под микроскопом на препарате. Дальше с помощью генетического анализа измененных хромосом потомства мух, можно установить, какие блоки генов перешли из одной группы сцепления в другую. Одним из методов изучения групп сцепления является метод гибридизации соматических клеток. Данные о группах сцепления и локализации генов необходимы для дифференциальной диагностики наследственных болезней. В 2001 году завершена программа «Геном человека», проведены исследования позволили установить приблизительное количество генов в геноме человека (≥35000) и точное расположение генов в хромосомах, но исследования в этом направлении еще продолжаются. Расщепление по полу у разных видов животных и у человека № за/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Вид Человек Конь Осел Крупный рогатый скот Овцы Свинья Собака Мыш Курица Утка Голубь ♂ ♀ 51 52 49 50-51 49 52 56 50 49 50 50 49 48 51 49-50 51 48 44 50 51 50 50 1. Г.Мендель, Л.Донкастер (1906), К.Корренс (1907) предложили такую гипотезу определения пола - пол определяется генетически, как моногибридный признак по такой схеме: P: ♀Аа х ♂аа Гамети: А а а F1: Аа аа Соотношение 1 : 1 будет наблюдаться из поколения в поколение 11 2. Цитологические доказательства хромосомного механизма определения пола Клопы г. Protenor (Тип ХО) Кариотипы: ♀ 14 хромосом ♂13 хромосом ♀12А+ХХ ♂12А+Х0 Гаметы: 6А+Х гомогаметный 6А+Х 6А+0 гетерогаметный пол пол F1: ♀ 12А+ХХ ♂12А+Х0 Соотношение 1 : 1 Парную хромосому назвали Х-хромосомой Вывод: отсутствие одной Х-хромосомы определяет мужской пол Клопы р.Lygaeus (Тип ХУ) Кариотипы: ♀ 14 хромосом ♂14 хромосом ♀12А+ХХ ♂12А+ХУ Гаметы: 6А+Х 6А+У 6А+Х гомогаметный пол гетерогаметный пол F1: ♀ 12А+ХХ ♂12А+ХУ Соотношение 1 : 1 Парные хромосомы (Х и Y) назвали половыми хромосомами (гетерохромосомами, гоносомами) Вывод: наличие Y-хромосомы определяет мужской пол Сцеплено с полом наследование признаков. Схема скрещивания при сцепленном с полом наследовании признаков. Вариант 1 ХW - ген красных глаз, который локализован в Х-хромосоме Хw - ген белых глаз, который локализован в Х-хромосоме ХW ХW - генотип гомозиготных красноглазых самок ХwУ- генотип гемизиготных белоглазых самцов. Р: ♀ ХW ХW х ♂ ХwУ G: ХW Хw У F1: ХW Хw ХW У Р: ♀ ХW Хw х ♂ ХW У G: ХW Хw w Х У F2: ХW ХW ХWХw ХW У Расщепление: по фенотипу: 3 : 1 ( 75% с красными глазами и 25% с белыми) по генотипу: 1 : 1 : 1 : 1 (25% гомозиготных самок с красными глазами; 25% гетерозиготных самок с красными глазами 25% гемизиготных самцов с красными глазами; 25% гемизиготных белоглазых самцов) 12 ХwУ Вариант 2 Хw Хw - генотип гомозиготных белоглазых самок ХW У- генотип гемизиготных красноглазых самцов. Р: ♀ Хw Хw х ♂ ХW У G: Хw ХW У F1: ХWХw Хw У В F1 произошло расщепление в отношении 1 : 1 ( 50% процентов красноглазых гетерозиготных самок и 50% гемизиготних билооких самцов). Р: ♀ ХW Хw х ♂ Хw У G: F2: ХW Хw ХW Хw Хw У ХWУ Расщепление по фенотипу: 1: 1 (50% красноглазых и 50% белоглазых) по генотипу: 1:1:1:1 (25% гетерозиготных самок с красными глазами 25% гемизиготних самцов с красными глазами 25% гомозиготных самок с белыми глазами 25% гемизиготних билооких самцов). Хw Хw ХwУ Хромосомная теория наследственности ( Т.Морган, А.Стертевант, Г.Меллер, К.Бридж, 1911-1916) 1. Гены размещаются в хромосомах. Каждая негомологическая хромосома - уникальна. 2. Аллельные гены находятся в одинаковых локусах гомологических хромосом. 3. Гены в хромосоме размещаются в определенной последовательности в линейном порядке. Гены, которые находятся в одной хромосоме образуют группу сцепления и наследуются вместе. 4. Количество групп сцепления отвечает гаплоидному количеству хромосом. 5. Нарушение групп сцепления и образования новых групп сцепления происходит в результате кроссинговера. 6. Сила сцепление между генами находится в обратной зависимости от расстояния между ними. 7. Каждый биологический вид характеризуется специфическим набором хромосом (кариотипом) и своими группами сцепленных генов. Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. Избыточное оволосение ушных раковин (гипертрихоз) определяется геном, локализованным в Y-хромосоме. Этот признак проявился у мужчины. Какова вероятность рождения сына с таким признаком? A. 75 % B. 0 % C. 25 % D. 35 % E. 100 % 2. Гипоплазия эмали зубов обусловлена доминантным геном, локализованным в Х-хромосоме. Мать имеет нормальную эмаль зубов, а у отца наблюдается гипоплазия эмали. У кого из детей будет проявляться эта аномалия? A. Только у сыновей B. У всех детей C. Только у дочерей D. У половины дочерей E. У половины сыновей. 3. Большие по размеру зубы - это признак, зависимый от гена, который локализуется в Y-хромосоме. У матери зубы нормальной величины, а у ее сына -большие. Определите вероятность наличия у отца признака, такого же как и у сына? A. 100 % B. 75 % C. 50 % D. 25% E. 12,5 %. 4. У новорожденного мальчика сухая кожа покрытая толстым слоем роговой чешуи (ихтиоз) и напоминает кожу рептилий. После исследования родословной его семьи было установлено, что этот признак встечается во всех поколениях только у мужчин. Какая из приведенных биологических закономерностей проявляется в этом случае? A. Закон независимого наследования признаков 13 B. Закон однообразие гибридов І-го поколения C. Закон расщепления D. Наследование, сцепленное с полом E. Сцепленное наследование генов. 5. У пробанда (мужчины), трех его сыновей, брата и отца наблюдается синдактилия. У его сестер и двух дочерей этого признака нет. Каким является этот признак? A. Аутосомно-рецесивный B. Аутосомно-доминантный C. Голандрический D. Доминантный, сцепленный с Ххромосомой E. Рецессивный, сцепленный с Ххромосомой. 6. В медико-генетическую консультацию обратились супруги с вопросом о вероятности рождения у них детей больных гемофилией. Супруги здоровы, но отец жены болен гемофилией. Гемофилией могут заболеть: A. Половина сыновей B. Сыновья и дочери C. Только дочери D. Половина дочерей E. Все дети. 7. Гипертрихоз признак, сцепленный с Y-хромосомой. У отца гипертрихоз, а мать здорова. Определить вероятность рождения в этой семье ребенка с гипертрихозом : A. 50 % B. 25 % C. 0.125 % D. 75 % E. 100 % 8. При изучении родословной семьи, в которой наблюдается гипертрихоз (избыточное оволосение ушных раковин) установлено что этот признак встречается во всех поколениях только у мужчин и наследуется от отца к сыну. Определите тип наследования: A. Сцепленный с Y-хромосомой B. Аутосомно-рецессивный C. Аутосомно-доминантный D. Сцепленный с Х-хромосомой рецессивный E. Сцепленный с Х-хромосомой доминантный 9. В семье родился сын, больной гемофилией. Родители здоровы, а дедушка по материнской линии болен гемофилией. Определите тип наследования признака. A. Рецессивный, сцепленный с полом B. Аутосомно-ресесивный C. Доминантный, сцепленный с полом D. Неполное доминирование E. Аутосомно-доминантный 10. Анализ родословной семьи с признаками аномалии зубов (темная эмаль) показал, что болезнь передается от матери одинаково дочерям и сыновьям, а от отца только дочерям. Какой тип наследования признака? A. Х-сцепленный доминантный B. Аутосомно-рецессивный C. Х-сцепленный рецессивный D. Аутосомно-доминантный E. Кодоминантный. 11. При генеалогическом анализе семьи с наследственной патологией - нарушением формирования эмали зубов, установлено, что заболевание проявляется в каждом поколении. У женщин эта аномалия встречается чаще, чем у мужчин. Больные мужчины передают этот признак только своим дочерям. Какой тип наследования имеет место в этом случае? A. Х-сцепленный доминантный B. Аутосомно-доминантный C. Аутосомно-рецессивный D. Y-сцепленный E. Х-сцепленный рецессивный 12. Назовите, в каких единицах измеряется частота кроссинговера: A. Проценты B. Нанометры C. Морганиды D. Еденицы прекреста E. Сантиграмы. 13. Определить, чему равняется количество групп сцепления генов в организмах каждого биологического вида: A. Гаплоидному набору хромосом B. Диплоидному набору хромосом C. Числу пар аллельных генов D. Количеству гоносом E. Количеству половых хромосом. 14. Как передаются из поколения в поколение голандрические признаки: A. От отца всем дочерям B. От матери к сыновьям C. От отца всем сыновьям D. От матери всем сыновьям и дочерям E. От матери только дочерям. 15. Определить, какой признак является голандрическим: A. Наличие веснушек B. Положительный резус-фактор C. Дальтонизм D. Гемофилия E. Гипертрихоз. 16. Определить, какой признак является ограниченным полом: A. Наличие веснушек B. Гипертрихоз C. Дальтонизм D. Гемофилия E. Низкий тембр голоса (бас). 17. Определить, какой признак является зависимым от пола: A. Наличие веснушек B. Положительный резус-фактор C. Дальтонизм D. Раннее облысение E. Гипертрихоз. 18. Назовите в какой период онтогенеза определяется генетический пол человека: A. Во время эмбриогенеза 14 B. Во время полового дозревания C. Во время гаметогенеза D. Во время оплодотворения E. Во время бластогенеза. 19. Назовите ученого, который установил, что гены, которые локализованы в одной хромосоме являются сцепленными: A. B. C. D. E. Т. Шван Г. Мендель Т. Левицкий Т. Морган В. Йогансен Тесты второго уровня сложности 1. Чем можно объяснить расщепление по признаку пола у человека в соотношении 1:1? 2. Сколько типов гамет (по отношению к гетерохромосомам) образует гомогаметный пол: а) один тип; б) два типа; в) много типов; в) четыре типа. 3 Сколько типов гамет (по отношению к гетерохромосомам) образует гетерогаметный пол: а) один тип; б) два типа; в) много типов; в) четыре типа. 4. Какие из перечисленных вариантов принадлежат к наследованию, сцепленному с полом: а) гены находятся в гомологических участках X- и У-хромосом; б) гены находятся в негомологическом участке Х-хромосомы; в) гены находятся в негомологическом участке У-хромосомы. 5. В чем особенность передачи в поколениях голандрических генов: а) передаются сыновьям от матери; б) передаются от отца дочерям; в) передаются всему потомству независимо от того, есть ли они у родителей; г) передаются от отца сыновьям из поколения в поколение. 6. Какие из перечисленных признаков человека наследуются сцепленно с полом: а) ямки на щеках; б) полидактилия; в) гемофилия; г) гипертрихоз; д) отсутствие потовых желез; є) ихтиоз; же) серповидно-клеточная анемия. 7. В чем особенность передачи в поколениях Х-сцепленных генов (признаков): а) передаются всему потомству независимо от того, у кого из родителей они есть; б) передаются от матери всему потомству; в) передаются по линии гетерогаметного пола; г) передаются перекрестно от пола к полу через поколение. 8. Какие из перечисленных признаков являются голандрическими: а) гипертрихоз (оволосение ушных раковин); б) гемофилия; в) синдактилия 1- и 2-го пальцев на ногах; г) темные волосы; д) группы крови по системе АВО. 9. Какие из перечисленных признаков наследуются зависимо от пола: а) гемофилия; б) лисость; г) дальтонизм; д) подагра. 10. Какие признаки наследуются сцепленно с полом: а) первичные половые признаки; б) вторичные половые признаки; в) соматические признаки; г) определяемые генами, находящимися в аутосомах; д) определяемые генами, находящимися в половых хромосомах Задачи 1. Женщина, которая страдает дальтонизмом, вышла замуж за мужчину с нормальным зрением. Каким будет восприятие цвета у сыновей и дочерей этих родителей? 2. Какими будут генотипы и фенотипы детей, которые родились от брака мужчины, больного гемофилией и женщины, которая страдает дальтонизмом? Определить фенотипы внуков, в случае, если дети будут вступать в брак со здоровыми людьми (родственники женщины не страдали гемофилией)? 3. У человека отсутствие потовых желез - рецессивный признак сцепленный с Х-хромосомой, альбинизм - аутосомно-рецессивный признак. У здоровых супругов родился сын с обоими заболеваниями. Укажите вероятные генотипы родителей. Какая вероятность того, что у второго сына окажутся эти аномалии? Какая вероятность рождения здорового ребенка? 4. У человека гипоплазия эмали наследуется как сцепленный с Х-хромосомой признак (доминантный). В семье родители страдают этой аномалией, а сын родился с нормальными зубами. Каким может быть фенотип второго сына? 5. Гипертрихоз (избыточная волосатость ушных раковин) передается через У-хромосому. Какая вероятность рождения ребенка с волосатостью ушных раковин, если этот признак обнаружен у отца? 6. Потемнение эмали зубов определяется двумя доминантными генами, один из которых расположен в аутосоме, второй - в Х-хромосоме. В семье родителей, которые имеют темные зубы, 15 родились девочка и мальчик с нормальным цветом зубов. Определить вероятность рождения в этой семье следующего ребенка также без аномалии, если темные зубы матери обусловлены геном, сцепленным с Х-хромосомой, а темные зубы отца - аутосомным геном. Определить генотипы здоровых детей. 7. Одна из форм рахита, резистентного к кальциферолам (вит. D), определяется доминантным геном, сцепленным с Х-хромосомой. Определить вероятность рождения больных детей в семье, в которой мать страдала такой формой рахита. 8. Женщина - правша, отец которой был левшой и страдал гемофилией, вышла замуж за здорового мужчину правшу. Какая вероятность того, что в семье родится здоровый ребенок левша? 9. У родителей со II(А) группой крови родился сын с I(0) группой крови и гемофилик. Родители были здоровы. Определить вероятность рождения второго ребенка здоровой и возможные группы крови. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 14 (14) ТЕМА. Изменчивость у человека как свойство жизни и генетическое явление: фенотипическая и генотипическая изменчивость. Изменчивость, ее формы и проявления на организменном уровне: фенотипическая и генотипическая изменчивость. Закон гомологичес-ких рядов наследственной изменчивости, его практическое значение. Модификации и норма реакции. Длительные модификации. Статистические закономерности модификационной изменчивости. Комбинативна изменчивость, ее источники. Мутационная изменчивость у человека и ее фенотипическое проявления. Классификация мутаций: геномные, хромосомные аберрации, генные. Естественный мутагенез, индуктируемый мутагенез. Мутагены: физические, химические, биологические. Генетический мониторинг. Генетическая опасность загрязнения среды. Понятие об антимутагенах и комутагенах. Основные понятия 1. Изменчивость – свойство организмов вида существовать в разных вариантах признаков и свойств, свойство организмов приобретать в процессе индивидуального развития новые свойства и признаки. Выделяют И.: корреляционную, определенную, неопределенную, онтогенетическую (Ч.Дарвин). С генетической точки зрения: фенотипическая и генотипическая. И. реализуется на клеточном и организменном уровнях, в процессе развития организмов. 2. Фенотипическая И. – изменение(я) фенотипа под действием внешних факторов, условий существования вида, которые не вызваны нарушениями генотипа. 3. Генотипическая И. – изменение(я) фенотипа вследствие перекомбинирования или мутации наследственного материала на разных уровнях его организации (кариотипа, хромосом, генотипа). 4. Норма реакции – диапазон модификационной изменчивости генетически детерминированных признаков в разных условиях существования особей вида. Норма реакции наследуется (для одних признаков – широкая, для других – узкая). 5. Экспрессивность (Тимофєєв-Рисовський,1927) – степень фенотипового проявления одного и того же аллеля гена у разных особей. При отсутствии изменчивости признака, которая контролируется данным аллелем гена Э. – постоянная, в случаях разных вариант признака Е. называют вариабельною. Причины: а) влияние разных условий среды, б) модифицирующее действие других генов в одинаковых условиях среды, в) зависимость от комбинации определенных генов в генотипе. 6. Пенетрантность (Тимофєєв-Рисовський,1927) – частота фенотипического проявления алпеля гена у разных особей родственной группы организмов. Выделяют полную П. (Аллель проявляется у всех особей, которые имеют его в генотипе) и неполную П. (аллель фенотипически не проявляется у части особей, которые имеют ее в генотипе). 7. Фенокопии (Р. Гольдшмидт, 1935) – ненаследственные изменения фенотипа (модификации), которые напоминают определенные известные изменения фенотипа при мутациях. Ф. – результат действия физических или химических факторов на генетически нормальный организм в процессе его индивидуального развития в определенные, фенокритические стадии (периоды) онтогенеза. 8. Модификационная И. – форма ненаследственной изменчивости, которая возникает у группы организмов одного вида под действием конкретных факторов среды. Проявляется в виде модификаций – вариантов изменчивых признаков. 9. Случайная изменчивость – форма ненаследственной изменчивости, которая появляется у отдельных организмов под воздействием неизвестных факторов среды. Часто проявляется в виде фенокопий. 10. Генеративная И. – форма наследственной изменчивости, которая происходит в генеративных клетках (половых клетках). Наследуемая, если гаметы обеспечивают оплодотворение. 16 11. Соматическая И. - форма наследственной изменчивости, которая происходит в соматических клетках (клетках тела). Ненаследуемая, индивидуальная, может привести к развитию патологий (опухоли, раки). 12. Комбинативная И. – форма наследственной изменчивости, которая определяется формированием новых комбинаций генотипов. Возникает в результате: а) кроссинговера; б) независимого расхождения хромосом и хроматид в анафазе 1-го и 2-го делений мейоза; в) случайного сочетания гамет при оплодотворении. Определяет фенотипическое разнообразие потомства. 13. Мутационная И. – форма наследственной изменчивости, которая определяется изменениями наследственного материала на разных уровнях его организации: геномные мутации – изменения количества хромосом; хромосомные мутации (абберации) – изменения структуры хромосом; генные мутации (трансгенации) – мутации генов. 14. Гаплоидия – уменьшение хромосомного набора до наплоидного (n). Возможна у некоторых видов, как одна из стадий цикла развития, например, у насекомых (тля), плоских червей (личин очные стадии сосальщиков). 15. Полиплоидия – увеличение хромосомного набора кратное гаплоидному (3n, 4n, 5n). Типична для растений и простейших, может привести к образованию нового вида. Такая мутация у человека летальна или полулегальна. 16. Анеуплоидия (гетероплоидия) – изменения количества хромосом. Увеличение на одну хромосому – трисомия (2n + 1), на две – тетрасомия (2n +2); уменьшение на одну хромосому – моносомия (2n - 1). Такие мутации приводят к множественным врожденным порокам и аномалиям развития – хромосомным болезням. 17. Хромосомные абберации – изменения структуры хромосом: меж хромосомные – транслокации; внутрихромосомные - делении (выпадения участка хромосом), дупликации – удвоения участка хромосом, инверсии – перевертывания на 1800 участка хромосом. Хромосомные мутации вызывают хромосомные болезни. 18. Генные мутации (трансгенации) – изменения структуры генов в результате выпадения, замены, дупликации, перестановки, инверсии нуклеотидов. Вызывают генные болезни. 19. Мутагенные факторы – физические, химические, биологические факторы среды, которые вызывают мутации. 17 Закон гомологических рядов наследственных форм изменчивости (Н.И.Вавилов,1920) 1. Виды и роды, генетически близкие, характеризуются подобными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что зная ряд форм в границах одного вида, возможно предусмотреть существование параллельных форм у других видов и родов. Чем генетически ближе организмы в общей системе родов и видов, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Свой закон Н.И.Вавилов выразил формулой: G1 ( a + b + c ……….), G2 ( a + b + c ……….), G3 ( a + b + c ………..), где G – разные виды (роды) организмов, a , b, c – разные вариабельные признаки. 2. Целые группы организмов вообще характеризуются определенным циклом гомологических форм изменчивости, которые наблюдаются у всех родов и видов, которые относятся к данной систематической группе. Закон гомологических рядов наследственных форм изменчивости отражает общую направленность мутационного процесса у всех живых организмов и которая определяется: а) универсальностью генетического кода, общей схемой организации генов, процессами реализации генетической информации; б) хромосомной организацией наследственного материала; в) одинаковыми для эукариот процессами деления клеток; г) гомологичными механизмами рекомбинирования, мутирования; д) гомологичными процессами образования половых клеток и оплодотворения… Тесты первог о уровня сложности (один правильный ответ) 1. Нарушения, которые возникают в митозе, приводят к образованию клеток с разными кариотипами, что является одним из механизмов соматической анеуплоидии. Какое название получил такой митоз? A. Геномный B. Аномальный C. Хромосомный D. Патологический E. Генный 2. У здоровых родителей родился ребенок с синдромом Дауна с кариотипом 46 хромосом. Однако, одна из хромосом группы D имела удлененное короткое плечо. Была обнаружена несбалансированная транслокация 21 хромосомы. К какой форме изменчивости относится этот случай? A. Рекомбинация B. Геномная мутация C. Модификация D. Генная мутация E. Хромосомная мутация 3. У пациента развилась серповидноклеточная анемия в результате замены глутаминовой кислоты валином в молекуле гемоглобина. Результатом какой мутации является данная болезнь? A. Геномной B. Хромосомной C. Генной D. Делеции E. Дупликации 4. Укажите, к какому типу мутаций можно отнести организм с трисомией по 13-й хромосоме - синдром Патау, по 18-й хромосоме - синдром Едвардса, 21-й хромосоме - синдром Дауна: A. Фенокопии B. Анеуплоидии по гетеросомах C. Хромосомные аберрации D. Анеуплоидии по аутосомам E. Соматические мутации 5. Диетотерапия может предотвратить клиническое проявление ряда наследственных болезней или облегчить их ход. Какую форму изменчивости вызывает диетотерапия? A. Мутационную B. Модификационную C. Комбинативную D. Коррелятивную E. Тератогенную 6. На клетку подействовали мутагеном, который частично нарушил веретено деления. Провели кариотипический анализ. Подсчет хромосом в метафазной пластинке показал наличие 49 хромосом. Эта мутация называется: A. Мозаицизм B. Полиплоидия C. Гетероплоидия D. Триплоидия E. Дупликация 7. У больного среди соматических клеток с нормальным кариотипом есть клетки с трисомией по 21 паре. Какой механизм данной мутации: A. Нерасхождение хромосом 21 пары в сперматогенезе B. Нерасхождение хромосом 21 пары в овогенезе C. Нерасхождение хромосом 21 пары в митозе D. Хромосомная абберация E. Генная мутация 8. Известно, что ген, отвечающий за развитие аномальной формы зубов доминантный и не сцеплен с полом. У мужчины большие зубы, которые выступают вперед. У его родных брата и сестры, зубы 18 обычной формы и положения. Какая изменчивость наблюдается в этой семье: A. Мутационная B. Генеративная C. Модификационная D. Комбинативная E. Цитоплазматическая 9. Что может быть следствием повреждения генетического аппарата половых клеток? A. Наследственные болезни. B. Злокачественные опухоли. C. Аутоимунные процессы D. Старение E. Торможение апоптоза 10. При цитогенетическом исследовании у пациентки больной острым лейкозом обнаружена потеря небольшого участка 21-й хромосомы. Как называется такая мутация? A. Делеция B. Транслокация C. Дупликация D. Инверсия E. Изохромосома 11. У молодых супругов родился ребенок с глазами разного цвета правого и Как называется эта форма изменчивости? A. Комбинативная B. Хромосомная аберрация C. Гетероплоидия D. Модификационная E. Соматическая мутация 12. Отосклероз (патологический признак, который проявляется потерей слуха) определяется аутосомно-доминантным геном. Пенетрантность гена 50%. Какова вероятность рождения больных детей у здоровых гетерозиготных носителей этого гена: A. 37,5 % B. 75 % C. 100 % D. 50 % E. 0 % 13. Для человека существует суровое ограничение времени пребывания на высоте свыше 800 метров над уровнем моря без кислородных баллонов. Что является лимитирующим для жизни в данном случае? A. Температура B. Уровень ультрафиолетового облучения C. Уровень влажности D. Парциальное давление кислорода в воздухе E. Сила земного притяжения 14. На клетку в стадии анафазы митоза подействовали колхицином, который блокирует расхождение хромосом к полюсам. Какой тип мутации будет следствием этого? A. Полиплоидия B. Гетероплоидия C. Делеция D. Дупликация E. Транслокация 15. Склонность к сахарному диабету обусловливает аутосомный рецессивный ген. Этот ген проявляется лишь у 30% гомозиготных особей. Это частичное проявление признака является примером следующего свойства гена: A. Пенетрантность B. Доминантность. C. Экспрессивность D. Дискретность. E. Рецессивность 16. У человека один и тот же генотип может проявить развитие заболевания с разными степенями проявления фенотипов. Степень проявления признака при реализации генотипа в разных условиях среды - это: A. Мутация B. Пенетрантность C. Наследственность D. Экспрессивность E. Полимерия 17. Одна из форм рахита наследуется по доминантному типу. Болеют и мужчины и женщины. Это заболевание является следствием: A. Полиплоидии B. Геномной мутации C. Хромосомной мутации D. Генной мутации E. Анеуплоидии 18. Альбинизм наблюдается у всех классов позвоночных животных. Эта наследственная патология встречается также у человека и предопределена геном, который имеет аутосомно-рецессивное наследование. Проявлением какого закона является наличие альбинизма у человека и у представителей классов позвоночных животных: A. Гомологических рядов наследственной изменчивости Н.Вавилова; B. Биогенетического закона ГеккеляМюллера; C. Однообразие гибридов 1-го поколения Менделя; D. Независимого наследования признаков E. Сцепленного наследования Моргана. 19. В медико-генетическую консультацию обратились родители больной девочки 5 лет. После исследования кариотипа обнаружили 46 хромосом. Одна из хромосом 15-й пары была длиннее обычной, потому что к ней присоединилась хромосома из 21-и пары. Какой вид мутации имеет место у этой девочки? A. Нехватка B. Делеция C. Инверсия D. Транслокация E. Дупликация 20. У генетически здоровой женщины, которая во время беременности перенесла вирусную коревую краснуху, родился глухой ребенок с разщелиной верхней губы и неба. Это является проявлением: A. Генокопии B. Генных мутаций C. Фенокопии D. Комбинативной изменчивости E. Хромосомной аберрации. 19 21. Пенетрантность это: A. Свойство данного генотипа обеспечивать в определенных границах изменчивость признака в зависимости от изменения условий среды B. Частота фенотипического проявления гена у особей популяции, которые имеют его в генотипе C. Степень фенотипического проявления признака, который контролируется данным геном D. Взаимодействие неаллельных генов E. Множественный аллелизм 12. Экспрессивность это: A. Свойство данного генотипа обеспечивать в определенных границах изменчивость признака в зависимости от изменения условий среды B. Частота фенотипического проявления гена в популяции особей, которые имеют его в генотипе C. Степень фенотипического проявления признака, которая контролируется данным геном D. Взаимодействие неаллельных генов E. Множественный аллелизм. Ситуационные задачи: 1. В генетическую консультацию обратилась женщина в связи с рождением 3-х детей от двух браков с многочисленными врожденными пороками развития. В результате онтогенетического исследования у женщины было найдено 45 хромосом. Кариотип 45 ХХ, t (13). Кариотипы родителей и сибсов женщины были нормальные. Женщина была носителем транслокации de novo между гомологическими хромосомами в 13-й паре. Женщине было предложено отказаться от последующего детородження. Определите типы гамет, которые образуют пробанд и ее муж, у которого нет такого нарушения. Возможно ли рождение у них здорового ребенка? Дайте объяснение. 2. У больных дифилоботриозом развивается авитаминоз В12. К какому типу изменчивости это можно отнести? 3. Ангиоматоз сетчатки наследуется как доминантный признак с пенетрантностью 50 %. Определите вероятность заболевания в семье, где оба родителя гетерозиготны по ангиоматозу. 4. У больного с симптомами спланхномегалии в молекуле гемоглобина вместо глутаминовой кислоты включена аминокислота лизин. Определите вид мутации? 5. Молекула ДНК имеет такое строение: АТГЦЦАА. После мутации последовательность нуклеотидов изменилась на такую: АТЦЦЦАА. Определите вид мутации? 6. В молекуле ДНК такая последовательность нуклеотидов: ААТГЦАТТГЦГААГЦ. Шестой слева нуклеотид выпал. Как называется такой вид мутации? 7. У участников ликвидации Чернобыльской аварии наблюдается лучевая болезнь. Примером какой изменчивости является это заболевание? Наследуется ли лучевая болезнь? 20 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 15 ТЕМА. Основы медицинской генетики. Методы изучения наследственности человека. Основы медицинской генетики. Человек как специфический объект генетического анализа. Методы изучения наследственности человека. Генеалогический метод. Правила построения родословных. Генетический анализ родословных. Близнюковий метод. Определение влияния генотипа и окружающей среды в проявлении патологических признаков человека. Дерматоглифичний, иммунологический и методы гибридизации соматических клеток. Основные закономерности наследственности и изменчивости были открыты благодаря применению гибридологического метода генетического анализа (Г. Мендель, 1865г). К человеку, как объекту генетических исследований, данный метод не может быть применен. Во-первых, для человека не может быть применено искусственно направленное скрещивание. Во-вторых, малая численность потомков делает невозможным использование статистического анализа. В-третьих, медленная смена поколений (в среднем через 25 лет) дает возможность за жизнь наблюдать смену лишь 3-4 поколений. Изучению генетики человека мешает также большое число групп сцепления и генотипический и фенотипический полиморфизм, значительное влияние факторов среды на экспрессивность и пенетрантность признаков. Все перечисленные особенности привели ученых к разработке специфических методов изучения генетики человека, а современные экспериментальные методы разрешили установить группы сцепления почти по каждой хромосоме, расшифровать генетический код. Значительную помощь в изучении генетики мультифакториальних признаков дает биометрический подход (Ф. Гальтон, 1865), возможности которого увеличились благодаря применению современной компьютерной техники. Методы изучения наследственности у человека. Генеалогический метод (Ф. Гальтон, 1865) основывается на прослеживании какого-нибудь признака в ряде поколений с указанием родственных связей между членами родословной. Генеалогия, в широком понимании слова - родословная человека. Сбор данных начинается с пробанда — лица, для которого составляется родословная (им может быть больной или здоровый человек — носитель какого-нибудь признака). Братья и сестры пробанда называются сибсами. Метод включает два этапа: сбор сведений о семьях, составление родословной и генеалогический анализ. Для составления родословной делают короткие записи о каждом члене родословной с точным указанием его родственных связей по отношению к пробанду (анамнез). Потом делают графические изображения родословной; для составления схемы приняты стандартные символы (рис. 1). При составлении родословной поколения можно обозначать римскими цифрами сверху вниз (слева от родословной). Потомство одного поколения (сибсы) располагается в одном горизонтальном ряду в порядке рождения (слева направо). В пределах одного поколения каждый член родословной обозначается арабскими цифрами. Каждый член родословной может быть обозначен соответствующим шифром, например ИИ 5, III - 7. Рис.1. Условные обозначения для составления родословных. Генеалогический метод будет более информативным, если есть больше достоверных сведений о наличии конкретных признаков у родственников пробанда. При сборе генеалогических сведений и 21 их анализе необходимо иметь в виду, что признак может проявиться с разной экспрессивностью и неполной пенетрантностью. После составления родословной начинается второй этап - генеалогический анализ, целью которого является установление генетических закономерностей. Генеалогический метод разрешает установить: характер наследования признака; тип наследования (А-Д, А-Р, Х-Д, Х-Р); зиготность пробанда и других членов родословной; вероятность появления признака у пробанда, его будущих детей; экспрессивность и пенетрантность признака (при анализе многих родословных по одинаковым признакам); по какой линии (отцовской или материнской) передается признак. В случае выявления наследственного характера признака необходимо установить тип наследования: доминантный, рецессивний, сцепленный с полом (рис. 2. - 5). Рис. 2. Аутосомно-доминантный тип наследования (полидактилия). А-Д тип наследования характеризуется следующими признаками: 1. Признак наблюдается в родословной по вертикали (передается из поколения в поколение). При относительно большом количестве сибсов - и по горизонтали. 2. Болеют особи мужского и женского пола в одинаковой мере. 3. Один из родителей больного ребенка, как правило, болен. 4. Вероятность проявления признака у потомков составляет 50%-100% (при гетерозиготности одного из родителей - 50%, при гетерозиготности двух родителей - 75%, при гомозиготности одного из родителей - 100%). Рис. 3. Аутосомно-рецессивный тип наследования ( фенилкетонурия ). А-Р тип наследования характеризуется: 1. Патологическая наследственность проявляется в родословной по горизонтали (болеют сибсы - родные, двоюродные). 2. Болеют особи обоих полов. 3. Родители больного ребенка чаще фенотипически здоровы, но являются гетерозиготными носителями рецессивного гена. 4. Вероятность рождения больного ребенка составляет 25% (при гетерозиготности двух родителей). 5. Вероятность проявления патологического признака возрастает при кровном родстве. Рис. 4. Х-сцепленный рецессивный тип наследования (гемофилия) Х-Р тип наследования характеризуется следующими признаками: 1. Признак наблюдается в родословной по горизонтали и 22 вертикали, часто через поколение, болеют сибсы - родные, двоюродные, родственники со стороны матери (дяди пробанда). 2. Болеют преимущественно лица мужского пола. Патологический ген проявляется в гемизиготном состоянии. 3. В семье половина сыновей больны, а половина дочерей – гетерозиготные носители мутантного гена. 4. Со стороны матери больного ребенка имеются больные родственники мужского пола. Рис. 5. Х-сцепленный доминантный тип наследования (витамин D резистентный рахит). Х-сцепленный доминантный тип наследования характеризуется: 1. Признак одинаково проявляется как у мужчин, так и у женщин. 2. Признак проявляется в гетерозиготном состоянии у женщин, у мужчин в гемизиготном состоянии. 3. Один из родителей больного ребенка болен. 4. Больной мужчина (ХА Y) передает мутантный ген всем дочерям. 5. Патологическая наследственность прослеживается и по вертикали, и по горизонтали. Близнецовый метод (Ф. Гальтоном,1876 г., Г. Сименс, 1924) — один из классических методов изучения генетики человека. Среди близнецов выделяют две группы: однояйцевые (монозиготные MZ) и двуяйцевые (дизиготные - DZ). На сегодня в среднем на каждые 100 родов приходится одно рождение близнецов. Демографы рассчитали, что на Земле проживает около 50 млн. пар близнецов. Приблизительно одну треть всех близнецов составляют однояйцевые, а две трети - двуяйцевые. Близнецовый метод дает возможность установить роль генотипа и среды в проявлении признака. Если анализируемые признаки проявляются в обоих парах близнецов с одинаковой экспрессивностью, их называют конкордантными (лат. соncordre — быть согласным, подобным). Конкордантность — это процент сходства по исследуемым признакам. Отсутствие признака у одного из близнецов — дискордантность. Анализ наследования признаков у дизиготных близнецов позволяет проанализировать другой вариант - влияние одинаковых условий среды на фенотипическое проявление признаков при разных генотипах. Для установления влияния генотипа на проявление признака используют формулу К. Хольцингера, где Н — коэффициент наследственности (англ. hеrdity — наследственность), ОБ –– однояйцевые близнецы, ДБ –– двуяйцевые близнецы. % сходства ОБ - % сходства ДБ Н= 100 - % сходства ДБ При Н, равном единице, признак полностью определяется генотипом; при Н, равном нулю, определяющую роль в проявлении признака играет влияние среды. Коэффициент Н, близкий к 0,5 свидетельствует о примерно одинаковом влиянии наследственности и среды в формировании признака. Влияние среды определяется формулой: С = 100% - Н, где С – это влияние среды. 23 Таблица 1. Конкордантность (в %) некоторых признаков человека у близнецов (ОБ и ДБ). Признака ОБ ДБ Группы крови АВО, Rh Нормальные 100 Цвет глаз 46 99,5 28 Цвет волос 97 23 Папиллярные узоры 92 40 Патологические Диабет 84 16 Коронарный тромбоз 26 13,8 Косолапость 32 3 Артериальная гипертония 25 9,4 Расщелина губы 33 5 Врожденный вывих бедра 41 3 Бронхиальная астма 19 4,8 Корь 98 94 Эпидемический паротит 82 74 Туберкулез 37 15 Дифтерит 50 38 Эпилепсия 67 3 Шизофрения 70 13 26,2 10 Гипертония Метод дерматоглифики (Ф. Гальтон, 1892 г.). Дерматоглифика — это изучение рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвах. В отличие от других частей тела здесь имеются эпидермальные выступы — гребни, которые образуют сложные узоры. Узоры на пальцах и ладонях, как и генотип человека, строго индивидуальны. На земле нет двух людей с одинаковыми рисунками на пальцах (кроме монозиготных близнецов). Один из разделов дерматоглифики — дактилоскопия (изучение узоров на подушечках пальцев). Другие разделы дерматоглифики — пальмоскопия (рисунки на ладонях), плантоскопия (изучение дерматоглифики стопы). Дактилоскопия. Гребни на коже пальцев рук соответствуют сосочкам дермы, поэтому их называют также папиллярными линиями, рельеф этих выступов повторяет пласт эпидермиса. Межсосочковые углубления образуют бороздки. Полное формирование деталей строения тактильных узоров завершается до шести месяцев, после чего они остаются неизменными до конца жизни. Дерматоглифические исследования имеют важное значение в определении 24 зиготности близнецов, в диагностике некоторых наследственных болезней, в судебной медицине, в криминалистике для идентификации личности. Пальмоскопия. Рельеф ладони очень сложный, в нем выделяют ряд полей, подушечек и ладонных линий. Центральную ладонную ямку окружают шесть возвышений — подушечек. У основания большого пальца — тенар, у противоположного края ладони — гипотенар, против межпальцевых промежутков находится четыре межпальцевые подушечки. У основания II, III, IV и V пальцев находятся пальцевые трирадиусы — точки, в которых сходятся три разнонаправленных тока папиллярных линий; их обозначают латинскими буквами а, b, с, d. Вблизи браслетной складки, которая отделяет кисть от предплечья, располагается главный (осевой) ладонный трирадиус. Если провести линии от трирадиусов а и d к t, то образуется ладонный угол atd, в норме он не превышает 57°, а при хромосомных болезнях изменяется (см. рис 7.). Частота узоров варьирует в разных популяциях. Подсчет числа трирадиусов дает понятие об интенсивности узора, она тем выше, чем меньше дуг и больше петель. Индивидуальные особенности кожных узоров наследственно обусловлены. Это доказано генетическими исследованиями, в частности, на моно- и дизиготных близнецах. Коэффициент конкордантности у них составляет 0,8-0,9. У дизиготных близнецов конкордантность не превышает 0,3-0,5. На подошвенной поверхности стоп также есть кожные узоры. Их изучение составляет предмет плантоскопии. Рис 7. Угол atd в норме и при хромосомных болезнях: 1 - синдром Патау; 2 - синдром Дауна; 3 - синдром Шерешевского-Тернера; 4 - норма; 5 - синдром Клайнфельтера. Иммуногенетический метод включает серологические методы, иммуноэлектрофорез и др., которые используют для изучения групп крови, белков и ферментов сыворотки крови тканей. С его помощью можно установить иммунологическую несовместимость, выявить иммунодефицита, мозаицизм близнецов и т. В последнее время в качестве важного иммунологического маркёра популяционной генетики стали рассматривать главный комплекс гистосовместимости - HLA (Human Leukocyte Antigens). Антигены этой системы определяют иммунологически в лейкоцитах крови. Комплекс генов HLA компактно расположен на коротком плече хромосомы 6 (6р21.3). Локализация этой системы и протяжённость расположения её локусов на хромосоме позволили рассчитать, что комплекс составляет приблизительно 1/1000 генофонда организма. Антигены гистосовместимости участвуют в регуляции иммунного ответа организма, в поддержании иммунного гомеостаза. Благодаря своему полиморфизму и компактности локализации антигенов HLA приобрели большое значение в качестве генетического маркёра. В настоящее время обнаружено более 200 аллелей этой системы, она является наиболее полиморфной и биологически значимой из генетических систем организма человека. Нарушения различных функций главного комплекса гистосовместимости способствуют развитию ряда заболеваний, в первую очередь аутоиммунных, онкологических, инфекционных. В соответствии с расположением комплекса HLA в хромосоме 6 различают следующие локусы: D/DR, В, С, А. Сравнительно недавно обнаружены новые локусы G, E, H, F, их биологическую роль активно изучают в настоящее время. В главном комплексе гистосовместимости выделяют три класса антигенов. Антигены I класса кодируются локусами А, В, С. Новые локусы также относятся к этому классу. Антигены II класса кодируются локусами DR, DР, DQ, DN, DO. Гены I и II классов кодируют трансплантационные антигены. Гены III класса кодируют компоненты комплемента (С2, С4а, C4b, Bf), а также синтез изоформ ряда ферментов (фосфоглюкомутазы, гликоксилазы, пепсиногена-5, 21гидроксилазы). 25 Наличие у человека ассоциированных с определённым заболеванием антигенов позволяет предполагать повышенную предрасположенность к данной патологии, а при некоторых корреляциях, наоборот, устойчивость к ней. Определение антигенов системы HLA проводят на лимфоцитах, выделенных из периферической крови, с помощью гистотипируюших сывороток в микролимфоцитотоксической реакции или молекулярно-генетическими методами. Установление ассоциативных связей между болезнями и антигенов главного комплекса гистосовместимости позволяет: выделить группы повышенного риска развития болезни; определить её полиморфизм, то есть выявить группы больных с особенностями течения или патогенеза болезни; в этом же плане может проводиться анализ синтропии болезней, выяснение генетических предпосылок сочетания различных форм патологии; ассоциация с антигенами, определяющими устойчивость к заболеваниям, позволяет выявлять лиц с пониженным риском возникновения данной патологии; проводить дифференциальную диагностику заболеваний; определять прогноз; выработать оптимальную тактику лечения. В связи с тем, что для большинства болезней прямой связи с антигенами главного комплекса гистосовместимости не прослеживается, для объяснения ассоциации между заболеваниями и антигенами HLA была предложена теория «двух генов», согласно которой предполагается существование гена (генов) иммунного ответа (Ir-гена), тесно связанного с антигенами HLA и генами, регулирующими иммунный ответ. Гены-протекторы определяют резистентность к заболеваниям, а гены-провокаторы - чувствительность к тем или иным болезням. Таким образом, определение антигенов главного комплекса гистосовместимости на клетках крови (лейкоцитах) позволяет выявить степень индивидуальной предрасположенности человека к определённому заболеванию, а в ряде случаев использовать результаты исследований для дифференциальной диагностики, оценки прогноза и выбора тактики лечения. Например, выявление антигенов HLA-B27 используют в дифференциальной диагностике аутоиммунных болезней. Его обнаруживают у 90-93% пациентов европеоидной расы с анкилозирующим спондилитом и синдромом Райтера. У здоровых представителей этой расы антигены HLA-B27 выявляют всего в 5-7% случаев. Антигены HLA-B27 часто обнаруживают при псориатическом артрите, хронических воспалительных заболеваниях кишечника, протекающих с сакроилеитом и спондилитом, увейте и реактивном артрите. Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. Сколиоз - искривление позвоночника. По данным ученых в 60-70 годы 20-го века считали, что это заболевание наследуется по аутосомно-доминантному типу. Но при анализе родословных семей со случаями сколиоза доказали, что признак характеризуется вариабельной экспрессивностью и неполной пенетрантностью. Частота признака увеличена в семьях больных. Такие особенности проявления признака указывают на: A. Аутосомно-рецессивный тип наследования B. Аутосомно-доминантный тип наследования C. Мультифакториальний тип наследования D. Х-сцепленный тип наследования E. Зависимый только от внешних факторов. 2. У некоторых народов имеют место браки между родственниками. При каком типе наследования в таких семьях чаще всего рождаются больные дети? A. Х-сцепленном рецессивном B. Х-сцепленном доминантном C. Аутосомно-доминантном D. Аутосомно-рецессивном E. Митохондриальном 3. Миотоническая дистрофия характеризуется мышечной слабостью, миотонией, сердечной аритмией. Анализ родословной установил: заболевание проявляется в каждом поколении, одинаково у особей обоих полов, родители в одинаковой мере передают заболевание детям. Определите тип наследования заболевания: A. Аутосомно-рецессивный B. Аутосомно - рецессивный C. Х - сцепленный доминантный D. Х - сцепленный рецессивный E. Аутосомно - доминантный 4. В генетическую консультацию обратилась женщина, в семье которой проявляется болезнь синдром Ригера (нарушение функции зрения, олигодонтия, коническая форма передних зубов, гипоплазия нижней челюсти). Из анамнеза стало известно, что отец пробанда здоров, мать и брат матери - 26 больные. Дед со стороны матери тоже был болен, а бабка - здорова. Определите тип наследования синдрома Ригера: A. Аутосомно-доминантный B. Аутосомно-рецессивный C. Х-сцепленный рецессивный D. Х-сцепленный доминантный E. У-сцепленный 5. При диспансерном обследовании мальчика 7 лет установлен диагноз - синдром Леша-Наяна. Родители здоровы, но у дедушки по материнской линии такое же заболевание. Какой тип наследования заболевания: A. Аутосомно-рецессивный B. Доминантный, сцепленный с полом C. Рецессивный, сцепленный с полом D. Аутосомно-доминантный E. Неполное доминирование 6. Девочка 16 лет обратилась к стоматологу по поводу темной эмали зубов. При изучении родословной установлено, что данная патология передается от отца всем девочкам, а от матери - 50 % мальчиков. Какой тип наследования заболевания? A. Аутосомно-рецессивный B. Y- сцепленный C. Рецессивный, Х- сцепленный D. Аутосомно-доминантный E. Доминантный, с Х- сцепленный 7. Изменения в кариотипе человека вызывают хромосомные болезни. Укажите, какие из этих нарушений являются летальными: A. Моносомии аутосом B. Моносомия Х-хромосомы C. Трисомия по Х-хромосоме D. Полисомия по У-хромосоме E. Трисомия по аутосомам 8. Мужчина, который страдал наследственной болезнью, женился на здоровой женщине. У них родилось 5 детей: три девочки и два мальчика. Все девочки унаследовали болезнь отца. Какой тип наследования данного заболевания? A. Аутосомно-доминантный B. Аутосомно-рецессивный C. Доминантный, Х-сцепленный D. Сцепленный с У-хромосомой E. Рецессивный, Х-сцепленный 9. К врачу-генетику обратился юноша 18 лет астеничного телосложения: узкие плечи, широкий таз, высокий рост, незначительное оволосение на лице, выражена умственная отсталость Был установлен предварительный диагноз: синдром Клайнфельтера. Какой метод медицинской генетики поможет подтвердить данный диагноз? A. Цитогенетический B. Генеалогический C. Близнецовый D. Дерматоглифики E. Популяционно-статистический 10. Мать и отец были фенотипически здоровы и гетерозиготны по генотипу У них родился больной ребенок, в моче и крови которого обнаружена фенилпировиноград-ная кислота. Установлен предварительный диагноз - фенилкетонурия. Укажите тип наследования этого заболевания: A. Х-сцепленный, доминантный B. Х-сцепленный, доминантный C. Аутосомно-доминантный D. Сцепленный с У-хромосомой E. Аутосомно-рецессивный 11. После анализа родословной, врачгенетик установил: признак проявляется в каждом поколении, женщины и мужчины наследуют признак с одинаковой частотой, родители в одинаковой мере передают признаки своим детям. Определите, какой тип наследования имеет этот признак? A. Аутосомно- рецессивный B. Аутосомно- доминантный C. Х-сцепленное доминантное наследование D. Х-сцепленное рецессивное наследование E. У- сцепленное наследование 12. Известны трисомная, транслокационная и мозаическая формы синдрома Дауна. С помощью какого метода генетики человека можно дифференцировать названные формы синдрома Дауна? A. Биохимического B. Близнецового C. Генеалогического D. Цитогенетического E. Популяционно-статистического. 13. У больного при генеалогическом анализе установлено: наличие аналогичной патологии у его родственников во всех поколениях при относительно большом количестве больных по горизонтали. Для какого типа наследования это характерно: A. Сцепленный с Y-хромосомой B. Аутосомно-рецессивный C. с Х- сцепленный, доминантный D. с Х- сцепленный, рецессивный E. Аутосомно-доминантный 14. При анализе родословной врач-генетик установил, что болезнь встречается у особей мужского и женского пола, не во всех поколениях и больные дети могут рождаться у здоровых родителей. Какой тип наследования болезни? A. Y-сцепленный B. Аутосомно-доминантный C. Х-сцепленный, доминантный D. Х-сцепленный, рецессивный E. Аутосомно-рецессивный 27 16. У мужчины, его сына и дочери отсутствуют малые коренные зубы. Такая аномалия наблюдалась также у бабушки по линии отца. Какой тип наследования этой аномалии? A. Рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой B. Аутосомно-рецессивный C. Х-сцепленный, доминантный D. Сцепленный с Y-хромосомой E. Аутосомно-доминантный 17. Трихо-денто-костный синдром - одна из эктодермальных дисплазий, которая проявляется поражением зубов, волос и костей. При анализе родословной прослеживается наличие патологии в каждом поколении у мужчин и женщин. Какой тип наследования этого признака? A. Сцепленный с Y-хромосомой B. Аутосомно-рецессивный C. Аутосомно-доминантный D. Рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой E. Доминантный, сцепленный с Ххромосомой 18. После облучения у человека появилось большое количество мутантных клеток. Спустя некоторое время большинство из них было распознано и уничтожено клетками иммунной системы, а именно: A. Т-лимфоцитами супрессорами B. Плазмобластами C. Т-лимфоцитами киллерами D. В-лимфоцитами E. Стволовыми клетками Ситуационные задачи: По анамнезу составьте родословные, проведите анализ, определите тип наследования признаков. 1. В семье наблюдается одна из форм глухонемоты. Пробанд - глухонемая девочка, ее брат, мать и отец здоровы. Со стороны отца пробанда тетя и дед здоровы, а бабушка глухонемая. У матери пробанда есть глухонемой брат и здоровые брат и сестра. Дед и бабушка со стороны матери - с нормальным слухом. Составьте родословную. Определите тип наследования признака и генотипы членов родословной. 2. Пробанд - мальчик с веснушками. У его брата веснушек нет, а его сестра - с веснушками. Мать и отец пробанда с веснушками. Отец был женат дважды. От второй жены у него дочь и два сына, все без веснушек. Составьте родословную, определите характер наследования признака и генотипы всех членов родословной. 3. Пробанд - мужчина, страдает врожденной катарактой, которая была у его матери, а также у дяди и бабушки по материнской линии. Дед и тетя со стороны матери, муж тетки и три ее сына здоровы. Отец пробанда, тетка по линии отца, а также дед и бабушка со стороны отца, жена пробанда, ее сестра, два брата и родители здоровы. Из трех детей пробанда два сына здоровы, а дочь болеет врожденной катарактой. Составьте родословную и определите тип наследования данного заболевания. 4. Пробанд - мужчина, который имеет нормальное строение пальцев, его мать и отец также с нормальным строением пальцев. У отца пробанда есть сестра с брахидактилией и брат с нормальным строением пальцев. Тетка пробанда со стороны отца имеет патологический признак, она состоит в браке с мужчиной без брахидактилии. У их сына брахидактилия. У бабушки пробанда по линии отца и ее сестры брахидактилия, дед без данной патологии. Прабабушка и прадед (отец и мать бабушки пробанда по линии отца) имеют брахидактилию. Прадед был женат дважды. Его вторая жена без брахидактилии. От второго брака у прадеда были две дочери без аномалии и четыре сына с брахидактилией. Все дети прадеда были женаты, их мужья и жены без аномалий, у одной из его дочерей родились две девочки и мальчик с нормальным строением пальцев; у второй дочери - мальчик без аномалий, у первого сына родилась девочка с брахидактилией; у второго сына дочь без аномалий и две девочки 28 - монозиготные близнецы с брахидактилией. У двух вторых сыновей родились здоровые сыновья. Определите вероятность рождения ребенка без аномалии (с аномалией) в семье пробанда при условии, что он вступит к брак с женщиной, которая имеет такой же генотип, что и у него. 5. В семье здоровых родителей мальчик пяти лет заболел одной из форм миопатии (заболевание, при котором наблюдается атрофия мышц). Дядя пробанда по материнской линии и сын тетки по материнской линии больны миопатией. Тетка пробанда по материнской линии - мать больного ребенка, ее муж, а также бабушка и дед пробанда по материнской линии здоровы. Составьте родословную семьи, определите тип наследования заболевания и укажите гетерозиготных носителей патологического гена. 6. Установить тип наследования признаков в каждой родословной (см. рис. А, Б, В, Г), вероятность рождения больного ребенка. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 16 ТЕМА Хромосомные болезни. Цитогенетический метод их диагностики. Классификация наследственных болезней человека. Хромосомные болезни, которые предопределены нарушением количества или структуры хромосом, цитогенетические механизмы, сущность. Цитогенетические методы. Кариотипування. Анализ кариотипов больных с наследственными болезнями. Определения X- и Y-полового хроматина как метода диагностики наследственных болезней человека. Наследственные болезни, в зависимости от уровня нарушения наследственного материала, делятся на хромосомные и генные. Генные болезни, в свою очередь, делятся на моногенные и полигенные, среди которых есть болезни, на проявление и на развитие которых в значительной мере влияют факторы среды - это мультифакториальные болезни (болезни с наследственной предрасположенностью). Классификация наследственных болезней Моногенные Полигенные Хромосомные Мультифакториальные Болезни с наследственной предрасположенностью Среди генных болезней выделяют как моногенные болезни (мутация одного гена) так и полигенные или мультифакториальные вызванные мутациями или комбинациями полигенных систем, проявление которых, в значительной мере, зависит от факторов среды. Моногенные болезни также делятся на группы в зависимости от характера нарушений: – энзимопатии (ферментопатии); – дефекты структурных и транспортных белков; – нарушение циркулирующих белков крови; – генные болезни с неизвестным первичным биохимическим дефектом. Возникновение хромосомных болезней связано с нарушением расхождения хромосом во время анафазы первого и второго делений мейоза, а также с возникновением хромосомных аббераций (делеций, дупликаций, транслокаций и других нарушений структуры). Делеции приводят к нарушениям – частичные моносомии, они могут возникать на всех стадиях гаметогенеза и после завершения мейоза. Следствие – образование несбалансированных гамет. Частичные трисомии возникают 2-мя путями: 1) дупликации участков хромосом de novo; 29 2) наследуются от фенотипически здоровых родителей – носителей сбалансированных транслокаций или инверсий. В последние годы в цитогенетике человека установлены почти все варианты геномных или хромосомных мутаций по каждой паре хромосом. Хромосомные аномалии возникают также и на ранних этапах эмбрионального развития при дроблении. Результат таких изменений - мозаицизм, при котором одни клетки будут иметь нормальный кариотип, а другие – мутантный. Организмы–мозаики могут иметь 2-3 или большее количество клеточных клонов. Патология определяется количеством измененных клеток и характером мутации (по аутосомам, гоносомам, либо частичные моносомии или трисомии). Основной метод определения хромосомных болезней – цитогенетический, к которому относят: – кариотипирование; – дифференциальное окрашивание хромосом; – определение полового хроматина. Также используются биохимические методы, так как следствием хромосомных аномалий является эффект “дозы генов”, в результате которого изменяется концентрация некоторых ферментов. Например, при трисомии 21 (синдром Дауна) увеличивается в 1,5 раза активность фермента супероксидисмутазы. Эффект дозы установлен для 30 генов, локализованных в разных хромосомах. Определенное значение для диагностики имеет фенотипический анализ (портретная диагностика и дерматоглифика). Сейчас описано более 100 клинико–цитологических синдромов в основе которых лежат разные хромосомные аномалии (некоторые ученые считают, что полиморфизм хромосомных болезней значительно больше – до 500 болезней). Для человека (в соответствии с законом гомологических рядов наследственных форм изменчивости Н.И. Вавилова) характерны и геномние и хромосомные мутации, но влияние их на онтогенез обычно различное. Геномные мутации по типу полиплоидии иногда наблюдаются у живорожденных, но являются сублетальными ( до 10 дней). Чаще наблюдаются у абортусов, абортированых плодах, у мертворожденных. Основную часть составляют болезни, которые возникают в результате анеуплоидии, чаще трисомии. Трисомии установлены по хромосомам: 8, 9, 13, 14, 18, 21, 22, а по Х-хромосоме, встречаются варианты тетра– и полисомии, а также мозаицизм. Хромосомные болезни, которые связаны с изменением количества аутосом. Синдром Дауна (Dawn, 1866), трисомия 21. Кариотип 47 хромосом. Частота 1: 700-800 новорожденных, частота возрастает с возрастом матери (после 36 – 40 лет составляет 1: 50). Результат трисомии 21 хромосомы, транслокации или мозаицизма. Фенотипические (клинические) проявления. Дисгенетические признаки: косой разрез глаз, эпикант короткая шея, низкий рост, увеличенный язык, поперечная ладонная складка. Физическая и умственная имбецильность (отставание). В некоторых семьях при транслокационном синдроме высокий риск повторного рождения больных детей. Синдром Патау (Patau, 1960), трисомия группы D, синдром трисомии 13 – 15 хромосомы, чаще 13 хромосомы. Частота 1: 5000.7000 рождений. Фенотипические (клинические) проявления: микрокрания (аномалия мозга), анофтальм, заячья губа, волчья пасть, полидактилия, гемангиомы, аномалии внутренних органов, многочисленные, врожденные пороки сердца. Изменения дерматоглифики (тупой угол аtd), поперечная ладонная складка. Высокая детская смертность (90% в течение года). Синдром Едвардса (Edwards, 1960), трисомbя 18, трисомия группы Е (по 17.18 хромосомам). Частота _ 1: 7000 рождений. Фенотипически проявляется комплексом вариабельных пороков развития. Недостаточное физическое и психическое развитие. Мышечные атрофии, глубокое расположение и дисплазия ушных раковин. Нарушение развития глаз: микрофтальм, аномалии радужной оболочки, эпикант. 30 Аномалии скелета, многочисленные пороки развития внутренних органов (сердца, легких, почек). Дети умирают в течение 1-2-х лет жизни. Синдром “ кошачьего крика ” (синдром cri – du – chat; 1963), делеция короткого плеча 5 хромосомы (5 р–). Частота среди новорожденных 1: 50 000. Характеризуется полиморфизмом в зависимости от размера делеции. Фенотипически проявляется недостаточным физическим и умственным развитием, аномалиями внутренних органов, микроцефалией. Характерен кошачий крик во время рождения. Гоносомии – хромосомные болезни, вызванные изменениями количества половых хромосом. Из аномалий по половым хромосомам чаще встречаются синдром Шерешевского – Тернера и синдром Клайнфельтера. Синдром Клайнфельтера (Altmann, 1895, кариотип 47, ХХУ; 48, ХХХУ; 49, ХХХХУ. Kleinfelter и соавторы, 1942). Частота 1,5 : 1000 рожденных мальчиков, другие варианты – редко. Фенотипические проявления: юноши высокого роста, с непропорционально длинными конечностями, . Нарушается половое развитие. Бесплодие. Психические нарушения, при увеличении количества Х-хромосом – олигофрения разной степени. Синдром Шерешевского – Тернера (Шерешевский, 1925; Turner, 1938), кариотип 45, ХО (моносомия Х). Частота 0,7 : 1000 девочек. Фенотипические проявления: крыловидная складка на шее, нарушения физического развития. Низкий рост, запаздывание окостенения хрящей, характерное вялое выражение лица. Недоразвитие гонад, гипоплазия матки, аномалии скелета (ребер, позвонков), аномалии сердечно-сосудистой системы, почек. Интеллект у большинства в пределах нормы. Х – полисомия встречается у женщин. Кариотип 47, ХХХ или случаи мозаицизма на 46, ХХ/ 47, ХХХ. Частота 1: 1000 рождений. Фенотипически определить тяжело. У большинства больных женщин нормальное физическое и умственное развитие, нормальное половое развитие. Увеличен риск рождения детей с хромосомной патологией. Соматические аномалии слабо выражены, такие женщины чаще страдают шизофренией. Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. Каждый врач должен знать характерные для наследственных болезней маркеры. У больного обнаружен вывих хрусталика. Какой синдром диагностирует врач, принимая во внимание еще и особенность формы кисти и стопы больного? A. Дауна B. Шерешевского-Тернера C. Клайнфельтера D. Марфана E. Трисомии Х 2. В культивируемых фибробластах кожи ребенка с синдромом Патау обнаружено 47 хромосом. Определите тип аномалии A. Трисомия Х B. Моносомия Х C. Трисомия 21 D. Трисомия 18 E. Трисомия 13 3. Изучается кариотип больной с синдромом Шерешевского-Тернера - 45(Х0). Деление прекращено на стадии метафазы митоза. Сколько насчитывается хромосом на этой стадии в одной метафазной пластинке: A. 44 аутосомы + ХХ B. 43 аутосомы + ХХ C. 44 аутосомы + ХО D. 45 аутосом + ХО E. 42 аутосомы + ХХХ 4. У женщины родилось два младенца. У одного ребенка установлен предварительный диагноз: синдром ”кошачьего крика”, который характеризуется недоразвитием мышц гортани и «мяукающим» тембром голоса. Этот диагноз можно подтвердить или опровергнуть с помощью метода: A. Амниоцентеза B. Биохимического C. Цитогенетического D. Близнецового E. Популяционно-статистического 5. С помощью цитогенетического метода изучается кариотип больного с синдромом Клайнфельтера 47 (XXY). Сколько телец полового хроматина насчитывается в ядре одной клетки: A. Четыре B. Два C. Три D. Одно E. Ни одного 6. С помощью цитогенетического метода установлен кариотип женщины с синдромом полисомия–Х: 47 (XXХ). Сколько телец полового хроматина насчитывается в ядре одной клетки: A. Ни одного B. Одно 31 C. Три D. Четыре E. Два 7. Во время исследования клеток букального эпителия слизистой оболочки щеки у пациента мужского пола не обнаружено ни одного тельца полового хроматина. Возможный диагноз: A. Синдром "супермужчины" B. Синдром Клайнфельтера C. Синдром Шерешевского-Тернера D. Нормальный мужчина E. Синдром Морриса. 8. К гинекологу обратилась 28-летняя женщина по поводу бесплодия. При обследовании выявлено: недоразвитие яичников и матки, нерегулярный менструальный цикл. При исследовании полового хроматина в большинстве соматических клеток обнаружены 2 тельца Барра. Какая хромосомная болезнь наиболее вероятно диагностирована у женщины? A. Синдром Патау B. Синдром Едвардса C. Синдром полисомия-Х D. Синдром Клайнфельтера E. Синдром Шерешевского-Тернера 9. В медико-генетическую консультацию обратилась девушка с предварительным диагнозом “синдром Шерешевского-Тернера”. Каким методом изучения наследственности человека можно уточнить диагноз? A. Изучение полового хроматина B. Генеалогический C. Гибридизации соматических клеток D. Биохимический E. Дерматоглифика 10. В медико-генетическую консультацию обратился юноша по поводу отклонений в физическом и половом развитии. Цитогенетическим методом установлена следующая кариотипическая картина: 47 ХХY. Для какой наследственной патологии это характерно? A. Синдром Едвардса B. Синдром Шерешевского-Тернера C. Синдром “кошачьего крика” D. Синдром Патау E. Cиндром Клайнфельтера 11. У женщины во время овогенеза (мейоз 2) в результате нерасхождения половых Ххромосом образовался овоцит ИИ порядка с 22 хромосомами и полярное тельце с 24 хромосомами. Какая вероятность появления ребенка с синдромом Шерешевского-Тернера, если состоится оплодотворение образованной яйцеклетки сперматозоидом с нормальным количеством хромосом? A. 100 % B. 50 % C. 75 % D. 25 % E. 0 % 12. В медико-генетическую консультацию обратился мужчина по поводу бесплодия. В ядрах большинства клеток эпителия слизистой оболочки щеки было обнаружено одно тельце Барра. Это указывает, что у пациента: A. Синдром Патау B. Синдром Шерешевского-Тернера C. Синдром Клайнфельтера D. Синдром Дауна E. Синдром Едвардса 13. Девочке установлен предварительный диагноз -синдром Шерешевского-Тернера. Проводится кариотипирование. На стадии анафазы митоза количество хромосом в одной клетке составляет: A. 90 B. 45 C. 46 D. 92 E. 94 14. На основе фенотипического анализа у женщины уставлен предварительный диагноз “полисомия Х хромосомы”. Для уточнения диагноза используют цитогенетический метод. Диагноз подтвердится, если кариотип будет: A. 48 (XXXY) B. 48 (ХХХХ) C. 48 (XXYY) D. 47 (XXY) E. 46 (XX) 15. В культивируемых фибробластах кожи ребенка с болезнью Дауна обнаружено 47 хромосом. Определите тип патологии. A. Трисомия 21 B. Моносомия Х C. Трисомия 13 D. Трисомия 18 E. Трисомия Х 16. Новорожденному ребенку со многими пороками развития поставлен диагноз: синдром Патау. Какой прогноз для жизни при этом синдроме? A. Средняя продолжительность жизни 3 месяца B. Средняя продолжительность жизни 3 недели C. Средняя продолжительность жизни 3 года. D. Средняя продолжительность жизни 10 лет E. Прогноз для жизни благоприятный. 17. У мужчины с евнухоподобным и немного феминизированным типом телосложения, в клетках обнаружен половой хроматин. Какой диагноз можно поставить? A. Фенилкетонурия B. Синдром Дауна 32 C. Синдром Патау D. Трисомия Х E. Синдром Кляйнфельтера 18. У 14-летней девушки обнаружена моносомия Х. Какой диагноз будет поставлен? A. Синдром Патау B. Синдром Дауна C. Синдром Шерешевского-Тернера D. Муковисцидоз E. Болезнь Вильсона - Коновалова 19. При диспансерном обследовании у мальчика 12 лет был обнаружен лейкоз неизвестной этиологии. В медико-генетической консультации было установлено, что это наследственная болезнь. С какими нарушениями наследственного аппарата связана данная патология? A. Делеция 5-й пары хромосом B. Трисомия 18 пары хромосом C. Трисомия 13 пары хромосом D. Делеция 21 хромосом E. Трисомия 21 пары хромосом 20. Укажите, какой набор половых хромосом у женщины, если в ядрах эпителия слизистой оболочки полости рта не обнаружены тельца полового хроматина: A. ХУ B. ХХУ C. ХО D. ХХХХ E. ХХ 21. При обследовании 2-х месячного ребенка педиатр обратила внимание, что плач ребенка напоминает кошачий крик. Диагностирована микроцефалия и пороки сердца. С помощью цитогенетического метода определили кариотип ребенка 46, XX, 5 р-. Данное заболевание является следствием: A. Плейотропии B. Дупликации C. Инверсии D. Транслокации E. Делеции 22. У новорожденного мальчика долихоцефалический череп, микростомия, узкие глазные щели, ушные раковины деформированы. Кариотип ребенка 47, XY + 18. Установите диагноз: A. Синдром Патау B. Синдром Эдвардса C. Синдром Дауна D. Синдром Клайнфельтера E. Синдром Шерешевского –Тернера 23. У больной установлен диагноз – синдром Шерешевского-Тернера. Кариотип (45, Х0). В этом наборе будет такое количество половых хромосом: A. Сорок пять B. Ноль C. Две D. Сорок четыре E. Одна 24. У юноши 16 лет обнаружена аномалия форм коронок, гингивит, резорбция межзубных перегородок, при цитологическом исследовании слизистой оболочки полости рта в ряде клеток обнаружено по 2 тельца Барра. Какой наиболее вероятный синдром обнаружен у юноши? A. Полисомия-Х B. Синдром Дауна. C. Синдром Клайнфельтера D. Кретинизм E. Синдром Шерешевского-Тернера 25. Во время овогамии образовалась клетка с несбалансированным количеством хромосом – 22 хромосомы, отсутствовала Х-хромосома. Какая вероятность появления ребенка с синдромом Клайнфельтера, если произойдет оплодотворение ее сперматозоидом с нормальным количеством хромосом? A. 0 % B. 100 % C. 50 % D. 25 % E. 75 % 26. В медико-генетическую консультацию обратилась женщина. При осмотре у нее оказались такие симптомы: крыловидные шейные складки (шея „сфинкса”); широкая грудная клетка, слабо развитые молочные железы. Во время исследования клеток букального эпителия в ядрах не было обнаружено глыбок Х-хроматина. Это указывает что у пациентки: A. Синдром Дауна B. Синдром Клайнфельтера C. Синдром Патау D. Синдром Шерешевского-Тернера E. Синдром Эдвардса 27. Во время цитогенетического обследования пациента с нарушенной репродуктивной функцией обнаружен в некоторых клетках нормальный кариотип 46 ХУ, но в большинстве клеток кариотип синдрома Клайнфельтера - 47 ХХУ. Какое название носит такое нарушение? A. Дупликация B. Инверсия C. Транспозиция D. Мозаицизм E. Гетерогенность 28. В медико-генетическую консультацию обратились родители ребенка, который родился с такими врожденными пороками: микроцефалия, узкие глазные щели, недоразвитые глазные яблоки, сплющенный широкий нос, расщелина верхней губы и неба. Был поставлен предварительный диагноз: синдром Патау. С помощью какого метода можно подтвердить этот диагноз? 33 A. Цитогенетического B. Дерматоглифика C. Популяционно - статистического D. Генеалогического E. Близнецового 29. У юноши, который имеет высокий рост (187см), обнаружено высокое небо, неправильный рост больших зубов с дефектами зубной эмали. При исследовании букального соскоба с помощью люминесцентной микроскопии обнаружены две У-хромосомы. Данная аномалия является результатом: A. Трисомии B. Моносомии C. Нулисомии D. Алоплоидии E. Аутополиплоидии 30. Во время гаметогенеза в мейозе половые хромосомы у человека не разошлись к противоположным полюсам клетки. Какое хромосомное заболевание является следствием этого: A. Синдром Шерешевского-Тернера B. Синдром Дауна C. Синдром Патау D. Синдром Эдвардса E. Синдром «кошачьего крика» 31. Цитогенетическим методом обнаружено наличие в соматических клетках женщины двух телец полового хроматина. Для какого хромосомного заболевания это характерно: A. Синдром трисомии Х B. Синдром Дауна C. Синдром Шерешевского-Тернера D. Синдром Эдвардса E. Синдром Патау 32. У людей с синдромом Дауна имеют место аномалии лицевой части черепа, включая гипоплазию верхней челюсти, высокое небо, неправильный рост зубов. Какой из кариотипов принадлежит мужчине с синдромом Дауна? A. 47, ХХУ B. 47, ХУ+18 C. 47, ХУ+21 D. 48, ХХХУ E. 47, ХХХ 33. У здоровых родителей родился ребенок с синдромом Дауна с кариотипом 46 хромосом. Однако, одна из хромосом группы D имела удлиненное короткое плечо. В чем причина заболевания? A. Трисомия по 15-й паре хромосом B. Сбалансированная транслокация C. Трисомия по 18-й паре хромосом D. Несбалансированная транслокация 21 хромосомы E. Моносомия по Х – хромосоме 34. Известно, что в интерфазных ядрах мужских соматических клеток в норме содержится не более 0-5 % телец полового хроматина, а в женских 60 -70%. С какой целью используют в практической медицине определение количества телец полового хроматина? A. При экспрес-диагностике пола человека B. При изучении структуры Х-половой хромосомы C. При изучении структуры У-половой хромосомы D. При определении хроматина E. При изучении структуры аутосом. 35. С помощью медико-генетического консультирования было обнаружено, что гемофилия проявляется через поколение и встречается только у лиц мужского пола. Какой метод медицинской генетики был для этого использован? A. Генеалогический B. Близнецовый C. Дерматоглифики D. Цитогенетический E. Амниоцентез 36. Галактоземия - аутосомно-рецессивное заболевание, которое приводит к повреждению мозга, печени и глаз, если ребенок остается на грудном вскармливании. Какой метод генетического обследования следует применить для точного установления диагноза? A. Цитогенетический B. Близнецовый C. Генеалогический D. Гибридизации соматических клеток E. Биохимический 37. У здоровых родителей родился ребенок с синдромом Патау. С помощью какого метода антропогенетики можно отличить данную патологию от генокопии? A. Определение полового хроматина B. Цитогенетический C. Биохимический D. Близнецовый E. Дерматоглифики 38. Каким методом антропогенетики воспользуется врач относительно скрининга фенилкетонурии новорожденного: A. Биохимический B. Генеалогический C. Близнецовый D. Цитогенетический E. Популяционно-статистический 39. Для уточнения механизма развития расщелины губы и неба у человека, в лаборатории экспериментальной биологии изучали подобную аномалию у мышей. Какой метод генетики был использован? A. Моделирование B. Цитогенетический C. Дерматоглифики D. Близнецовый E. Популяционно-статистический 34 40. Какой из перечисленных методов генетики человека нужно использовать для диагностики синдрома Дауна: A. Цитогенетический B. Анализ ДНК C. Близнецовый D. Популяционно-статистический E. Биохимический 41. У новорожденного ребенка такие симптомы: судороги, рвота, желтуха, специфический запах мочи. Врач-генетик предположил наличие наследственной болезни обмена веществ. Какие методы исследования необходимо использовать для постановки точного диагноза при отсутствии ДНК диагностики? A. Биохимический B. Дерматоглифики C. Популяционно-статистический D. Цитогенетический E. Близнецовый 42. В медико-генетическую консультацию обратилась женщина по поводу риска заболевания гемофилией у своего сына. Ее муж страдал этим заболеванием с рождения. Женщина и ее родители гемофилией не страдали. Определить вероятность рождения мальчика с гемофилией в этой семье. A. 0% B. 100% C. 50% мальчиков больны гемофилией D. 25% мальчиков больны гемофилией E. 75 % мальчиков больны гемофилией 43. Первым этапом диагностики болезней, вызванных нарушением обмена веществ, является метод скрининга, после которого используют точные хроматографические методы исследования ферментов, аминокислот. Какое название имеет описанный метод: A. Биохимический B. Иммунологический C. Цитогенетический D. Популяционно-статистический E. Гибридизации соматических клеток 44. Известны трисомная, транслокационная и мозаичная формы синдрома Дауна. С помощью какого метода генетики человека можно дифференцировать названные формы синдрома Дауна? A. Биохимического B. Близнецового C. Генеалогического D. Цитогенетического E. Популяционно-статистического 45. В медико-генетическую консультацию обратилась больная девушка с предварительным диагнозом “синдром Шершевского-Тернера”. Каким генетическим методом можно уточнить диагноз? A. Определение полового хроматина B. Генеалогическим C. Гибридологическим D. Биохимическим E. Дерматоглифики 46. В медико-генетическую консультацию обратились родители новорожденого ребенка, у которого наблюдаются аномалии лицевого отдела черепа (микрогнатия, микростомия, короткая верхняя губа). Врач предположил наличие хромосомной болезни у ребенка. Какой метод генетики необходимо использовать для уточнения диагноза? A. Генеалогический B. Биохимический C. Цитогенетический D. Близнецовый E. Иммуногенетический 47. У человека диагностировано галактоземию болезнь накопления. Какой метод генетики позволяет обнаружить эту болезнь? A. Близнецовый B. Цитогенетический C. Популяционно-статистический D. Биохимический E. Гибридологический 48. У больного во время обследования обнаружена фенилпировиноградная кислота в моче, по поводу чего установлен диагноз: фенилкетонурия. С помощью какого метода была проведена диагностика этой патологии? A. Цитогенетического B. Биохимического C. Близнецового D. Генеалогического E. Популяционно-статистического 49. В медико-генетическую консультацию обратился мужчина по поводу бесплодия. В большинстве ядер клеток эпителия слизистой оболочки полости рта обнаружено по одному тельцу Барра. Больному был установлен предварительный диагноз: синдром Клайнфельтера. С помощью какого метода генетики можно подтвердить этот диагноз? A. Близнецового B. Генеалогического C. Цитогенетического D. Биохимического E. Популяционно-статистического 35 Ситуационные задачи: 1. В МГК обратилась молодая семья, которая уже имела ребенка с синдромом Дауна. Они хотели узнать, возможно ли у них рождение здорового ребенка. Необходимо ли провести дополнительные исследования? 2. При исследовании крови человека в лейкоцитах найдены 2 «барабанные палочки». Какой возможный кариотип человека и его пол. Какие могут наблюдаться фенотипические изменения? 3. У женщины при исследовании полового хроматина в соматических клетках (клетках букального эпителия ротовой полости) не найдены тельца Барра. Какой ее кариотип? Какие могут быть изменения фенотипа? 4. У мужчины высокий рост (185 см), евнухоподобное телосложение, высокая талия, длинные конечности. Также отмечается неправильный рост больших зубов с дефектами зубной эмали, большие ушные раковины с приросшей мочкой. Какое хромосомное нарушение возможно у мужчины? Какими методами генетики возможно подтвердить такое нарушение? 5. У больного с патологическими изменениями, которые связаны с активацией онкогена поставлен предварительный диагноз - микроцитогенетический синдром. Какими методами это возможно подтвердить? Что лежит в основе микроцитогенетического синдрома? 6. У женщины обнаружено 45 хромосом. Существует транслокация 21-ой на 21-ю хромосому. Какой риск рождения ребенка с синдромом Дауна у такой матери? 7. Сколько глыбок полового хроматина окажется в клетках человека с синдромами: а) Патау; б) Шерешевского – Тернера; в) трисомией Х; г) Клайнфельтера (XXХУ)? 8. У фенотипически женского организма проведено определение процентного содержания полового хроматина в букальном эпителии. В каких случаях возможно подозревать патологию? а) 35%; б) 0%; в) 13%; г) 48%. 9. У фенотипически мужского организма проведено определение процента полового хроматина в букальном эпителии. В каких случаях возможно подозрение на патологию? а) 0%; б) 2%; в) 30%; г) 48%. 10. Какое значение имеет тот факт, что люди, которые страдают хромосомными заболеваниями не имеют потомства? 11. При цитогенетическом анализе обнаружен кариотип 47 (21+ ). Фенотип нормальный, включая интеллект. Как это возможно объяснить? 12. В медико–генетическую консультацию обратились молодые супруги, которые имеют ребенка с болезнью Дауна, желая узнать, возможное ли у них рождение здорового ребенка? Какой ответ можно дать? Необходимо ли проводить дополнительные исследования? 13. При исследовании крови в лейкоцитах обнаружено 2 глыбки полового хроматина в виде “барабанных палочек”. Написать возможный кариотип. Будет ли данное изменение в кариотипе проявляться фенотипически? 14. У женщины при обследовании в клетках слизистой оболочки щеки не обнаружено глыбок полового хроматина. Какое заболевание можно предположить? 15. В 22 % клеток из амниотической жидкости обнаружено глыбки полового хроматина. Следует ли провести дополнительное исследование для диагностики пола плода? ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 17 ТЕМА. Молекулярные болезни. Биохимический метод и ДНК-диагностика. Моногенные (молекулярные) болезни человека, которые предопределены изменением молекулярной структуры гена. Молекулярные болезни углеводного, аминокислотного, белкового, липидного, минерального обмена. Механизм их возникновения и принципы лабораторной пренатальной диагностики. Генная инженерия. Биотехнология. Понятие о генной терапии. Молекулярные болезни. Среди генных болезней выделяют как моногенные болезни (мутация одного гена) так и полигенные или мультифакториальные вызванные мутациями или комбинациями полигенных систем, проявление которых, в значительной мере, зависит от факторов среды. Моногенные болезни также делятся на группы в зависимости от характера нарушений: – энзимопатии (ферментопатии); – дефекты структурных и транспортных белков; – нарушение циркулирующих белков крови; – генные болезни с неизвестным первичным биохимическим дефектом. 36 В соответствии с классификацией ВООЗ, моногенные или молекулярные болезни делятся на группы, вызванные нарушением: 1) аминокислотного обмена; 2) углеводного обмена; 3) липидного обмена; 4) стероидного обмена (дефекты биосинтеза гормонов); 5) пуринового и пиримидинового обмена; В основе энзимопатий лежат либо изменения активности ферментов, либо снижение активности их синтеза. У гетерозигот – носителей мутантного гена – присутствие нормального аллеля обеспечивает сохранение около 50% активности фермента по сравнению с нормальным состоянием. Поэтому наследственные дефекты ферментов клинически проявляются у гомозигот, а у гетерозигот недостаточная активность фермента выявляется специальными исследованиями. Механизм возникновения генных болезней. Генные болезни возникают в результате генных мутаций. При генной мутации изменяется структура гена, что приводит к изменению активности ферментов, катализирующих многие звенья реакции на пути к появлению признака. Вследствие этого может накопиться одно вещество, потому что фермент не способен его расщепить (избыток субстрата можно обнаружить в крови и в моче); может появиться недостаток какого-то вещества и это отразится на проявлении признака, т.е. проявится какая-либо патология. Для диагностики болезней, связанных с нарушением обмена веществ используют биохимические методы, генеалогический (для установления типа наследования), иммунологический, молекулярногенетический (для определения структуры белков). Наследственные дефекты обмена аминокислот (энзимопатии). Фенилкетонурия — нарушение обмена фенилаланина. В первые недели жизни развиваются клинические проявления неврологического характера: повышенная возбудимость, судорожные эпилептические припадки. Позже развивается микроцефалия, умственная отсталость, уменьшенная пигментация кожных покровов, волос, радужной оболочки глаз. Тип наследования А-Р. Тирозиноз — нарушение обмена аминокислоты тирозина. Накопление в крови и выделение с мочой тирозина. В острой форме заболевание характеризуется задержкой развития младенца, увеличением печени и селезенки и геморагии, изменениями в почках. Без лечения дети гибнут в грудном возрасте от печеночной или дыхательной недостаточности. Для хронического течения болезни присущи цирроз печени, рахитоподобные изменения костей, поражение канальцевой системы почек. Тип наследования А-Р. Альбинизм — нарушение в цепи обмена тирозина. Мало образуется меланина. Отсутствие меланина в клетках кожи, волос и радужной оболочки глаз, повышенная чувствительность к УФоблучению. Тип наследования А-Р. Алкаптонурия — нарушение преобразования гемогентензиновой кислоты. Клинические проявления начинаются после 40 лет, выражаются в патологии суставов, конечностей и позвоночника, других богатых соединительной тканью частей тела. Отложение гомогентинзиновой кислоты в соединительной ткани (пигментация цвета охры). Большое количество кислоты выводится с мочой, которая, постояв на воздухе, темнеет. Тип наследования А-Р. Наследственные дефекты обмена углеводов. Галактоземия — нарушение обмена галактозы, которая поступает с пищей и расщепляет моно и дисахариды. Тип наследования А – Р. Клинические проявления – желтуха новорожденных, рвота, понос, обезвоживание организма, развитие умственной отсталости, значительное увеличение печени и селезенки, катаракта (потемнение хрусталика). При ранней диагностике ребенку назначают специальную (как и при фенилкетонурии) диету – исключение молока матери и других продуктов, которые содержат лактозу или галактозу. Развитие ребенка нормализуется. Мукополисахаридозы — наследственные болезни накопления, которые развиваются вследствии недостаточности ряда ферментов, участвующих в расщеплении сложных содержащих амины углеводов – гликозаминогликанов (ГАГ). Мутантные ферменты относятся к лизосомным гидролазам. Определяются мутациями разных генов, которые кодируют разные ферменты. Тип наследования А Р, Х - Р. Фенотипически (клинически) проявляются в нарушении развития (карликовость, особые черты лица, малоподвижность суставов, уменьшение объема мозга, ранняя смертность – 12-20 лет). С мочой выделяется много мукополисахаридов. Чаще всего встречается синдром Гурлера (гаргоилизм), синдром Хантера. Наследственные дефекты обмена липидов. Наследственные дефекты обмена липидов включают группу болезней – сфинголипидозы или липидозы. Вызваны нарушением расщепления липидов; нарушением обмена липидов плазмы 37 крови, сопровождающиеся увеличением или снижением в крови холестерина. Клинические проявления характеризуются умственными и двигательными расстройствами, т.к. поражается головной мозг, кости, паренхиматозные органы. Тип наследования А-Р, встречаются редко. Нарушение обмена липидов плазмы крови приводит к развитию атеросклероза. Наследственные болезни — нарушение биосинтеза стероидных гормонов встречаются с частотой 1 : 5000...10000; А - Р тип наследования. К этой группе относятся: адреногенитальный синдром или мужской ложный гермафродитизм и тестикулярная феминизация. При адреногенитальном синдроме больные имеют женский фенотип при хромосомном наборе 46,ХУ, так как рецепторы, под влиянием которых формируются наружные половые органы у мужчин – не полноценны. Как результат – крипторхизм, гипоспадия и др. При тестикулярной феминизации (46, ХУ) у больных также женский фенотип, но обусловлен он отсутствием рецепторов воспринимающих тестостерон (половые органы развиваются по женскому типу, но недоразвиты). Наследственные болезни обмена пуринов и пиримидинов. Пример синдром Леша – Найяна. Частота 1 : 300000. Тип наследования Х - Р. К синдрому приводит недостаточная активность фермента, превращающего свободные пурины и пиримидины в нуклеотиды. Фенотипические проявления: умственная отсталость, повышенный тонус мышц, агрессивное поведение, склонность к самоповреждениям. Гемоглобинопатии –– группа наследственных болезней, при которых изменяются белковые цепи гемоглобина (Нb), что приводит к изменениям их функций и свойств. К таким болезням относятся: серповидно-клеточная анемия, талассемия. Серповидно-клеточная анемия с высокой частотой встречается в регионах распространения малярии. Тип наследования – аутосомный, неполностью доминантный. Мутантный ген (S) вызывает синтез Hb, который изменяет форму эритроцитов на серповидную и не способен присоединять кислород, вследствие чего развивается анемия и гипоксия. У гетерозигот – одновременно есть нормальный и мутантный Нb, но они не болеют малярией. Талассемии — болезни, при которых уменьшается содержание белка – глобина в молекуле гемоглобина (Hb). Тип наследования А – Р. У больных развивается анемия. К наследственным генным болезням с невыясненным первичным биохимическим дефектам относят: 1) Ахондроплазию. А - Д тип наследования, частота 1:100 000. Фенотипично проявляется нарушениями строения скелета (нарушение образования хрящевой ткани в эпифизах трубчатых костей, костей черепа; низкий рост (до 120 см) при сохранении нормальной длины туловища; макроцефалия). 2) Муковисцидозы. Очень распространенная болезнь, развивается с момента рождения, проявляется легочной и кишечной формами. В основе патогенеза всех форм лежит поражение экзокринных желез, секретирующих клеток бронхов, поджелудочной железы, кишечника, потовых желез, печени. Это приводит к выделению густого секрета, в последствии к воспалительным и склеротическим изменениям в органах. Диагностика – специальные комплексные тесты (определение содержимого Na в секретах, определение активности пищеварительных ферментов...). Считается, что значительное число случаев у детей не диагностируется. 3) Миопатии (мышечные дистрофии) – группа наследственных болезней, при которых поражаются поперечно-полосатая и гладкая мышечные ткани. Тип наследования может быть Х - Р, А Д, А - Р. Для миопатий характерно поражение мышц, которое с возрастом прогрессирует, тяжелое течение, может закончиться летальным исходом. Генетическая гетерогенность наследственных болезней и их клинический полиморфизм. Довольно часто сходное фенотипическое проявление болезни обусловлено несколькими разными мутациями. Это явление называется генетической гетерогенностью наследственных болезней. Генетическая гетерогенность наследственных болезней может быть обусловлена мутациями разных генов, кодирующих ферменты одного метаболического пути, а также разных локусов одного и того же гена, приводящих к появлению разных его аллелей. Большой генетической гетерогенностью характеризуется врожденная глухота, фенилкетонурия, галактоземия и др. Клиническое многообразие (полиморфизм) наследственных болезней – это разнообразие клиники наследственных болезней, которая проявляется в различном времени начала заболевания, разной симптоматике, различной тяжести течения болезни. Причины этого могут быть генетические (разные формы взаимодействия генов, наличие генов – модификаторов) и средовые (влияние факторов среды, в которой развивается организм и, которая влияет на проявление этих генов). Мультифакториальные болезни (МБ). МБ составляют 90% хронических неинфекционных болезней, генетический анализ которых очень сложен. 38 Признаки, которые наследуются полигенно характеризуются беспрерывным рядом фенотипических изменений от субклинических до четко выраженных клинических симптомов. Большую роль в этиологии МБ имеет влияние средовых факторов, особое значение при этом имеют случайные факторы, которые значительно повышают экспрессивность признаков при МБ и стимулируют раннее их проявление; увеличивают тяжесть патологического состояния. При клинико-генеалогическом анализе МБ учитывают: – частоту заболевания у родственников, сибсов, которая может быть значительно большей, чем общепопуляционная; – частоту заболевания, которая часто зависит от пола, а также от того, по чьей линии передается болезнь. Болезни с наследственной предрасположенностью могут быть как моногенными так и полигенными. Например, существует наследственная патология – неспособность расщеплять лактозу. Данные гены широко распространены среди населения Азии (95 – 100%). В некоторых других популяциях встречается повышенная чувствительность к сульфаниламидным препаратам, которая приводит к гемолизу эритроцитов, повышению температуры. К мультифакториальным болезням относятся такие болезни, как псориаз, сахарный диабет, шизофрения. Часто предрасположенность к ряду болезней наблюдается у людей с определенными генотипами по полигенным системам групп крови, АВО и другими. Молекулярно-генетические методы Методы ДНК-технологии используют для выяснения локализации в той или иной хромосоме мутантного гена, ответственного за происхождение определённых форм наследственной патологии. Так как ген представляет собой участок ДНК, а мутация генов - повреждение первичной структуры ДНК (под мутацией понимают все изменения в последовательности ДНК, независимо от их локализации и влияния на жизнеспособность индивида), то, зондируя препараты метафазных хромосом больного с наследственным заболеванием, удаётся установить локализацию патологического гена. Методы молекулярной генетики создают возможности для диагностики болезней на уровне изменённой структуры ДНК, они позволяют выяснять локализацию наследственных нарушений. Молекулярно-генетические методы могут выявить мутации, связанные с заменой даже одного-единственного основания. Важнейший этап идентификации гена - его выделение. ДНК может быть изолирована из любого типа тканей и клеток, содержащих ядра. Этапы выделения ДНК включают: быстрый лизис клеток, удаление с помощью центрифугирования фрагментов клеточных органелл и мембран, ферментативное разрушение белков и их экстрагирование из раствора с помощью фенола и хлороформа, концентрирование молекул ДНК путем преципитации в этаноле. В генетических лабораториях ДНК чаще всего выделяют из лейкоцитов крови, для чего у пациента забирают 5-20 мл венозной крови в стерильную пробирку с раствором антикоагулянта (гепарин). Затем отделяют лейкоии ты и проводят их обработку по изложенным выше этапам. Следующий этап подготовки материала к исследованию - «разрезание» ДНК на фрагменты в участках со строго специфической последовательностью оснований, которое осуществляют с помощью бактериальных ферментов - рестрикционных эндонуклеаз (рестриктаз). Рестриктазы узнают специфические последовательности из 4-6, реже 8-12 нуклеотидов в двухцепочечной молекуле ДНК и разделяют её на фрагменты в местах локализации этих последовательностей, называемых сайтами рестрикции. Количество образующихся рестрикционных фрагментов ДНК определяется частотой встречаемости сайтов рестрикции, а размер фрагментов - характером распределения этих сайтов по длине исходной молекулы ДНК. Чем чаще расположены сайты рестрикции, тем короче фрагменты ДНК после рестрикции. В настоящее время известно более 500 различных типов рестриктаз бактериального происхождения, и каждый из этих ферментов узнаёт свою специфическую последовательность нуклеотидов. В дальнейшем сайты рестрикции могут быть использованы в качестве генетических маркёров ДНК. Образовавшиеся в результате рестрикции фрагменты ДНК могут быть упорядочены по длине путём электрофореза в агарозном или полиакриламидном геле, а тем самым может быть определена их молекулярная масса. Обычно для выявления ДНК в геле используется специфическое окрашивание (чаще бромидом этидия) и просмотр геля в проходящем свете ультрафиолетовой области спектра. Места локализации ДНК имеют красную окраску. Однако у человека при обработке ДНК несколькими рестриктазами образуется так много фрагментов различной длины, что их не удаётся разделить с помощью электрофореза, то есть не удаётся визуально идентифицировать отдельные фрагменты ДНК на 39 электрофореграмме (получают равномерное окрашивание по всей длине геля). Поэтому для идентификации нужных фрагментов ДНК в таком геле используют метод гибридизации с мечеными ДНК-зондами. Любой одноцепочечный сегмент ДНК или РНК способен связываться (гибридизироваться) с комплементарной ему цепью, причём гуанин всегда связывается с цитозином, аденин с тимином. Так происходит образование двухцепочечной молекулы. Если одноцепочечную копию клонированного гена пометить радиоактивной меткой, получится зонд. Зонд способен отыскивать комплементарный сегмент ДНК, который затем легко идентифицировать с помощью радиоавтографии. Радиоактивный зонд, добавленный к препарату растянутых хромосом, позволяет локализовать ген на определённой хромосоме: с помощью ДНК-зонда можно идентифицировать определённые участки при саузерн-блоттинге. Гибридизация происходит, если тестируемый участок ДНК содержит нормальный ген. В случае, Когда присутствует ненормальная последовательность нуклеотидов, то есть соответствующие структуры хромосомы содержат мутантный ген, гибридизация не произойдёт, что позволяет определить локализацию патологического гена. Для получения ДНК-зондов используют метод клонирования генов. Сущность метода состоит в том, что фрагмент ДНК, соответствующий какому-либо гену или участку гена, встраивают в клонирующую частицу, как правило, бактериальную плазмиду (кольцевая внехромосомная ДНК, присутствующая в клетках бактерий и несущая гены устойчивости к антибиотикам), и затем бактерии, имеющие плазмиду со встроенным человеческим геном, размножают. Благодаря процессам синтеза в плазмиде удаётся получить миллиарды копий человеческого гена или его участка. В дальнейшем полученные копии ДНК, меченные радиоактивной меткой или флюорохромами, используют в качестве зондов для поиска комплементарных последовательностей среди исследуемого пула молекул ДНК. В настоящее время существует множество разновидностей методов с использованием ДНКзондов для диагностики генных мутаций. Саузерн-блоттинг Саузерн-блоттинг (разработан Э. Саузерном и Р. Дэйвисом в 1975 г.) - основной метод, с помощью которого в настоящее время выявляют гены определённого заболевания. Для этого ДНК из клеток больного экстрагируют и обрабатывают одной из рестрикционных эндонуклеаз (или несколькими). Полученные фрагменты подвергают электрофорезу, который позволяет разделить их по размеру (фрагменты меньшего размера двигаются через поры геля быстрее). Затем фрагменты переносят (перепечатывают) на нитроцеллюлозный фильтр, на который наслаивают меченный радиоактивной меткой зонд. Зонд связывается только с комплементарной последовательностью. Затем методом авторадиографии определяют положение искомого фрагмента геномной ДНК на электрофореграмме. Гибридизацию с меченым ДНК-зондом препаратов ДНК или РНК, на несённых капельно на твёрдый матрикс без предварительной рестрикции и электрофореза, носит название дот- или слотгибридизации в зависимости от конфигурации пятна ДНК на фильтре (округлой или продолговатой соответственно). Гибридизация in situ Процедуру гибридизации можно проводить не только на геле, на фильтрах или в растворе, но и на гистологических или хромосомных препаратах. Этот метод носит название гибридизации in situ. Вариант метода, при котором в качестве зондов используют препараты ДНК или РНК, меченные флюорохромами, называется FISH (fluorescein in situ hybradization). Меченный ДНК-зонд наносят на препараты дифференциально окрашенных и подготовленных для гибридизации (денатурированных) метафазных хромосом. Предварительная обработка хромосом применяется для облегчения доступа зонда к геномной ДНК. После отмывки несвязанных молекул ДНК и нанесения светочувствительной эмульсии (при использовании радиоактивной метки), либо проведения соответствующей обработки (при использовании биотин- или флюоресцеин-меченных ДНК-зондов) места локализации последовательностей ДНК, комплементарных используемому ДНК-зонду, можно непосредственно выявлять при микроскопии в виде характерных точек над соответствующими участками определённых хромосом. Данный метод исследования позволяет определить не только хромосомную принадлежность, но и внутрихромосомную локализацию исследуемого гена. Полимеразная цепная реакция ПЦР - новое достижение молекулярной генетики, используется для aмплификации ДНК и позволяет быстро размножить in vitro специфический участок ДНК (то есть любой интересующий ген) более чем в 200 000 раз. Чтобы провести реакцию, достаточно иметь ДНК-материал одной клетки; количество амплифицированной с помощью ПЦР ДНК столь велико, что эту ДНК можно просто окрашивать (использование радиоактивных зондов после электрофореза не требуется). 40 Необходимое условие для проведения ПЦР - знание нуклеотидной последовательности амплифицируемой области ДНК для правильного подбора искусственно синтезированных праймеров. В настоящее время ПЦР представляет собой процесс, протекающий в одной пробирке и состоящий из повторных циклов амплификации (размножения, копирования) специфической последовательности молекулы ДНК с целью получения достаточно большого количества копий, которые могут быть идентифицированы методом электрофореза. Один из ключевых компонентов реакции - «праймеры» - синтетические олигонуклеотиды, состоящие из 20-30 оснований, комплементарных «сайтам» (участкам) отжига (присоединения) на идентифицируемом участке матричной ДНК. ПЦР протекает автоматически в программируемом термостате - термоциклере (амплификаторе). Трёхступенчатый цикл, в результате которого получаются точные копии идентифицируемого участка матричной ДНК, повторяют 30-50 раз в соответствии с заданной программой термоциклера. В первом цикле олигопраймеры гибридизуются с исходной матричной ДНК, а затем (в последующих циклах) и с вновь синтезированными молекулами ДНК по мере их накопления в реакционной смеси. В последнем случае синтез ДНК заканчивается не вследствие изменения температурного режима, а по достижении ДНК-полимеразной границы амплифицированного участка, что и определяет размер вновь синтезированного участка ДНК с точностью до одного нуклеотида. В качестве метода детекции полученных молекул ДНК используют электрофорез, с помощью которого производится разделение амплифицированного материала по размеру ампликонов (продуктов амплификации). С помощью ПЦР можно непосредственно исследовать места локализации предполагаемых мутаций или полиморфных сайтов, а также изучать наличие любых других специфических особенностей ДНК. Анализ полиморфизма длины рестрикционных фрагментов Широкое использование различных рестрикционных эндонуклеаз для анализа хромосомной ДНК выявило огромную вариабельность генома человека. Даже небольшие изменения в кодирующих и регуляторных областях структурных генов могут привести к прекращению синтеза определённого белка или к потере его функции в организме человека, что, как правило, сказывается на фенотипе пациента. Однако приблизительно 90% генома Человека состоит из некодируюших последовательностей, которые более изменчивы и содержат множество так называемых нейтральных мутаций, или полиморфизмов, и не имеют фенотипического выражения. Такие полиморфные участки (локусы) используются в диагностике наследственных заболеваний в качестве генетических маркёров. Полиморфные локусы присутствуют во всех хромосомах и сцеплены с определённым участком гена. Определив локализацию полиморфного локуса, можно установить, с каким геном связана мутация, вызвавшая заболевание у пациента. Для выделения полиморфных участков ДНК применяются бактериальные ферменты рестриктазы, продуктом которых являются сайты рестрикции. Спонтанные мутации, возникающие в полиморфных сайтах, делают их резистентными или, наоборот, чувствительными к действию специфичной рестриктазы. Мутационная изменчивость в сайтах рестрикции может быть обнаружена по изменению длины рестрикцированных фрагментов ДНК, путём разделения их с использованием электрофореза и последующей гибридизации со специфическими ДНК-зондами. При отсутствии рестрикции в полиморфном сайте на электрофореграммах будет выявляться один крупный фрагмент, а при её наличии будет присутствовать меньший по размеру фрагмент. Наличие или отсутствие сайта рестрикции в тождественных локусах гомологичных хромосом позволяет достаточно надёжно маркировать мутантный и нормальный ген и проследить его передачу потомству. Таким образом, при исследовании ДНК пациентов, в обеих хромосомах которых присутствует сайт рестрикции в полиморфной области, на электрофореграмме будут выявляться короткие фрагменты ДНК. У пациентов, гомозиготных по мутации, изменяющей полиморфный сайт рестрикции, будут выявляться фрагменты большей длины, а у гетерозиготных - короткие и длинные фрагменты. Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. Новорожденному ребенку, который отказывается от еды и страдает приступами периодической рвоты, поставлен диагноз: синдром Нимана-Пика. С каким нарушением обмена веществ связана эта болезнь? A. Белкового обмена (энзимопатии) B. Аминокислотного обмена C. Углеводного обмена 41 D. Липидного обмена E. Соединительной ткани 2. У больного ребенкажидкости организма, особенно моча, имеют специфический сладкий запах. Это связано с нарушением обмена таких аминокислот, как лейцин, изолейцин и валин. Какой диагноз поставит ребенку врач? A. Алькаптонурия B. Фенилкетонурия C. Фруктоземия D. Галактоземия E. Болезнь “кленового сиропа” 3. При нарушении обмена одной из аминокислот диагноз подтверждает непосредственное определение активности гистидазы в роговом слое кожи или ткани печени. О какой наследственной болезни идет речь? A. Гистидинемия B. Гомоцистинурия C. Фенилкетонурия D. Цистинурия E. Тирозинемия 4. Наследственная болезнь, которая характеризуется сочетанием цирроза печени, дистрофическими процессами в головном мозге и уменьшением содержания церулоплазмина это: A. болезнь Вильсона-Коновалова B. болезнь Тея-Сакса C. болезнь Ниманна-Пика D. болезнь Марфана E. болезнь Жильбера. 5. Фенилкетонурия - аутосомно-рецессивная болезнь, нарушение обмена фенилаланина, характеризуется вариабельной экспрессивностью. Какой основной метод профилактики и лечения данного заболевания? A. Применение диеты с низкой концентрацией фенилаланина B. Применение диеты без аминокислот C. Применение специальных лекарственных препаратов D. Применение лекарственных растений E. Применение диеты без жиров. 6. Генетическая детерминация расстройства липидного обмена может быть связана с дефицитом лизосомальных ферментов, сопровождаться увеличением концентрации липидов в сыворотке крови и играет важную роль в развитии атеросклероза. При этом происходит суммарное действие многих генов на развитие патологии. Возникновение какой группы болезней вызывает выше отмеченное действие генов? A. Моногенные B. Мультифакторные C. Хромосомные D. Митохондриальные E. Геномные 7. При анализе крови у больного наблюдается: аномальный гемоглобин S, эритроциты аномальной формы. Больной жалуется на повышенную утомляемость. Наиболее вероятный диагноз: A. Серповидно-клеточная анемия B. Фенилкетонурия C. Подагра D. Гемофилия E. Галактоземия 8. У новорожденного наблюдается рвота. Лабораторный анализ указал на повышенное содержание аминокислот с разветвленной цепью: валина, лейцина, изолейцина. Для мочи характерен запах кленового сиропа. Какое наследственное заболевание связано с данными изменениями? A. Фруктоземия B. Цистиноз C. Алькаптонурия D. Лейциноз E. Муковисцидоз 42 9. К врачу- генетику обратились родители ребенка для уточнения диагноза. При обследовании ребенка установлена патология печени (цирроз, высокое содержание меди), геморрагический диатез, гиперкупурия, гипераминоацидурия. Какая наследственная болезнь нарушения обмена у ребенка? A. Вильсона-Коновалова B. Тея-Сакса C. Леша-Найана D. Ниманна-Пика E. Грипп 10. Девочке 2-х лет с подозрением на моногенную болезнь провели потовую пробу исследование содержания хлора и натрия в поте. Установлено, что их концентрация превышает норму в 5 раз. Для какой наследственной болезни это характерно. A. Гомоцистинурии B. Фенилкетонурии C. Галактоземии D. Фруктоземии E. Муковисцидоза 11. После рождения у ребенка обнаружена позитивная реакция мочи с 10% хлоридом железа. Для какой наследственной патологии это характерно: A. Фенилкетонурия B. Сахарный диабет 1 типа C. Галактоземия D. Алкаптонурия E. Тирозиноз 12. В медико-генетическую консультацию обратилась женщина по поводу оценки генетического риска заболевания гемофилией у ее детей. Ее муж страдает гемофилией. Во время сбора анамнеза оказалось, что в семье женщины не было случаев гемофилии. Укажите риск рождения больного ребенка: A. 100 % B. 25 % C. 50 % D. 75 % E. 0 % 13. При некоторых наследственных болезнях, которые раньше считались неизлечимыми, с развитием медицинской генетики возникла возможность лечения с помощью заместительной диетотерапии. В настоящее время это больше всего касается: A. Муковисцидоза B. Анемии C. Фенилкетонурии D. Цистинурии E. Ахондроплазии 14. Женщине был установлен диагноз - болезнь Тея - Сакса, которая связана с нарушением обмена веществ. Нарушение какого обмена веществ бывает при этой болезни? A. Углеводного B. Минерального C. Липидного D. Аминокислотного E. Белкового 15. У больного нарушение липидного обмена, которое проявляется увеличением концентрации липидов в сыворотке крови и отложениям этих веществ в нервных клетках. Проявляются изменения психики. Какое наследственное заболевание можно предположить? A. Гемофилия B. Синдром Едвардса C. Фенилкетонурия D. Синдром Марфана E. Синдром Тея - Сакса 16. В клинику госпитализирован ребенок возрастом 1 год 6 мес. Во время обследования обнаружены нарушение функций высшей нервной деятельности, слабоумие, расстройства регуляции двигательных функций, слабая пигментация кожи, высокое содержание фенилаланина в крови. Для какой болезни характерны эти признаки? A. Галактоземия B. Фенилкетонурия C. Гемофилия 43 D. E. Альбинизм Муковисцидоз ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 18 ТЕМА Популяцийно-статистический метод. Медико-генетическое консультирование. Популяцийно-статистический метод. Закон постоянства генетической структуры идеальных популяций. Использование формулы закона Харди-вайнберга в медицине для определения генетической структуры популяций людей. Медико-генетические аспекты семьи. Медико-генетическое консультирование. Профилактика наследственной и врожденной патологии. Пренатальная диагностика наследственных болезней. Популяционно-статистический метод позволяет изучить: генетический состав популяций людей, частоту генов в разных популяциях. Обычно проводят непосредственное выборочное исследование части популяции или изучают архивы больниц и других медицинских учреждений, а также проводят опрос населения путем анкетирования. Выбор способа зависит от цели исследования. Последний этап состоит в математическом анализе полученных данных. Одним из наиболее простых и универсальных математических методов анализа частот генотипов и генов в популяции является метод, предложенный Г. Харди и В. Вайнбергом (1908). Исследуемые популяции могут различаться по биологическим признакам, географическим условиям жизни, экономическому состоянию. Изучение распространенности генов на определенных территориях показывает, что их можно разделить на такие категории: 1) имеющие универсальное распространение, такие гены встречаются во всех регионах и популяциях, но с разной частотой (к ним относится большинство известных генов – это гены фенилкетонурии, галактоземии, гемофилии, некоторых форм умственной отсталости). Например, ген фенилкетонурии встречается с частотой 1 % у населения Европы; ген дальтонизма – с частотой 7% у мужчин и 13 % – у женщин (в гетерозиготном состоянии). 2) встречающиеся локально, преимущественно в определенных регионах, например, ген серповидоклеточной анемии, который распространен в странах Африки и Средиземноморья. Знание генетического состава популяций населения имеет большое значение для медицины, в частности, для социальной гигиены и профилактической медицины. Медико-генетическое консультирование. В настоящее время основным методом предупреждения наследственных болезней является медико-генетическое консультирование семей, отягощенных наследственной патологией. Медико-генетическое консультирование (МГК) представляет собой один из видов специализированной медицинской помощи и может квалифицированно осуществляться лишь врачом-специалистом в области медицинской генетики. Главная цель генетического консультирования – предупреждение рождения больного ребенка. Медико-генетическое консультирование должно выполнять следующие задачи: 1. Объяснение родителям в доступной форме смысла генетического риска и помощь им в принятии решения по поводу деторождения. 2. Помощь врачам в постановке диагноза наследственной болезни, если для этого требуются специальные генетические методы исследования. 3. Определение прогноза здоровья для будущего потомства в семьях, где был, есть или предполагается больной с наследственной патологией. 4. Диспансерное наблюдение и выявление группы повышенного риска среди родственников индивида с наследственной болезнью. 5. Пропаганда медико-генетических знаний среди врачей и населения. В соответствии с этими задачами поводом для направления на консультацию являются следующие ситуации: - диагноз наследственной болезни поставлен и пробанд или его родственники хотят знать прогноз будущего или уже имеющегося потомства; - подозревается наследственный дефект и для уточнения диагноза требуются генетические методы исследования; - рождение больного ребенка в семье предполагается по тем или иным причинам (кровнородственный брак, прием лекарственных препаратов и т.д.); - отставание в умственном или физическом развитии; - врожденные пороки развития; - первичное бесплодие супругов; - первичная аменорея, особенно в сочетании с недоразвитием вторичных половых признаков; - привычное невынашивание беременности; - непереносимость лекарственных препаратов и пищевых продуктов; 44 - кровное родство родителей больного ребенка. Консультации по прогнозу здоровья потомства можно разделить на две группы: 1) проспективное консультирование; 2) ретроспективное консультирование. Проспективное консультирование – это наиболее эффективный вид профилактики наследственных болезней, когда риск рождения больного ребенка определяется еще до наступления беременности или на ранних ее сроках. Такие консультации проводятся: при наличии кровного родства между супругами, при неблагоприятном семейном анамнезе, при воздействии негативных факторов внешней среды на кого-либо из супругов. Ретроспективное консультирование – это консультирование после рождения больного ребенка в семье относительно здоровья будущих детей. Консультирование должно состоять из нескольких этапов для того, чтобы врач-генетик мог дать обоснованную рекомендацию и подготовить супругов к правильному восприятию совета. 1-й этап консультирования начинается с уточнения диагноза болезни. Клинический диагноз, который устанавливает врач-специалист (педиатр, невропатолог, гинеколог) является исходным моментом диагностики. В медико-генетической консультации диагноз уточняют с помощью генетического анализа. Широко используются генеалогический и цитогенетический методы, а также специфические методы биохимической и молекулярной генетики. Иногда генетические методы имеют решающее значение в диагностике, например, при Дауне, многих врожденных пороках развития, определении причин бесплодия, некоторых видах патологии признаков пола. Генетические методы диагностики позволяют различить среди близких по клинике форм доминантные, рецессивные, аутосомные и сцепленные с полом патологии. Установление типа наследования имеет решающее значение при расчете риска рождения больного ребенка. Зная тип наследования, генетик может точно установить, что консультирующийся член семьи не является носителем патологического гена, и тем самым не может передать его потомству. Детально составленная родословная позволяет не только установить тип наследования патологии в данной семье, но и выяснить генотипы некоторых родственников. 2-й этап консультирования. Задача врача-генетика заключается в определении генетического риска рождения больного ребенка. Генетический риск выражает специфическую вероятность появления определенной аномалии у обратившегося и его родственников. Главным условием при расчете генетического риска является точный диагноз. Существуют два основных принципа оценки генетического риска: 1) эмпирические данные; 2) теоретические расчеты, основанные на генетических закономерностях. В некоторых случаях оба принципа комбинируются. В настоящее время риск считается низким от 0 до 5%; до 10% – повышен в легкой степени; до 20% – средний; выше 20% – очень высокий. Риск до 20% является противопоказанием к зачатию ребенка или показанием к прерыванию беременности. 3-й этап консультирования. На третьем заключительном этапе врач-генетик должен дать обратившимся в консультацию соответствующие рекомендации. При этом должны учитываться: тяжесть семейной патологии, величина риска рождения больного ребенка и морально-этическая сторона вопроса. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний. Пренатальная диагностика – это комплекс методов для выяснения возможной патологии до рождения ребенка на ранних стадиях беременности. Показанием для дородового обследования плода являются следующие случаи: 1) структурные перестройки хромосом (транслокации) у одного из родителей; 2) наличие у родителей доминантного наследственного заболевания; 3) наличие в семье детей с рецессивным наследственным заболеванием, что свидетельствует о гетерозиготности родителей; 4) возраст матери старше 35 лет, что повышает вероятность рождения у нее потомства с наследственной патологией; 5) наличие в семье детей с врожденными пороками развития. Плод в организме матери находится в амниотической жидкости. В амниотической жидкости имеются продукты обмена веществ плода и слущивающиеся клетки его кожи и слизистых оболочек. Исследуя состояние клеточных элементов и продуктов обмена эмбриона в амниотической жидкости, можно судить о его состоянии, кариотипе, многих нарушениях обмена веществ. 45 Получение материала развивающегося внутриутробно организма осуществляют разными способами: Амниоцентез – взятие амниотической жидкости на 15-16 неделе беременности. Полученная амниотипическая жидкость и клетки могут быть исследованы цитогенетически и биохимически в зависимости от предполагаемой патологии плода. С помощью анализа материала полученного при амниоцентезе, можно определить пол плода (по половому хроматину), его кариотип, диагностировать некоторые наследственные нарушения обмена веществ. Осложнения после процедуры амниоцентеза связаны с преждевременным выкидышем, но встречаются не более чем в 1% случаев. Ультразвуковое исследование (эхография). Это исследование проводится на 14-20 неделе беременности и практически безопасно, как для матери, так и для плода. С помощью ультразвука можно определить величину плода, аномалии головки, позвоночника, конечностей, пороки развития сердца. Наиболее надежные результаты дает этот метод в диагностике пороков развития центральной нервной системы (анэнцефалия, микроцефалия, спинномозговые грыжи). Фетоскопия. Метод визуального наблюдения плода в полости матки через эластичный зонд, оснащенный оптической системой. С помощью фетоскопа можно осмотреть части плода, сфотографировать его, произвести биопсию кожи плода и взять у него кровь из пуповинных сосудов. Этот метод более опасный, чем амниоцентез, так как риск вызвать прерывание беременности выше. Метод биопсии хориона дает возможность исследовать биологические образцы в 1-ом триместре беременности. Исследуются ворсинки хориона (одной из оболочек плода). Ворсинки хориона берут биопсийными щипцами под визуальным контролем (ультразвуковое изображение) и затем исследуют с помощью биохимических и цитогенетических методов как при амниоцентезе. Биопсия хориона в 3%-6% случаев приводит к угрозе прерывания беременности, что ограничивает применение этого метода. Так как многие методы пренатального обследования плода не являются абсолютно безвредными, а кроме того они трудоемки и дорогостоящи, к такому обследованию должны быть обоснованные показания, о которых было уже сказано. Благодаря пренатальной диагностике удается сократить число рождающихся с наследственными заболеваниями. Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. В медико-генетическую консультацию обратились родители новорожденного, у которого подозревают синдром Дауна. Какой метод генетики следует применить врачу для установления диагноза? A. Цитогенетический B. Биохимический C. Клинико-генеалогический D. Дерматоглифики E. Иммуногенетический 2. У фенотипически здоровой женщины в околоплодной жидкости, полученной при амниоцентезе, обнаружены клетки с Ухромосомой. В каком случае это может служить основанием для прерывания беременности? A. При подозрении фенилкетонурии B. При Х-сцепленной доминантной патологии C. При Х-сцепленном рецесивном заболевании D. При вероятности рождения ребенка с синдромом Клайнфельтера E. При вероятности рождения ребенка с синдромом Дауна 3. У женщин старшего возраста (35-40 лет) чаще рождаются дети с врожденными пороками развития. Что является основным фактором, который влияет на появление тяжелых аномалий, часто не совместимых с жизнью? A. Недостаточная гормональная активность B. Недостаточное количество овоцитов C. Снижение общего обмена веществ D. Генетические дефекты в овоцитах в течение жизни E. Нарушение репродукции яйцеклеток у женщины 4. Женщине провели иследование по определению процентного содержания полового хроматина в клетках эпителия слизистойой оболочки ротовой полости. В каком случае Вы будете подозревать патологию: A. 0 % клеток B. 65 % клеток C. 50 % клеток D. 38 % клеток E. 30 % клеток. 5. У здоровых родителей родился ребенок с синдромом Дауна, но кариотипом 46 хромосом. Одна из хромосом группы D имела удлиненное 46 короткое плечо. Каким методом может быть обнаружена несбалансированная транслокация 21 хромосомы? A. Цитогенетическим B. Биохимическим C. Популяционно-статистическим D. Генеалогическим E. Близнецовым 6. К врачу - генетику обратилась здоровая молодая женщина, отец которой страдает синдромом Тейби (множественные микроаномалии лица и черепа, аномальный рост зубов). Болезнь наследуется Х-сцепленно рецессивно. Дайте прогноз рождения больного ребенка у женщины, при условии, что ее муж здоров: A. 25 % B. 37,5 % C. 50 % D. 56,25 % E. 75 % 7. При медико-генетическом консультировании для прогнозирования наследственной болезни важное значение имеет тип наследования. По какому типу наследуется гемофилия: A. Аутосомно-рецессивный B. Х-сцепленный доминантный C. Аутосомно-доминантный D. Х-сцепленныйрецессивный E. У-сцепленный 8. В медико-генетическую консультацию обратился юноша по поводу отклонений в физическом и половом развитии. При микроскопии клеток слизистой оболочки рта обнаружено одно тельце Барра. Укажите наиболее достоверный кариотип юноши: A. 47, ХУУ B. 47, ХХУ C. 47, 18+ D. 47, 21+ E. 45, ХО 9. В медико - генетическую консультацию обратились супруги с вопросом о вероятности рождения у них детей с X-сцепленной формой рахита. Отец здоров, мать и бабушка по материнской линии страдают этим заболеванием.Определите кто из детей может болеть витаминостойким рахитом: A. Все дети B. Только дочери C. Только сыновья D. Половина дочерей и сыновей E. Верный ответ отсутствует 10. К врачу медико-генетической консультации впервые обратилась беременная женщина по поводу возможной наследственной патологии у будущего ребенка. С применения какого метода начнется ее обследование? A. Генеалогического B. C. D. E. 11. Цитогенетического Близнецового Кариотипирования Биохимического Синдром Мора наследуется доминантно и сопровождается многочисленными аномалиями развития скелета (брахидактилия), нарушением формирования зубов, адонтией, гиподонтией и др. Какими методами антропогенетики воспользуется врач чтобы отличить эту патологию от возможной генокопии и составить прогноз возможной патологии у потомков: A. Близнецовый B. Цитогенетический C. Дерматоглифики D. Генеалогический E. Популяционно-статистический 12. Генетическая детерминация расстройства липидного обмена может быть связана с дефицитом лизосомальных ферментов, сопровождаеться увеличением концентрации липидов в сыворотке крови и играет важную роль в развитии атеросклероза. При этом происходит суммарное действие многих генов на развитие патологии. Возникновение какой группы болезней влечет выше отмеченное действие генов? A. Геномные B. Моногенные C. Хромосомные D. Митохондриальные E. Мультифакториальные 13. Сколиоз - искривление позвоночника. По данным ученых в 60-70 годы 20-го века считали, что заболевание наследуется по аутосомнодоминантному типу. Но при анализеродословных семей со случаями сколиоза доказано, что признак характеризуется вариабельной экспрессивностью и неполной пенетрантностью. Частота признака увеличена в семьях больных. Такие особенности проявления признака указывают на: A. Х-сцепленный тип наследования B. Аутосомно-доминантный тип наследования C. Аутосомно-рецессивный тип наследования D. Мультифакториальный тип наследования E. Зависимость проявления признака только от внешних факторов 14. У генетически здоровых родителей родился ребенок, больной фенилкетонурией (аутосомно-рецессивное наследственное заболевание). Какие генотипы родителей? A. Аа х аа B. АА х АА C. АА х Аа D. Аа х Аа E. аа х аа 47 15. У человека диагностирована D. Биохимическим наследственная моногенная болезнь. Это будет: E. Популяционным A. Гемофилия 18. Амниотическая жидкость, в которую B. Гипертония погружен развивающийся плод, содержит белки, C. Язвенная болезнь желудка углеводы, минеральные соли, гормоны, мочевину, D. Полиомиелит а также слущенные клетки плода. Какой метод E. Гименолепидоз генетики применяют для установления пола 16. У ребенка со светлыми волосами, будущего ребенка, исследуя состав амниотической бледной кожей отмечается увеличенный тонус жидкости? мышц, судороги и умственная отсталость. Какой A. Генеалогический из перечисленных методов необходимо B. Биохимический применить для установления диагноза этого C. Цитогенетический наследственного заболевания: D. Гибридизации соматических клеток A. Биохимический E. Популяционно-статистический B. Цитогенетический 19. Для диагностики болезней обмена C. Популяционно-статистический веществ, причиной которых являются изменения D. Электрофизиологический активности отдельных ферментов, изучают E. Генеалогический аминокислотный состав белков. Какой метод 17. У больного при обследовании в моче и используют для этого? крови найдена фенилпировиноградная кислота, A. Дерматоглифики по поводу чего и был установлен диагноз B. Цитогенетический фенилкетонурия. Каким методом ее C. Биохимический диагностировано D. Электронной микроскопии A. Генеалогическим E. Метод люминесцентной микроскопии B. Статистическим C. Близнецовый Ситуационные задачи: Составить родословные, определить генетический риск, дать прогноз. 1. У человекаодин из видов глухоты наследуется сцеплено с полом (ген локализован в Ххромосоме), а второй - по аутосомно-рецессивному типу. Двое молодых людей с нормальным слухом (жених и невеста) обратились в медико-генетическую консультацию в связи с проявлением в обеих семьях аномалии слуха. У жениха были глухими брат, дядя со стороны материи племянник (сын сестры); мать, отец и сестра здоровы. У невесты были глухими брат и сестра, а родители ее имели нормальный слух. Составьте родословную. Определите тип наследования глухоты в каждой семье. Какая вероятность рождения глухихдетей в семье? 2. В медико-генетическую консультацию обратилась женщина, шесть родственников которой страдали и страдают прогрессирующей мышечной дистрофией (болезнью Дюшена). Учитывая это обстоятельство, она побаивается за здоровье будущих детей. Была составлена родословная (пробанд III, 5). Определите вероятность рождения в семье ребенка с болезнью Дюшена. Существует метод определения гетерозиготных носителей рецессивного гена мышечной дистрофии по активности креатинфосфокиназы в сыворотке крови. Следует ли исследовать уровень креатинфосфокиназы у пробанда? 3. Проанализируйте родословные семей с дистрофией Дюшена (см. рис.1) и витамин-Dрезистентным рахитом (см. рис. 2). Определите тип наследования болезней. Какая вероятность рождениябольных детей в семьях пробандов: ИИИ-5 и III-3? Рис.1. Родословная семьи со случаями прогрессирующей мышечной дистрофии Дюшена. 48 4. В медико-генетическую консультацию обратилась женщина, больная мозжечковой атаксией, ее муж здоров. У них пятеро сыновей и три дочери. Один сын и одна дочь больны, все другие здоровы. У пробанда одна здоровая сестра и трое больных братьев. Отец пробанда больной, мать здорова. Составьте родословную семьи. Какая вероятность появления больных детей у больных дочери и сына пробанда, если они вступят в брак со здоровыми людьми? Рис.2. Родословная семьи с витамин-D-резистентным рахитом. 5. В медико-генетическую консультацию обратился мужчина (пробанд), который страдает врожденнойкатарактой, которая была у его матери, а также у дяди и бабушки по материнской линии. Дед и тетя со стороны матери, муж тети и ее три сына здоровы. Отец пробанда, тетя по линии отца, а также дед и бабушка со стороны отца, жена пробанда, ее сестра, два брата и родители здоровы. Из трех детей пробанда два сына здоровы, а дочь болеет врожденной катарактой. Составьте родословную и определите тип наследования данного заболевания, вероятность проявления заболевания у внуков (детей дочери и сыновей). 6. В районе с населением 50000 человек при полной регистрации заболеваний муковисцидозом (А-Р тип наследования) обнаружен 12 больных. Определите частоту гомозигот по рецессивному алелю, частоту мутантного гена, число больных в популяции 100000 особей. 7. В популяции Европы частота альбинизма (А-Р тип наследования) составляет 7-10-5, а частота болезни Тея - Сакса (детская форма амавротичной семейной идиотии) - 4-10-6. На какое количество людей в популяции приходится один больной с каждым из заболеваний? 8. Альбиносы (А-Р тип наследования) случаются в популяции Европы с частотой 0,0005. Определите частоту доминантных (определяют нормальную пигментацию) и рецессивных (определяют альбинизм) и частоту гетерозиготных генотипов в Европе. На какое количество особей в популяции приходится один гетерозиготный носитель? 9. В популяции людей кареглазые индивиды случаются у 51%, а голубоглазые - в 49%. Ген карих глаз доминирует над голубыми. Определите частоты генов, частоту гетерозиготных кареглазых людей. 10. В популяции на 100000 особей обнаружено 250 человек с болезнью, которая наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите частоту гетерозиготных носителей этого гена и их количество в городе с населением 300000. 11. В районе с населением 50000 человек обнаружено 12 больных муковисцидозом (рецессивный признак). Определите частоту гомозигот по рецессивному гену и частоту гетерозиготных носителей гена в популяции, количество носителей мутантного гена. 12. Фенилкетонурия (А-Р тип наследования признака) встречается в Европе с частотой 1 : 40000. Определите частоту гетерозиготных носителей гена фенилкетонурии, количество гетерозиготных носителей в городе с населением 310 000. 13. Среди населения земного шара группы крови по системе АВО распределены неравномерно. Есть популяции, в которых случаются лишь два каких-либо гена из трех. Например, у американских индианцев племени Ута, Навахо и у аборигенов Западной Австралии встречается только I(0) и ИИ(А) группы крови. Число лиц с I(0) группой крови среди разных племен такое: Ути - 97,4 %; Навахо 77,7%; австралийские аборигены - 48,1%. Определите генетическую структуру каждой популяции (т.е. частоту особей с разными генотипами по группам крови АВ0). 14. Врожденный вывих бедра наследуется аутосомно-доминантно с пенетрантностью 25%. Заболевание встречается с частотой 6:10000. Определите частоту гомозиготных особей по рецессивному гену, частоту носителей гена врожденного вывиха бедра. 49 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 19 Практические навыки модулей 2 и 3 “Закономерности наследственности и изменчивости”, “Методы изучения наследствен-ности человека. Наследственные болезни”. Ситуационные задачи: 1. Альбинизм (отсутствие меланина) - аутосомно-рецессивное заболевание, которое фенотипически проявляется уже после рождения ребенка. Объясните почему у альбиносов могут родиться дети с нормальной пигментацией кожи? 2. У здоровых родителей родился ребенок с фенилкетонурией. Какой тип наследования признака (как это установить)? Какая вероятность рождения второго ребенка здоровым? 3. У ребенка 6-ти месяцев проявляются симптомы неврологического характера: повышенная возбудимость, повышенный тонус мышц, тремор, судороги, развивается микроцефалия, умственная отсталость, уменьшилась пигментация кожных покровов, волос, радужной оболочки глаз. Какое заболевание может быть у ребенка? Как подтвердить диагноз? 4. У ребенка диагностированная фенилкетонурия, при применении специальной диеты и исключении из рациона молока матери симптомы болезни не исчезли. Объясните, с чем это может быть связано ? 5. У ребенка при микроскопии крови обнаружены эритроциты нормальнойформы и эритроциты, которые имели неправильную серпообразную форму. Свидетельствуют ли результаты исследования крови о наследственной патологии? Требует ли ребенок соответствующего лечения? 6. При обследовании у ребенка обнаружена повышенная эластичность кожных покровов, высокая подвижность в суставах, внутреннее кровоизлияние без разрыва кровеносных сосудов. При каких наследственных болезнях наблюдаются такие фенотипические изменения? Нарушение обмена каких веществ приводит к таким симптомам? 7. В медико-генетическую консультацию обратилась беременная женщина (у ее брата была диагностирована фенилкетонурия) с вопросом о вероятности рождения здорового ребенка. Какие необходимо провести мероприятия дляпредоставления точного прогноза, есть ли необходимость проведения пренатальной диагностики? 8. У новорожденного ребенка моча на воздухе приобретает цвет охры. Может ли данный факт свидетельствовать о наследственном заболевании? Требует ли ребенок соответствующего лечения? 9. Ахондроплазия - наследственная болезнь с аутосомно-рецессивным типом наследования. У здоровых родителей родился ребенок с данной патологией. Определите вероятность рождения второго здорового ребенка. 10. У здоровых родителей родился ребенок с синдромом Дюшена (Х-сцепленный рецессивный тип наследования), при котором наблюдается прогрессирующая дистрофия мышц и смерть. Определите вероятность рождения здорового ребенка (мальчика, девочки). ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 20 ТЕМА Молекулярно генетические механизмы онтогенеза. Особенности пренатального периода развития человека. Нарушения онтогенеза и их место в патологии человека. Онтогенез: типы, периоды, этапы. Этапы эмбрионного развития человека. Дифференцирование на молекулярно генетическом, клеточном и тканевом уровнях. Врожденные пороки развития. Классификация: наследственные, экзогенные, мультифакториальные, гаметопатии, бластопатии, эмбриопатии, фетопатии. Регуляция функции генов в онтогенезе. Экспериментальное изучение эмбрионного развития. Проблема детерминации и взаимодействия бластомеров. Эмбрионная индукция. Регуляция в процессе дробления и ее нарушения (близнецы, пороки и аномалии развития).Критические периоды развития. Тератогенез. Тератогенные факторы среды. Онтогенез (индивидуальное развитие) – это целостный беспрерывный процесс, в котором отдельные события связаны между собой в пространстве и времени. Онтогенез человека принято разделять на 2 периода: пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения). Ранний онтогенез включает: овуляцию, оплодотворение с образованием зиготы, стадии дробления, гаструляцию и имплантацию. С медицинской точки зрения важна периодизация онтогенеза человека, которая учитывает возможные нарушения. 50 Периодизация онтогенеза человека с учетом пороков развития. 1. Прогенез (гаметопатии). В период прогенеза происходит образование и созревание гамет – гаметогенез, во время которого возможны нарушения, возникающие вследствие мутаций или рекомбинаций на молекулярном и клеточном уровнях. Мутантные (несбалансированные) гаметы в большинстве случаев уничтожаются (элиминируются), а при оплодотворении и образовании зиготы приводят к моногенным и хромосомным заболеваниям. Большинство наследственных нарушений связаны с возникновением гаметопатий. 2. Киматогенез (киматопатии): а) бластогенез (бластопатии) – от оплодотворения до 15 суток беременности (дробление, формирование эмбриобласта + трофобласта). Грубые нарушения приводят к гибели зародыша; б) эмбриогенез (эмбриопатии) – нарушения возникают от 15 суток до 8 недель эмбрионального развития – (органогенез, формирование амниона + хориона). Составляют основу врожденных пороков развития; в) фетогенез (фетопатии) – после 10 недель эмбрионального развития (развитие плода, формирование плаценты, роды). В этот период характерны отклонения от нормы в виде снижения массы тела, задержки интеллектуального развития и др. Критические периоды развития – это такие периоды в развитии зародыша, в течение которых он особенно чувствителен (наименее устойчив) к воздействию на него различных неблагоприятных факторов окружающей среды. Эти периоды характеризуются усиленной дифференцировкой клеток, изменениями в морфогенезе с переходом от одного периода развития к другому (переход зиготы к дроблению, начало гаструляции и т.д.), а также с переходом зародыша из одних условий существования в другие (изменение условий питания, газообмена). У человека различают следующие критические периоды развития: 1-й период – имплантация зародыша в стенку матки (шестые – седьмые сутки после оплодотворения яйцеклетки). Влияние неблагоприятных факторов может привести к тому, что зародыш не задержится в матке или задержится в яйцеводе и имплантируется в его стенку (внематочная беременность), что представляет угрозу для жизни зародыша и матери. 2-й период – первые три недели внутриутробной жизни – образование всех эмбриональных зачатков. Неблагоприятные воздействия могут нарушить нормальное развитие зародыша и вызвать его гибель. 3-й период – с третьей по шестую неделю беременности – образование плаценты. Негативные воздействия в этот период приводят к рождению уродов или больных детей. 4-й период – перинатальный (роды). Развившийся плод попадает в новые условия существования. Происходит перестройка всех систем органов (дыхания, кровообращения, пищеварения). Это переломный момент в жизни организма. Изучение критических периодов в эмбриогенезе показывает необходимость охраны материнского организма от вредных факторов, особенно в самые первые недели беременности. Постнатальный период (врожденные, онтофилогенетические и нефилогенетические нарушения развития): ювенильный, зрелости, старости. приобретенные, После рождения начинается постэмбриональный (постнатальный) этап онтогенеза, который включает такие периоды: – ювенильный (до полового созревания); – зрелый (взрослый, половозрелый); – период старости, который заканчивается смертью. Механизмы развития организма. Развитие любого многоклеточного организма – сложный многоступенчатый процесс, механизмы которого раскрываются постепенно. Клетки тканей одного и того же многоклеточного организма отличаются по морфологическим, биохимическим и физиологическим признакам, т.е. они имеют различную специализацию. Достижение клетками специализированного конечного состояния называется дифференцировкой клеток. Несмотря на огромное разнообразие клеток тела, все они имеют одинаковое число хромосом, так как при митозе происходит равномерное распределение генов между образующимися клетками. В одной клетке – зиготе – заложена вся генетическая информация развития данной особи. Каковы же 51 механизмы ее реализации? Существует предположение, что в каждой клетке тела функционируют не все гены, а только определенная часть их, обеспечивающая дифференцировку клеток данного типа, остальные же гены неактивны. Функционируют разные гены на различных этапах индивидуального развития. Одни гены «включаются» в работу, другие – «выключаются». Периодическую активность отдельных участков хромосом можно наблюдать под микроскопом на «гигантских» хромосомах слюнных желез личинок дрозофил и других двукрылых в виде вздутий (пуффов), возникающих в результате деспирализации хромосомных нитей в данных участках хромосом. Положения этих вздутий меняются на разных стадиях развития. Они неодинаковы также и в клетках различных тканей. Дифференцировка клеток определяется активностью тканеспецифических генов. Считают, что первопричиной, обуславливающей активацию разных генов в ядрах клеток зародыша на первых этапах его развития, является разнокачественность участков цитоплазмы яйца. В зиготе гены репрессированы. Сначала происходит активация генов, контролирующих процессы деления клеток и общего метаболизма. На стадии гаструлы депрессируются первые тканеспецифические гены, определяющие образование стволовых (родоначальных) клеток, причем каждая из них в результате размножения образует клон (ряд) клеток. Из определенного числа клонов клеток затем возникают зачатки органов. Во время гисто- и органогенеза особое значение имеют межклеточные влияния, индуцирующие развитие различных тканей и органов. Вещества, образовавшиеся в одних клеточных системах, проникают в клетки других систем и активируют определенные тканеспецифические гены, что приводит к синтезу тканеспецифичных белков и дифференцировки тканей. На более поздних этапах развития дерепрессия генов происходит в основном под влиянием гормонов. Врожденные пороки развития. Под врожденными пороками развития (ВПР) понимают стойкие морфологические изменения органа (органов), которые возникают до рождения, выявляются сразу или через некоторое время после рождения и вызывают нарушение функции органа. К ВПР относят следующие нарушения развития: Аплазия (агенезия) –– врожденное отсутствие органа. Гипоплазия (гипотрофия) –– врожденное нарушение созревания органов (недостаток массы или размеров органов). Гипертрофия (гиперплазия) –– врожденное увеличение массы и размеров органов за счет увеличения количества (гиперплазия) или объема (гипертрофия) клеток. Макросомия (гигантизм) –– увеличение длины тела. Эктопия –– расположение органа в непривычном месте. Дупликация –– удвоение, а также увеличение в числе органов или их частей (удвоение матки, двойная дуга аорты). Стеноз –– сужение канала или отверстия. Атрезия –– отсутствие естественного канала или отверстия. Неразделение органов (синдактилия, симподия, сирепомелия) или двух симметрично или асимметрично соединенных близнецов. Персистирование –– остатки эмбриональных структур (например, боталова протока у ребенка старше 3 месяцев). Дизрафия –– несрастание эмбриональных щелей (расщелина губы, несмыкание костей черепа и позвоночника, чаще все это сопровождается черепно- и спинномозговыми грыжами). Для понимания генетики ВПР важно понимание роли наследственных факторов и факторов среды, в их происхождении. Врожденные пороки делятся на: 1) Клеточные (клеточные гетерокопии, гетероплазии, незрелость клеток и их структур, персистирование, аплазии); 2) Тканевые (тканевые гетеротопии, синдактилии); 52 3) Органные. В зависимости от последовательности возникновения различают первичные и вторичные пороки: 1) первичные пороки обусловлены действием вредного фактора (генетического или экзогенного); 2) вторичные пороки – осложнение первичных, т.е., “пороки пороков”. Например, артезия сильвиева протока, как причина гидроцефалии является первичным пороком, а гидроцефалия –– вторичным, врожденная косолапость является осложнением спинномозговых грыж. Первичные пороки развития (ВООЗ, 1971) делятся на: 1) 2) 3) Наследственные (генные, хромосомные); Экзогенные (повреждение эмбриона или плода, вызванное тератогенными факторами); Мультифакториральные (определяются генетическими и экзогенными факторами). Тератогенные факторы среды. Факторы, которые способны вызвать нарушения развития (аномалии и пороки), называются тератогенными (от греч. teratos — увечье). Наука о врожденных аномалиях развития называется тератологией. Тератогены действуют в продолжении определенных критических периодов. Для любого органа критическим периодом является время его роста и образования характерных структур. Разные органы имеют разные критические периоды. Сердце формируется между 3 и 4-ой неделями. Мозг и скелет чувствительны к вредным влияниям постоянно, начиная с 3-ей недели после оплодотворения и до конца беременности. Существует очень много тератогенов, которые действуют сильнее в определенные фенокритические периоды развития организма, вызывая гаметопатии, эмбриопатии, фетопатии и онтофилогенетически обусловленные пороки развития. Некоторые факторы вызывают генные мутации, ионизирующая радиация, лекарственные препараты приводят к разрыву хромосом и к изменению структуры ДНК. Рис.1. Врожденный порок, как следствие действия экзогенного фактора на беременную мать (употребление талидомида). Все факторы внешней среды, которые играют патогенетическую роль в появлении пороков, можно выделить в такие группы: 1. Фактор времени (частота рождения детей с патологией зависит от года и сезона). 2. Географические факторы (есть сведения о разных частотах рождения детей с патологией в разных географических зонах и популяциях). 3. Факторы материнского организма (гормональный статус матери, наследственная предрасположенность, которая определяется полигенными системами антигенов, иммуноглобулинов...). 4. Внутриутробные факторы (механические и гормональные процессы, которые связаны с родами, близнецовой беременностью, положением плода...). 5. Факторы плода (внешние факторы, которые действуют непосредственно на плод и тормозят его развитие). 6. Тератогенные факторы (рентгеновское облучение, болезни во время беременности, продукты питания, лекарственные препараты). 7. Факторы, которые влияют на организм в пре- и постнатальном периоде (разнообразные факторы, которые провоцируют развитие патологии). 53 Из этих групп большинство факторов можно отнести к индикаторным и провоцирующим и только факторы из групп 4,6,7 имеют потенциальное тератогенное действие. Многие лекарства способны вызвать пороки развития. Например, хинин может вызвать глухоту. Очень слабый транквилизатор талидомид широко использовался в 60-е годы. У женщин, которые принимали талидомид, родилось более чем 7000 детей с пороками развития (рис.1). Врожденная патология, вызванная нарушениями развития плода, наблюдается приблизительно у 2% грудных детей и является наиболее частой причиной неонатальной смертности и заболеваемости. При большинстве аномалий не наблюдается никаких хромосомных нарушений и они не наследуются. Несмотря на выявление многих тератогенных агентов, причина большинства нарушений является неизвестной. Наиболее изученными причинами гаметопатий, эмбрио- и фетопатий являются следующие: 1. Ионизирующее излучение: кроме прямого воздействия на ДНК и генетический аппарат клетки, ионизирующая радиация имеет прямой токсичный эффект на клетки плода и является причиной многих врожденных аномалий в результате ее воздействия в период беременности; 2. Тератогенные вирусные инфекции: вирус краснухи наиболее сильный тератогенный вирус, т.е. он является причиной большого количества врожденных дефектов. Трансплацентарное инфицирование плода вирусом во время первого триместра беременности приводит к появлению большинства врожденных аномалий. Синдром краснухи объединяет триаду врожденных аномалий: пороки сердца, глухоту и катаракту. Описаны также случаи микроцефалии, умственной отсталости и микрофтальмии. Риск инфицирования плода вирусом краснухи резко снизился в результате иммунизации против этой инфекции. Тератогенный эффект других вирусных инфекций дискутируется. Имеются сообщения о тератогенном действии вирусов гриппа, паротита (свинки) и ветряной оспы. Тератогенное действие имеют простейшие из класса споровиков - токсоплазма гонди. Если мать больна токсоплазмозом, то через плаценту токсоплазмы могут попасть к зародышу и вызвать поражение мозга и глаз. 3. Медикаменты: во время беременности необходимо исключить прием лекарств, за исключением случаев, когда это необходимо для спасения жизни матери или плода. Нет лекарств, которые могут быть полностью безопасными, особенно во время раннего периода беременности. Талидомид: является слабым седативным препаратом, который широко использовался в Европе в 60-х годах, пока не появились доказательства того, что он является причиной значительных нарушений развития плода (фекомелия) при использовании его во время беременности. Вследствие нарушения развития конечностей, ноги и руки ребенка напоминают ласты моржа. Диэтилстилбестрол: синтетический эстроген, который широко использовался в 50-х годах для лечения угрожающего аборта. У дочерей женщин, которые принимали диэтилстилбестрол, часто развивались эпителиальные аномалии влагалища, включая увеличение количества слизистых желез (вагинальний аденоз), в более тяжелых случаях - светлоклеточную аденокарциному. Алкоголь (фетальный алкогольный синдром): употребление матерью алкоголя во время органогенеза в ранний период беременности приводит к врожденным нарушениям, фенотипический эффект которых зависит от количества употребленного алкоголя, когда женщина могла не знать, что она беременна. Фетальный алкогольный синдром (ФАС) встречается у 1 из 1000 новорожденных в США и у 30-50% детей, рожденных матерями, которые употребляли более 125 мл алкоголя в день. ФАС характеризуется отставанием в физическом развитии, наличием нарушений строения лицевого черепа (узкие глазные щели, микрогнатия), пороков сердца (чаще всего — дефекты перегородок), нарушениями строения позвоночника, включая spina bifida, и умственной отсталости с микроцефалией и недоразвитием мозга. Многие из химикатов, используемых человеком, также могут оказывать тератогенное действие. Например, пестициды и органические вещества, которые содержат ртуть, способны вызывать нарушения неврологического характера и аномалии в поведении детей, если их матери во время беременности употребляли продукты, содержащие эти вещества. Одной из причин врожденных пороков можно считать гипоксию, которая тормозит плацентацию и, в ряде случаев, может привести к развитию врожденных пороков и гибели плода. Неполноценное питание матери, дефицит микроэлементов, например, цинка, приводят к развитию нарушений нервной системы плода (гидроцефалии, искривлению позвоночника, пороков сердца и др.). Эндокринные заболевания беременной женщины могут привести к спонтанному аборту или нарушению морфологической и функциональной дифференцировки органов плода, ранней детской смертности. 54 Известна зависимость состояния здоровья детей от возраста родителей. Например, врожденные нарушения опорно-двигательной и дыхательной систем чаще наблюдаются у детей юных матерей, чем у матерей 22-35 лет. У матерей старше 35-ти лет увеличивается риск родить ребенка с множественными пороками развития всех систем органов. Наиболее четкая зависимость от возраста матери наблюдается в случаях рождения детей с трисомиями по 13, 18, 21 парам хромосом. Установлено, что появление у плода расщелин губы и твердого неба, ахондроплазии зависит от возраста отца. Однако, в развитых странах частота рождений детей с множественной врожденной патологией значительно снижается благодаря развитию медико-генетического консультирования и пренатальной диагностики врожденной патологии. Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. Во время эмбрионального развития был нарушен процесс реализации генетической информации. В результате нарушилось развитие организма, что привело к возникновению патологии. Дайте объяснение этому явлению: A. Свет B. Антимутаген C. Антиген D. Комутаген E. Тератоген 2. У зародыша человека в первой фазе гаструляции образуется двухслойный эмбрион путем расслоения клеток эктодермы. Какой это тип гаструляции? A. Деляминация B. Иммиграция C. Епиболия D. Инвагинация E. Смешанный 3. На стадии поздней гаструлы зародыша человека образуется третий зародышевый листок (мезодерма) путем перемещения группы клеток энтодермы, которые не объединены в общий пласт. Какой это тип гаструляции? A. Иммиграция B. Деляминация C. Инвагинация D. Эпиболия E. Смешанный 4. Первичные половые клетки возникают тогда, когда половые железы еще не начали развитие. Позже эти недифференцированные половые клетки мигрируют в гонады и заселяют их. Энтодерма какого провизорного (временного) органа является источником этих клеток? A. Хорион B. Алантоис C. Плацента D. Желточный мешок E. Амнион 5. Рождение двух, трех, четырех и даже семи монозиготных близнецов у человека связано с тем, что изолированный бластомер развивается в полноценный организм. Какое название имеет это явление? A. Тотипотентность B. Эмбриональнаяная индукция C. Лабильное деференирование D. Стабильная дифференциация E. Декодирующая организация 6. В эмбриогенезе человека, как и абсолютного большинства позвоночных, закладывается шесть пар жаберных артерий, из которых наибольшего развития достигают сосуды четвертой пары. Какой кровеносный сосуд человека является гомологичным этой паре жаберных артерий? A. Левая дуга аорты B. Правая дуга аорты C. Сонная артерия D. Легочная артерия E. Верхняя полая вена 7. Родился ребенок с нарушением дыхания в результате сдавливания трахеи и частично пищевода. С помощью рентгенологических исследований обнаружено: левая дуга аорты отсутствует, другой сосуд берет начало из левого желудочка и поворачивает вправо. Какая пара артериальных дуг испытала пороки развития в этом случае? A. Четвертая B. Третья C. Вторая D. Пятая E. Шестая 8. У четырехлетней девочки в состав большого пальца кисти вместо двух входят три косточки. Подобное строение пальца имеют земноводные и пресмыкающиеся. Как называется эта аномалия развития? A. Полифалангия B. Полидактилия C. Олигодактилия D. Брахидактилия E. Синдактилия 55 9. У шести женщин, которые перенесли вирусное заболевание (краснуху) в первой трети беременности, родились дети с врожденными пороками сердца, глухотой и катарактой. Следствие какого влияния вируса наблюдается в этом случае? A. Тератогенного B. Канцерогенного C. Комбинаторика генов D. Малигнизации E. Генокопии 10. Опытами Д. Гердона в 1964-1966 гг. было доказано, что при пересадке ядер соматических клеток на разных стадиях развития в энуклеированную (лишенную ядра) яйцеклетку лягушки происходит нормальное развитие головастика и, хотя и очень редко, - взрослой лягушки. Что доказано этими опытами? A. Все клетки имеют одинаковые гены B. Тотипотентность клеток C. Явление эмбриональной индукции D. В зиготе гены неактивны E. Дифференциация клеток зародыша 11. У больной токсоплазмозом беременной женщины во время эмбриогенеза у плода нарушился процесс закладки мезодермы. Патология какой системы может возникнуть у новорожденного? A. Нервной B. Выделительной C. Эпителия кишечника D. Печени E. Поджелудочной железы 12. У женщин, которые забеременели во время массового применения пестицидов в сельской местности, нарушилась закладка эктодермы эмбриона. Врожденные пороки развития какой системы могут возникнуть у новорожденных в этой ситуации? A. Нервной B. Скелета C. Дермы D. Печени E. Поджелудочной железы 13. Врожденные пороки развития сердца и сосудов у человека связаны с нарушением закладки сосудов во время эмбриогенеза. Укажите патологию, которая возникает в результате отсутствия редукции правой дуги аорты. A. Открытый артериальный проток B. Редукция нижней полой вены C. Аортальное кольцо D. Наличие двух верхних полых вен E. Общий артериальный ствол 14. Женщина, которая регулярно злоупотребляла алкогольными напитками, родила девочку со значительным отставанием в физическом и умственном развитии. Врачи диагностировали алкогольный синдром плода (АСП). Следствием какого влияния является это состояние девочки? A. Малигнизации B. Канцерогенного C. Мутагенного D. Тератогенного E. Генокопии 15. В процессе эмбриогенеза человека на 67-е сутки после оплодотворения начинает образовываться бластоциста, которая существенно отличается определенными чертами строения от типичной бластулы ланцетника. Эти черты заключаются в наличии: A. Анимального и вегетативного полюсов B. Большого количества бластомеров C. Первичного рта D. Трофобласта и эмбриобласта E. Вторичного рта 16. Плацента (послед) является местом тесного слияния зародышевой оболочки с тканями родительского организма (матки). Какая провизорная (временная) оболочка формирует этот орган? A. Алантоис B. Амнион C. Желточный мешок D. Пупочный канатик E. Хорион 17. У пятнадцатилетнего парня в результате падения в спортзале школы диагностирован разрыв селезенки с кровоизлиянием в брюшную полость. Через некоторое время после удаления селезенки на ее месте произошла регенерация, причем возобновилась не форма, а масса органа за счет размножения клеток, которые остались. Какой вид регенерации состоялся в этом случае? A. Морфалаксис B. Регенерационная гипертрофия C. Эпиморфоз D. Компенсаторная гипертрофия E. Гетероморфоз 18. У молодых супругов родился ребенок с несращением дужек позвонков и твердого неба. Как называются пороки развития, которые напоминают соответствующие органы предков человека? A. Атавистические B. Нефиллогенетические C. Генокопии D. Фенокопии E. Аллогенные 56 19. На определенном этапе онтогенеза человека между кровеносными системами матери и плода устанавливается физиологическая связь. Эту функцию выполняет провизорный орган: A. Алантоис B. Желточный мешок C. Амнион D. Серозная оболочка E. Плацента 20. У младенца присутствует микроцефалия. Врачи считают, что это связано с применением женщиной во время беременности актиномицина D. На какие зародышевые листки подействовал этот тератоген? A. Энтодерма и мезодерма B. Энтодерма C. Мезодерма D. Эктодерма E. Все листки 21. В эксперименте в головном отделе зародыша лягушки на стадии нейрулы блокированы процессы транскрипции в ядрах нервных клеток. К какой врожденной патологии это может привести? A. Аненцефалии B. Несрощение твердого неба C. Спино-мозговая грыжа D. Не сформируется хорда E. Заячья губа 22. Во время эксперимента над бластулой лягушки на стадии 16-ти бластомеров было удалено 1 бластомер. Изолированная клетка продолжала нормально развиваться и дала начало новому зародышу. Какая особенность бластомеров была продемонстрирована? A. Способность к дифференциации B. Способность к эмбриональной индукции C. Тотипотентность D. Образование полюсов эмбриона E. Образование зародышевых листков 23. В процессе развития у ребенка позвоночник постепенно приобрел два лордоза и два кифоза. Это можно объяснить развитием способности к: A. Сидению B. Плаванию C. Ползанию D. Прямохождению E. Лежанию 24. В процессе онтогенеза у здорового человека на организменном уровне проявились такие изменения: уменьшились размеры тела, кожа потеряла эластичность, зрение и слух ухудшились. Вероятнее всего это период: A. Подростковый B. Старение C. Молодой возраст D. Начало зрелого возраста E. Юношеский 25. В процессе онтогенеза у человека на организменном уровне проявились такие изменения: уменьшилась жизненная емкость легких, увеличилось артериальное давление, развился атеросклероз. Вероятнее всего это период: A. Юношеский B. Подростковый C. Молодой возраст D. Начало зрелого возраста E. Преклонный возраст 26. В клетках организма человека снижены интенсивность синтеза ДНК и РНК, нарушен синтез необходимых белков и метаболизм, митотическая активность незначительна. Вероятнее всего такие изменения отвечают периоду: A. Преклонный возраст B. Подростковый C. Молодой возраст D. Начало зрелого возраста E. Юношеский 27. У человека зарегистрирована клиническая смерть. При этом прекратились такие жизненно важные функции: A. Репликация ДНК B. Самообновление клеток C. Процессы метаболизма D. Отсутствие сердцебиения и дыхания E. Отсутствие движений 28. У тяжело травмированного человека наступила биологическая смерть. Свидетельством этого является: A. Потеря сознания B. Неорганизованность химических процессов C. В клетках происходит аутолиз и разложение D. Отсутствие сердцебиения и дыхания E. Отсутствие движений 29. В 50-х годах в Западной Европе от матерей, которые принимали в качестве снотворного талидомид, родилось несколько тысяч детей с отсутствием или недоразвитием конечностей, нарушением строения скелета, другими пороками. Какая природа данной патологии? A. Фенокопия B. Трисомия C. Моносомия D. Триплоидия E. Генная мутация 57 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 21(20) ТЕМА. Постнатальный период онтогенеза. Биологические механизмы поддержания гомеостаза организма. Периоды постэмбрионального развития человека. Процессы роста и дифференцирования в постнатальном периоде индивидуального развития человека. Особенности постнатального периода индивидуального развития человека в связи с ее биосоциальной сущностью. Понятие о биополях, биологические ритмы и их медицинское значение. Виды и пути регенерации. Виды трансплантации тканей у человека. Старость как завершающий этап онтогенеза человека. Теории старения. Периодизация онтогенеза Многофакторное явление, которым является процесс развития человека нелегко представить в виде простой схемы. Дело в том, что при научном подходе, такая периодизация должна одновременно учитывать закономерности вековой изменчивости комплекса разнородных признаков и явлений, которые относятся к сферам биологии, психологии и социологии и др. И при этом она должна быть достаточно простою и наглядной, чтобы применять в практике той же биологии, психологии, медицины и педиатрии. Самая давняя периодизация онтогенеза всходит к античности: o Пифагор (VI век к нашей эре) выделял четыре периода человеческой жизни: весну (от роду до 20 годов), лето (20-40 лет), осень (40-60 лет) и зиму (60-80 лет). Эти периоды отвечают становлению, молодости, расцвету сил и их угасанию. o Гиппократ (V-IV к нашей эре.) разделил весь жизненный путь человека с момента рождения на десять ровных семилетних циклу-этапу. Периодизация индивидуального развития человека, предложенная В.В. Бунаком в 1965 г. Пол Стадия Период Возраст Мужская Женская Внутриутробный цикл Эмбрионный 0-8 недель Переходный 9-16 недель Фетальний ранний 4-6 месяцев средний 7-8 месяцев поздний 8-10 месяцев Позаутробний цикл Прогрессивная Младенческий Первое детство 1-3 месяцев средний 4-6 месяцев средний 7-9 месяцев конечный 10-13 месяцев начальный 1-4 годов конечный 5-7 лет начальный 8-10 лет 8-9 лет конечный 11-13 лет 10-12 лет Подростковый 14-17 лет 12-16 лет Юношеский 18-21 года 17-20 лет первый 22-28 лет 21-26 лет второй 29-35 лет 27-32 годов первый 36-45 лет 33-40 лет второй 46-55 лет 41-50 лет первый 56-63 годов 51-57 лет второй 64-70 лет 58-63 годов Второе детство Взрослый Стабильная Зрелый Регрессивная начальный Летний (предстарческий) Старческий первый 71-77 лет 64-70 лет второй 78-83 годов 71-77 лет 84 годов и более 78 лет и более старо Позднестарческий Широкое приложение в отечественной науке нашла схема, принятая на VII Всесоюзной конференции по проблемам возростной морфологии, физиологии и биохимии (Москва, в 1965 г.) Возраст и пол Периоды Новорожденные Грудной возраст Раннее детство Первое детство Второе детство Подростковий век Юношеский возраст Первый зрелый возраст Мужской Женский Некоторые характерные возростные события Период выкармливания ребенка молозивом. Начало ускорения роста в длину. Часто падение веса тела. Начало питания "зрелым" молоком. Прорезування первых молочных зубов (с 6 месяцев); период максимальной интенсивности ростового процесса, от 10 дней до 1 года начало выпрямления тела (формирование изгибов позвоночника), сидения, стояния и первые шаги. Начало познавательного развития (осматривание и узнавание), наследования. "Детский" язык. Завершение прорезывание первой генерации зубов. Падение интенсивности роста. Узнавание картинок, в 1-3 году фантазирования, одушевления предметов, выбор объекта благосклонности и выделения "Я". Дорос язык. Часто фиксируется первый ростовой скачек. С 6 годов начало проризувание постоянных зубов. В самом конце периода первые проявления полового диморфизма и начало половой идентификации 4-7 лет (осознание пола). Наглядное символическое мышление, освоение пространства и понятия последовательности времени. Основы этики и группового поведения. Осознана ретивость. Ведущая деятельность - сюжетно ролевая игра. Проризування постоянных зубов (кроме третьих маляров - "зубов мудрости"). Начало развития вторичных половых признаков (половое дозревание) и активизация ростового процесса. Переход от 8-12 лет 8-11 лет наглядно образного к логично оперативному мышлению, действительные волевые акты и социальная адаптация. Развитие внимания и произвольной памяти. Избирательное рисование и перспектива. Пубертатный спурт - второй (истинный) ростовой скачек. Половое дозревание и усилен рост тела в длину. Все это определяет наибольшие морфосдвиги, которые задевают все 13-16 12-15 функциональни системы организма. В самом начале - языковое лет лет абстрактное мышление. Интенсивное интеллектуальное развитие (самоанализ, самовоспитание), высокая половая идентификация, личная и эмоциональная нестабильность. Окончание интенсивного роста и формирование Начало периода стабилизации личности, 17-21 16-20 организма. самоопределения и формирования мировоззрения. года лет При этом часто социальная активность выражается в деструктивных проявлениях. 22-35 21-35 Собственно зрелость - относительная стабильность лет лет дифинитивних параметров организма, окончания от роду до 10 суток формирования "типичное женских" и "типично мужских" черт телосложения и психики. Ведущее значение приобретает циркадна, бициркадна, Второй зрелый 36-60 36-55 недельная, сезонная и др. ритмичность возраст лет лет физиологичных функций. В конце периода окончание женского репродуктивного цикла менопауза и комплекс психо-физиологических изменений (климакс). 61-74 56-74 Продолжение периода оптимальной социальной Пожилой возраст годов годов активности. Начало развития инволютивных изменений организма в частности действительный негативный рост. Падение адаптационных возможностей. Дезинтеграция функций организма на всех уровнях организации. Окончание мужского Старческий возраст 75-90 лет репродуктивного периода. Структурные и функциональные изменения центральной нервной системы, а в конце этапа, обычные яркие признаки "психического старения". Доживших до этого периода характеризует относительная стабильность всех параметров на Долгожители старше 90 лет достигнутом качественном и количественном уровне, в частности за счет компенсаторных (компенсаторно-старческих) процессов. Нейтральное детство - время от года до 7 лет, когда мальчики и девочки мало отличаются один от другого за темпами роста. Тесты первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. В процессе развития у ребенка позвоночник постепенно приобрел два лордоза и два кифоз. Это можно объяснить развитием способности к: A. Сидению B. Плаванию C. Ползанию D. Прямоходинню E. Лижанню 2. В процессе онтогенеза у здорового человека на организменному уровни проявились такие изменения: уменьшились размеры тела, кожа потеряла эластичность, зрение и слух ослабели. Вероятнее всего это период: A. Подростковый B. Старение C. Молодой возраст D. Начало зрелого возраста E. Юношеский 3. В процессе онтогенеза у человека на организменном уровни проявились такие изменения: уменьшилась жизненная емкость легких, увеличилось артериальное давление, развился атеросклероз. Вероятнее всего это период: A. Юношеский B. Подростковый C. Молодой возраст D. Начало зрелого возраста E. Преклонный возраст 4. В клетках организма человека снижены интенсивность синтеза ДНК и РНК, нарушений синтез необходимых белков и метаболизм, митотическая активность незначительна. Вероятнее всего такие изменения отвечают периоду: A. Преклонный возраст B. Подростковый C. Молодой возраст D. Начало зрелого возраста E. Юношеский 5. У человека зарегистрирована клиническая смерть. При этом прекратились такие жизненно важные функции: A. Репликация ДНК B. Самообновление клеток C. Процессы метаболизма D. Отсутствие сердцебиения и дыхания E. Отсутствие движений 6. У тяжело травмированного человека наступила биологическая смерть. Свидетельством этого является: A. Потеря сознания B. Неустроенность химических процессов C. В клетках происходит аутолиз и разложение D. Отсутствие сердцебиения и дыхания E. Отсутствие движений 7. Какой период называют «нейтральным детством»? A. От одного до семи лет B. До одного года C. Период новорожденности D. Период полового дозревания E. Раннее детство 8. В какой период постнатального онтогенеза происходит половое дозревание? A. Период нейтрального детства B. Подростковый C. Юношеский D. Пубертатный период E. Периоде второго детства 9. Какие железы внутренней секреции активизируються в пубертатный период у мальчиков в 13-15 лет, а у девочек в 11-13 лет? Щитообразная, поджелудочная Печенка, легкие Паращитоподибни железы Слюнные железы Надпочечники 10. Выделение каких гормонов стимулируют надпочечники? A. Соматотропин B. Андрогены C. Тестостерон D. Тироксин E. Инсулин 11. В какой постнатальный критический период происходит инволюция тимуса, изменение чувствительности рецепторов к андрогенам и эстрагенов? A. Юношеский возраст B. Подростковый возраст C. Зрелый возраст D. Пубертатный период E. Пожилой возраст 12. В какой период постнатального онтогенеза происходит включение собственных систем терморегуляции, сочетания процессов анаэробного гликолиза и окислительного фосфорилирования, становления регуляции гомеостаза? A. Юношеский возраст B. Подростковый возраст C. Неонатальный D. Пубертатный период E. Пожилой возраст 13. В какой период онтогенеза происходит постепенное, постепенный прогресс снижения адаптационных возможностей и жизнедеятельности индивидуума? A. Юношеский возраст B. Подростковый возраст C. Неонатальный D. Пубертатный период E. Пожилой возраст 14. В какой период онтогенеза скорость роста постепенное снижается, потом остается постоянной, а в определенном возрасте дает «прыжок»? A. Юношеский возраст B. Подростковый возраст C. Неонатальный D. Пубертатный период E. Первое детство 15. Какие процессы характеризуют периоды дипресии роста в начале постнатального онтогенеза? A. Усиленной пролеферацией клеток B. Усиленной дифференциацией C. Нарушением гомеостаза D. Активацией имунной системы E. Усилением нервной регуляции 16. Какой из системных механизмов регуляции гомеостаза человозраста имеет решающее значение? A. Нервная система B. Иммунная система C. Гипоталомо-гипофизарна система D. Экспрессия генов E. Система клеточного иммунитета. A. B. C. D. E. 17. Для процессов старения НС характерные следующие изменения: A. Увеличение размеров нейронов B. Увеличение звязей между нейронами C. Увеличение плотности нейронов D. Повышение чувствительности нейронов E. Снижение работоспособности нейронов 18. У человозраста много признаков формируются во время развития специфических для нее функций. Типичная форма позвоночника, которая имеет два изгиба вперед и два изгиба назад, развивается в первые 1,5—2 года жизни ребенка. Укажите, в каком возрасте у ребенка формируется шейный лордоз: A. 1—1,5 мисс; B. 2,5—3 мисс; C. 6—6,5 мисс; D. 11,5-12 мисс; E. 18-18,5 мес. 19. У человозраста рост сопровождается увеличением длины и массы тела, причем это происходит неравномерно. В одни периоды человозраст растет быстро, а в других медленно. Укажите, на каком году жизни у человозраста наблюдается самый интенсивный рост: A. первому; B. второму; C. четвертому; D. десятому; E. пятнадцатому. 20. Возрастовые изменения у человозраста могут быть разносторонними. При старении одни функциональные показатели прогрессивно снижаются, другие — существенно не изменяются, а некоторые растут. К последним принадлежат: A. сократительность сердца; B. гормональная активность половых желез; C. острота слуха; D. количество эритроцитов в крови; E. уровень холестерина в крови. 21. У человозраста возрастовые изменения в разных органах и системах организма возникают неодновременно в разные периоды. Это называют гетерохронностью. В каком возрасте у человозраста начинается атрофия тимуса A. 3—5 лет; B. 13—15 лет; C. 23—25 лет; D. 43—45 лет; E. 73-75 лет? 22. У человозраста постоянно происходят процессы физиологичной регенерации. Благодаря этому клетки кишечного эпителия обновляют сия за несколько суток. Сравнительно быстро обновляются эритроциты. Какая средняя длительность их функционирования в периферийной крови: A. 5 суток; B. 20 суток; C. 55 суток; D. 80 суток; E. 125 суток? 23. У человозраста регенерационная гипертрофия начинается после заживления раны, когда увеличивается часть органа, которая осталась. Это осуществляется благодаря размножению клеток. В каком случае происходит регенерационная гипертрофия: A. в случае потери части верхней конечности; B. в случае потери части нижней конечности; C. в случае удаления почки; D. в случае удаления части печенки; E. в случае глубоких ожогов? 24. На конечный результат трансплантации существенно могут повлиять осложнения, связанные с реакцией иммунной системы на трансплантат. Они не возникают, если осуществляются: A. ксенотрансплантация; автотрансплантация; аллотрансплантация от матери сыну; аллотрансплантация от отца сыну; аллотрансплантация от брата сестре. 25. Нарушение процессов физиологичной регенерации может приводить к образованию опухолей. Различают злокачественные и доброкачественные опухоли. Клетки доброкачественной опухоли способны к: A. прорастание в прилегающие ткани; B. дифференцирование; C. клеточного атипизма; D. перенесение в места, удаленные от первичной опухоли; E. метастазирование. B. C. D. E. Тема 22 (21). Контроль усвоения моду ля 2. Ориентировочный вариант контрольной работы по разделу: «Медицинская генетика» Тестовые задания первого уровня сложности (один правильный ответ) 1. У младенца присутствует микроцефалия. Врачи считают, что это связано с применением женщиной во время беременности актиномицина Д. На какой зародышевый листок подействовал этот тератоген? A. Все листки B. Эктодерму C. Энтодерму D. Мезодерму E. Энтодерму и мезодерму 2. Употребление тетрациклинов в первой половине беременности приводит к возникновению аномалий органов и систем плода, в том числе к гипоплазии зубов, изменения их цвета. К какому виду изменчивости принадлежит заболевание ребенка? A. Модификационной B. Комбинативной C. Мутационной D. Наследственной E. Рекомбинативной 3. В районах Южной Африки у людей распространена серповидно-клеточная анемия, при которой эритроциты имеют форму серпа в результате замены в молекуле гемоглобина аминокислоты глутамин на валин. В результате чего возникает такое нарушение? A. Генной мутации B. Нарушение механизмов реализации генетической информации C. Кроссинговера D. Геномной мутации E. Трансдукции 4. При медико-генетическом консультировании семьи с наследственной патологией обнаружено, что аномалия проявляется через поколение у мужчин. Какой тип наследования этой наследственной аномалии? A. Х-сцепленный рецессивный B. Аутосомно-доминантный C. Аутосомно-рецессивный D. Х-сцепленный доминантный E. Y-сцепленный 5. Синдром ”кошачьего крика” характеризується недоразвитием мышц гортани, ”мяукающим” тембром голоса, отставанием психомоторного развития ребенка. Данное заболевание является результатом: A. Делеции короткого плеча 5 хромосомы B. Транслокации 21 хромосомы на 15 C. Дупликации участки 5 хромосомы D. Делеции короткого плеча 21 хромосомы E. Инверсии участка 21 хромосомы 6. У больного отмечено нарушение липидного обмена, которое проявляется увеличением концентрации липидов в сироватке крови и отложением этих веществ в нервных клетках. Наблюдаются изменения психики. Какое наследственное заболевание можно заподозрить? A. Синдром Эдвардса B. Синдром Марфана C. Фенилкетонурия D. Синдром Тея - Сакса E. Гемофилия 7. В медико-генетической консультации 14летней девочке поставлен диагноз: синдром Шерешевского-Тернера. Какой кариотип ребенка? A. 46, ХХ. B. 47, ХХУ C. 45, Х0 D. 46, ХУ E. 47, трисомия 13 пары. 8. У женщины проведено определение A. Генеалогический процентного содержания полового хроматина в B. Биохимический клетках эпителия слизистой оболочки ротовой C. Цитогенетический полости. В каком случае Вы будете подозревать D. Гибридизации соматических клеток патологию: E. Популяционно-статистический A. 0 % клеток 10. Девочке 2-х лет с подозрением на генную B. 65 % клеток наследственную болезнь проведена потовая C. 50 % клеток проба - исследование содержания хлора и D. 38 % клеток натрия в поте. Установлено, что их концентрация E. 30 % клеток. превышает норму в 5 раз. Для какой 9. Амниотическая жидкость, в которую погружен наследственной болезни это характерно. развивающийся зародыш, содержит белки, A. Гомоцистинурии углеводы, минеральные соли, гормоны, мочевину, B. Фенилкетонурии а также слущенные клетки плода. Какой метод C. Галактоземии генетики применяют для установления пола D. Фруктоземии будущего ребенка, исследуя состав амниотической E. Муковисцидоза жидкости? Тестовые задания второго уровня сложности (несколько правильных ответов) 1. Фенилкетонурия -- тяжелое заболевание, которое вызывает повреждение нервной и других систем, если ребенок остается на грудном вскармливании. В результате нестабильности фермента фенилаланин-4-гидроксилази в клетках накапливаются продукты обмена фенилаланина, которые вызывают патологические изменения. Но если исключить из диеты молоко и другие продукты, где есть фенилаланин, то можно предотвратить поражение организма. С чем это связано? а) хромосомной мутацией б) модификационной изменчивостью в) генной мутацией г) вариабельной экспрессивностью д) мультифакториальностью признака? 2. При изучении родословной семьи, в которой встречается ихтиоз, обнаружено, что признак наблюдается во всех поколениях по вертикали только у мужчин, наследуется от отца к сыну. Как наследуется ихтиоз? а) Х- сцепленно-рецессивно б) сцепленно с У-хромосомой в) аутосомно-доминантно г) аутосомно-рецессивно д) голандрически 3. Какие изменения в хромосомном наборе при синдроме Клайнфельтера? а) отсутствие одной хромосомы в 21паре б) лишняя Х-хромосома у мужчины в) отсутствие Х-хромосомы у женщины г) отсутствие 15-ой хромосомы д) лишние 2-3 Х-хромосом в кариотипе у мужчины 4. Какое потомство ожидается у здоровой женщины, отец которой страдал дальтонизмом, и здорового мужчины, если у женщины имеет место нерасхождение Х-хромосомы? а) нежизнеспособными б) с синдром Шерешевского-Тернера в) с синдром Клайнфельтера г) с трисомией-Х и нормальным зрением д) с трисомией-Х и дальтонизмом 5. У зародыша человека началась закладка осевых органов. Как называется эта стадия развития: а) бластула; б) гаструла; в) гистогенез; г) органогенез; д) фетогенез? 6. Определите, какие из перечисленных органов образуются из мезодермы: а) сердце; б) эпителий легких; в) печень; г) половые железы. Задачи: 1. У членов одной семьи наблюдается глухонемота. Пробанд - глухонемая девочка. Ее брат, мать и отец здоровы. Со стороны отца пробанда тетя и дед здоровые, а бабушка глухонемая. У матери пробанда есть глухонемой брат и здоровые брат и сестра. Составьте родословную. Определите тип наследования признака и генотипы членов семьи. 2. Аномалия сцепленая с половой хромосомой, имеет рецессивный тип наследования, а патологический ген находится в тесной связи с геном группы крови Xg на расстоянии 1 морганиды. Оба пораженные брата имеют генотип Xg+, а пробанд имеет генотип Xg-, как и ее отец, при генотипе ее матери Xg+Xg-, причем известно, что в семье ген ядерной катаракты локализуется на Х-хромосоме вместе с геном группы крови Xg+. Какой генетический риск рождения больного ребенка? Необходимое ли применение пренатальной диагностики? Вопросы: 1. Методы изучения наследственности человека. Человек как специфический объект генетического анализа. 2. Эмбриональное развитие, его этапы. Провизорные органы. Тестовые задания второго уровня сложности для подготовки к контроля усвоения модуля 2 1. Для чего используют генеалогический метод: а) для определения характера наследования признака; б) для определения частоты проявления гена в популяции; в) для определения генотипа членов семьи; г) для определения степени влияния внешней среды и генотипа на формирование признака? 2. Близнецы какого пола рождаются чаще -- одинакового или разного? Ответ объясните: а) монозиготные; б) дизиготные. 3. Какой набор половых хромосом у мужчины, если в ядрах эпителия слизистой оболочки полости рта у него обнаружено глыбки полового хроматина: а) две; б) одну; в) три; г) не обнаружено? 4. Какой набор половых хромосом у женщины, если в ядрах эпителия слизистой оболочки полости рта обнаружено глыбки полового хроматина: а) две; б) одну; в) три; г) не обнаружено? 5. Что характерно для аутосомно-рецессивного типа наследования: а) родственные браки; б) неродственные браки; в) признаки, обнаруженные преимущественно у мужчин; г) признаки, обнаруженные одинаково у мужчин и женщин; д) наличие больных во всех поколениях (по вертикали); е) признаки, обнаружены не во всех поколениях? 6. При изучении родословной семьи, в которой встречается ихтиоз, обнаружено, что признак диагностируется во всех поколениях по вертикали только у мужчин, наследуется от отца к сыну. Как наследуется ихтиоз: а) сцепленно с Х-хромосомой рецессивно; б) сцепленно с У-хромосомой; в) аутосомно-доминантно; г) аутосомно-рецессивно; д) кодоминантно? 7. В судебно-медицинской практике на месте преступления обнаружили следы крови преступника. Был сделан вывод, что преступник - женщина. Какие исследования крови позволили сделать такой вывод: а) определение в клетках крови У-хроматина; б) определение в клетках крови Х-хроматина; в) количество барабанных палочек в сегментоядерных лейкоцитах; г) определение кариотипа в лейкоцитах; д) исследование эритроцитов? 8. Выпишите, при каких синдромах (заболеваниях) в нейтрофильных лейкоцитах у мальчиков может быть одна барабанная палочка: а) Дауна; б) Патау; в) Клайнфельтера; г) трисомия Х; д) супермужчины; е) альбинизм. 9. Для какого типа наследования характерны такие особенности: признак обнаружен преимущественно у мужчин, дочери и сыновья мужчин здоровы, у дочерей болеют приблизительно половина их сыновей, а их дочери здоровы: а) Х- сцепленный рецессивный; б) У-сцепленный; в) Х- сцепленный доминантный; г) аутосомно-доминантный; д) аутосомно-рецессивный? 10. Какие из перечисленных определений относятся к термину “пробанд”: а) больной человек; б) лицо, для которого составляют родословную; в) лицо, для которого анализируют родословную; г) семья с больным ребенком; д) женщина у которой ожидается рождение ребенка? 11. Какиее из перечисленных определений относятся к понятию “сибс”: а) дети пробанда; б) лицо, по отношению к которому проводят исследование родословной; в) сестры пробанда; г) брат пробанда; д) родители пробанда? 12. В роддоме обследовали однополых близнецов. У одного из них I(0) резус-положительный, MN группа крови; у второго - кровь I(0) группы, резус-положительный, MM. Определите зиготность близнецов. а) монозиготные; б) дизиготные; г) однояйцевые; д) двуяйцевые. 13. В роддоме обследовали однополых близнецов. У одного из них I(0) резус-положительная, группа крови MM; у второго -- кровь IИ(А) группы, резус-положительная, MN. Определите зиготнисть близнецов. По каким признакам близнецы конкордантны, а по каким дискордантны: а) группа крови АВО; б) группа крови системы резус; в) по полу; г) Rh- фактор + группа крови системы АВО ; д) по группе крови MN? 14. Какое количество половых хромосом у женщины, в нейтрофильных лейкоцитах которой обнаружены барабанные палочки: а) одну; б) две; в) три; г) не обнаружено? 15. Сколько глыбок полового хроматина будет в клетках человека с синдромами: а) Патау; б) Шерешевского-Тернера; в) трисомией Х; г) Клайнфельтера (48,ХХХY)? 16. Мужчина высокого роста, у которого увеличена нижняя челюсть и выступают надбровные дуги, отличается агрессивным, антисоциальным поведением. Его кариотип 47, ХYY. Результатом какого вида мутации является такой кариотип: а) геномной; б) хромосомной; в) генеративной; г) соматической; д) генной? 17. У человека отсутствие потовых желез кодируется рецессивным геном. В семье родился сын, у которого отсутствуют потовые железы. Родители ребенка, а также бабушки и деды по материнской и отцовской линиям были с нормальной кожей, но сестра бабушки страдала отсутствием потовых желез. Определите генотипы данных лиц и составьте схему родословной этого рода. Как наследуется это заболевание: а) аутосомно-рецессивно; б) аутосомно-доминантно; в) сцепленно с полом рецессивно 18. В семье здоровых родителей мальчик пяти лет заболел на одну из форм миопатии (заболевание, при котором наблюдается атрофия мышц). Дядя пробанда по материнской линии и сын тети по материнской линии больны миопатией. Тетя пробанда по материнской линии -- мать больного ребенка, ее муж, а также бабушка и дед пробанда по материнской линии здоровы. Составьте родословную семьи, определите тип наследования заболевания и укажите носителей патологического гена: а) сцепленный с полом Х-рецессивный тип наследования; б) аутосомно-доминантный; в) аутосомно - рецессивный; г) Х - сцепленный доминантный; д) кодоминантный. 19. При сочетании каких гамет родятся дети, с синдромом Дауна: а) 22 + 23; б) 24 + 23; в) 23 + 23; г) 23 + 24? 20. Один из двух близнецов здоров, а второй страдает гемофилией. Определите зиготность близнецов, если родители здоровы: а) монозиготные близнецы; б) дизиготные близнецы; в) мальчик здоровый; г) мальчик больной гемофилией. 21. Какие болезни называются наследственными: а) наблюдаются у членов одного поколения одной семьи; б) в ряде поколений одной семьи; в) в одном поколении разных семей; г) в ряде поколений разных семей? 22. Какие изменения в хромосомном наборе наблюдаются при болезни Дауна: а) моносомия по паре 15; б) трисомия по паре 23; в) трисомия по паре 21? 23. Какие изменения в хромосомном наборе при синдроме Шерешевского-Тернера: а) отсутствие одной хромосомы в паре 21; б) присутствие трех хромосом в паре 21; в) отсутствие обеих хромосом в паре 18; г) отсутствие одной Х-хромосомы? 24. При каких синдромах (заболеваниях) человека в ядрах клеток эпителия слизистой оболочки полости рта обнаруживается 2 тельца Барра: а) Эдвардса; б) гемофилия; в) “кошачьего крика”; г) суперженщины; д) супермужчины; е) Шерешевского-Тернера? 25. Какие изменения в хромосомном наборе при синдроме Клайнфельтера: а) отсутствие одной хромосомы в паре 21; б) лишняя Х-хромосома у мужчины; в) отсутствие Х-хромосомы у женщины; г) отсутствие хромосомы в паре 15; д) лишние 2-3 Х-хромосомы в кариотипе у мужчины? 26. В медико-генетической консультации провели кариотипирование новорожденного с дефектами головы и конечностей. Результаты обследования - наличие трех аутосом 18-ой пары. Какое заболевание у ребенка? Какая причина этого заболевания, если у родителей кариотип нормальный: а) синдром Дауна; б) синдром Патау; в) синдром Эдварда; г) синдром Марфана? 27. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая беременная женщина с просьбой определить пол плода, потому что ее брат и первый ребенок (сын) страдают тяжелой формой гемофилии. В клетках из амниотической жидкости полового хроматина не обнаружено. Какой можно сделать вывод о поле плода? Определите генетический риск рождения больного ребенка: а) женский пол; б) мужской пол; в) генетический риск - 100%; г) генетический риск - 25%; д) генетический риск - 0%. 28. В медико-генетической консультации у троих новорожденных обнаружили в каждого по одной лишней хромосоме в группах D, E, G. О каких хромосомных заболеваниях идет речь в каждом из этих случаев? Какой метод был использован для обследования больных: а) синдром Патау; б) синдром Клайнфельтера; в) синдром Дауна; г) синдром Эдвардса; д) трисомия Х; е) синдром “супермужчины”; и) кариотипирование; ж) определение Х-хроматина; з) определение У-хроматина; к) генеалогический метод? 29. В медико-генетической консультации исследовали кариотип ребенка с синдромом Дауна. Обнаружено 46 хромосом. Одна из хромосом 15-ой пары была длиннее от обычной, потому что к ней присоединилась хромосома из 21-ой пары. Как называется такая мутация: а) хромосомная дупликация; б) хромосомная делеция; в) хромосомная транслокация? 30. В медико-генетической консультации обследовали группу мужчин с помощью метода определения Y-полового хроматина. Какой у них кариотип, если в ядрах соматических клеток наблюдаются две-три зоны люминесценции: а) 46, ХУ; б) 47, ХУУ; в) 48, ХХУУ; г) 48, ХУУУ? 31. В медико-генетическую консультацию обратилась женщина, больная мозжечковой атаксией. Ее муж здоров. У них пятеро сыновей и три дочери. Один сын и одна дочь больны, остальные здоровы. У пробанда одна здоровая сестра и три больных брата. Отец пробанда больной, мать здорова. Составьте родословную семьи. Какая вероятность появления больных детей у больной дочери пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину? а) 100%; б) 50%; в) 25%; г) 0%. 32. В медико-генетическую консультацию обратился мужчина по поводу бесплодия. В ядрах большинства клеток эпителия слизистой оболочки щеки у него было обнаружено одно тельце Барра. О какой хромосомной болезни идет речь в данном случае? Как могли образоваться зиготы с подобным аномальным набором хромосом: а) болезнь Дауна; б) болезнь Клайнфельтера; в) трисомия Х-хромосом? 33. Что следует понимать под “индивидуальным развитием”: а) развитие от оплодотворения к рождению организма; б) развитие от оплодотворения яйцеклетки к естественной смерти; в) передачу наследственной информации потомству; г) реализацию собственно генетической информации? 34. Что такое зигота: а) зрелая яйцеклетка; б) оплодотворенная яйцеклетка; в) яйцеклетка, которая развивается партеногенетически г) начальный этап онтогенеза? 35. Чем отличается дробление зиготы от митотического цикла соматических клеток: а) цикл деления зиготы уменьшен; б) цикл деления зиготы увеличен; в) S- период интерфазы проходит быстро; г) G1 ,G2- периоды почти отсутствуют; д) синтез ДНК в репликоне происходит быстро и синхронно; е) синтез ДНК в репликоне происходит быстро и асинхронно; ж) G1 -; G2- периоды такие же, как при клеточном цикле. 36. Отметить какими клеточными процессами характеризуется стадия гаструляции: а) направленным движением отдельных клеток и целых групп клеток; б) выборочным размножением клеток; в) начало цитодиференцирования; г) происходят индукционные взаимодействия; д) происходят сортировки клеток с формированием пластов: е) одинаковой митотической активностью всех клеток; ж) индукция не происходит? 37. Что такое бластула: а) зародыш на стадии образования нервной трубки; б) зародыш на стадии дробления; в) однослойный зародыш; г) четырехслойный зародыш? 38. В больницу поступил ребенок с несрощенным твердым и мягким небом. Как называется такая аномалия развития? У какого класса позвоночных отсутствует полное разделение носовой и ротовой полостей: а) заячья губа; б) волчья пасть; в) класс земноводных; г) класс рептилий? 39. У новорожденного оказалось избыточное количество молочных желез - полимастия. В результате чего образовалась эта аномалия развития: а) гаметопатия; б) фетопатия; в) онтофилогенетическое нарушение; г) хромосомная мутация; д) влияние факторов среды (фенокопия). 40. У новорожденного оказалось избыточное количество сосков -- полителия. Объясните в какой период онтогенеза возникла патология и возможный механизм формирования этой аномалии развития: а) предзиготний период; б) эмбриональный период онтогенеза; в) онтофилогенетическое нарушение г) фетальний период; д) хромосомная мутация; е) влияние факторов среды. 41. Какие ткани являются производными мезодермы: а) костная и хрящевая ткани; б) скелетно-мышечная ткань; в) эпителий почек, яйцевода, матки; г) нервная; д) соединительно-тканная основа кожи; е) клетки крови и сосуда? 42. На препарате яйцеклетка, которая содержит мало желтка, что распределен равномерно. К какому типу яйцеклеток она принадлежит: а) центролецетальная; б) изолецетальная; в) телолецетальная? 43. В яйцеклетке много желтка, который концентрируется на вегетативном полюсе. Как называется такой тип яйцеклетки? Для каких классов он характерен?: а) изолецетальный; б) центролецетальный; в) телолецетальный? 44. В какие сроки после оплодотворения происходит вживление эмбриона человека: а) 2-е сутки; б) 6-8-е сутки; в) 1-2 месяца? 95. Каким путем происходит гаструляция в эмбриональном периоде развития человека: а) инвагинации; б) миграции; в) епиболии; г) деляминации; д) смешанным типом? 45. При токсикозе беременности может наступить преждевременное отслаивание плаценты. При значительном отслаивании плод обычно погибает. Какие причины гибели плода: а) отсутствие процессов питания; б) нарушение газообмена; в) нарушение кровообращения; г) иммунизация матери? 46. У зародыша человека началась закладка осевых органов. Как называется эта стадия развития: а) бластула; б) гаструла; в) гистогенез; г) органогенез; д) фетогенез? 47. Определите, какие из перечисленных органов образуются из мезодермы: а) сердце; б) эпителий легких; в) печень; г) половые железы. 48. Определите, какие из органов являются производными энтодермы: а) скелет; б) эпителий выделительной системы; в) железы; г) эпителий легких. 49. Что такое популяция: а) совокупность видов одного рода; б) совокупность особей одного вида; в) субъединица класса; г) субъединица типа? 50. В соответствии с законом Харди - Вайнберга, в идеальной популяции частота распространения генотипов АА, Аа и аа равняется р2, 2рq и q2, где р и q -- частоты алелей А и а. В результате каких процессов частота гетерозигот в реальной популяции превышает теоретическое значение: а) отсутствия мутации; б) отсутствия миграции; в) отбора; г) большая численность популяции; д) наличия мутаций? 51. Какое эволюционное значение полового размножения: а) повышается частота мутаций; б) повышается генетическая изменчивость популяции; в) число потомков больше, чем при бесполом размножении; г) снижается вероятность гибели при развитии молодых особей? 52. Почему при химических средствах борьбы с вредными насекомыми нужно периодически менять яд: а) происходит искусственный отбор; б) способствует естественному отбору; в) происходит приспособление к яду; г) способствует возникновению мутаций; д) не все организмы популяции чувствительные к яду? 53. Что характерно для аутосомно-доминантного типа наследования признаков? a) признак наследуется сыновьями от отца; b) признак проявляется во всех поколениях по вертикали; c) признак проявляется одинаково среди представителей обоих полов; d) родители больного ребенка фенотипически здоровы; e) признак проявляется у одного или обоих родителей больного ребенка? 54. Какое потомство ожидается от здоровой женщины, отец которой страдал дальтонизмом, и здорового мужчины, если у женщины имеет место нерасхождение Х-хромосомы: а) нежизнеспособные; б) синдром Шерешевского - Тернера; в) синдром Клайнфельтера; г) трисомия-Х? Ситуационные задачи по генетики. 1. Фенилкетонурия (нарушение обмена фенилаланина, что вызывает поражение мозга и идиотию) наследуется как рецессивный признак. В медико-генетическую консультацию обратились молодые здоровые родители, у которых родился ребенок с фенилкетонурией, их интересует вопрос о здоровье будущего потомства. Какова вероятность рождения в этой семье здорового ребенка? 2. Какое потомство следует ожидать от брака: а) кареглазой женщины и голубоглазого мужчины; б) у кареглазых гетерозиготных родителей? 3. У супругов с нормальной пигментацией кожи родился ребенок альбинос. Объясните причину этого. 4. Способность лучше владеть правой рукой (правша) доминирует у человека над способностью лучше владеть левой рукой (левша). Родители - правши, а ребенок - левша. Определите генотипы всех членов семьи. 5. Определите генотипы родителей, если: а) у светловолосой матери и темноволосого отца 5 детей и все они темноволосые; б) у голубоглазого отца и кареглазой матери 5 детей, среди них 2 голубоглазых; в) у женщины с нормальными пальцами и отца с брахидактилией ребенок имеет нормальное строение кисти (темный цвет волос и короткие пальцы - брахидактилия - доминантные признаки). 6. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой карие глаза, а у матери голубые. От этого брака родился голубоглазый сын. Определите генотип каждого из упомянутых лиц. 7. У человека полидактилия (шестипалость) детерминирована доминантным геном. От брака шестипалого мужчины и женщины с нормальным строением руки родилось двое детей: пятипалый и шестипалый. Какой генотип отца? 8. Резус-фактор эритроцитов человека контролируется тремя генами (СDЕ). Они расположены в одной хромосоме на близком расстоянии друг от друга и наследуются сцеплено. Доминантные гены СDЕ определяют наличие резус-фактор (антигенов С,D,Е) в эритроцитах (резус-положительная кровь), а рецессивные аллели - отсутствие их (антиген резуса отсутствует). Наличие резус-фактора (Rh+) определяется одним доминантным геном D, а резус-отрицательный ( Rh-) - его рецессивным алеллем d. 9. Какие генотипы и фенотипы будут у детей, если: а) мать и отец гомозиготны и резус-положительные; б) мать резус-положительная гомозигота и, отец резус-отрицательный; в) мать резус-положительная гомозигота, отец резус-положительный и гетерозиготен; г) мать гетерозиготная и резус-положительная, отец гомозиготный с положительным резусфактором; д) родители гетерозиготны и резус-положительные; є) мать гетерозиготная и резус-положительная, отец с отрицательным резус-фактором; е) мать резус-отрицательная, отец гетерозиготный и резус-положительный; ж) родители резус-отрицательные? 10. Отец ребенка гомозиготный, резус-положительный, мать резус-отрицательная. Какими могут быть генотипы и фенотипы детей? Почему второй ребенок в этой семье может родиться с гемолитической болезнью? 11. Объясните, у какой женщины по резус-фактору не будет вероятности у ребенка заболеть гемолитической желтухой (у резус-положительной или резус-отрицательной)? 12. У человека доминантный ген определяет мигрень. а) Здоровая женщина вступита в брак с мужчиной, гетерозиготным по гену мигрени. Какова вероятность рождения в этой семье ребенка с мигренью? б) Здоровая женщина вступита в брак с мужчиной, гомозиготным по гену мигрени. Какова вероятность того, что у их ребенка будет мигрень? 13. Гипертония наследуется у человека как аутосомно - доминантный признак. В семье, где один из супругов гипертоник, а второй - здоровый, родился здоровый ребенок. Какая вероятность рождения второго ребенка здоровым? 14. В медико-генетическую консультацию обратился здоровый человек 35 лет, младший брат, отец и дед которого болеют миотонией Томпсона. Его интересует вопрос, могут ли его дети иметь это заболевание. Миотония Томпсона-доминантное заболевание, которое проявляется в детском и юношеском возрасте. 15. Какая вероятность рождения здорового ребенка в семье, в которой один ребенок погиб от болезни Тея - Сакса (в мозге откладывается жироподобное вещество, что вызывает дегенерацию мозговой ткани, слепоту и гибель ребенка в возрасте 4-5 лет)? Болезнь Тея - Сакса предопределена рецессивным летальным геном. 16. В чем разница в расщеплении по фенотипу и генотипу при моногибридном скрещивании в случае полного и неполного доминирования признаков? 17. У человека редкий рецессивный ген вызывает наследственную анофтальмию (отсутствие глазных яблок). Его доминантный аллель предопределяет нормальное развитие глаз. У гетерозигот глазные яблоки уменьшены: а) Супруги гетерозиготны по гену анофтальмии. Определить возможное расщепление F1 по генотипу и фенотипу. б) Мужчина, гетерозиготный по гену анофтальмии, женился на женщине с нормальным развитием глаз. Какое расщепление ожидается по генотипу и фенотипу у детей от этого брака? Какова вероятность рождения здорового ребенка (с нормальным строением глазного яблока)? 18. У человека талассемия (заболевание крови, при котором эритроциты легко разрушаются и развивается анемия) связана с нарушением в синтезе нормального гемоглобина и наследуется как аутосомно-рецессивный признак. У гомозигот заболевание заканчивается смертью в 90-95 % случаев, у гетерозигот проходит в достаточно легкой форме. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где родители страдают легкой формой талассемии? 19. У человека есть рецессивный ген, который в гомозиготном состоянии вызывает аненцефалию или внутриутробную гибель, а в гетерозиготном проявляется в виде sриnа bufidа (расщелина позвоночника чаще в поясничной и крестцовой областях) с разной тяжестью протекания (от очень легких к слишком тяжелым, что заканчивается смертью). В медико-генетическую консультацию обратились супруги с вопросом, могут ли у них родиться здоровые дети. В семье было трое детей, двое детей родились мертвыми с аненцефалией, а один ребенок с тяжелой клинической картиной sриnа bufidа. Какой можно дать прогноз рождения здорового ребенка? 20. У человека серповидно-клеточная анемия - рецессивный признак. Гомозиготы по рецессивному гену погибают в раннем возрасте от гемолитической анемии. У гетерозигот заболевание протекает в легкой форме. Определите, какая вероятность рождения здоровых детей и детей с легкой формой болезни у родителей, которые страдают легкой формой серповидноклеточной анемии. 21. Какая вероятность рождения здорового ребенка, у родителей с повышенным содержанием цистина в моче. Цистинурия - заболевание, которое определяется рецессивным геном. У гомозигот в почках образуются цистиновые камни, а у гетерозигот - повышенное содержание цистина в моче. Как наследуется цистинурия? 22. Отосклероз (заболевание, при котором нарушается слух человека) - аутосомно-доминантный признак с пенетрантностью 50%. В семье отец страдает отосклерозом. Какая вероятность, что его дети также будут болеть этой болезнью? 23. Мужчина с аходроплазией (нарушением роста костей скелета) женился на женщине с нормальным развитием скелета. Какая вероятность рождения в этой семье ребенка с ахондроплазией? (Ахондроплазия - аутосомно-доминантное заболевание с пенетрантностью 100 %). 24. Врожденный вывих бедра - аутосомно-доминантное заболевание с пенетрантностью 50 %. Мать страдает врожденным вывихом бедра, отец и его родные здоровы. Определите вероятность рождения в этой семье больного ребенка. 25. Мать и отец здоровые, у них родилось пятеро детей и все с врожденным вывихом бедра. Напишите генотипы родителей и детей. 26. Ретинобластома у детей (опухоль глаза) - аутосомно-доминантное заболевание с пенетрантностью 90 %. У здоровых родителей родился ребенок с ретинобластомой. Какая вероятность рождения второго ребенка также с опухолью глаза, если допустить, что один из родителей - гетерозиготный носитель патологического гена 27. Эпилепсия - заболевание с аутосомно-рецессивным типом наследования (пенетрантность гена 67%) Какая вероятность рождения больного ребенка в семье, в которой родители гетерозиготные носители гена эпилепсии. 28. Возможная ли ситуация, когда признак, который определяется одним и тем же геном, является доминантным у части особей данного вида и рецессивным у других особей того же вида? Если возможна, то приведите примеры у человека. 29. Почему в тех случаях, когда признак определяется одной парой генов, во втором поколении у потомков соотношение особей может значительно отличаться от менделевского? Как определить, является ли организм гомозиготным по данному признаку. 30. В каких случаях гибриды F1 отличаются по фенотипу от обеих гомозиготных родительских форм? 31. У человека встречается заболевание, когда в возрасте 10-20 лет начинается постепенная атрофия мышц дистальных отделов ног. Изучение родословных показывает, что во всех случаях той же болезнью страдал один из родителей больного. Какой механизм наследования этого заболевания? 32. У человека встречается тяжелая форма мышечной дистрофии. Эта форма проявляется у детей, родители которых были двоюродными братом и сестрой и сами не страдали этой болезнью. Как наследуется мышечная дистрофия? 33. У человека карие глаза - В доминируют над голубыми - в, а способность лучше владеть правой рукой - А - над способностью лучше владеть левой рукой - а. Голубоглазый правша, отец которого был левшой, женился на кареглазой левше из семьи, все члены этой семьи в течение нескольких поколений имели карие глаза. Какое потомство в отношении этих двух признаков будет от этого брака? 34. Отец с кудрявыми волосами (доминантный признак) без веснушек и мать с прямыми волосами и веснушками (доминантный признак) имеют трое детей: с кудрявыми волосами и веснушками, с кудрявыми волосами и без веснушек, с прямыми волосами и веснушками. Определите генотипы родителей и все возможные генотипы детей. 35. Причинами врожденной слепоты могут быть аномалии хрусталика и роговицы глаза. Аномалия хрусталика и роговицы - рецессивные признаки, которые наследуются независимо. Мать и отец здоровы, но являются гетерозиготными носителями рецессивных генов слепоты. Какая вероятность рождения у них здоровых и больных детей? Выпишите генотипы слепых детей. 36. Какие типы гамет образуются у кареглазого близорукого мужчины, гетерозиготного по обеим признакам (близорукость и кареглазость определяются доминантными генами)? 37. От здоровых родителей родился ребенок - глухонемой альбинос. Определите генотипы родителей и ребенка. 38. У человека кареглазость (В) и праворукость (С) - доминантные признаки, а голубые глаза (в) и леворукость (с) - рецессивные. Кареглазый мужчина левша женился на голубоглазой правше. В этой семье родился ребенок левша с голубыми глазами. Определите генотипы родителей и ребенка. 39. Близорукий (доминантный признак) без веснушек мужчина женился на женщине, у которой нормальное зрение и веснушки (доминантный признак). В семье трое детей, все дети близорукие и с веснушками. Определите генотипы родителей и детей. 40. От брака мужчины и женщины, фенотипы которых остались неизвестными, родилось четверо детей: черноволосый кареглазый, черноволосый голубоглазый, светловолосый голубоглазый, светловолосый кареглазый. Определите фенотипы и генотипы родителей (темные волосы и карие глаза - доминантные признаки). 41. Отец с кудрявыми волосами (доминантный признак) без веснушек и мать с прямыми волосами и веснушками (доминантный признак) имеют троих детей: с кудрявыми волосами и веснушками, с кудрявыми волосами и без веснушек, с прямыми волосами и веснушками. Определите возможные генотипы родителей и все возможные генотипы детей. 42. Родители - резус-положительные, но отец голубоглазый, а мать кареглазая. У них родилось пятеро детей, из которых четверо резус-положительные, но двое голубоглазые, двое кареглазые. Один ребенок голубоглазый и резус-отрицательный. Определите генотипы родителей и всех детей (карие глаза и резус-положительная кровь - доминантные признаки). 43. Полидактилия и близорукость передаются как доминантные аутосомные признаки. Гены находятся в разных хромосомах. Какая вероятность рождения детей с одной аномалией или без аномалий в семье, в которой родители страдают двумя патологиями, но гетерозиготны по двум парам генов? 44. Глаукома у человека наследуется несколькими способами. Одна форма определяется доминантным аутосомным геном, вторая -рецессивным. Гены не сцеплены. Какая вероятность рождения здорового ребенка в случае, если родители страдают разными видами глаукомы и мать дигетерозиготна? 45. В медико-генетическую консультацию обратились двое здоровых кареглазых родителей, у которых родилось два глухонемых разнополых близнеца. Дочь - кареглазая, а сын - голубоглазый. Напишите генотипы родителей и детей. Как наследуется глухонемота в этой семье? 46. В медико-генетическую консультацию обратились двое молодых глухонемых людей - жених и невеста, их волнует здоровье будущего потомства. Известно, что в семье невесты глухонемота доминантный аутосомный признак. Мать невесты была глухонемой, а отец здоров. О семье жениха известно такое: его родители и родной брат здоровы. Определите, как наследуется глухонемота в семье жениха. Напишите вероятные генотипы жениха и невесты, а также их родителей. Какова вероятность рождения у них глухонемых детей? 47. Сахарный диабет у детей предопределен двумя несцепленными рецессивными генами Мать и отец здоровы, но являются гетерозиготными носителями двух патологических генов. Могут ли в этой семье родиться здоровые дети? 48. Двоюродные брат и сестра вступили в брак. У женщины проявляется белая прядь в волосах (А), у мужчины этот признак отсутствует. В этой семье родился ребенок с белой прядью и больной галактоземией (галактоземия - нарушение обмена галактозы, при котором наблюдается цирроз печени, умственная отсталость и ранняя смерть детей). Определите генотипы членов семьи. Вероятность рождения здорового ребенка. 49. У мужчины полные губы, резус-положительная кровь и темные волосы (доминантные признаки). Отец - резус-положительный, с полными губами и светлыми волосами, мать - с резусотрицательной кровью, тонкими губами и светлыми волосами. Напишите все возможные генотипы и фенотипы детей в этой семье, если родители - гетерозиготны. 50. У человека шестипалость (полидактилия), близорукость и глаукома передаются как доминантные аутосомные признаки. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где родители тригетерозиготны. 51. Кареглазый, темноволосый резус-положительный мужчина женился на кареглазой, темноволосой женщине с резус-отрицательной кровью. Определите вероятность рождения в семье голубоглазого светловолосого ребенка с резус-отрицательной кровью? 52. Глухота - рецессивный признак, который предопределен разными аутосомными генами. В каких случаях у глухих родителей родятся дети с нормальным слухом? 53. Альбинизм - рецессивный признак. В некоторых браках у двух альбиносов рождались дети с нормальной пигментацией. Как объясняется это явление? 54. Мать имеет свободную мочку уха (доминантный признак) и гладкий подбородок, а отец приросшую мочку уха и треугольную ямку на подбородке (доминантный признак). Сын имеет свободную мочку уха и ямку на подбородке, а у дочери те же признаки, что и у матери. Напишите возможные генотипы родителей и детей. 55. У матери IV группа крови, у отца - III. Какие группы крови не могут быть у их детей? 56. В роддоме перепутали двух мальчиков. У одного из них II(А) группа крови, а у второго – III(В). Возможно ли путем исследования групп крови точно установить, кто чей сын, если родители одного из них имеют II и IV группы крови, а родители второго - II и III? 57. Мужчина, родители которого имели I и IV группы крови, женился на женщине с III группой крови. От этого брака родилось трое детей: с I , II, IV группами крови. Какая группа крови у отца детей и возможно ли рождение в этой семье ребенка с III группой крови? 58. У одного из родителей II группа крови, у второго - ИИИ. Какие генотипы этих родителей, если у них родилось шестеро детей с такими группами крови: а) у всех IV; б) троих IV и троих III; в) у половины IV, у половины II; г) двое с IV, двое с III и двое с I группами крови? 59. Мужчина с резус-отрицательной кровью IV группы женился на женщине с резусположительной кровью III группы. У отца женщины кровь была резус-отрицательная кровь I группы. В семье родилось двое детей: резус-отрицательный ребенок с III группой крови и резусположительный с I группой крови. Судебно-медицинская экспертиза установила, что один из этих детей внебрачный. По какому признаку можно исключить отцовство? 60. Резус-положительная женщина с кровью II группы, отец которой имел резус-отрицательную кровь I группы, вступила в брак с резус-отрицательным мужчиной с I группой крови. Какая вероятность того, что ребенок унаследует оба признака отца? 61. Резус-отрицательный мужчина с I группой крови женился на резус-положительной женщине с IV группой крови. Какие варианты по группам крови и резус-фактору ожидаются в потомстве? 62. Известно, что мать резус-отрицательной девочки с III группой крови была резус-положительной с 1 группой. У ее двух сыновей резус-отрицательная кровь II группы. Какой генотип и фенотип отца по группам крови и резус-фактору? 63. Резус-отрицательная женщина с I (0) группой крови вступила в брак с резус-положительным мужчиной с IV(АВ) группой крови. Какая вероятность рождения в этой семье резус-отрицательного ребенка с III(В) группой крови? В каком случае возможно развитие у новорожденного гемолитической болезни? 64. В суде слушается дело о взыскании алиментов. У матери I группа крови, у ребенка - II. Может ли быть отцом ребенка мужчина с III группой крови? Какая группа крови возможна у отца? 65. Можно ли исключить отцовство, если у матери и ребенка резус-положительная II группа крови, а предполагаемые родители имеют I и IV группы, оба резус-отрицательные? 66. Перед судебно-медицинской экспертизой поставлено задание выяснить, является ли мальчик, который живет в семье Г., родным или приемным сыном. Исследование крови всех членов семьи дало такие результаты: у женщины резус-положительная кровь IV группы, у ее мужа - резусотрицательная кровь I группы. Какой вывод сделает экспертиза, если у ребенка резус-положительная кровь I группы? 67. Женщина с веснушками (доминантный признак) и с III группой крови вступила в брак с мужчиной I группы крови без веснушек. Все дети от этого брака были без веснушек, а один ребенок родился с I группой крови. Определите генотипы родителей и все генотипы потомства. 68. У матери II, а у ребенка III группа крови. Можно ли ребенку перелить кровь матери? 69. Родители кареглазые, резус-положительные со II группой крови. Они гетерозиготны по всем трем признакам. Какая вероятность рождения в семье голубоглазого резус-отрицательного ребенка с I группой крови? 70. Группы крови по системе МN определяются двумя аллельными кодоминантными генами М и N. У гомозигот по гену М группа крови ММ, у гомозигот по гену N группа крови NN, у гетерозигот МN группа крови МN. У матери I (0) группа крови ММ, у отца IV(АВ) группа NN. Определите возможные варианты групп крови у детей. 71. У здоровых родителей (мать с II(А) группой крови, а отец с IIИ(В)) родился ребенок, больной фенилкетонурией с I(0) группой крови. Напишите генотипы родителей и ребенка. 72. Судебно-медицинской экспертизе необходимо установить, кто из двух мужчин является отцом ребенка (у первого мужчины кровь резус-положительная I (0) группы ММ, а у второго - кровь резусположительная IV(АВ) группы ММ. У матери ребенка кровь резус-положительная II(А) группы ММ, у ребенка - резус-положительная ММ группа. Какой вывод сделает эксперт? Напишите генотипы родителей и ребенка. 73. У женщины с резус-отрицательной кровью III группы родился ребенок с IV группой крови, у которой была гемолитическая болезнь новорожденного, в результате резус-конфликта. Какие группы крови и резус-фактор возможны у отца ребенка? 74. Мужчина с темными волосами и IV группой крови ММ женился на светловолосой женщине с I группой крови ММ. Какой цвет волос и какие группы крови будут у детей? 75. У близорукой резус-положительной женщины с II группой крови родился ребенок с нормальным зрением и резус-отрицательной кровью I группы. Напишите генотипы матери и ребенка. Определите генотип отца (близорукость - доминантный признак). 76. Мужчина с брахидактилией (короткопалостью - доминантный признак) и группой крови ММ женился на женщине с пальцами нормальной длины и группой крови ММ. Какой фенотип будет у их детей, если мать мужчины имела пальцы нормальной длины? 77. В роддоме женщина утверждала, что ребенок, которого ей принесли (1), не ее сын. Кроме этого ребенка, в это время в роддоме находился еще один ребенок (2). Группа крови этой женщины 1(0), ММ, вкуса фенилтиокарбамида не чувствует(ФТК - доминантный признак) не чувствует. У первого ребенка (1) группа крови А (II), ММ, чувствителен к ФТК, у второго ребенка (2) группа крови 0(1), ММ, вкуса ФТК не чувствует. Женщина имеет еще троих детей: первый - с группой крови А (II), ММ, чувствует вкус ФТК; второй - с группой крови В(111), ММ, чувствует вкус ФТК; третий - с группой крови А(II), ММ, не чувствует вкус ФТК. Можно ли сказать, кто из новорожденных сын этой женщины? 78. У отца с группой крови И(0), ММ. У ребенка В(ИИИ) группа крови ММ. Какой генотип у матери? 79. У отца группа крови 1(0), ММ, у матери - АВ(ИV), ММ, у первого сына - А (II), ММ, у другого - В (III), Мм. Какой из этих сыновей приемный? По какому типу аллелей исключается отцовство? 80. Какую часть всех возможных генотипов составляют гомозиготы и гетерозиготы, если количество аллелей данного гена в популяции равняется: 1. а) трем; б) пяти; в) семи; г) ста? 81. Почему резус-конфликт возникает при браке Rh+ мужчины и женщины Rh , а не наоборот (Rh + мать и Rh отец)? 82. У здоровых родителей (у матери - ИИ(А) группа крови, у отца - ИИИ(В) группа, родилась девочка, больная фенилкетонурией (ген фенилкетонурии - рецессивный) с I(0) группой крови. Напишите генотипы родителей и девочки. 83. В суде слушается дело по поводу взыскания алиментов. Мать имеет I(0) группу крови, ребенок - ИИ(А) группу. Может ли быть отцом ребенка человек с ИИИ(В) группой крови? Какая группа крови возможна у отца? 84. При рассмотрении судебного дела об отцовстве установлено, что у ребенка ИУ(АВ) группа крови, у матери ИИ(А), а у допускаемого отца - I (0). Какой вывод должен сделать судмедэксперт? 85. У отца с группой крови MN I (0), у ребенка MN и ИИИ(В) группа крови. Какой генотип по данным группам крови может быть у матери? 86. У родителей с МN группой крови родился сын с NN группой крови и гемофилией. Оба родителя не страдают этой болезнью. Выясните вероятность рождения второго ребенка здоровым и возможные группы крови. 87. У резус-отрицательной женщины с ИИИ(В) группой крови родился ребенок с IV(АВ) группой, у которого проявилась гемолитическая болезнь в результате резус-конфликта. Какие группы крови и резус-фактор возможны у отца ребенка: 1. а) ИИ, Rh +; б) ИИ, Rh -; 2. в) ИИИ, Rh +; г) IV, Rh +; 3. д) IV, Rh -. 88. Мать Rh + ИИИ (В) группа крови; отец Rh+, ИИ(А) группа крови.Какие группы крови возможны у их детей? 89. У резус-положительных родителей с ИИ(А) группой крови родился резус-отрицательный ребенок с I(0) группой крови. Установите генотипы родителей и возможные генотипы других их детей. 90. Объясните, у какой женщины по резус-фактору отсутствует вероятность у ребенка гемолитической желтухи: а) у резус-положительной; б) у резус-отрицательной. 91. В роддоме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют I (0) и ИИ(А) группы крови, родители второго - ИИ(А) и IV(АВ). Исследования показали, что дети имеют И(0) и IV(АВ) группы крови. Докажите, кто чей сын. 92. У одного из родителей В(ІІІ) группа крови, у второго - АВ (IV). У ребенка клинически определяется О(І) группа крови. Как можно объяснить данную ситуацию: 1. а) полимерным взаимодействием генов; 2. б) комплементарным взаимодействием; 3. в) эпистазом. 93. Кровь одного из родителей относится к группе А, а второго - В. Какие генотипы этих родителей, если у них пятеро детей с такими группами крови: у половины АВ, у половины В? 94. Мужчина с кудрявыми волосами (неполный доминантный ген) и ИИ(А) группой крови женился на женщине с прямыми волосами и IV(АВ) группой крови. Все дети от этого брака имели волнистые волосы, а один ребенок родился с ІІІ(В) группой крови. Определите генотипы родителей и возможные генотипы детей. 95. У матери ІІ(А) группа крови, МN Rh+; у отца- I (О), MM Rh+; ребенок имеет IV(АВ), МN, Rh-. Является ли этот ребенок ребенком данной пары родителей? 96. Можно ли исключить отцовство, если у матери и ребенка ИИ(А) резус-положительная группа крови, а возможные отцы имеют I (0) и IV(АВ) группы крови и оба резус-отрицательные? 97. Сахарный диабет у детей предопределен двумя несцепленными рецессивными генами. Мать и отец здоровы, но являются гетерозиготами по обеим генам. Могут ли в этой семье родиться здоровые дети? 98. У человека врожденная глухота может определяться генами а и в. Для нормального слуха необходимое наличие в генотипе двух доминантных генов АВ. Выясните генотипы родителей в семье, где оба родителя глухие, а их 5 детей имеют нормальный слух. 99. У родителей с нормальным зрением родился ребенк-дальтоник. Какой пол ребенка и какие генотипы родителей? 100. Гипертрихоз (рост волос на краю ушной раковины) наследуеться как признак, сцепленный с Ухромосомой. Какая вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, в которой отец имеет гипертрихоз? 101. У здоровой женщины брат дальтоник. Может ли у нее родиться сын с цветной слепотой? 102. Дочь дальтоника выходит замуж за сына дальтоника, причем жених и невеста различают цвета нормально. Каким будет зрение у их детей? 103. У человека классическая гемофилия наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак. Альбинизм (отсутствие пигментации) предопределен аутосомным рецессивным геном. У одной супружеской пары, нормальной по двум этим признакам, родился сын с обеими аномалиями. Кто из родителей передал ребенку гемофилию и альбинизм? 104. У здоровых родителей две дочери здоровы, а сын болен гемофилией. Какие генотипы родителей и детей? 105. Ангидрозная эктодермальная дисплазия (отсутствие потовыделения, нарушение терморегуляции) у людей передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Подросток, который не страдает этим недугом, женился на женщине, отец которой лишен потовых желез, а мать и ее родственники здоровы. Какая вероятность того, что дети от этого брака будут страдать отсутствием потовых желез? 106. Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них рождается больная девочка и здоровый сын. Установите вероятность рождения следующего ребенка без аномалии. (Дисплазия - рецессивный Х-сцепленный признак). 107. Какая вероятность рождения мальчиков и девочек в семье, в которой мать - носитель рецессивного летального гена, сцепленного с полом, что вызывает гибель зародыша на ранних стадиях развития? 108. Дигетерозиготная по генам А и В самка дрозофиллы скрещена с рецессивным самцом. В потомстве получено расщепление: 35% дигетерозигот; 35% гомозигот по рецессивному аллелю; 15% гетерозигот по первой паре аллелей и гомозиготы по второй рецессивной паре алеллей; 15% гомозигот по первой паре рецессивных алеллей и гетерозигот по второй. Как наследуются признаки? 109. Гены С и Д локализованы в одной паре гомологических хромосом и тесно сцеплены. Какие типы гамет образуются у особей с такими генотипами: СD Сd cD === ; ===; === ? cd cD Cd 110. Гены А и В локализованы в одной хромосоме и тесно сцеплены. Какие типы гамет и в каком количественном соотношении образуют дигетерозиготы? 111. Гены А и В локализованы в одной хромосоме на расстоянии 10 морганид (дают 10% кроссинговера)? Какие гаметы и в каком количестве образуют дигетерозиготные самка и самец дрозофиллы? 112. Самка и самец дрозофиллы имеют одинаковые генотипы КЕ//ке . Гены К и Е находятся в одной хромосоме и дают 20 % кроссинговера. Выпишите типы гамет самки и самца и укажите их количественные соотношения. 113. У человека резус-фактор кодируют три тесно сцепленных гена: С, D и Е. Доминантные гены определяют соответствующие резус-антигены, а их рецессивные аллели не определяют синтез антигенов (антигены не определяются?). Напишите, какие типы гамет и в каких количественных соотношениях образуются у человека с резус-положительной кровью, который имеет генотипы: СDЕ//cde; 114. Здоровая женщина имеет шестерых сыновей. Два из них страдают дальтонизмом, но имеют нормальную свертываемость крови. Трое детей страдают гемофилией, но имеют нормальное зрение, а один болен дальтонизмом и гемофилией. Напишите генотипы матери и сыновей. Почему у сыновей здоровой женщины возможны генотипы трех вариантов? 115. Классическая гемофилия (h) и дальтонизм (d) наследуются как рецессивные признаки, сцепленные с Х- хромосомой. Нормальные признаки: нормальная свертываемость крови (H) и нормальное восприятие цвета (D) - доминантные. Расстояние между данными генами 9,8 морганид. Здоровая девушка, отец которой страдал одновременно гемофилией и дальтонизмом, а мать здорова, вступает в брак со здоровым мужчиной. Определите возможные фенотипы детей от этого брака. Ситуационные задачи по медицинской генетики 1. У матери 45 хромосом, потому что одна из хромосом 18-й пары транслоцирована на 15-ю хромосому (это можно изобразить как 15\18), а у отца нормальный кариотип. Какие типы гамет могут образовывать эти родители и какая последующая судьба этих гамет: 2. При изучении родословной семьи, в которой диагностируется темная эмаль зубов, установлено, что этот признак наблюдается во всех поколениях (по вертикали), обнаружен у мужчин и женщин; от матери признак наследует приблизительно половина дочерей и сыновей, а от отца только дочери. Определите тип наследования признака. 3. В семье родился ребенок с синдромом Дауна. У матери обнаружен мозаицизм: часть клеток имела нормальный кариотип 46, ХХ, а часть с трисомией по 21-й паре хромосом - 47, ХХ+21. Можно ли ожидать в семье рождения следующего ребенка с синдромом Дауна. Какой генетический риск рождения второго больного ребенка? Какие перспективы применения пренатальной диагностики? 4. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая беременная женщина с просьбой определить пол плода, потому что ее первый ребенок (сын) страдает тяжелой формой гемофилии. В клетках амниотической жидкости полового хроматина не обнаружено. Какой специфический генетический риск рождения больного ребенка? Какой прогноз относительно рождения здорового мальчика? 5. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая беременная женщина с просьбой предоставления генетического прогноза, потому что ее брат страдает тяжелой формой гемофилии А. Определите генетический риск рождения больного ребенка? Какие перспективы применения пренатальной диагностики? 6. В медико-генетическую консультацию обратилась здоровая женщина в связи с рождением троих детей от двух браков с множественными врожденными пороками развития и выкидышем. Цитогенетическое исследование установило, что у пробанда нарушение кариотипа (45, ХХ, t(13q 13q)). Кариотипы родителей пробанда, а также сибсов (брата и сестры) нормальные. Какой генетический риск рождения больного ребенка? Какие перспективы применения пренатальной диагностики? 7. В консультацию была направлена семья, второй ребенок у которой от 3-й беременности умер вскоре после родов, так как был синдром Меккеля, (аутосомно- рецессивний тип наследования). Женщина опять забеременела. Определите генетический риск рождения больного ребенка? Какие перспективы применения пренатальной диагностики? 8. Определите, как наследуются признаки в каждой из пяти родословных представленных на рисунке. Каковы генотипы родителей? Какая вероятность рождения больного ребенка? 9. Двое здоровых молодых людей, жених и невеста, обратились в генетическую консультацию в связи с выявлением в обеих семьях аномалий слуха, у жениха были глухими брат, дядя со стороны матери и племянник (сын сестры), а невеста имела глухих брата и сестру, но ее родители имели нормальный слух. Какой генетический риск рождения глухого ребенка? Какие перспективы применения пренатальной диагностики? 10. У членов одной семьи наблюдается глухонемота. Пробанд глухонемая девочка. Ее брат, мать и отец здоровы. Со стороны отца пробанда тетя и дед здоровые, а бабушка глухонемая. У матери пробанда есть глухонемой брат и здоровые брат и сестра. Составьте родословную. Определите тип наследования признака и генотипы членов родословной. 11. Пробанд мальчик с веснушками. У его брата веснушек нет. Мать и отец пробанда с веснушками. Отец был женат дважды. Его вторая жена и трое детей от второго брака (одна дочь и два сына) без веснушек. Составьте родословную семьи, определите характер наследования признака и генотипы всех лиц этой семьи. 12. При синдроме Эдвардса (трисомия Е-18) дети умирают на первом году жизни в результате многочисленных нарушений костной системы и внутренних органов. Объясните механизм происхождения этой мутации, если: а) во всех клетках ребенка наблюдается трисомия Е-18; б) у ребенка часть клеток имеет нормальный кариотип, а другая с трисомией Е-18 (мозаицизм). 13. У членов одной семьи наблюдается глухонемота. Пробанд - глухонемая девочка, ее брат, мать и отец здоровые. Со стороны отца пробанда тетя и дед здоровые, а бабушка глухонемая. У матери пробанда есть глухонемой брат и здоровые брат и сестра. Составьте родословную. Определите тип наследования признака и генотипы членов родословной. 14. Пробанд - мужчина, страдает врожденной катарактой, которая была у его матери, а также у дяди и бабушки за материнской линией. Дед и тетя со стороны матери, муж тети и ее 3 сына здоровы. Отец пробанда, тетя по отцовской лини, а также дед и бабушка со стороны отца, жена пробанда, ее сестра, два брата и родители здоровы. Из трех детей пробанда два сына здоровы, а дочь болеет врожденной катарактой. Составьте родословную и определите тип наследования данного заболевания. 15. Фенотипически здоровая женщина, отец, дядя и сестра которой страдают остеогенезом, интересовалась генетическим прогнозом для своих детей. Было установлено также, что у пробанда не было переломов, она имела нормальный слух.. У нее признак проявлялся лишь голубой окраской склеры, что указывает на сниженную экспрессивность гена, приблизительно до 80%. Какой генетический риск рождения больного ребенка? Какие перспективы применения пренатальной диагностики? 16. В консультацию обратилась 50-летняя женщина, мать которой умерла в 54 года от болезни Гиппеля – Линдау. Эта болезнья провилась у двух братьев; у одного проявилась в 32-летнем возрасте почечной недостаточностью, а у другого в 29 лет слепотой. Обратившаяся женщина, которая обратилась, имела 2-х дочерей –21-го и 25-ти лет , интересовалась прогнозом их детей. Какой генетический риск рождения больного ребенка? Какие перспективы применения пренатальной диагностики? 17. Беременная женщина обратилась в консультацию: два ее брата страдали ядерной катарактой, по поводу которой был прооперирован и их дядя со стороны матери. Она просила определить пол своего плода. Аномалия сцепленная с половой хромосомой, имеет рецессивный тип наследования, а патологический ген находится в тесной связи с геном группы крови Xg на расстоянии 1 морганиды. Оба больных брата имеют генотип Xg+, тогда пробанд имеет генотип Xg-, как и ее отец, при генотипе ее матери Xg+Xg-, причем известно, что в семье ген ядерной катаракты локализуется на Х-хромосоме вместе с геном группы крови Xg+. Определите генетический риск рождения больного ребенка? Необходимо ли применение пренатальной диагностики? 18. Иммиграция - это перемещение групп или отдельных клеток, которые не объединяются в пласт. Для зародышей каких организмов наиболее характерен такой вид гаструляции? 19. В эксперименте с зародышем ланцетника на стадии двух бластомеров уничтожен один, а другой оставлен не поврежденным. Что произойдет с оставшимся бластомером? 20. В эксперименте с зародышем ланцетника на стадии четырех бластомеров их разделили. Что произойдет с каждым бластомером, возможно ли последующее их развитие? 21. Из двух зародышей одного вида животных один достигает четырех бластомеров, а другой - на стадии морулы. Какой зародыш имеет большую массу? 22. В эксперименте на стадии бластулы позвоночного животного введено вещество, которое блокирует перемещение (миграцию) клеток. Развитие какой стадии эмбриогенеза нарушено? 23. В эксперименте у одного зародыша тритона на стадии ранней гаструлы вырезали участок дорсальной губы бластопора и пересадили под эктодерму другого зародыша той же стадии на вентральную сторону. Какие изменения в развитии тритона состоятся в результате эксперимента? 24. Гетерохрония - это смещение во времени развития одних органов относительно других у потомков по сравнению с предками. Приведите примеры гетерохронии в эмбриогенезе позвоночных. 25. У зародышей развиты такие провизорные внезародышевые органы: желтковый мешок, амнион, серозная оболочка, алантоис. У представителей каких классов животных образуются такие провизорные внезародышевые органы? 26. В онтогенезе человека в результате дробления образуются стадии с непарным количеством бластомеров (5,7,9) и разные по размерам. Какой тип дробления зиготы человека? 27. В онтогенезе человека при дроблении зиготы образуются темные и светлые бластомеры: а) что образуется и в дальнейшем развивается из светлых бластомеров; б) какой заодыш образуется из темных бластомеров и что в дальнейшем развивается? 28. На какой стадии развития находится зародыш человека, если в нем можно различить трофобласт, ембриобласт, бластоцисту? 29. На какой стадии развития зародыша начинается имплантация? Какое приблизительно количество бластомеров и возраст зародыша, структуры, которые образуют зародыш? 30. На определенном этапе онтогенеза человека между кровеносной системой матери и плода устанавливается особенная функциональная связь. Какой орган выполняет эту функцию? На какой неделе беременности он начинает функционировать? 31. На 6-7-й день эмбриогенеза зародыш закрепляется на одном из участков маточной трубы. Что произойдет в случае такого отклонения от нормального развития? 32. В конце 4-го месяца эмбрионального развития происходит закладка важных частей зубов эмали и дентина. Из каких зародышевых листков они образуются? Есть ли разница в их образовании? 33. В энуклеированные (лишенные ядер) яйцеклетки лягушки были пересаженные ядра клеток бластулы. В 80 % случаев из яйцеклеток развились нормальные головастики. При пересадке ядер клеток гаструлы в 20 % случаев из яйцеклеток развились нормальные головастики. Почему в этом случае процесс позитивных пересадок ниже, чем при пересадке ядер бластулы? 34. У новорожденного ребенка множественные пороки развития: дополнительные ребра на шейных позвонках, spina bifida, искривление позвоночника, уменьшенная челюсть, анофтальмия, полидактилия, врожденный вывих бедра. Какие из перечисленных пороков имеют онтофилогенетическую обусловленность, какие чаще определяются генетически? Перечень учебно-методической литературы. Основная литература. 1. Биология: Учебник для студентов медицинских специальностей Вузов ИИИ-ИV уровней аккредитации / Кол. авт.; За ред. проф. В.П. Пишака и проф. Ю.И. Бажоры. - Винница: Новая книга, 2004. - 656 с.; ил. 2. 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 И); 334 (340) с. (книга ИИ); ил. 3. Слюсарев А.О., Жукова С.В. Биология: Учебник для студентов медицинских специальностей Вузов (Перевод с русского языка к.биол.н. В.О. Мотузного). - К.: Высшая школа, Главное издательство, 1992. - 422 с.; ил. 4. Дубинин С.И., Ваценко А.В., Пилюгин В.О. др. Медицинская генетика: Методические рекомендации по медицинской биологии для преподавателей и иностранных студентов. - Полтава, 2006. - 108 с. 5. Бегунов Г.Ф. Цитогенетические основы жизни. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – Харьков: Золотые страницы, 2004.- 672 с. 6. Сборник заданий для подготовки к лицензионному тестовому экзамену по естественнонаучным дисциплинам “Шаг-1. Стоматология”; “Шаг-1. Общая врачебная подготовка” / Кол. авт.; За ред. проф. В.Ф. Москаленко, проф. О.П. Волосовця, проф. И.Є. Булах, проф. О.П.Яворского, проф. О.В.Романенко, доц. Л.И. Остапюк. - К.: Медицина, 2004. - 368 с.; С. 9-41. Дополнительная литература 1. Лекции по медицинской биологии: Учебное пособие для студентов медицинских специальностей Вузов / Кол. авт.; За ред. проф. В.О. Корольова и проф. В.М.Яригина - К.: Высшая школа, 1993. 2. Пехов А.П. Биология и общая генетика. - М.: Мир, 1994. - 436 с. 3. Молекулярно-генетические и биофизические методы исследования в медицине (русским языком)/ Кол. авт.; Под ред. проф. Ю.И. Бажоры, проф. В.Й.Кресюна, проф. В.М.Запорожана - К.: Здоровье, 1996. - 208 с.; 4. Кресюн В.Й., Бажора Ю.И., Кириченко Л.Г. Словарь медицинских терминов. - Одесса: Маяк, 1994. - 376 с.
