Генеалогический метод изучения наследственности-один из самых старых и широко используемых методов генетики. Суть метода заключается в составлении родословных, которые позволяют проследить особенности наследования признаков. Метод применим в том случае, если известны прямые родственники обладателя изучаемого признака по материнской и отцовской линии в ряду поколений.
Содержание 1. 2. 3. 4. 5. Символы Правила составления родословной Этапы решения задач Типы наследования признаков Решение задач
Правила составления родословных Лицо, от которого начинают составлять родословную, называют пробандом. Братьев и сестер пробанда называют сибсами. 1. Родословную изображают так, чтобы каждое поколение находилось на своей горизонтали. Поколения нумеруются римскими цифрами, а члены родословной-арабскими. 2. Составление родословной начинают от пробанда (в зависимости от пола-квадратик или кружок, обозначенный стрелочкой) так, чтобы от него можно было рисовать родословную как вниз, так и вверх. 3. Рядом с пробандом разместите символы его родных братьев и сестер в порядке рождения(слева направо), соединив их графическим коромыслом.
4. Выше линии пробанда укажите родителей, соединив их друг с другом линией брака. 5. На линии родителей изобразите символы ближайших родственников и их супругов, соединив соответственно их степени родства. 6. На линии пробанда укажите его двоюродных и т. д. братьев и сестер, соединив их соответствующим образом с линией родителей. 7. Выше линии родителей изобразите линию бабушек и дедушек. 8. Если у пробанда есть дети или племянники, расположите их на линии ниже линии пробанда.
9. После изображения родословной (или одновременно с ним) соответствующим образом покажите обладателей или гетерозиготных носителей признака (чаще всего гетерозиготные носители определяются уже после составления и анализа родословной). 10. Укажите (если это возможно) генотипы всех членов родословной. 11. Если в семье несколько наследственных заболеваний, не связанных между собой, составляйте родословную для каждой болезни по отдельности.
Этапы решения задач 1. Определите тип наследования признака- доминантный или рецессивный. Для этого выясните: 1) часто ли встречается изучаемый признак (во всех поколениях или нет); 2) многие ли члены родословной обладают признаком; 3) имеют ли место случаи рождения детей, обладающих признаком, если у родителей этот признак не проявляется; 4) имеют ли место случаи рождения детей без изучаемого признака, если оба родителя им обладают; 5) какая часть потомства несет признак в семьях, если его обладателем является один из родителей.
Этапы решения задач 2. Определите, наследуется ли признак сцеплено с полом. Для этого выясните: 1) как часто встречается признак у лиц обоих полов; если встречается редко, то лица какого пола несут его чаще; 2) лица какого пола наследуют признак от отца и матери, несущих признак.
Этапы решения задач 3. Исходя из результатов анализа, постарайтесь определить генотипы всех членов родословной. Для определения генотипов прежде всего выясните формулу расщепления потомков в одном поколении.
Типы наследования признака. 1. Аутосомно - доминантное наследование: 1) признак встречается в родословной часто, практически во всех поколениях, одинаково часто и у мальчиков, и у девочек; 2) если один из родителей является носителем признака, то этот признак проявится либо у всего потомства, либо у половины.
Глаукома – это заболевание глаз, которое характеризуется повышением внутриглазного давления и снижением остроты зрения. Факторами риска развития глаукомы являются: наследственность, сахарный диабет, атеросклероз, травмы глаз, воспалительные и дистрофические заболевания глаз. При постоянно повышенном внутриглазном давлении постепенно развивается атрофия зрительного нерва, и человек лишается зрения. Брахидактилия (brachydactylia; брахи- + греч. daktylos палец; син. короткопалость) - аномалия развития: укорочение пальцев рук или ног. наследуемая по аутосомно-доминантному типу.
Типы наследования признака. 2. Аутосомно - рецессивное наследование: 1)признак встречается редко, не во всех поколениях, одинаково часто и у мальчиков, и у девочек; 2) признак может проявиться у детей, даже если родители не обладают этим признаком; 3) если один из родителей является носителем признака, то он не проявится у детей или проявится у половины потомства.
Что такое фенилкетонурия? Фенилкетонурия (ФКУ) является унаследованным расстройством, при котором повышается количество аминокислоты фенилаланина до вредных уровней в крови. (Аминокислоты являются строительными блоками белков). Если ФКУ не лечится, излишний фенилаланин может вызвать умственную отсталость и другие серьезные проблемы со здоровьем. Как люди наследуют фенилкетонурию? ФКУ наследуется по аутосомно-рецессивному признаку, что означает, что две копии гена должны быть изменены, чтобы человек был поражен этим заболеванием. Наиболее часто родители ребенка с аутосомно-рецессивным расстройством не поражены, а являются носителями одной копии измененного гена.
Типы наследования признака. 3. Наследование, сцепленное с полом: 1) Х - доминантное наследование: ü чаще признак встречается у лиц женского пола; ü если мать больна, а отец здоров, то признак передается потомству независимо от пола, он может проявляться и у девочек, и у мальчиков; ü если мать здорова, а отец болен, то у всех дочерей признак будет проявляться, а у сыновей нет.
3. Наследование, сцепленное с полом: 2) Х - рецессивное наследование: üчаще признак встречается у лиц мужского пола; üчаще признак проявляется через поколение; üесли оба родителя здоровы, но мать гетерозиготна, то признак часто проявляется у 50% сыновей; üесли отец болен, а мать гетерозиготна, то обладателями признака могут быть и лица женского пола.
3. Наследование, сцепленное с полом: 3) Y– сцепленное наследование: üпризнак встречается только у лиц мужского пола; üесли отец несет признак, то как правило, этим признаком обладают и все сыновья.
Пример решения задачи Пробанд - женщина правша. Две её сестры – правши, два брата – левши. Мать- правша. У неё два брата и сестра, все правши. Бабка и дед – правши. Отец пробанда – левша, его сестра и брат- левши, другие два брата и сестра – правши. Решение: 1. Изображаем символ пробанда. Показываем наличие у пробанда признака.
2. Располагаем рядом символом пробанда символы её родных братьев и сестер. Соединяем их графическим коромыслом.
7. Определяем генотипы членов родословной. Признак праворукости проявляется в каждом поколении как у лиц женского, так и мужского пола. Это свидетельствует о аутосомно-доминантном типе наследования признака. I А- А- II А- А- А- Аа аа А- III аа Аа Аа А- аа
Задача 2. По изображенной на рисунке родословной установите характер проявления признака обозначенного черным цветом (доминантный, рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом). Определите генотип родителей и детей в первом поколении.
Схема решения задачи: 1) Признак рецессивный не сцеплен с полом; 2) Генотипы родителей: мать - аа, отец – АА или Аа 3) Генотипы детей: сын и дочь гетерозиготы – Аа.
Задача 3 По представленной на схеме родословной установите вид и характер проявления признака, выделенного черным цветом (доминантный, рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом). Определите генотипы детей в первом поколении.
Схема решения задачи: 1) Признак рецессивный, сцеплен с Х - хромосомой; 2) Генотипы родителей: мать – ХАХа, отец – ХАУ; 3) Генотипы детей в F 1: сын - Ха. У, дочь – ХАХА дочь - ХАХа
Задача 4 По родословной человека, представленной на рисунке, установите характер наследования признака «маленькие глаза» , выделенного черным цветом (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом). Определите генотипы родителей и потомков F 1 (1, 2, 3, 4, 5). 1 2 3 4 5
Схема решения задачи: 1) Признак рецессивный, не сцеплен с полом; 2) Генотипы родителей: мать – Аа, отец – Аа; 3) Генотипы потомков в F 1: 1, 2 – Аа, 3, 5 – АА или Аа; 4 – аа.
Кодификатор элементов содержания по биологии 3. 4 Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Методы генетики. Основные генетические понятия и символика. Хромосомная теория наследственности. Современные представления о гене и геноме. 3. 5 Закономерности наследственности, их цитологические основы. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- и дигибридное скрещивание). Законы Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека. Методы изучения генетики человека. Решение генетических задач. Составление схем скрещивания.
СПЕЦИФИКАЦИЯ экзаменационной работы по биологии А 7. Генетика, ее задачи, основные генетические понятия. А 8. Закономерности наследственности. Генетика человека. А 9. Закономерности изменчивости. А 30. Генетические закономерности. Влияние мутагенов на генетический аппарат клетки и организма. С 6. Решение задач по генетике на применение знаний в новой ситуации.
Часть А 1. Генетика имеет большое значение для медицины, так как она 1) ведет борьбу с эпидемиями 2) создает лекарства для лечения больных 3) устанавливает причины наследственных заболеваний 4) защищает окружающую среду от загрязнения мутагенами
2. Метод, применяемый для изучения характера проявления признаков у сестер или братьев, развившихся из одной оплодотворенной яйцеклетки, называют 1. 2. 3. 4. Гибридологический Генеалогический Цитогенетический Близнецовый
3. Генеалогический метод используется для 1) Получения генных и геномных мутаций 2) Изучения влияния воспитания на онтогенез человека 3) Исследования наследственных заболеваний человека 4) Изучения этапов эволюции органического мира
4. Какова функция медико-генетических консультаций родительских пар? 1. Выявляетпредрасположенность родителей к инфекционным заболеваниям 2. Определяет возможность рождения близнецов 3. Определяет вероятность проявления у детей наследственных недугов 4. выявляет предрасположенность родителей к нарушению процесса обмена веществ
По фенотипу определить генотип Цвет глаз у человека определяет аутосомный ген; дальтонизм – рецессивный ген, сцепленный с полом. Определите генотип кареглазой женщины с нормальным цветовым зрением, отец которой – дальтоник (кареглазость доминирует над голубоглазостью) 1) AAXDXD 3) Aa. Xd 2) Aa. XDXd 4) aa. XDXd
Часть С Решение генетических задач на применение знаний в новой ситуации: на дигибридное скрещивание наследование признаков, сцепленных с полом сцепленное наследование признаков (с кроссинговером, без кроссинговера) определение групп крови анализ родословной
Часть С У человека наследование альбинизма не сцеплено с полом (А – наличие меланина в клетках кожи, а – отсутствие меланина в клетках кожи – альбинизм), а гемофилии – сцеплено с полом (XН – нормальная свёртываемость крови, Xh – гемофилия). Определите генотипы родителей, а также возможные генотипы, пол и фенотипы детей от брака дигомозиготной нормальной по обеим аллелям женщины и мужчины альбиноса, больного гемофилией. Составьте схему решения задачи.
Схема решения задачи включает: 1) генотипы родителей: ♀AAXHXH (гаметы AXH); ♂aa. Xh. Y (гаметы a. Xh, a. Y); 2) генотипы и пол детей: ♀Aa. XHXh; ♂Aa. XHY; 3) фенотипы детей: внешне нормальная по обеим аллелям девочка, но носительница генов альбинизма и гемофилии; внешне нормальный по обеим аллелям мальчик, но носитель гена альбинизма.
Фенилкетонурия
В печени здоровых людей небольшая часть фенилаланина (∼10%) превращается в фенил-лактат и фенилацетилглутамин (рис. 9-30). Этот путь катаболизма фенилаланина становится главным при нарушении основного пути - превращения в тирозин, катализируемого фенил-аланингидроксилазой. Такое нарушение сопровождается гиперфенилаланинемией и повышением в крови и моче содержания метаболитов альтернативного пути: фенилпирувата, фенилацетата, фениллактата и фенилацетилглу-тамина. Дефект фенилаланингидроксилазы приводит к заболеванию фенилкетонурия (ФКУ). Выделяют 2 формы ФКУ:
Классическая ФКУ - наследственное заболевание, связанное с мутациями в гене фенилаланингидроксилазы, которые приводят к снижению активности фермента или полной его инактивации. При этом концентрация фенилаланина повышается в крови в 20-30 раз (в норме - 1,0-2,0 мг/дл), в моче - в 100-300 раз по сравнению с нормой (30 мг/дл). Концентрация фенилпирувата и фениллактата в моче достигает 300-600 мг/дл при полном отсутствии в норме.
Наиболее тяжёлые проявления ФКУ - нарушение умственного и физического развития, судорожный синдром, нарушение пигментации. При отсутствии лечения больные не доживают до 30 лет. Частота заболевания - 1:10 000 новорождённых. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу.
Тяжёлые проявления ФКУ связаны с токсическим действием на клетки мозга высоких концентраций фенилаланина, фенилпирувата, фениллактата. Большие концентрации фенилаланина ограничивают транспорт тирозина и триптофана через гематоэнцефаличеекий барьер и тормозят синтез нейро-медиаторов (дофамина, норадреналина, серотонина).
Вариантная ФКУ (коферментзависимая гиперфенилаланинемия) - следствие мутаций в генах, контролирующих метаболизм Н 4 БП. Клинические проявления - близкие, но не точно совпадающие с проявлениями классической ФКУ. Частота заболевания - 1-2 случая на 1 млн новорождённых.
Н 4 БП необходим для реакций гидроксилирования не только фенилаланина, но также тирозина и триптофана, поэтому при недостатке этого кофермента нарушается метаболизм всех 3 аминокислот, в том числе и синтез ней-ромедиаторов. Заболевание характеризуется тяжёлыми неврологическими нарушениями и ранней смертью ("злокачественная" ФКУ).
Прогрессирующее нарушение умственного и физического развития у детей, больных ФКУ, можно предотвратить диетой с очень низким содержанием или полным исключением фенилаланина. Если такое лечение начато сразу после рождения ребёнка, то повреждение мозга предотвращается. Считается, что ограничения в питании могут быть ослаблены после 10-летнего возраста (окончание процессов миелиниза-ции мозга), однако в настоящее время многие педиатры склоняются в сторону "пожизненной диеты".
Для диагностики ФКУ используют качественные и количественные методы обнаружения патологических метаболитов в моче, определение концентрации фенилаланина в крови и моче. Дефектный ген, ответственный за фенилкетонурию, можно обнаружить у фенотипически нормальных гетерозиготных носителей с помощью теста толерантности к фенилаланину. Для этого обследуемому дают натощак ∼10 г фенилаланина в виде раствора, затем через часовые интервалы берут пробы крови, в которых определяют содержание тирозина. В норме концентрация тирозина в крови после фенилаланиновой нагрузки значительно выше, чем у гетерозиготных носителей гена фежилкетонурии. Этот тест используется в генетической консультации для определения риска рождения больного ребёнка. Разработана схема скрининга для выявления новорождённых детей с ФКУ. Чувствительность теста практически достигает 100%.
В настоящее время диагностику мутантного гена, ответственного за ФКУ, можно проводить с помощью методов ДНК-диагностики (рестрикционного анализа и ПЦР).
Рис. 9-30. Альтернативные пути катаболизма фенилаланина. При дефекте фенилаланингидроксилазы накопившийся фенилалан и н подвергается трансаминированию с а-кетоглутаратом. Образовавшийся фенилпируват превращается либо в фениллактат, либо в фенилацетилглутамин, которые накапливаются в крови и выделяются с мочой. Эти соединения токсичны для клеток мозга.
Рис. 9-28. Пути превращения фенилаланина и тирозина в разных тканях. Н 4 БП - тетрагидробиоптерин; Н 2 БП - дигидробиоптерин; ПФ - пиридоксальфосфат; SAM - S-аденозилметионин.
- Рассмотреть особенности изучения генетики человека, сформировать знания об основных методах изучения наследственности человека.
- Развивать умение использовать генетические термины и закономерности для решения практических задач.
- Углубление и расширение знаний учащихся по медицинской генетике, осознание важности полученных знаний для здоровья будущих поколений.
- объяснительно-иллюстративный (беседа, рассказ, демонстрация конспектов и схем родословных);
- исследовательский (решение задач, анализ схем родословных, составление схем родословных);
- групповая работа.
Оборудование:
- сборник “Задачи по генетике”;
- информационные листы для учащихся “Генетика человека”;
- схемы родословных;
- таблица “Наследование гена гемофилии в царских домах Европы”.
Тип урока: Урок применения знаний и умений.
Ход урока
I. Актуализация знаний
Вступительное слово учителя: “Для генетических исследований человек является очень неудобным объектом: большое количество хромосом, невозможно экспериментальное скрещивание, поздно наступает половая зрелость, малое число потомков в каждой семье. Сегодня на уроке присутствуют представители четырех независимых генетических лабораторий, которые помогут нам выяснить основные методы изучения наследственности человека ”.
К доске приглашаются по 1 учащемуся от группы для решения задач.
Задача 1. Фенилкетонурия (нарушение обмена фенилаланина, в результате которого развивается слабоумие) наследуется как аутосомный рецессивный признак. Какими могут быть дети в семье, где родители гетерозиготны по этому признаку?
Ответ: Вероятность рождения здоровых детей 75%, больных - 25%.
Задача 2 . Серповидно-клеточная анемия (изменение нормального гемоглобина - А на S- гемоглобин, в результате чего эритроциты принимают форму серпа) наследуется как не полностью доминантный аутосомный ген. Заболевание у гомозиготных особей приводит к смерти, обычно до полового созревания, гетерозиготные особи жизнеспособны, анемия у них чаще всего проявляется субклинически. Интересно, что малярийный плазмодий не может использовать для своего питания S-гемоглобин. Поэтому люди, имеющие эту форму гемоглобина, не болеют малярией.
Ответ: Вероятность рождения детей, неустойчивых к малярии - 25%.
Задача 3. Классическая гемофилия передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Здоровый мужчина вступает в брак с женщиной, брат которой болен гемофилией. Определите вероятность рождения в этой семье здоровых детей.
Ответ: Вероятность рождения здоровых детей 75%.
Задача 4. Гипоплазия эмали (тонкая, зернистая эмаль, зубы светло-бурого цвета) наследуется как сцепленный с Х-хромосомой доминантный признак. В семье, где оба родителя страдали отмеченной аномалией, родился сын с нормальными зубами. Определите вероятность того, что следующий их ребенок будет тоже с нормальными зубами.
Ответ: Вероятность рождения здоровых детей 25%.
II. Методы изучения генетики человека
Представители генетических лабораторий объясняют сущность методов генетики с помощью информационного листа “Генетика человека”, таблицы “Наследование гена гемофилии в царских домах Европы”.
1. Близнецовый метод
Близнецами называют одновременно родившихся детей. Они бывают монозиготными (однояйцовыми) и дизиготными (разнояйцовыми). Монозиготные близнецы развиваются из одной зиготы, которая на стадии дробления разделилась на две (или более) части. Поэтому такие близнецы генетически идентичны и всегда одного пола. Монозиготные близнецы характеризуются большой степенью сходства (конкордантностью) по многим признакам. Степень конкордантности для качественных признаков у монозиготных близнецов обычно высока и стремится к 100%. Это означает, что на формирование признаков групп крови, формы бровей, цвета глаз и волос среда почти не оказывает влияние, а решающее воздействие имеет генотип. Близнецовым методом подтверждена наследственная обусловленность гемофилии, сахарного диабета, шизофрении. Обнаружена выраженная предрасположенность к ряду заболеваний: туберкулезу, ревматизму и др., что означает большую вероятность возникновения этих заболеваний у людей с определенным генотипом при благоприятных для этого условиях
Дизиготные близнецы развиваются из одновременно овулировавших и оплодотворенных разными сперматозоидами яйцеклеток. Поэтому они наследственно различны и могут быть как одного, так и разного пола. Они несходны (дискордантны) по многим признакам.
Наблюдения за близнецами дают материал для выявления роли наследственности и среды в развитии признаков.
2. Генеалогический метод
Сущность метода состоит в изучении родословных в тех семьях, в которых есть наследственные заболевания. Метод позволяет определить тип наследования признака и на основе полученных сведений прогнозировать вероятность проявления изучаемого признака в потомстве, что имеет большое значение для предупреждения наследственных заболеваний.
Благодаря хорошо известной родословной удалось проследить наследование гена гемофилии от английской королевы Виктории. Виктория и ее муж были здоровы. Известно также, что никто из ее предков не страдал гемофилией. Наиболее вероятно, что возникла мутация в гамете одного из родителей Виктории. Вследствие этого она стала носительницей гена гемофилии и передала его многим потомкам. Все потомки мужского пола, которые получили от Виктории Х-хромосому с мутантным геном, страдали гемофилией. Ген гемофилии рецессивен и наследуется сцеплено с Х-хромосомой.
По аутосомно-доминантному типу наследуются заболевания: глаукома, ахондроплазия, полидактилия (лишние пальцы), брахидактилия(короткопалость), арахнодактилия (синдром Морфана).
По аутосомно-рецессивному типу наследуются: альбинизм, фенилкетонурия, аллергия, шизофрения.
Х-сцепленные доминантные признаки: гипоплазия эмали(тонкая зернистая эмаль, зубы светло-бурого цвета).
Х-сцепленные рецессивные признаки: гемофилия, дальтонизм, отсутствие потовых желез.
У-сцепленные признаки: гипертрихоз (оволосение края ушной раковины), синдактилия (сращение пальцев рук).
Использование генеалогического метода показало, что при родственных браках, по сравнению с неродственными, значительно возрастает вероятность появления уродств, мертворождений, ранней смертности в потомстве, так как рецессивные гены чаще переходят в гомозиготное состояние.
3. Цитогенетический метод
Основан на изучении хромосомного набора человека. В норме кариотип человека включает 46 хромосом- 22 пары аутосомы и две половые хромосомы. Использование данного метода позволило выявить группу болезней, связанных либо с изменением числа хромосом, либо с изменением их структуры.
Больные с синдромом Клайнфельтера (47, ХХУ) всегда мужчины. Они характеризуются недоразвитием половых желез, часто умственной отсталостью, высоким ростом (за счет непропорционально длинных ног).
Синдром Шерешевского-Тернера (45,ХО) наблюдается у женщин. Он проявляется в замедлении полового созревания, недоразвитии половых желез, отсутствии менструаций, бесплодии. Женщины с синдромом Шерешевского-Тернера небольшого роста, плечи широкие, таз узкий, нижние конечности укорочены, шея короткая, со складками, “монголоидный” разрез глаз.
Синдром Дауна - одна из самых часто встречающихся хромосомных болезней. Она развивается в результате трисомии по 21 хромосоме (47,21,21,21) болезнь легко диагностируется, так как имеет ряд характерных признаков: укороченные конечности, маленький череп, плоское, широкая переносица, узкие глазные щели с косым разрезом, наличие складки верхнего века, психическая отсталость.
Чаще всего хромосомные болезни являются результатом мутаций, произошедших в половых клетках одного из родителей во время мейоза.
4. Биохимический метод
Метод заключается в определении в крови или моче активности ферментов или содержания некоторых продуктов метаболизма. С помощью данного метода выявляют нарушения в обмене веществ, возникающие при различных патологических состояниях и обусловленные наличием в генотипе неблагоприятного сочетания аллельных генов. Например, тяжелое заболевание фенилкетонурия развивается в случае гомозиготности по рецессивному гену, активность которого блокирует превращение незаменимой аминокислоты фенилаланин в тирозин, и фенилаланин превращается в фенилпировиноградную кислоту, которая выводится с мочой. Заболевание приводит к быстрому развитию слабоумия у детей. Ранняя диагностика и лишенная фенилаланина диета позволяют приостановить развитие заболевания. У гетерозигот по гену фенилкетонурии в крови обнаруживается повышенное содержание фенилаланина, хотя фенотип существенно не изменяется, человек здоров. При гемофилии гетерозиготное носительство мутантного гена может быть установлено с помощью определения активности фермента, измененного в результате мутации. Таким образом, используя биохимический метод, можно с большой точностью предсказать риск появления потомства с данным заболеванием.
- Проверка задач, решенных на доске.
III. Анализ родословных
Учащиеся получают задание.
1. Изучите принципы генеалогического анализа
В генетике человека аналогом гибридологического метода является генеалогический анализ. Он заключается в составлении и изучении графического изображения родословных, каждая из которых отражает родственные связи между здоровыми и больными людьми нескольких поколений. Особи мужского пола обозначаются квадратиками, а особи женского пола - кружочками. Люди, имеющие в фенотипе изучаемый признак (например, болезнь), изображаются чёрными фигурами, а те, кто имеет альтернативный ему признак, - белыми. Одни горизонтальные линии связывают друг с другом графические изображения супругов, а другие - графические изображения их детей. Вертикальные линии связывают друг с другом графические изображения родителей и их детей.
2. Изучите графическое изображений родословной семьи по одному изучаемому признаку. Член этой семьи, обратившийся в медико-генетическую консультацию и называемый пробандом, обозначен на схеме стрелкой.
Родослровная 1
Родословная 2
3. Ответьте на следующие вопросы
1. Сколько поколений людей представлено в графическом изображении родословной пробанда?
2. Сколько детей было у бабушки и дедушки пробанда со стороны отца?
3. Какой пол пробанда?
- 1-мужской
- 2-женский
4. Имеется ли изучаемый признак у пробанда?
- 1 - да
- 2 - нет
5. Сколько ещё членов родословной имеют такой же признак, который есть у пробанда?
6. Рецессивным или доминантным является изучаемый признак?
- 1 - рецессивный
- 2 - доминантный
7. Назовите хромосому, в которой находится аллель, отвечающий за формирование изучаемого признака
- 1 - аутосома
- 2 - X-хромосома
- 3 -Y-хромосома
8. Каков генотип а) пробанда, б) брата пробанда, в) матери пробанда, г) отца пробанда?
1-AA 5-X A X A 9-XX 2-Aa 6-X a X a 10-XY a 3-aa 7-X A Y 11-XY 4-X A X a 8-X a Y
4. Обсудите ответ в группах
Родословная 1: 1- 3; 2-5; 3-2; 4-1; 5-8; 6-2; 7-1; 8-а) 2 б) 3 в) 3 г) 2;
Родословная 2: 1- 4; 2-6; 3-1; 4-1; 5-6; 6-1; 7-2; 8-а) 8 б) 7,8 в) 4 г) 7;
5. Составьте графическое изображение родословной
Роза и Алла - родные сестры и обе, как и их родители, страдают ночной слепотой. У них есть еще сестра с нормальным зрением, а также брат и сестра, страдающие ночной слепотой. Роза и Алла вышли замуж за мужчин с нормальным зрением. У Аллы было две девочки и четыре мальчика, страдающих ночной слепотой. У Розы - два сына и дочь с нормальным зрением и еще один сын, страдающий ночной слепотой.
Определите генотипы Розы, Аллы, их родителей и всех детей.
Ответ: Генотип отца - Аа; мать - Аа; Роза - Аа; Алла - АА; сестра Розы и Аллы, не страдающая ночной слепотой, имеет генотип – аа; другая сестра и брат - АА или Аа; все дети Аллы – Аа; дети Розы, не страдающие ночной слепотой – аа, сын - Аа.
Графическое изображение родословной Розы и Аллы.
I V. Подведение итогов урока
Генетика человека - одна из наиболее интенсивно развивающихся отраслей науки. Она является теоретической основой медицины, раскрывает биологические основы наследственных заболеваний. Знание генетической природы заболеваний позволяет вовремя поставить точный диагноз и осуществить нужное лечение, предупредить рождение больных детей. На следующем уроке мы будем говорить о социальных проблемах генетики человека. А сейчас подведем итоги урока. Сдайте, пожалуйста, оценочный лист.
V. Домашнее задание
П. 35, творческие работы по генетике человека (рефераты, сообщения, газеты, бюллетени, видеофрагменты).
Приложение
Литература
- Биология: Учебное пособие для студентов мед. училищ./ В.Н. Ярыгин- М. Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001.
- Готовимся к ЕГЭ. Общая биология./В.Н. Фросин, В.И. Сивоглазов. -М.: Дрофа. 2004.
- Задачник по общей и медицинской генетике./Н. В. Хелевин, -М.: Высшая школа,1976.
- Общая биология. Учебник для 10-11 классов средней школы/ Д.К. Беляев, Г.М. Дымшиц, - М.: Просвещение, 2005.
- Общая биология. Учебник для 10-11 классов с углубленным изучением биологии в школе./ В.К. Шумный, Г. М. Дымшиц, А. О. Рувинский, - М.: Просвещение, 2001.
(ФКУ) - заболевания, развивающегося в результате избытка важной
аминокислоты - фенилаланина (Phe) в организме человека. Избыток
фенилаланина приводит к развитию умственной отсталости. Частота
встречаемости ФКУ относительно низка (примерно 1 на 10 000 ново-
рожденных), тем не менее около 1% умственно отсталых индивидуу-
мов страдают ФКУ, составляя, таким образом, сравнительно боль-
шую группу пациентов, умственная отсталость которых объясняется
однородным генетическим механизмом.
Как и в случае ХГ, исследователи изучали частоту встречаемости
ФКУ в семьях пробандов. Оказалось, что пациенты, страдающие ФКУ,
обычно имеют здоровых родителей. Кроме того, было замечено, что
ФКУ чаще встречается в семьях, в которых родители являются кров-
ными родственниками. Пример семьи пробанда, страдающего ФКУ,
73 оказан на рис. 2.3: больной
ребенок родился у фенотипи-
чески здоровых родителей-
кровных родственников (дво-
юродных брата и сестры), но
сестра отца ребенка страдает
ФКУ.
ФКУ передается по рецес-
сивному типу наследования,
т.е. генотип больного содержит
два аллеля ФКУ, полученные
от обоих родителей. Потомки,
которые имеют только один
такой аллель, не страдают за-
болеванием, но являются но-
сителями аллеля ФКУ и могут
передать его своим детям. На
рис. 2.4 показаны пути насле-
дования аллелей ФКУ от двух
фенотипически нормальных
родителей. Каждый из родите-
лей имеет один аллель ФКУ и один нормальный аллель. Вероятность
того, что каждый ребенок может унаследовать аллель ФКУ от каждо-
го из родителей, составляет 50%. Вероятность того, что ребенок унас-
ледует аллели ФКУ от обоих родителей одновременно, составляет 25%
(0,5 х 0,5 = 0,25; вероятности умножаются, поскольку события насле-
дования аллелей от каждого из родителей независимы друг от друга).
Ген ФКУ и его структурные варианты, встречающиеся в разных
популяциях, хорошо изучены. Знания, имеющиеся в нашем распоря-
Рис. 2.4. Схема скрещивания: аллельный механизм наследования ФКУ.
Ф - доминантный аллель («здоровый»); [ф] - рецессивный аллель, вызывающий
развитие заболевания. ФФ, Фф - фенотипически нормальные дети (их 75%); толь-
ко 25% имеют нормальный генотип (ФФ); еще 50% фенотипически здоровы,
но являются носителями аллеля ФКУ (Фф). Оставшиеся 25% потомков - больны
([ф][ф]).
74
Рис. 2.3. Пример родословной семьи, в
которой ФКУ передается по
наследству (тетя пробанда страдает
этим заболеванием).
Двойная линия между супругами обозначает
кровнородственный брак. Остальные
обозначения те же, что и на рис. 2.1. жении, позволяют проводить своевременную пренатальную диагнос-
тику с тем, чтобы определить, унаследовал ли развивающийся заро-
дыш две копии аллеля ФКУ от обоих родителей (факт такого наследо-
вания резко повышает вероятность заболевания). В некоторых странах,
например в Италии, где частота встречаемости ФКУ достаточно вы-
сока, такая диагностика проводится в обязательном порядке для каж-
дой беременной женщины.
Как уже отмечалось, ФКУ чаще встречается среди тех, кто всту-
пает в брак с кровными родственниками. Несмотря на то что встреча-
емость ФКУ сравнительно низка, примерно 1 человек из 50 является
носителем аллеля ФКУ. Вероятность того, что один носитель аллеля
ФКУ вступит в брак с другим носителем такого аллеля, составляет
примерно 2%. Однако при заключении брака между кровными род-
ственниками (т.е. если супруги принадлежат к одной родословной, в
которой аллель ФКУ передается по наследству) вероятность того, что
оба супруга окажутся носителями аллеля ФКУ и одновременно пере-
дадут два аллеля будущему ребенку, станет значительно выше 2%.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «РЕЦЕССИВНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ: ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ » з дисципліни «Психогенетика »
Реферати та публікації на інші теми :По изоб-ражённой на ри-сун-ке ро-до-слов-ной опре-де-ли-те и объ-яс-ни-те ха-рак-тер на-сле-до-ва-ния при-зна-ка (до-ми-нант-ный или ре-цес-сив-ный, сцеп-лен или нет с полом), вы-де-лен-но-го чёрным цве-том. Опре-де-ли-те ге-но-ти-пы по-том-ков, обо-зна-чен-ных на схеме циф-ра-ми 3, 4, 8, 11 и объ-яс-ни-те фор-ми-ро-ва-ние их ге-но-ти-пов.
По-яс-не-ние.
При-знак, вы-де-лен-ный чёрным цве-том яв-ля-ет-ся ре-цес-сив-ным, сцеп-лен-ным с Х-хро-мо-со-мой: Х а,
т. к. на-блю-да-ет-ся «про-скок» через по-ко-ле-ние. Муж-чи-на с при-зна-ком (8) у него дочь без при-зна-ка (11), а внуки - один с при-зна-ком (12), вто-рой без (13), то есть от отца (10) они по-лу-ча-ют Y - хро-мо-со-му, а от ма-те-ри (11) один Х а, дру-гой Х А.
Ге-но-ти-пы людей, обо-зна-чен-ных на схеме циф-ра-ми 3, 4, 8, 11:
3 - жен-щи-на-но-си-тель - Х А Х а
4 - муж-чи-на без при-зна-ка - Х А Y
8 - муж-чи-на с при-зна-ком - Х а Y
11 - жен-щи-на-но-си-тель - Х А Х а
Источник: ЕГЭ по биологии 30.05.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 4.
Елена Иванова
11.04.2016 12:36
Объясните, пожалуйста, почему генотип первой женщины(без номера) ХАХА, ведь она может быть и носительницей?
Наталья Евгеньевна Баштанник
Может. Это "предположение" на основе потомства. Т.к. она нам для решения не важна, можно написать на схеме оба варианта, а можно вообще вот так: Х А Х -
Никита Каминский
11.06.2016 23:28
А почему не может быть просто рецессивного гена, не сцепленного с полом?
Тогда родители в первом поколении гомозиготны (отец аа, мать АА), дети 1, 2, 3, гетерозиготы Аа, мужчины 4 и 5 тоже носители Аа, дети 7 и 8 во втором поколении с признаком, а 6 носитель. В третьем поколении Отец и мать снова гомозиготны, дочь 11 и её муж 10 гетерозиготны, и у них два сына, один с признаком, другой без, возможно носитель.
Наталья Евгеньевна Баштанник
может, но больше вероятности, что сцепление есть, меньше "?", и основываясь на правила решения данных задач.
У матери и отца фенотипически без признака рождается СЫН с признаком, можно предполагать, что признак сцеплен с Х-хромосомой.
Тобиас Розен
09.05.2017 18:26
Решение не вполне корректно.
Вот эта схема содержит альтернативное решение - содержащие при этом меньше допущений:
На самом деле, всё, что мы можем утверждать по данным задачи - это список того, что мы можем исключить. Мы можем исключить доминантное сцепление с Х, мы можем исключить сцепление с У, мы можем исключить АА х аа в самом персом скрещивании, мы можем исключить, что признак обеспечивается доминантной аллелью.
Мы не можем исключить рецессивное сцепление с Х и мы не можем исключить аутосомное рецессивное наследование - в задаче для этого недостаточно данных и недостаточное число потомков и скрещиваний.
Игнорировать малое число скрещиваний и потомков - значит, считать, будто закон больших чисел должен проявляться и для малых чисел. Что полная чушь. Не должен. Наоборот: статистический факт в том, что чем меньше выборка - тем больше ожидаемое отклонение от "правильного расщепления".
Наталья Евгеньевна Баштанник
Если задача может решаться двумя способами, то лучше оба прописывать. Если в критериях будет заложено решение, что признак является сцепленным с Х-хромосомой: Х а, то могут и не поставить полный балл.