foundations_genetics.. - Библиотека Смоленского Гуманитарного

1
СМОЛЕНСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Маринич В.В.
Основы генетики
Учебно-методическое пособие
(для студентов заочной формы обучения,
обучающихся по специальности 030301.65 (020400)«Психология»)
Смоленск, 2008
2
1. ПРОГР АММА (СОДЕРЖАНИЕ) УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.
Тема 1.
Основные положения современной психологии и генетики, место
генетики в системе психологических знаний. основные положения
современной
психологии
и
генетики,
необходимые
для
профессионального понимания психологических данных; методы
генетики и их разрешающая способность.
Предмет и задачи генетики. История генетики. Перспективы
развития науки. Значение генетики для психологии. Основные положения
современной психологии и генетики, место генетики в системе
психологических знаний.Вклад Г.Менделя, Ф.Гальтона, Ф.Крика,
Д.У отсона в развитие генетики. Научная школа Т.Моргана. Уровни
организации материи. Биологические основы наследственности.
Тема 2.
Материальные основы наследственности. Клеточная теория.
Клеточный
цикл.
Митоз,
мейоз.
Хромосомная
теория
наследственности. Реализация индивидуальной наследственной
программы. Теория гена. Геном человека, его основные
характеристики.
Материальные основы наследственности. Клеточная теория.
Основные положения. Современное содержание клеточной теории.
Специализация клеток. Цитологические основы наследственности.
Клеточный цикл. Биологическое значение митоза. Биологическое значение
мейоза. Строение и функции хромосом. Классификация хромосом.
Хромосомная теория наследственности. Строение половых хромосом.
Химический
состав
хромосом.
Реализация
индивидуальной
наследственной программы (ДНК, РНК, транскрипция, генетический код,
ген,
химическое строение
ДНК,
трансляция).
Теория гена.
Экспериментальные подтверждения. Пространственное строение. Правило
комплементарности. Строение и функции РНК. Воспроизведение
генетической информации. Модель лактозного оперона. Генетический код.
Свойства кода. Основная догма молекулярной генетики. Гены и их
организация. Классификация генов. Генотип. Фенотип. Геном человека,
его основные характеристики. Признак, свойство признака. Понятие об
аллельности.
Гомозиготность,
гетерозиготность.
Экспрессивность,
пенетрантность генов. Понятие о норме реакции. Широкая и узкая норма
реакции.
Тема 3.
3
Менделеевская
генетика.
Гибридологический
метод.
Типы
межаллельных взаимодействий. Наследование групп крови по системе
АВО. Сцепленное наследование. Группы сцепления. Взаимодействие
генов.
Методы исследования в генетике. Менделеевская генетика.
Гибридологический
метод.
Понятие
о
дискретном
характере
наследственности.
Законы
наследования
признаков
Г.Менделя.
Анализирующее скрещивание. Типы межаллельных взаимодействий.
Неполное доминирование. Кодоминирование. Наследование групп крови
по системе АВО. Полигибридное скрещивание. Сцепленное наследование.
Группы сцепления. Взаимодействие генов. Биологическая роль
кроссинговера. Наследование резус-фактора. Резус-конфликт. Эпистаз.
«Бомбейский феномен». Комплементарность. Полимерия.
Тема 4.
Методы исследования в генетике. Человек как объект генетических
исследований. Особенности генетических объектов. Близнецовый
метод. Понятие о монозиготных и дизиготных близнецах. Диагностика
зиготности близнецов.
Конкордантность и дискордантность. Коэффициент конкордантности.
Коэффициент наследуемости. Характеристика состояния признака по
коэффициенту
наследуемости.
Метод
разлученных
близнецов.
Популяционно-статистический метод. Наследственные болезни населения,
частота нормальных и патологических генов, закономерности
мутационного процесса, роль наследственности и среды в возникновении
болезней. Закон Харди-Вайнберга. Генетико-автоматические процессы.
Генетико-автоматические процессы. Дрейф генов. Близкородственные
браки (инбридинг). Цитогенетический метод. Дифференцированная
окраска
хромосом.
Метод
генетики
соматических
клеток.
Культивирование соматических клеток, клонирование. Биохимический
метод. Понятие о патологическом гене. ДНК-зонды. Генеалогический
метод. Разрешающая способность. Составление, анализ родословных.
Выявление закономерностей наследования. Типы наследования:
аутосомно-доминантный тип наследования, аутосомно-рецессивный тип
наследования, Х-сцепленный доминантный, Х-сцепленный рецессивный,
Y -сцепленный. Болезнь Морфана. Ахондроплазия. Муковисцидоз.
Адреногенитальный синдром. Фенилкетонурия. Галактоземия. Биология и
генетика пола. Генетические признаки пола. Теория определения пола.
Наследование, сцепленной с Х и Y хромосомами. Полигенное
наследование. Нетрадиционное наследование.
4
Тема 5.
Изменчивость организмов. Типы изменчивости. Ненаследственная
изменчивость.
Наследственная
изменчивость.
Мутагены.
Типы мутаций.
Наследственная патология как результат наследственной изменчивости.
Групповая изменчивость, индивидуальная изменчивость, процессы,
обуславливающие
изменчивость.
Направления
изменчивости.
Фенотипическая изменчивость. Модификации, адаптации. Феномен
фенокопирования.
Наследственная
изменчивость.
Генотипическая
изменчивость.
Комбинативная изменчивость.
Мутационная
изменчивость.
Физические
мутагены.
Химические
мутагены.
Биологические мутагены. Спонтанный и индуцированный мутагенез. Типы
мутаций.
Гаметические.
Генеративные.
Летальные
мутации.
Полулетальные мутации. Нейтральные мутации – мутации, не влияющие
существенным образом на процессы жизнедеятельности. Благоприятные
мутации. Генные мутации. Односайтовые. Многосайтовые. Миссенсмутация.
Претранскрипционный,
транскрипционный
механизм.
Процессинг, сплайсинг. Нейрофиброматоз, миопатия Дюшенна- Беккера.
Ферментопатия.
Фенотипические
проявления:
нарушения
аминокислотного, липидного, минерального, нуклеинового обмена.
Механизм нарушений при ФКУ. Серповидно-клеточная анемия. Делеции.
Дупликации. Инверсии. Инсерции. Геномные и хромосомные мутации.
Анеуплоидия.
Полиплоидия.
Трисомии.
Моносомии.
Синдром
Шерешевского - Тернера. Нерасхождение хромосом. Внутрихромосомные
и
межхромосомные
мутации.
Нереципрокная
транслокация.
Наследственная патология как результат наследственной изменчивости.
Концепция наследственного полиморфизма.
Тема 6.
Наследственная программа развития. Этапы и периоды онтогенеза.
Нарушения внутриутробного онтогенеза. Теория соподчинения
функциональных систем П.К.Анохина.
Общебиологический смысл роста. Регуляция процессов развития и
роста. Генная регуляция. Суммарные влияния доминирующих генов и
генотипической среды. Фундаментальные закономерности развития и
роста. Центральная догма молекулярной биологии. Закон прогрессивного
дифференцирования. Закон гомеореза. Этапы и периоды онтогенеза.
Внутриутробный или антенатальный период. Интранатальный период.
Постнатальный
период.
Периоды
внутриутробного
онтогенеза.
Герминативный период.
Бластогенез. Эмбриональный период.
Органогенез. Дифференциальный рост клеток, их миграция. Образование
тканей и органов. Переход от гистотрофного к плацентарному питанию.
5
Формирование взаимоотношений между организмом матери и плода.
Плодный период. Тонкая структурная дифференцировка тканей
(гистогенез). Максимальный линейный рост. Внутриутробный рост плода
определяется. Генетический потенциал внутриутробного развития.
Тема 7.
Особенности реализации наследственной программы развития.
Последовательность этапов.
Инициация
активности
генов.
Инициация генов зиготы. Аппарат - «переключатель генов». Общие
гены. Тканеспецифические гены. Гены-переключатели. Уровни
регуляции синтеза белковых продуктов. Нарушения внутриутробного
онтогенеза и наследственная патология. Периоды максимальной
чувствительности зародыша, эмбриона и плода.
Тератогеннотерминационный период. Первый и второй критические периоды
беременности. Бластопатии. Внематочная беременность, аномальная
имплантация оплодотворенного яйца, нарушение глубины имплантации,
полностью или частично неразделившиеся близнецы, недоразвитие
(гипоплазия, аплазия) амниона, желточного мешка. Эмбриопатии.
Фетопатии. Истинные пороки развития. Вторичные пороки (гидроуретер,
гидронефроз,
гидроцефалия),
тканевые
дисплазии,
гипоплазии.
Воспалительный процесс фетальной ткани. Задержка внутриутробного
развития. Причины и факторы риска ЗВУР. Природные факторы.
Социальные факторы. Материнские факторы. Плацентарные факторы.
Наследственная патология матери. Инфекционные заболевания во время
беременности. Диагностические признаки ЗВУР. Дефицит массы по
отношению к гестационному возрасту. Дефицит массы по отношению к
росту. Нарушения гомеостаза: состояния ЦНС, иммунологической
реактивности (влияние на заболеваемость и развитие ВПФ).
Классификация ЗВУР. Гипотрофический вариант. Гипопластический
вариант. Диспластический вариант. Внутриутробное инфицирование и
поражение нервной и иммунной систем плода. Пути проникновения
инфекции. Механизм развития инфекции.
Тема 8.
Концепция генетического груза. Генофонд и репродуктивная функция
как показатели генетического здоровья населения. Формы и
характеристика наследственной патологии. Место генетики в системе
психологических знаний.
Механизмы патогенез, особенности диагностики и принципы
лечения. Мутационный груз. Доминентные и рецессивные аллели.
Сегрегационный груз. Субституционный груз - возникает при изменении
адаптивной ценности особей и сохраняется в популяции, пока один аллель
6
не заместит другой. Соотношение генетических факторов и внешней среды
в формировании патологии. Показатели генетического здоровья.
Генофонд. Состояние репродуктивной функции.
Тема 9.
Характеристика наследственной патологии. Формы наследственной
патологии.
Моногенные болезни. Хромосомные болезни. Большие и малые
врожденные аномалии развития (врожденные пороки развития).
Мультифакториальные болезни или болезни, обусловленные аддитивным
(суммарным) действием генетических и средовых факторов. Особенности
наследственной патологии. Понятие о полисистемности поражений.
Плейотропное действие генов. Хромосомный дисбаланс. Патокинез.
Периоды: латентный, продромальный, период первых симптомов,
нарастание выраженности симптомов и тяжести течения (вовлечение
множества систем), формирование необратимых изменений в органах,
снижение запаса прочности и пластичности физиологических функций
организма, истощение резервных возможностей, терминальный период –
системная недостаточность, гибель организма. Понятие о болезнях обмена
(накопление токсических продуктов, истощение энергетических
субстратов,
невозможность
использовать
субстрат).
Конституциональность, врожденность и непрградиентность признаков.
Клинический полиморфизм. Патогномоничные симптомы. Задержка
физического и нервно-психического развития, снижение репродуктивной
функции, нарушения полового развития, снижение продолжительности
жизни и повышенная смертность. Механизмы патогенеза наследственной
патологии. Неоднозначность мутации гена и степени тяжести болезни.
Хромосомный дисбаланс. Дисбаланс структурных генов.
Теория
эмбриональных полей развития. Теория относительной плейотропии.
Теория мозаичной плейотропии. Синдром Эллиса.
Семиотика
наследственных болезней. Синдромологический подход. Методы
клинической генетики. Характерный внешний вид. Виды признаков:
главные, патогномоничные, ведущие, типичные, второстепенные.Клиникогенеалогический метод. Каталог Маккьюсика. Метод дерматоглифики.
Цитогенетический
метод.
Иммунологические
методы.
Методы
аналитической химии. Экспресс диагностика. Уточняющая диагностика:
(исследование метаболического пути). Молекулярно-цитогенетические и
молекулярно-биологические методы. Флюоресцентная гибридизация.
ДНК-зондовая
диагностика.
Характеристика
отдельных
форм
наследственных болезней. Принципы классификации наследственных
болезней.
7
Аутосомно-доминантные: ахондроплазия, несовершенный остеогенез,
нейрофиброматоз
Реклингаузена,
ретинобластома,
семейная
гиперхолистеринемия, хорея Гентингтона.
Аутосомно-рецессивные:
алкаптонурия,
альбинизм,
атаксиятелеангиоэктазия, болезнь Тея-Сакса, галактоземия, муковисцидоз,
пигментная ксеродерма, адреногенитальный синдром.
Х-сцепленные доминантные синдромы: гиперфосфатемия, витамин Дрезистентный рахит.
Х-сцепленные рецессивные болезни: гемолитическая анемия, гемофилия
А и В, миодистрофия Дюшена-Беккера, синдром Мартин-Белл,
недостаточность глюкоза-6-фосфат-дегидрогеназы.
По органному и системному типу:
Болезни нервной системы: (пирамидной системы, экстрапирамидной
системы, мозжечка, спинальные нарушения). Прогрессирующие
мышечные дистрофии.
Болезни
сердечно-сосудистой
системы:
гиперхолистеринемия,
наследственный амилоидоз, недостаточность карнитина.
Болезни органов дыхания: идиопатический диффузный фиброз легких,
гемосидероз легких, наследственный спонтанный пневмоторакс, синдром
Картагенера, трахеобронхомегалия.
Болезни желудочно-кишечного тракта: синдромы мальабсорбции
(врожденный дефицит лактазы, непереносимость белка коровьего молока и
белка сои), целиакия, врожденная хлоридная диаррея.
Болезни соединительной ткани и скелета:
синдром Морфана,
ахондроплазия,
врожденная
косолапость,
мукополисахаридозы,
муколипидозы, несовершенный остеогенез, множественная эпифизарная
дисплазия, синдром Эллерса-Даллоса.
Болезни кожи и ее придатков: пигментная ксеродерма, ихтиоз, вялаяая
кожа, синдром Блума.
Болезни почек и МВП: синдром Альпорта, болезнь де Тони-ДебреФанкони, наследственный нефрит, несахарный диабет, поликистозная
болезнь.
Болезни органов эндокринной системы: адреногенитальный синдром,
врожденный гипотиреоз, гипофизарный нанизм.
По этиологии:
Болезни с установленным первичным молекулярным дефектом.
Болезни с не установленным дефектом.
В зависимости от нарушения обмена веществ.
Болезни обмена аминокислот. Альбинизм. ФКУ.
Болезни обмена углеводов. Галактоземия. Непереносимость фруктозы.
Болезни обмена липидов. Гиперлипидемия.
Болезни накопления – тезаурисмозы. Показания для лабораторной
диагностики. Синдром Мартин-Белл (синдром ломкой Х-хромосомы).
8
Митохондриальные болезни. Хромосомные синдромы. Закономерности
хромосомных
мутаций.
Степень
выраженности
нарушений.
Диагностические признаки. Показания для цитогенетической диагностики.
Синдром Дауна. Формы. Фенотип. Синдром Патау. Синдром Эдвардса.
Трисомия 9р. Трисомия 8. Синдром «кошачьего крика». Синдром ВольфаХиршхорна.
Полисомия по Х-хромосоме. Синдром Кляйнфельтера.
Полисомия по У-хромосоме. Синдром полной моносомии по Х-хромосоме.
Синдром Шерешевского-Тернера. Эффект Картера. Пилоростеноз. Модели
развития мультифакториальной патологии. Аддитивная модель. Суммация
эффектов отдельных генов. Пороговый эффект. Смешанная модель.
Концептуальная
модель.
Мультифакториальное
наследование.
Совокупность генетических факторов. Главные гены. Полигены
(генетический фон). Врожденные аномалии развития. Классификация.
Эндогенные причины. Экзогенные причины. Патогенез ВПР. Типы ВПР.
Большая аномалия развития. Гигантизм, карликовость. Агенезия, аплазия,
атрезия, стеноз, гипоплазия, дисплазия, гетеротопия (ткани), эктопия
(органа). Макросомия, персистирование, удвоение. Малая аномалия
развития.
Диабетическая
эмбриофетопатия:
Дистрофия
печени,
поджелудочной железы.
Эмбриофетопатия:
спонтанный
аборт,
микроцефалия, пороки сердца, умственная отсталость. Алкогольная
эмбриофетопатия. Цинк – зависимая фетопатия. «Перезревание гамет».
Профилактика врожденной и наследственной патологии.
Тема 10.
Медико-генетическое консультирование.
Генетический груз. Генетическая нестабильность человеческой
популяции. Генотипическое направление: профилактика передачи гена.
Планирование семьи на основе медико-генетического консультирования.
Прерывание беременности плодом с МПР. Эколого-генетически
мероприятия. Микроэкология. Программа дородовой диагностики.
Биопсия Хориона. Биопсия плаценты. Кордоцентез. Амниоцентез.
Генетический анализ клеток плода. УЗИ. Фенотипическое направление.
Создание
условий,
предупреждающих
развитие
болезни.
Преконцепционная профилактика. Планируемая беременность. Санация
хронических очагов инфекции, выявление заболеваний передающиеся
половым
путем,
наследственная
отягощенность.
У странение
профвредностей. Оптимизация метаболизма половых клеток. Методы
пренатальной диагностики. Инвазивные. Амниоцентез. Исследование
альфетопротеина, культур клеток, ДНК-диагностика. Биопсия хориона.
Кордоцентез. Преимплантационная диагностика. Экстракорпоральное
оплодотворение. Генотерапия. Создание условий для регулируемой
экспрессии генов, экзогенно введенных в клетки, совершенствование
методов регуляции такой экспрессии.
9
2.
СЕМИНАРСКИЕ
И
ПР АКТИЧЕСКИЕ
ЛАБОР АТОРНЫЕ Р АБОТЫ (методическая разработка).
ЗАНЯТИЯ,
Распределение баллов по курсу генетики.
№
1.
2.
3.
Категория
Посещение лекционного курса
Баллы
20 (мах)
(10 лекций по 2 балла каждая)
Посещение практического курса 10 баллов за ответ на каждом занятии
(каждый
семинар, (мах – 40)
практическое занятие)
Рубежная контрольная работа 40 (мах)
Семинар №1.
Материальные основы наследственности.
Цель занятия.
Раскрыть современный подход к принципам хранения, обработки и
передачи генетической наследственной информации живых организмов.
Обратить внимание на уникальный биологический принцип генетического
кода. Создать научную основу для материалистического представления о
живом.
Методические указания.
По данной теме имеется лекционный материал. В начале занятия
проводится контрольное тестирование, его задача выяснить уровень
усваиваемости знаний лекционного курса. В дальнейшем происходит
обсуждение материала занятия: строение клетки, ядра, хромосомы, гена,
молекул ДНК и РНК. Дается определение гена, понятия генетического
кода. Разбираются этапы преобразования генетической информации.
Контрольные вопросы к занятию.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Какие биополимеры являются носителями генетической информации?
В чем биологический смысл репликации ДНК?
Назовите виды и функции РНК.
Объясните смысл полуконсервативности репликации ДНК.
В чем заключается полирепликонный смысл организации молекулы
ДНК?
В чем смысл вырожденности генетического кода?
Что такое универсальность генетического кода?
Дайте современное определение понятию ген.
Поясните строение гена.
10
10.
11.
12.
13.
14.
Назовите этапы реализации генетической информации.
Какие клетки вступают в митоз?
Для каких клеток характерен мейоз?
Модель лактозного оперона.
Мигрирующие генетические элементы.
Тесты по теме «Материальные основы наследственности».
1. Ген – это:
А) участок молекулы ДНК, отвечающий за проявление группы признаков
организма;
Б) участок молекулы ДНК, отвечающий за проявление конкретного признака
организма;
В) участок молекулы р-РНК, необходимый при транскрипции.
2. Гены в молекуле ДНК эукариот расположены:
А) последовательно без перерывов;
Б) последовательно с перерывами;
В) спирально.
3. Функция интронов заключается в:
А) механическом разделение экзонов;
Б) регуляции процессинга РНК;
В) сохранении информации о «вредных» мутациях.
4. Экзон – это:
А) молчащий участок ДНК;
Б) кодирующий участок ДНК;
В) блокирующий участок ДНК.
5. Транскрипция – это:
А) синтез м-РНК;
Б) синтез белка;
В) синтез дочерней ДНК.
6. Трансляция- это:
А) синтез м-РНК;
Б) синтез дочерней ДНК.
В) синтез белка.
7. Процессинг матричной РНК заключается в:
А) доставке полипептида к рибосомам;
Б) вырезании интронных участков;
В) дополнении митохондриальных последовательностей.
8. Трансляция осуществляется:
А) на рибосомах;
Б) на лизосомах;
В) на метасомах.
11
9. Митоз – это:
А) способ деления половых клеток, при котором образуется гаплоидный набор
хромосом;
Б) способ деления соматических клеток;
10. Мейоз – это:
А) способ деления половых клеток, при котором образуется гаплоидный набор
хромосом;
Б) способ деления соматических клеток;
Семинар №2.
Методы исследования в генетике. Гибридологический метод. Близнецовый
метод. Генеалогический метод. Закономерности наследования.
Цель занятия.
Уточнить современные аспекты классических методов исследования
в генетике, их разрешающую способность. Обосновать применение
результатов генетических исследований для психологии.
Методические указания.
По данной теме имеется лекционный материал. В начале занятия
проводится контрольная работа, ее задача выяснить уровень
усваиваемости знаний лекционного курса. В дальнейшем происходит
обсуждение материала данной темы. Разбираются основные положения
классических работ Г.Менделя и Т.Моргана по наследованию аллельных
генов, сцепленных генов. Дается понятие о принципах генетического
анализа. Подробно разбираются типы наследования: аутосомнодоминантный, аутосомно-рециссивный.
Контрольные вопросы.
1. Особенности расположения генов в хромосомах.
2. Понятие о доминантности, рецессивности, пенетрантности,
экспрессивности, норме реакции.
3. Гибридологический метод.
4. Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон
Менделя).
5. Закон расщепления. Его биологический смысл.
6. Закон чистоты гамет.
7. Анализирующее скрещивание.
8. Виды взаимодействия аллельных генов: полное доминирование,
неполное доминирование.
9. Дайте понятие о дискретном характере наследственности.
10. Укажите типы межаллельных взаимодействий.
12
11. Охарактеризуйте неполное доминирование.
12. Поясните биологический смысл кодоминирования.
13. Человек как объект генетических исследований.
14. Особенности генетических объектов.
15. Близнецовый метод, его разрешающая способность.
16. Понятие о монозиготных и дизиготных близнецах.
17. Диагностика зиготности близнецов.
18. Конкордантность и дискордантность.
19. Определение коэффициента конкордантности.
20. Коэффициент наследуемости, его биологическое значение.
21. Характеристика
состояния
признака
по
коэффициенту
наследуемости.
22. Метод разлученных близнецов, его значение для психологии и
генетики.
23. Генеалогический метод. Разрешающая способность.
24. Составление, анализ родословных.
25. Выявление закономерностей наследования.
26. Типы наследования: аутосомно-доминантный тип наследования,
аутосомно-рецессивный
тип
наследования,
Х-сцепленный
доминантный, Х-сцепленный рецессивный, Y -сцепленный.
Перечень тем для обсуждения.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
1. Наследование групп крови по системе АВО.
2. Полигибридное скрещивание.
3. Сцепленное наследование.
4. Группы сцепления.
5. Взаимодействие генов.
6. Биологическая роль кроссинговера.
7. Наследование резус-фактора.
8. Резус-конфликт.
9. Эпистаз.
10. «Бомбейский феномен».
11.Комплементарность.
Полимерия.
Популяционно-статистический метод.
Наследственные болезни населения, частота нормальных и
патологических генов, закономерности мутационного процесса, роль
наследственности и среды в возникновении болезней.
Закон Харди-Вайнберга.
Генетико-автоматические процессы.
Генетико-автоматические процессы.
Дрейф генов.
13
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
Близкородственные браки (инбридинг).
Цитогенетический метод.
Дифференцированная окраска хромосом.
Метод генетики соматических клеток.
Культивирование соматических клеток, клонирование.
Биохимический метод. Понятие о патологическом гене. ДНК-зонды.
Болезнь Морфана. Ахондроплазия. Муковисцидоз.
Адреногенитальный синдром. Фенилкетонурия. Галактоземия.
Биология и генетика пола. Генетические признаки пола.
Теория определения пола.
Наследование, сцепленной с Х и Y хромосомами.
Полигенное наследование.
Нетрадиционное наследование.
Задачи.
Задача 1. Ген В детерминирует брахидактилию – в гомозиготе
обуславливает гибель
организма,
гетерозиготы жизнеспособны.
Определите процент жизнеспособных детей у гетерозиготных родителей.
Задача 2. Какие группы крови возможны у детей, если у их матери – вторая
группа крови, у отца – первая.
Задача 3. У матери – 1 группа крови, у отца – 4. могут ли дети
унаследовать группу крови одного из родителей?
Задача 4. Родители имеют 2 и 3 группы крови, какие группы крови можно
ожидать у детей?
Задача 5. У братьев 4 группа крови, каковы группы крови у их родителей.
Задача 6. Рахит, устойчивый к витамину Д – наследование доминантного
гена в Х-хромосоме. Отец пробанда болен, мать здорова, в семье 3 дочери,
3 сына. Сколько возможно больных?
Задача 7. Валерий и Владимир, Светлана и Елена – монозиготные
близнецы. Будут ли сходны по генотипам их дети.
Задача 8. У пожилых супругов – дочь с гемофилией В, отец – гемофилик,
мать – здорова и генетически благополучна. Опишите механизм
нарушения?
14
Задача 9. Подагра – аутосомно-доминантный признак, пенетрантность у
мужчин – 20%, у женщин – 0. Укажите частоту гетерозигот?
Семинар № 3.
Изменчивость организмов. Мутации. Наследственная патология,
обусловленная наследственной изменчивостью. Особенности реализации
наследственной программы развития. Концепция генетического груза.
Генофонд и репродуктивная функция как показатели генетического
здоровья населения. Формы и характеристика наследственной патологии.
Цель занятия.
Изучить современное представление о процессе наследственной
изменчивости, мутационном процессе, влиянии мутагенов на
формирование наследственной патологии. Обосновать применение
результатов генетических исследований мутационного процесса для
психологии.
Методические указания.
По данной теме имеется лекционный материал. В начале занятия
проводится контрольная работа, ее задача выяснить уровень
усваиваемости знаний лекционного курса. В дальнейшем происходит
обсуждение материала данной темы.
Контрольные вопросы.
1. Укажите типы изменчивости.
2. Ненаследственная изменчивость.
3. Наследственная изменчивость.
4. Мутагены. Типы мутаций. Наследственная патология как результат
наследственной изменчивости.
5. Поясните понятия: групповая изменчивость, индивидуальная
изменчивость.
6. Назовите процессы, обуславливающие изменчивость.
7. Укажите направления изменчивости.
8. Фенотипическая изменчивость. Модификации, адаптации. Феномен
фенокопирования.
9. Дайте
определение
следующим
понятиям:
наследственная
изменчивость,
генотипическая
изменчивость,
комбинативная
изменчивость, мутационная изменчивость.
10. Перечислите физические мутагены.
11. Перечистите химические мутагены.
12. Перечислите биологические мутагены.
13. Укажите типы мутаций.
15
14. Охарактеризуйте
гаметические,
генеративные,
летальные,
полулетальные мутации.
15. Нейтральные, благоприятные мутации.
16. Опишите механизм генных мутаций. Односайтовые. Многосайтовые.
Миссенс-мутация.
17. Дайте понятие о процессинге, сплайсинге.
18. Последовательность этапов реализации наследственной информации.
19. Этап инициации активности генов. Инициация генов зиготы.
20. Строение аппарата - «переключателя генов».
21. Общие гены. Тканеспецифические гены. Гены-переключатели.
22. Уровни регуляции синтеза белковых продуктов.
23. Нарушения внутриутробного онтогенеза и наследственная патология.
24. Периоды максимальной чувствительности зародыша, эмбриона и
плода.
Перечень тем для обсуждения.
1. Тератогенно-терминационный период. Первый и второй критические
периоды беременности.
2. Бластопатии. Внематочная беременность, аномальная имплантация
оплодотворенного яйца, нарушение глубины имплантации, полностью
или частично неразделившиеся близнецы, недоразвитие (гипоплазия,
аплазия) амниона, желточного мешка.
3. Эмбриопатии.
4. Фетопатии. Истинные пороки развития. Вторичные пороки
(гидроуретер, гидронефроз, гидроцефалия), тканевые дисплазии,
гипоплазии. Воспалительный процесс фетальной ткани.
5. Задержка внутриутробного развития. Причины и факторы риска ЗВ УР.
Диагностические признаки ЗВУР. Дефицит массы по отношению к
гестационному возрасту. Дефицит массы по отношению к росту.
Гипотрофический
вариант.
Гипопластический
вариант.
Диспластический вариант.
6. Инфекционные заболевания во время беременности.
7. Нарушения
гомеостаза:
состояния
ЦНС,
иммунологической
реактивности (влияние на заболеваемость и развитие ВПФ).
8. Внутриутробное инфицирование и поражение нервной и иммунной
систем плода. Пути проникновения инфекции. Механизм развития
инфекции. Генофонд и репродуктивная функция как показатели
генетического здоровья населения.
9. Формы и характеристика наследственной патологии.
10. Механизмы патогенез, особенности диагностики и принципы лечения.
Мутационный груз. Доминантные и рецессивные аллели.
11. Сегрегационный груз.
12. Субституционный груз.
16
13. Соотношение генетических факторов и внешней
формировании патологии.
14. Показатели генетического здоровья.
15. Генофонд. Состояние репродуктивной функции.
среды
в
Перечень тем для рефератов.
1. Концепция наследственного полиморфизма.
2. Спонтанный и индуцированный мутагенез.
3. Нейрофиброматоз, миопатия Дюшенна-Беккера.
4. Ферментопатии.
5. Механизм нарушений при ФКУ.
6. Серповидно-клеточная анемия.
7. Анеуплоидия.
8. Полиплоидия.
9. Трисомии.
10. Моносомии.
11.Синдром Шерешевского - Тернера.
12. Нерасхождение хромосом.
13. Нереципрокная транслокация.
14. Наследственная
патология
как
результат
изменчивости.
Семинар №4.
Концепция генетического груза. Характеристика
патологии. Медико-генетическое консультирование.
наследственной
наследственной
Цель занятия.
Изучить концепцию генетического груза, показатели генетического
здоровья популяции. Дать характеристику и описание основных форм
наследственной патологии и познакомиться с подходами к диагностике и
профилактике отдельных форм наследственных заболеваний.
Методические указания.
По данной теме имеется лекционный материал. В начале занятия
проводится контрольная работа, ее задача выяснить уровень
усваиваемости знаний лекционного курса. В дальнейшем происходит
обсуждение материала данной темы.
Контрольные вопросы.
1. Опишите репродуктивную функцию как показатель генетического
здоровья населения.
17
2. Формы и характеристика наследственной патологии.
3. Механизмы патогенез, особенности диагностики и принципы лечения.
4. Соотношение генетических факторов и внешней среды в
формировании патологии.
5. Показатели генетического здоровья. Генофонд.
Состояние
репродуктивной функции.
6. Характеристика наследственной патологии.
7. Формы
наследственной
патологии.
Моногенные
болезни.
Хромосомные болезни.
8. Большие и малые врожденные аномалии развития (врожденные пороки
развития).
9. Мультифакториальные болезни или болезни, обусловленные
аддитивным (суммарным) действием генетических и средовых
факторов.
10. Особенности наследственной патологии.
11. Понятие о полисистемности поражений.
12. Дайте понятие о плейотропном действие генов.
13. Охарактеризуйте хромосомный дисбаланс.
14. Опишите патокинез.
15. Дайте
характеристику
следующим
периодам:
латентный,
продромальный, период первых симптомов, нарастание выраженности
симптомов и тяжести течения (вовлечение множества систем),
формирование необратимых изменений в органах, снижение запаса
прочности и пластичности физиологических функций организма,
истощение резервных возможностей, терминальный период –
системная недостаточность, гибель организма.
16. Дайте понятие о болезнях обмена (накопление токсических продуктов,
истощение энергетических субстратов, невозможность использовать
субстрат).
17. Конституциональность, врожденность и непрградиентность признаков.
Клинический полиморфизм.
18. Понятие о патогномоничных симптомах.
19. Неоднозначность мутации гена и степени тяжести болезни.
Хромосомный дисбаланс.
20. Последствия дисбаланса структурных генов.
21. Теория эмбриональных полей развития.
22. Теория относительной плейотропии.
23. Теория мозаичной плейотропии.
24. Семиотика наследственных болезней.
25. Клинико-генеалогический метод. Каталог Маккьюсика.
26. Метод дерматоглифики, его разрешающая способность.
27. Цитогенетический метод, его разрешающая способность.
28. Иммунологические методы, их разрешающая способность.
18
29. Методы аналитической химии, их разрешающая способность.
30. Экспресс диагностика.
31. Молекулярно-цитогенетические и молекулярно-биологические методы,
их разрешающая способность.
32. Флюоресцентная гибридизация. ДНК-зондовая диагностика.
Перечень тем для обсуждения.
Принципы классификации наследственных болезней.
Аутосомно-доминантные синдромы.
Аутосомно-рецессивные синдромы.
Х-сцепленные доминантные синдромы.
Х-сцепленные рецессивные болезни.
Болезни нервной системы. Болезни сердечно-сосудистой системы.
Болезни органов дыхания. Болезни желудочно-кишечного тракта.
Болезни соединительной ткани и скелета. Болезни кожи и ее придатков.
Болезни почек и МВП. Болезни органов эндокринной системы.
7. Болезни с установленным первичным молекулярным дефектом.
8. Болезни с не установленным дефектом.
9. Болезни обмена аминокислот. Болезни обмена углеводов. Болезни
обмена липидов. Болезни накопления – тезаурисмозы.
10. Показания для лабораторной диагностики.
11. Митохондриальные болезни.
12. Закономерности хромосомных мутаций.
13. Степень выраженности нарушений.
Диагностические признаки.
Показания для цитогенетической диагностики.
14. Модели развития мультифакториальной патологии. Аддитивная
модель. Суммация эффектов отдельных генов. Пороговый эффект.
15. Смешанная модель.
16. Концептуальная модель.
17. Мультифакториальное наследование.
18. Совокупность генетических факторов. Главные гены. Полигены
(генетический фон).
19. Врожденные аномалии развития. Классификация. Эндогенные
причины. Экзогенные причины.
20. Большая аномалия развития.
21. Малая аномалия развития.
22. Эмбриофетопатия: спонтанный аборт, микроцефалия, пороки сердца,
умственная отсталость.
23. Алкогольная эмбриофетопатия.
24. Цинк – зависимая фетопатия. «Перезревание гамет».
25. Профилактика врожденной и наследственной патологии.
26. Медико-генетическое консультирование.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
19
27. Планирование
семьи
на
основе
медико-генетического
консультирования.
28. Программа дородовой диагностики. Биопсия Хориона. Биопсия
плаценты. Кордоцентез. Амниоцентез. Генетический анализ клеток
плода. УЗИ.
29. Создание
условий,
предупреждающих
развитие
болезни.
Преконцепционная профилактика.
30. Планируемая беременность.
31. У странение профвредностей.
32. Оптимизация метаболизма половых клеток.
33. Методы пренатальной диагностики. Инвазивные. Амниоцентез.
Исследование альфетопротеина, культур клеток, ДНК-диагностика.
Биопсия хориона. Кордоцентез.
34. Преимплантационная
диагностика.
Экстракорпоральное
оплодотворение. Генотерапия.
35. Создание условий для регулируемой экспрессии генов, экзогенно
введенных в клетки, совершенствование методов регуляции такой
экспрессии.
Характеристика отдельных форм наследственной
(рефераты).
1. Синдром Дауна.
2. Синдром Патау.
3. Синдром Эдвардса.
4. Трисомия 9р.
5. Трисомия 8.
6. Синдром «кошачьего крика».
7. Синдром Вольфа-Хиршхорна.
8. Полисомия по Х-хромосоме.
9. Синдром Кляйнфельтера.
10. Полисомия по У-хромосоме.
11.Синдром полной моносомии по Х-хромосоме.
12. Синдром Шерешевского-Тернера.
13. Пилоростеноз.
патологии
3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ Р АБОТА СТУ ДЕНТОВ.
7.1. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для
самостоятельной работы.
1. Современные
представления
организации генов.
о
структурно-функциональной
20
2. Этапы реализации генетической информации в клетке.
3. Регуляция активности генов.
4. Модель лактозного оперона.
5. Мигрирующие генетические элементы.
6. Плазмидная наследственность.
7. Митохондриальная наследственность.
8. Структурная организация эукариотической хромосомы.
9. Структурная организация прокариотической хромосомы.
10. Особенности наследования генов у прокариот.
11. Принципы генетического картирования бактерий.
12. Наследование пола и аллельных генов, сцепленных с половыми
хромосомами.
13. Наследование неаллельных генов негомологичных хромосом.
14. Принципы генетического анализа эукариотических организмов.
15. Генные болезни с аутосомно-доминантным типом наследования.
16. Генные болезни с аутосомно-рецессивным типом наследования.
17. Наследование заболеваний, контролируемой генами половых
хромосом.
18. Законы сцепленного наследования. Школа Т.Моргана.
19. Механизмы резистентности наследственных болезней.
20. Полиморфизм наследственных болезней.
21. Наследственно обусловленные формы нарушений умственного и
физического развития.
7.2. Примерная тематика рефератов.
1. Биологические основы наследственности человека.
2. Молекулярные основы наследственности человека.
3. Генетический код.
4. Генные болезни человека.
5. Хромосомные болезни человека.
6. Типы наследования генных и хромосомных болезней.
7. Популяционная генетика человека.
8. Наследование заболевание, контролируемых генами аутосом.
9. Принципы лечения генных болезней.
10. Этапы генетического консультирования.
8. ФОРМЫ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ.
РУБЕЖНАЯ КОНТРОЛЬНАЯ Р АБОТА.
Дайте определения следующим понятиям.
ЯДРО клетки, его функции
Клеточный цикл
Транскрипция
Трансляция
21
МЕЙОЗ
Субметацентрические хромосомы
ДНК
Комплементарность
Код вырожден
Генотип
ЭКЗОНЫ
Экспрессивность
МИТОЗ
акроцентрические хромосомы
РНК
Полуконсервативность.
Код однозначен
Фенотип
ИНТРОН
Пенетрантность
Тесты (итоговые).
1. Работу «Опыты над растительными гибридами» опубликовал:
А) Мендель
Б) Бекон
В) Гальтон
2. Гипотезу о наследовании психических функций человека предложил:
А) Мендель
Б) Бекон
В) Гальтон
3. Название науки «генетика» предложил
А) Мендель
Б) Бекон
В) Гальтон
4. Назовите уровни организации живой материи:
А) физический
Б) молекулярный
В) протозойный
5. Ген – это:
А) участок молекулы ДНК, отвечающий за проявление группы признаков организма
Б) участок молекулы ДНК, отвечающий за проявление конкретного признака
организма
В) участок молекулы р-РНК, необходимый при транскрипции
6. Экзон – это:
А) молчащий участок ДНК Б) кодирующий участок ДНК
В) блокирующий участок ДНК
7.Транскрипция – это:
А) синтез м-РНК
В) синтез дочерней ДНК
Б) синтез белка
8. Трансляция- это:
А) синтез м-РНК
В) синтез белка
Б) синтез дочерней ДНК
9. Трансляция осуществляется:
А) на рибосомах
Б) на лизосомах
В) на метасомах
10. Митоз – это:
А) способ деления половых клеток, при котором образуется гаплоидный набор
хромосом
22
Б) способ деления соматических клеток
11. Мейоз – это:
А) способ деления половых клеток, при котором образуется гаплоидный набор
хромосом
Б) способ деления соматических клеток
12. Укажите свойства генетического кода:
А) Б) В) Г) Д) Е)
13. Генотип – это:
А) совокупность генов организма, имеющих фенотипическое проявление
Б) совокупность всех признаков и характеристик индивидуума
В) 3,3 млрд.пар нуклеотидов, распределенных по 25 хромосомам (22 аутосомы, Х,
У, «митохондриальная хромосома»)
14. Фенотип – это:
А) совокупность генов организма, имеющих фенотипическое проявление
Б) совокупность всех признаков и характеристик индивидуума
В) 3,3 млрд.пар нуклеотидов, распределенных по 25 хромосомам (22 аутосомы, Х,
У, «митохондриальная хромосома»)
15. Геном – это:
А) совокупность генов организма, имеющих фенотипическое проявление
Б) совокупность всех признаков и характеристик индивидуума
В) 3,3 млрд.пар нуклеотидов, распределенных по 25 хромосомам (22 аутосомы, Х,
У, «митохондриальная хромосома»)
16. Экспрессивность – это:
А) вероятность проявления признака у разных лиц, имеющий ген данного признака
Б) степень выраженности проявлений признака
В) изменчивость признака под действием условий внешней среды
17. Пенетрантность – это:
А) вероятность проявления признака у разных лиц, имеющий ген данного признака
Б) степень выраженности проявлений признака
В) изменчивость признака под действием условий внешней среды
18. Норма реакции – это:
А) вероятность проявления признака у разных лиц, имеющий ген данного признака
Б) степень выраженности проявлений признака
В) изменчивость признака под действием условий внешней среды
19. Первый закон Менделя касается:
А) расщепления признаков
Б) единообразия гибридов первого поколения
В) независимого наследования пар признаков
20. Второй закон Менделя касается:
А) расщепления признаков
23
Б) единообразия гибридов первого поколения
В) независимого наследования пар признаков
21. Третий закон Менделя:
А) расщепления признаков
Б) единообразия гибридов первого поколения
В) независимого наследования пар признаков
22. Генотип 1 группы крови:
А) А0
Б) ВВ
В) 00
Г) АВ
23. Генотип 2 группы крови:
А) А0
Б) ВВ
В) 00
Г) АВ
24. Генотип 3 группы крови:
А) А0
Б) ВВ
В) 00
Г) АВ
25. Генотип 4 группы крови:
А) А0
Б) ВВ
В) 00
Г) АВ
26. Распределите генотипы в порядке убывания по силе проявления системы резус
1)CdE,
2)DCE
3)cdE:
А) 1,2,3
Б) 2,1,3
В) 3,1,2
27. Охарактеризуйте эпистаз:
А) признак количественно зависит от числа доминантных аллелей
Б) за признак отвечают несколько неаллельных генов
В) такой тип взаимодействия неаллельных генов, при котором одна пара аллелей
подавляет другую
28. Охарактеризуйте полимерию:
А) признак количественно зависит от числа доминантных аллелей
Б) за признак отвечают несколько неаллельных генов
24
В) такой тип взаимодействия неаллельных генов, при котором одна пара аллелей
подавляет другую
29. Охарактеризуйте комплементарность.
А) признак количественно зависит от числа доминантных аллелей
Б) за признак отвечают несколько неаллельных генов
В) такой тип взаимодействия неаллельных генов, при котором одна пара аллелей
подавляет другую
30. Монозиготные близнецы:
А) образуются при делении зиготы – генетически абсолютно идентичны , всегда
одного пола
Б) близнецы развиваются при оплодотворении 2 яйцеклеток, имеют различные
генотипы
31. Дизиготные близнецы:
А) образуются при делении зиготы – генетически абсолютно идентичны , всегда
одного пола
Б) близнецы развиваются при оплодотворении 2 яйцеклеток, имеют различные
генотипы
32. При каком коэффициенте наследуемости
преобладают генетические факторы:
А) Н близко к нулю
Б) Н находится в промежутке от 1 до 0,7
В) Н – в промежутке от 0,4 до 0,7
в
формировании
признака
33. При каком коэффициенте наследуемости
преобладают внешнесредовые факторы:
А) Н близко к нулю
Б) Н находится в промежутке от 1 до 0,7
В) Н – в промежутке от 0,4 до 0,7
в
формировании
признака
34. При каком коэффициенте наследуемости формировании
генетическая предрасположенность под влиянием среды:
А) Н близко к нулю
Б) Н находится в промежутке от 1 до 0,7
В) Н – в промежутке от 0,4 до 0,7
признака
–
35. Охарактеризуйте результат инбридинга:
А) дрейф генов
Б) формирование рецессивной гомозиготности
В) формирование доминантной гомозиготности
36. Для аутосомно-доминантного типа наследования характерно:
А) вертикальный характер передачи – ребенок имеет больного родителя
Б) «горизонтальное » распределение больных в родословной: родители ребенка
здоровы
В) Болеют преимущественно мужчины
Г) болеют только мужчины
25
37. Для аутосомно-рецессивного типа наследования характерно:
А) вертикальный характер передачи – ребенок имеет больного родителя
Б) «горизонтальное » распределение больных в родословной: родители ребенка
здоровы
В) Болеют преимущественно мужчины
Г) болеют только мужчины
38. Для Х-сцепленного типа наследования характерно:
А) вертикальный характер передачи – ребенок имеет больного родителя
Б) «горизонтальное » распределение больных в родословной: родители ребенка
здоровы
В) Болеют преимущественно мужчины
Г) болеют только мужчины
39. Для Y -сцепленного типа наследования характерно:
А) вертикальный характер передачи – ребенок имеет больного родителя
Б) «горизонтальное » распределение больных в родословной: родители ребенка
здоровы
В) Болеют преимущественно мужчины
Г) болеют только мужчины
40. Охарактеризуйте фенотипическую изменчивость:
А) изменения касаются только признаков индивида и происходят под действием
факторов внешней и внутренней среды
Б) изменения происходят в результате мутаций
41. Охарактеризуйте генотипическую изменчивость:
А) изменения касаются только признаков индивида и происходят под действием
факторов внешней и внутренней среды
Б) изменения происходят в результате мутаций
42. Охарактеризуйте делецию:
А) повторное дублирование сегмента ДНК
Б) утрата сегмента ДНК
В) поворот на 180 градусов сегмента ДНК
43. Охарактеризуйте инверсию:
А) повторное дублирование сегмента ДНК
Б) утрата сегмента ДНК
В) поворот на 180 градусов сегмента ДНК
44. Охарактеризуйте дупликацию:
А) повторное дублирование сегмента ДНК
Б) утрата сегмента ДНК
В) поворот на 180 градусов сегмента ДНК
45. Охарактеризуйте закон прогрессивного дифференцирования:
А) несовпадение во времени фазы максимальной интенсивности деления клеток и
фазы их дифференцировки
26
Б) «один ген – одна молекулярная цепь»
В) способность организма стабилизировать процесс своего развития и возвращаться
к заданной программе
46. Охарактеризуйте основную догму молекулярной биологии и генетики
А) несовпадение во времени фазы максимальной интенсивности деления клеток и
фазы их дифференцировки
Б) «один ген – одна молекулярная цепь»
В) способность организма стабилизировать процесс своего развития и возвращаться
к заданной программе
47. Охарактеризуйте закон гомеореза
А) несовпадение во времени фазы максимальной интенсивности деления клеток и
фазы их дифференцировки
Б) «один ген – одна молекулярная цепь»
В) способность организма стабилизировать процесс своего развития и возвращаться
к заданной программе
48. Антенатальный период:
А) от момента слияния двух родительских гамет до момента рождения ребенка
Б) от начала родовой деятельности до рождения ребенка
В) после рождения до гибели организма
49. Постнатальный период:
А) от момента слияния двух родительских гамет до момента рождения ребенка
Б) от начала родовой деятельности до рождения ребенка
В) после рождения до гибели организма
50. Интранатальный период:
А) от момента слияния двух родительских гамет до момента рождения ребенка
Б) от начала родовой деятельности до рождения ребенка
В) после рождения до гибели организма
51. В эмбриональный период происходит:
А) дробление
Б) дифференциальный рост клеток, их миграция
В) тонкая структурная дифференцировка тканей
52. В плодный период происходит:
А) дробление
Б) дифференциальный рост клеток, их миграция
В) тонкая структурная дифференцировка тканей
53. В период бластогенеза происходит:
А) дробление
Б) дифференциальный рост клеток, их миграция
В) тонкая структурная дифференцировка тканей
54. Эмбриопатия:
А) внематочная беременность
27
Б) аплазия
В) дисплазии
55. Фетопатия:
А) внематочная беременность
Б) аплазия
В) дисплазии
56. Бластопатия:
А) внематочная беременность
Б) аплазия
В) дисплазии
57. При моногенных болезнях:
А) повреждение, нарушение обмена веществ, наследование
Б) возникшая у данного человека новая мутация
В) полигенное наследование с изменяющейся экспрессивностью и пенетрантностью
генов
58. При хромосомных болезнях:
А) повреждение, нарушение обмена веществ, наследование
Б) возникшая у данного человека новая мутация
В) полигенное наследование с изменяющейся экспрессивностью и пенетрантностью
генов
59. При мультифакториальных заболеваниях:
А) повреждение, нарушение обмена веществ, наследование признака
Б) возникшая у данного человека новая мутация
В) полигенное наследование с изменяющейся экспрессивностью и пенетрантностью
генов
Р АБОЧАЯ ТЕТР АДЬ.
Клетка – структурно-функциональная единица организации живой
материи.
Выполнение практической работы.
Особенности строения
прокариотической
и эукариотической
(растительной и животной) клеток. Изучение фаз митозов на примере
микропрепарата корешка лука.
Особенности строения прокариотической и эукариотической клеток.
28
Цель: изучить структурную организацию прокариотической и
эукариотической клетки. Выявить различия в структурной организации
клетки прокариот и эукариот. Оценить различия в строении
эукариотической клетки растительного и животного организма.
Используют
готовые
микропрепараты
бактерий,
клеток
растительных и тканей животных организмов.
Изучение микропрепаратов проводят с использованием светового
микроскопа.
На первом этапе следует рассмотреть препарат под малым
увеличением, оценить взаиморасположение клеток, их форму.
Продолжить наблюдение с использованием иммерсионного
объектива. Оценить форму клетки, ее окраску, цитоплазматические
включения, вид и форму клеточной мембраны.
В эукариотической клетке отыскать ядро, оценить его форму,
расположение в цитоплазме, количество ядрышек. Выявить различия в
строении клеток растительного и животного организмов.
Зарисовать
прокариотическую
клетку,
эукариотическую
растительную и животную клетки. Сделать выводы.
Цель: изучить особенности строения клетки и ее хромосомного аппарата
на различных фазах митоза.
Используют готовый микропрепарат митозов в корешке лука.
Изучение микропрепаратов проводят с использованием светового
микроскопа.
На первом этапе следует рассмотреть препарат под малым
увеличением, оценить структуру изучаемой ткани, форму и строение
клеток. Отыскать делящуюся клетку. Продолжить наблюдение с
использованием иммерсионного объектива. Оценить форму клетки, ее
цитоплазму, расположение в ней хроматина, обратить внимание на
отсутствие ядерной мембраны и ядрышек. Сделать вывод о фазе митоза
данной клетки.
Найти и зарисовать клетки во всех фазах митоза: профаза, метафаза,
анафаза, телофаза.
Подсчет количества эритроцитов в 1 мкл крови.
Цель работы: ознакомиться с методикой подсчета эритроцитов у человека
и с оценкой полученных данных.
Эритроциты – красные кровяные тельца. Они составляют основную
массу форменных элементов циркулирующей крови. Главной функцией
29
эритроцитов является перенос кислорода при помощи гемоглобина. Кроме
того, эритроциты участвуют в осуществлении многих других
физиологических процессов: адсорбции аминокислот, липидов, токсинов, а
также в ферментных процессах. Благодаря содержанию в них гемоглобина
эритроциты играют важную роль «буфера» в регуляции кислотноосновного состояния организма.
Принцип метода:
Для подсчета эритроцитов кровь разбавляют, чтобы создать
концентрацию клеток, удобную для подсчета. Разбавленной кровью
заполняют специальную счетную камеру и подсчитывают под
микроскопом число форменных элементов. Зная объем камеры и
разведение крови, вычисляют по формуле число эритроцитов в 1 мм3 (мкл)
цельной крови.
Ход работы:
В чистую сухую коническую пробирку налить 4 мл
физиологического раствора (0,9% раствор хлорида натрия). Взять
стерильный одноразовый скарификатор, протереть для дезинфекции
безымянный палец спиртом, сделать укол иглой. Сняв первую каплю
ватой, набрать 0,02 мл крови пипеткой от гемометра Сали. Палец
обработать спиртом. Осторожно выдуть кровь в пробирку с разводящей
жидкостью.
Для подсчета форменных элементов крови используют камеру
Горяева. Она имеет 2 сетки, нанесенные на стекло и ограниченные
поперечной канавкой. Сетка состоит из 225 больших квадратов (15х15).
Каждый большой квадрат расчерчен вертикально и горизонтально на 16
малых квадратов.
Камеру поместить под микроскоп и рассмотреть сетку вначале при
малом, а затем при большом увеличении. Затем достать камеру и
притереть покровное стекло.
Каплю разведенной в 200 раз крови внести пипеткой под покровное
стекло, притертое к камере Горяева. После заполнения камеру оставить на
1-2 мин для оседания форменных элементов, затем приступить к подсчету.
Эритроциты считать под большим увеличением микроскопа в пяти
больших квадратах сетки Горяева (5х16=80 малых), расположенных по
диагонали, так как распределение клеток крови в камере может быть
неравномерным.
Чтобы не считать одни и те же клетки, пользуются следующим
правилом: счету подлежат все клетки внутри малого квадрата, а на
пограничных линиях – сверху и слева. Эритроциты, расположенные
большей своей частью вне квадрата, не считаются.
Количество эритроцитов в 1 мкл исследуемой крови вычислить по
формуле:
Х= 200х10х400хА
30
80
где: 200 – разведение крови,
10 – глубина камеры,
400 – площадь малого квадрата,
80 – число малых квадратов,
А – сосчитанное количество эритроцитов в 1л крови (1л = 1х106мкл).
В норме в 1 мкл крови у мужчин содержится 4,5 – 5,5 млн.
эритроцитов, у женщин – 3,7 – 4,7 млн.
Подсчет количества лейкоцитов в 1 мкл крови.
Цель работы: ознакомиться с методикой подсчета лейкоцитов у
человека и с оценкой полученных данных.
Для подсчета лейкоцитов в чистую сухую пробирку налить 0,4 мл
3% раствора уксусной кислоты, подкрашенной метиленовым синим. Кровь
из пальца берется так же, как и в опыте 1 (подсчет эритроцитов) и в
количестве 0,02 мл с помощью капилляра от гемометра Сали вносится в
пробирку. После тщательного перемешивания (в течение 2-3 минут)
заполняют камеру Горяева с предварительно притертым стеклом
разведенной кровью.
Подсчет лейкоцитов в камере производить так же, как и подсчет
эритроцитов, но поскольку количество лейкоцитов в крови значительно
меньше, чем эритроцитов, то их подсчет вести в 100 больших квадратах
(1600 малых квадратов).
Количество лейкоцитов в 1 мкл крови вычислить по формуле:
Х= 20х10х400хА = 50хА
1600
где: 20 – разведение крови,
10 – глубина камеры,
400 – площадь малого квадрата,
1600 – число малых квадратов,
А – найденное количество лейкоцитов.
В норме в 1 мкл крови содержится 3-8 тыс. лейкоцитов.
Подсчет лейкограмм по готовым мазкам.
Цель работы: изучить строение и форму различных видов лейкоцитов –
нейтрофильных палочкоядерных и сегментоядерных лейкоцитов,
эозинофилов, базофилов, моноцитов и лимфоцитов. Определить
процентное содержание различных форм лейкоцитов в готовом мазке.
При подсчете мазок крови нужно передвигать так, чтобы захватить
его края и центр, поскольку различные виды лейкоцитов распределяются в
мазке неравномерно. У добнее всего передвигать мазок по зигзагообразной
31
линии. Подсчитываем лейкоциты и передвигаем мазок до тех пор, пока не
будет сосчитано 100 лейкоцитов. Запись найденных лейкоцитов следует
производить всегда в одном и том же порядке сверху вниз: юные, затем
палочкоядерные, сегментоядерные нейтрофилы, эозинофилы, базофилы,
лимфоциты, моноциты. Находя под микроскопом какую-либо из этих
клеток, следует ставить точку против соответствующего обозначения.
Полученные данные следует выразить в процентах, что и составляет
лейкоцитарную формулу крови.
Определение полового хроматина (телец Бара) в клетках слизистой
оболочки полости рта.
Цель работы: ознакомиться на практике с морфологическим выявлением
полового хроматина (телец Барра) в клетках эпителия полости рта у
женщин.
Полость рта прополоскать водой. Стерильным одноразовым сухим
шпателем произвести соскоб слизистой оболочки щеки. Нажимать
шпателем при соскобе следует осторожно, но достаточно энергично, так
как клетки поверхностных слоев слизистой содержат много
микроорганизмов, имеют пикнотические ядра и для изучения мало
пригодны. С другой стороны, в клетках глубоких слоев слизистой обычно
наблюдаются митозы, тогда как половой хроматин обнаруживается в
интерфазе. Соскоб нести на предметное стекло, не допуская подсыхания
мазка, немедленно капнуть на него 1 каплю ацето-орсеина. Накрыть
препарат покровным стеклом и через наложенный на него кусочек марли
либо фильтровальной бумаги осторожно надавить на стекло так, чтобы
снять избыток краски, выходящей из-под стекла.
Препарат начать рассматривать под малым увеличением микроскопа
и, найдя скопление клеток, расположенных в один слой, продолжить
наблюдение с использованием иммерсионного объектива.
Для анализа следует выбирать неповрежденные клетки с круглым
или овальным ядром, ровной ядерной оболочкой и нежной хроматиновой
структурой. Половой хроматин расположен под ядерной оболочкой и
обычно имеет форму полулуния или треугольника, достаточно интенсивно
окрашенного. У женщин 40-28% всех ядер эпителиальных клеток содержат
половой хроматин (тельца Бара), у мужчин – 0-1%, так как у особей
мужского пола только одна Х-хромосома, которая находиться в активном
состоянии.
Эпителиальную клетку, содержащую половой хроматин (тельце
Барра) зарисовать.
32
РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДА Ч.
Аномалия «заячья губа» встречается с частотой 0,1%.
Конкордантность по этому признаку между идентичными близнецами
составляет 50%, между сибсами — 3,5%, между двоюродными братьями
и сестрами — 0,7%, а между троюродными братьями и сестрами —
0,3%. На степень конкордавтности не влияет пол. Можете ли вы на
основе этих данных определить тип наследования «заячьей губы»?
В эритроцитах человека найдено три электрофоретически различных
формы кислой фосфатазы А, В к С. При исследовании 178 англичан
оказалось, что их эритроциты содержат разные фосфатазы, а именно:
фосфатаза А — 17 человек, фосфатазы В + С — 9,
фосфатаза В — 61 человек, фосфатазы А + С — 5,
фосфатаза С — 0, фосфатазы А, В и С — 0,
фосфатазы А + В — 86 человек.
Объясните эти результаты. Почему ни у кого не найдена фосфатаза С?
Какими могут быть заключения в следующих трех случаях семейной
ситуации:
а) Дядя женщины (брат ее матери) болел гемофилией. Женщина
забеременела и желает знать, каков риск рождения у нее ребенкагемофилика. Как могла бы измениться ситуация, если бы дядейгемофиликом был брат ее отца?
б) Женщина имела двоюродного брата, который умер от фиброцистита.
Имеется ли риск рождения у этой женщины больного ребенка?
в) Старшая сестра мужчины страдала хореей Хантингтона. Мужчине 40
лет, и он хочет знать о риске для себя и детей, которых он желает
иметь. Что вы скажете в ответ на его вопросы?
Какова, по вашему мнению, результативность лечения
наследственных болезней? Какое социальное значение имеет
невозможность лечения некоторых наследственных болезней?
В чем состоит профилактика наследственных болезней? Каковы
возможности и ограничения генетической консультации? Каким образом
можно привлечь внимание к генетической консультации индивидов
детородного возраста?
Что вы знаете о научных направлениях в разработке способов
радикального лечения наследственных болезней?
33
Что такое генетический мониторинг, и каково его значение в
профилактике наследственных болезней, в охране среды обитания
человека?
Практическая работа.
1. Определите характер наследования (доминантный или рецессивный)
аутосомного признака, запишите генотипы всех членов родословной,
приведенной ниже.
2. Известно, что подагра наследуется по аутосрмно-доминантному типу.
По некоторым данным, пенетрантность этого гена у мужчин
составляет 20%, а у женщин она равна 0. Какова частота заболевания
подагрой в семье, где оба родителя гетерозиготны? Какова вероятность
заболевания подагрой детей в случае, где один из родителей
гетерозиготен, а другой гомозиготен по анализируемому признаку?
3. Мужчина, страдающий дальтонизмом и глухотой, женился на
женщине, нормальной по зрению и хорошо слышащей. У Них родились глухой сын дальтоник и дочь-дальтоник с нормальным слухом.
Определите вероятность рождения в этой семье дочери с обеими
аномалиями, если известно, что
дальтонизм и глухота передаются как рецессивные признаки, но
дальтонизм сцеплен с Х-хромосомой, а глухота—аутосомный признак.
4. Гипертрихоз (избыточное оволосение) передается через У-хромосому, а
полидактилия (шестипалость) - доминантный аутосомный признак. В
семье, где отец имел гипертрихоз, а мать — полидактилию, родилась
дочь, нормальная в отношении обоих признаков. Какова вероятность
34
того, что следующий ребенок в этой семье будет также без обеих
аномалий?
5. Женщина-правша с карими глазами и нормальной кровью вышла замуж
за голубоглазого мужчину-правшу, страдающего гемофилией. У них
родилась голубоглазая дочь-левша с гемофилией. Какова вероятность
того, что следующий ребенок в этой семье будет левшой, страдающим
гемофилией? Известно, что карий цвет глаз и праворукость —
доминантные признаки, а гемофилия — рецессивный, сцепленный с Ххромосомой признак. Какой цвет глаз возможен у больных детей?
6. Арахнодактилия (паучья кисть) наследуется как доминантный
аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Левору кость —
рецессивный аутосомный признак с полной пенетрантностью.
Определите вероятность рождения ребенка с двумя аномалиями в семье,
в которой оба родителя гетерозиготны по обоим парам признаков.
7. Пробанд страдает ночной слепотой. Его два брата тоже больны. По
линии отца пробанда страдающих ночной слепотой не было. Мать
пробанда больна. Две ее сестры и два брата здоровы; их дети также
здоровы. Бабушка по материнской была больна, дедушка здоров; сестра
бабушки больна, а брат здоров. Прадедушка (отец бабушки), его сестра и
брат, а также прапрадедушка и его брат, имевший больную дочь и двух
больных сыновей, также были больны. Жена пробанда, ее родители и
родственники здоровы. Определите вероятность рождения больных
детей в семье пробанда.
8. Пенетрантность по шизофрении у гетерозигот составляет 20%, у
гомозигот — 100%. Мужчина, страдающий периодическими
обострениями шизофрении, женится на здоровой женщине. Известно,
что у родственников жены такой патологии не было. Бабушка мужа
была больна, но его родители здоровы. Каков прогноз для этой семьи?
9. Здоровая девушка в возрасте 22 лет, один из родителей которой болен
сахарным диабетом, обращается в генетическую консультацию за
прогнозом по поводу себя и своих будущих детей. Сделайте этот прогноз.
Максимальная пенетрантность сахарного диабета (20%) достигается с
увеличением продолжительности жизни. Рассмотрите признак как
доминантный.
10. В семье, где жена имеет I группу крови, а муж — IV , родился сындальтоник с III группой крови. Оба родителя различают цвета нормально.
Определите вероятность рождения здорового сына и его возможные
35
группы крови. Напомним, что дальтонизм наследуется как рецессивный
сцепленный с Х-хромосомой признак.
11. В семье трое детей со II, III и IV группой крови. У их родителей IV и I
группы крови. Определите, все ли дети родные и возможно ли переливание
крови от родителей к детям.
12. Резус-отрицательная женщина выходит замуж за резусположительного мужчину, родители которого имеют положительный
резус. Каковы прогнозы в отношении рождения здоровым первого,
второго и третьего ребенка?
13. В семье у кареглазых родителей четверо детей: Двое голубоглазых с I
и IV и двое кареглазых со II и Ш группами крови. Определите вероятность
рождения следующего ребенка с карими глазами и с I группой крови.
Каковы генотипы родителей детей?
14. В семье трое детей, они имеют А, В и АВ группы крови. Их родители
имеют I и IV группы. Определите, все ли дети родные.
15. Могут ли резус-положительные
отрицательного ребенка?
родители
иметь
резус-
16. В семье признак рыжих волос наследуется как рецессивный. Какое
будет потомство, если поженятся кузены (двоюродные брат и сестра) с
рыжими и темными (брюнет) волосами.
17. В брак вступают женщина с отрицательным резус-фактором и I
группой крови и мужчина с положительным резус-фактором и IV группой
крови. Определите вероятность иммунного конфликта у детей и
возможную группу крови при этом, если известно, что у матери мужа
кровь была резус-отрицательная.
18. Детская форма амавротической семейной идиотии наследуются
аутосомно-рецессивно и заканчиваются обычно смертельным исходом к
4-м — 5-ти годам. В семье здоровых родителей первый ребенок умер от
этой болезни. Каков прогноз в отношении здоровья следующего ребенка?
19. В семье у кареглазых родителей четверо детей с разными группами
крови, один из них голубоглазый. Какова вероятность рождения
следующего ребенка кареглазым с первой группой крови?
36
20. Может ли признак, сцепленный с полом, передаваться от отца к
сыну? Объясните.
21. Мужчина-дальтоник женится на женщине-носительнице гена
дальтонизма. Можно ли ожидать в этом браке здорового сына? Может
ли в этой семье родиться дочь-дальтоник?
22. Нормальные в отношении зрения мужчина и женщина имеют:
1)
сына-дальтоника, у которого дочь обладает нормальным зрением;
2)
дочь с нормальным зрением, имеющую двух сыновей, один из
которых дальтоник;
3)
дочь с нормальным зрением, пять сыновей которой здоровы.
Каковы вероятные генотипы родителей, детей и внуков?
23. Мужчина с голубыми глазами и нормальным зрением, родители
которого имели карие глаза и нормальное зрение, женится на здоровой
женщине с серыми глазами. Родители женщины имели серые глаза и
нормальное зрение, а брат был дальтоником с голубыми глазами. В
указанном браке родилась девочка с серыми глазами и нормальным
зрением и два голубоглазых мальчика, один из которых оказался
дальтоником. Составьте родословную и определите генотипы всех членов
этой семьи.
Вопросы для зачета.
1. Какие биополимеры являются носителями генетической информации?
a. В чем биологический смысл репликации ДНК?
2. Назовите виды и функции РНК.
3. Объясните смысл полуконсервативности репликации ДНК.
4. В чем заключается полирепликонный смысл организации молекулы
ДНК?
5. В чем смысл вырожденности генетического кода?
6. Что такое универсальность генетического кода?
7. Дайте современное определение понятию ген.
8. Поясните строение гена.
9. Назовите этапы реализации генетической информации.
10. Какие клетки вступают в митоз?
11.Для каких клеток характерен мейоз?
12. Опишите модель лактозного оперона.
13. Мигрирующие генетические элементы.
14. Особенности расположения генов в хромосомах.
37
15. Понятие
о
доминантности,
рецессивности,
пенетрантности,
экспрессивности, норме реакции.
16. Гибридологический метод.
17. Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон
Менделя).
18. Закон расщепления.
19. Закон чистоты гамет.
20. Анализирующее скрещивание.
21. Взаимодействие аллельных генов: полное доминирование.
22. Неполное доминирование.
23. Значение работ Ф.Гальтона, Менделя, Моргана, У отсона и Крика для
развития генетики человека.
24. Молекулярные основы наследственности.
25. Теория гена.
26. Генетическая информация, ее кодирование и реализация. Генные
мутации.
27. Комбинативная изменчивость.
28. Норма реакции. Регуляция действия генов.
29. Генеалогический метод. Типы наследования.
30. Наследование признаков, сцепленных с полом.
31. Близнецовый метод. Генотип и среда в индивидуальном развитии.
32. Популяционный метод.
33. Метод дерматоглифики в генетике.
34. Иммунологические методы в генетике.
35. Понятие генетического груза популяции.
36. Моногенные заболевания.
37. Аутосомно-доминантные заболевания.
38. Аутосомно-рецессивные заболевания.
a. Х-сцепленные доминантные синдромы.
b. Х-сцепленные рецессивные синдромы.
39. Муковисцидоз.
40. Врожденный гипотиреоз.
a. Мультифакториальные болезни.
41. Понятие о врожденной и наследственной патологии.
42. Хромосомные перестройки и хромосомные болезни (примеры).
43. Болезни с наследственным предрасположением и аномалии,
вызываемые множественными факторами.
a. Механизмы патогенеза наследственной патологии.
44. Понятия о патогномоничных, ведущих и типичных признаках
наследственной патологии.
a. Мутации, общее понятие.
b. Мутагены окружающей среды.
c. Виды генных мутаций.
38
d. Виды хромосомных мутаций.
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА.
Основная литература.
1. Заяц, Р.Г. Общая и медицинская генетика / Р.Г. Заяц.- Р/н-Дону.:
2002.-317 с.
2. Щипков, В.П. Общая и медицинская генетика/ В.П. Щипков, Г.П.
Кривошеина. - М.: Академия, 2003.- 254 с.
3. Мутовин, Г.Р. Основы клинической генетики/ Г.Р. Мутовин. - М.:
Высш.шк., 2001.- 198 с.
4. Асанов, А.Ю.Основы генетики/ А.Ю. Асанов. – М.: Академия, 2003.216 с.
5. Асанов, А.Ю. Клиническая диагностика врожденных пороков
развития / А..Ю. Асанов. - М.: 2001.- 147 с.
6. .
7. Шевченко, В.А. Генетика человека/ В.А. Шевченко.- М.: 2002.-240 с.
8. Топорнина, Н.А. Генетика человека, практикум для вузов/ Н.А.
Топорнина. - М.: 2003.- 95 с.
9. Щипков, В.П. Практикум по медицинской генетике / В.П. Щипков,
Кривошеина Г.Н.- М.: Академия, 2003.-112 с.
10. Вопросы и задачи по общей биологии и общей и медицинской
генетике / под редакцией А.В. Иткеса. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004.156 с.
Дополнительная литература.
11.Бочков, Н.П. Клиническая генетика/ Н.П. Бочков.- М.: 2002.- 147 с.
12. Бочков, Н.П. Медицинская генетика/ Н.П. Бочков, А.Ю. Асанов.М.: 2001.- 187 с.
13. Горбунова, В.Н. Молекулярные основы медицинской генетики./
В.Н. Горбунова. – СПб.: 1999.- 187 с.
1. Наследственные нарушения нервно-психического развития детей:
руководство для врачей / под ред. Темина П.А. – М.:2001.- 198
сМаринчева, Г.С.Умственная отсталость при наследственных
болезнях/Г.С. Маринчева .- М.: 1988.- 132 с.
2. Руководство по фармакотерапии в педиатрии и детской хирургии,
том 2: клиническая генетика / под ред. В.А. Таболина.- М., 2002.- 232
с.
3. Бокуть, С.Б. Молекулярная биология/С.Б. Бокуть.- Минск, 2005.- 465
с.
4. Гутман, Б. Генетика/Б. Гутман.- М.: 2004.- 448 с.
5. Айала, Ф. Современная генетика/ Ф. Айала, Д. Кайгер.- М.:1988. Т.
1-3.- 487 с.
39
6. Заяц, Р.Г. Основы общей и медицинской генетики/ Р.Г. Заяц. Минск, 1998.- 163 с.
7. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование
/ под редакцией С.И.Козлова.- М.: Мир,1986.-180 с.