«УО ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ” КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ БИОЛОГ ИИ И ОБЩЕЙ ГЕНЕТИКИ БЁКИШ В.Я. МЕДИЦИНСКАЯ БИОЛОГИЯ ПРАКТИКУМ Допущено Министерством образования Республики Беларусь в ...»

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО ВИТЕБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ”

КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ БИОЛОГ ИИ И ОБЩЕЙ ГЕНЕТИКИ

БЁКИШ В.Я .

МЕДИЦИНСКАЯ БИОЛОГИЯ

ПРАКТИКУМ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь

в качестве учебного пособия для студентов учреж дений высшего образования по специальности «Лечебное дело»

Библиотека ВГМ У Витебск, Издательство УО ВГМУ, УДК 54:Bi(Q46.5) УДК [575 + 61] -0 7 6.5 ББК 28 + Б (я73) Б 42

Рецензенты:

заведующий кафедрой биологии УО '‘Белорусский тсударствеиный медицинский универси тет", (доцент, кандидат медицинских наук В.Э. Бутвиловский);

заведующий кафедрой медицинской биологии и общей генетики УО "Гродненский государственный медицинский университет", (доцент, кандидат медицинских наук Л.С. Кизюкевич) .

Бекиш, В.Я .

Б 42 Медицинская биология. Практикум: учебное пособие для студентов высших учебных учреждений по специальности «лечеб­ ное дело»\В.Я.Бекиш.-Витебск: Издательство ВГМУ,2012.-274 с .

ISBN 978-985-466-566-5 Учебное пособие написано в соответствии с типовым учебным планом и программой, утвержденных Министерством образования Республики Беларусь (2008). Все вопросы рассматриваются в соответствии с уровнями организации живого. В пособии отражены вопросы репродукции человека; дана сравни­ тельная анатомия систем органов позвоночных; рассматриваются ядовитые грибы, рас тения и животные; приведены ситуационные задачи по генетике человека с учетом наследования признаков, представляющих ин терес для врача .

Впервые практикум содержит все авторские фотографии микропрепаратов, которые студенты изучают на лабораторных занятиях, приведены гесты для проверки уровня знаний по темам. Описаны практические навыки, которые должен усвоить студент .

Рисунков 33, таблиц 14 .

УДК (575 + 611 -0 7 6.5 ББК 28 + Б (я73) © В.Я. Бекиш, 2012 ISBN 978-985-466-566-5 © УО “Витебский госдарственный медицинский университет”ВГ'МУ, 2 0 12 Посвящается светлой памяти моего отца, чяена-корреспондента НАН Беларуси, профессора Освальда-Яна Леоновича Бекчша

ПРЕДИСЛОВИЕ

Пособие к лабораторным занятиям составлено в соответствии с учебной программой по курсу медицинской биологии и общей генетики и преследует цель углубленной профилизации преподавания биологии на лечебных факультетах медицинских университетов .

Пособие написано в соответствии с уровнями организации живого: моле­ кулярно-генетическим, клеточным, онтогенетическим, популяционновидовым и биосферно-биогеоценотическим и разбито на 38 тем. Выполнение каждой темы рассчитано на 3 часа .

Каждая тема включает: введение в тему занятия с точки зрения значимости для врача; цель занятия; вопросы, которые студент должен проработать в процессе подготовки по теме; литературу, которую студент должен изучить;

тесты для проверки знаний; описание лабораторной работы .

На лабораторных занятиях предусмотрено решение ситуационных задач по молекулярной генетике, изучение микропрепаратов и электроннофотограмм по цитологии, размножению, онтогенезу паразитологии, а также решение задач по генетике человека и медико-генетическому консульти­ рованию, антропоэкологии .

О бязательным моментом в выполнении лабораторной работы является посещение музея кафедры, где студент, изучая макропрепараты, углубляет свои знания. Широко применены элементы учебно-исследовательской работы студентов. Большое внимание уделено контролю знаний студентов. Проверка исходного уровня проводится по типу м ножественного выбора ответа, а итогового- в виде конструкт ивных ответов, что требует от студента активного владения учебным материалом. При необходимости преподават ель может внести коррективы в построение опроса и, тем самым, управлять учебным процессом. По важнейшим разделам курса (основы цитогенетики, наследственность и изменчивость человека, онтогенез, основы популяционной генетики и антропоэкологии, основы паразитологии человека) предусмотрено проведение четырех итоговых занятий .

Пособие содержит все авторские фотографии микропрепаратов, которые студенты изучают на лабораторных занятиях, приведены тесты для проверки уровня знаний по темам. Описаны практические навыки, которые должен усвоить студент .

Автор будет признателен за все критические замечания и пожелания, касающиеся настоящего пособия .

–  –  –

ТЕМА № U СУЩНОСТЬ ЖИЗНИ. МОЛЕКУЛЯРНО­

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

Биология - наука о жизни, которая изучает жизнь как особую форму движения материи, законы ее существования и развития. Жизнь в ее конкретных проявлениях отличается большим многообразием. К фундаментальным свойствам живого относятся: дискретность и целостность, структурная организация, рост и развитие, раздражи­ мость и движение, размножение (репродукция), наследственность и изменчивость, обмен вещества и энергии, постоянство внутренней среды (гомеостаз). Эволюционно-обусловленными уровнями органи­ зации живого являются молекулярно-генетический, клеточный, онтогенетический, популяционно-видовой и биосферно-биогеоценотический .

Изучение живого начинается с молекулярно-генетического уровня, структурной единицей которого являются коды наследственной информации, а элементарным явлением - воспроизведение кодов (репликация) и кодонов (транскрипция). Генетический код - способ записи генетической информации в виде определенной последова­ тельности нуклеотидов молекулы ДНК или у РНК-содержащих виру­ сов - РНК .

Вся наследственная информация организма заключена в нуклеино­ вых кислотах: у неклеточных форм жизни в виде молекул ДНК или РНК, у прокариот в виде голой кольцевой молекулы ДНК, у эукариот ДНК образует вместе с белками дезоксирибонуклеопротеин .

Цель занятия: 1. Знакомство с кафедрой медицинской биологии и общей генетики. 2. Знать эволюционно-обусловленные уровни организации живого, особенности молекулярно-генетического мате­ риала у неклеточных форм жизни, про- и эукариот. 3. Уметь решать ситуационные задачи на репликацию ДНК, правила Чаргаффа .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Сущность жизни. Фундаментальные свойства живого. Эволю­ ционно-обусловленные уровни организации живого .

2. Организация генетического материала у неклеточных форм жизни, про- и эукариот .

3. Строение ДНК. Правила Чаргаффа. Постулаты Уотсона и Крика. Видовая специфичность ДНК. Авторепродукция ДНК, ее виды .

4. РНК, ее типы и строение. Синтез РНК, его этапы (первичный транскрипт, процессинг, сплайсинг) .

5. Ген - фрагмент геномной нуклеиновой кислоты. Спейсеры транскрибируемые и нетранскрибируемые гены. Повторяющиеся последовательности нуклеотидов. Избыточные гены .

6. Генетический код. Его характеристика .

7. Молекулярная организация хромосом эукариот. Строение нуклеосомы. Значение гистоновых и кислых белков, ионов металлов .

8. Компактность ДНК в хромосоме. Уровни упаковки ДНК:

нуклеосомный, супернуклеосомный, хроматидный, метафазной хромосомы. Эухроматин. Гетерохроматин (факультативный, консти­ тутивный) .

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 5-30. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицинским специаль­ ностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 5-18,41-42,64-75 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Свойства живого:

а) дискретность и целостность, структурная организация; б) рост и развитие, раздражимость и движение, размножение, наследствен­ ность и изменчивость; в) гомеостаз .

2. Элементарная структура и элементарное явление молекулярно­ генетического уровня организации живого:

а) элементарная структура - ген, элементарное явление - экспрес­ сия и репрессия гена; б) элементарная структура - код наследствен­ ной информации, элементарное явление - воспроизведение кодов и кодонов; в) элементарная структура - код наследственной информа­ ции, элементарное явление - биосинтез белка .

3. Элементарная структура и элементарное явление клеточного уровня организации живого:

а) элементарная структура - клетка, элементарное явление - ее жизненный цикл; б) элементарная структура -- клетка, элементарное явление - размножение клетки; в) элементарная структу ра - клетка, элементарное явление - образование тканей .

4. Элементарная структура и элементарное явление онтогенети­ ческого уровня:

а) элементарная структура - ткани, элементарное явление формирование органов; б) элементарная структу ра - организм, эле­ ментарное явление - размножение организма; в) элементарная структура - организм, элементарное явление - индивидуальное разви­ тие организма .

5. Элементарная структура и элементарное явление популяционно­ видового уровня организации живого:

а) элементарная структура - популяция, элементарное явление изменение генофонда популяции, видообразование; б) элементарная структура - популяция, элементарное явление - популяционные волны;

в) элементарная структура - популяция, элементарное явление дрейф генов .

6. Элементарная структура и элементарное явление биосфернобиогеоценогического уровня организации живого:

а) элементарная структура - биосфера, элементарное явление формирование биогеоценозов; б) элементарная структура - биогео­ ценоз, элементарное явление - переход биогеоценоза из одного динамически неустойчивого состояния в другое; в) элементарная структура - биогеоценоз, элементарное явление - изменения в био­ сфере .

7. Локализация ДНК в клетке:

а) ядро; б) митохондрии, пластиды; в) центросома .

8. Локализация и-РНК в клетке:

а) рибосомы; б) ядрышко; в) митохондрии и пластиды .

9. Локализация т-РНК в клетке:

а) ядро; б) ядрышко; в) эндоплазматическая сеть; г) гиалоплазма .

10. Локализация р-РНК в клетке:

а) ядрышко; б) рибосомы, в) эндоплазматическая сеть; г) гиало­ плазма .

11. Роль ДНК в жизнедеятельности клетки:

а) хранитель ядерной и цитоплазматической наследственности; б) участие в реакциях матричного синтеза; в) участие в процессах транскрипции .

12. Роль и-РНК в жизнедеятельности клетки:

а) участие в транскрипции при биосинтезе белка; б) участие в трансляции при биосинтезе белка; в) транспорт аминокислот; г) формирование структуры белка .

13. Роль т-РНК в жизнедеятельности клетки:

а) участие в транскрипции при биосинтезе белка; б) участие в б трансляции при биосинтезе белка; в) транспорт аминокислот к рибо­ сомам; г) участие в сборке рибосом .

14. Роль р-РНК в жизнедеятельности клетки:

а) участие в транскрипции при биосинтезе белка; б) участие в трансляции при биосинтезе белка; в) участие в построении ядрышка;

г) участие в построении рибосом .

15. Виды репликации ДНК:

а) консервативная; б) полуконсервативная; в) дисперсивная; г) пострепликативная .

16. Что такое генетический код, кодон, антикодон ?

а) генетический код - триплет ДНК, кодон - триплет и-РНК, антикодон - триплет т-РНК; б) генетический код - триплет ДНК, кодон - триплет р-РНК, антикодон - триплет т-РНК; в) генетический код - триплет и-РНК, кодон - триплет ДНК, антикодон - триплет тРНК .

17. В чем проявляется вырожденность генетического кода?

а) один кодон кодирует несколько аминокислот; б) одну амино­ кислоту кодирует несколько кодонов; в) нуклеотидная последо­ вательность считывается в одном направлении .

18. Стартовый кодон:

а) АУГ; б) УАГ; в) АГГ; г) УАА .

19. Кодоны - терминаторы:

а) АУГ; б) УАГ; в) УАА; г) УГА .

20. Строение нуклеосомы хромосомы эукариот:

а) кислые белки; б) гистоновые белки Н2а, Н2, Н3, Н4; в) гистоновый Ь белок Н,; г) молекула ДНК .

21. Значение гистоновых белков хромосомы эукариот:

а) стабилизируют структуру хромосомы; б) активизируют гены;

в) ответственны за репликацию .

22. Значение кислых белков хромосомы эукариот:

а) стабилизируют структуру хромосомы; б) активизируют гены;

в) ответственны за репликацию и репарацию; г) ответственны за транскрипцию .

23. Значение ионов металлов хромосомы эукариот:

а) стабилизируют структуру хромосомы; б) активизируют гены;

в) ответственны за репликацию; г) определяют плотность расположе­ ния нуклеосом в хроматиновой фибрилле .

24. Уровни упаковки ДНК в хромосоме эукариот:

а) нуклеосомный; б) супернуклеосомный; в) хроматидный; г) метафазной хромосомы .

25. Характеристика гетерохроматина:

а) неинформативный и не транскрибируемый участок хромосомы;

б) разрыхленный, деконденсированный участок хромосомы; в) бывает факультативным и конститутивным .

26. Нуклеотид - это:

а) хромосома прокариот; б) хромосома эукариот; в) кольцевая молекула ДНК, образующая комплекс с гистоновыми белками; г) мономер нуклеиновой кислоты .

27. Состав нуклеотида ДНК:

а) аминокислота, рибоза и азотистое основание; б) дсзоксирибоза и азотистое основание; в) рибоза и остаток фосфорной кислоты; г) остаток фосфорной кислоты, азотистое основание и дсзоксирибоза;

д) азотистое основание, рибоза и остаток фосфорной кислоты .

28. Цитозин комплементарен:

а) аденину; б) гуанину; в) цитозину; г) тимину; д) урацилу .

29. Сумма А+Г в ДНК равна сумме:

а) А + Т; б) Ц + Т; в) Г + Т ; г) А + Ц ; д) Г + Ц .

30. Комплементарные пары нуклеотидов двойной цепочки ДНК удерживаются связями:

а) водородными; б) ковалентными; в) фосфодиэфирными; г) пептидными .

Лабораторная работа I. Решить задачи на репликацию Д Н К №1. Участок одной из цепей ДНК имеет следующую последо­ вательность нуклеотидов: 1ТА-ГЩ-АГА-АГЦ-АТА-1 ЩД. Опреде­ лить последовательность нуклеотидов во второй цепи .

№2. Один из участков молекулы ДНК имеет следующую последо­ вательность нуклеотидов: АГГ-ЦАТ-ЦАТ-АГЦ-Щ А. Какое строение будет иметь вторая цепь молекулы ДНК?

ПРешить задачи на транскрипцию .

№3. Одна из цепей Д НК с последовательностью нуклеотидов АТТГЦТ-ЦАА-ЦАГ-ТТА используется в качестве матрицы для синтеза и-РНК. Какую последовательность нуклеотидов будет иметь и-РНК?

№4. Определить последовательность нуклеотидов участка молекулы и-РНК, которая образовалась на участке гена с последовательностью нуклеотидов: АТТ-ЦАЦ-ГАТ-ЦЦТ-ТЦГ-АГГАГГ .

ШРешить задачи на правша Чаргаффа .

№5. В молекуле ДНК на долю цитозиновых нуклеотидов прихо­ дится 18%. Определить процентное содержание других нуклеотидов, входящих в молекулу ДНК .

№6. Сколько содержится адениновых, тиминовых, гуаниновых и цитозиновых нуклеотидов во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 950 цитозиновых нуклеотидов, составляющих 20% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК?

№7. Исследования показали, что 34% общего числа нуклеотидов и-РНК приходится на гуанин, 18% - на урацил, 28% - на цитозин, 20% - на аденин. Определить процентный состав азотистых оснований двухцепочечной ДНК, слепком с которой является указанная и-РНК .

IV. Изучить микропрепараты (с зарисовкой):

- «Политенные хромосомы слюнной железы мотыля» (280х) .

Хромосомы лентовидной формы, состоят из чередующихся темных и светлых полос различной ширины. Темные участки являются гетерохроматином, светлые - эухроматином (рис. 1) .

Зарисовать участок политенной хромосомы. Обозначить эухроматические и гетерохроматические участки хромосомы .

Рис. 1. “Политенные хромосомы слюнной железы мотыля”:

а - клетка железы на малом увеличении, б - политенные хромосомы на большом увеличении (1 - эухроматиновые и 2 - гетерохроматиновые участки хромосом) .

КЛЕТОЧНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

ТЕМА № 2. КЛЕТКА - ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА

ЖИВОГО. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ

Струкгурной единицей клеточного уровня организации живого является клетка, элементарным явлением - жизненный цикл клетки .

Изучением клетки как основной формы организации живой материи занимается наука цитология (гр, eytos - клетка, logos - наука) .

Среди огромного многообразия живых организмов можно выде­ лить неклеточные и клеточные фермы жизни. К неклеточным формам относятся вирусы и бактериофаги.

Основная масса живых организмов имеет клеточное строение и входит в состав двух надцарств:

Доядерные или Прокариоты (Procaryota) и Ядерные или Эукариоты (Eucaryota). К прокариотам относят бактерии и синезеленые водорос­ ли, к эукариотам - царства Грибов, Растений, Протает и Животных .

Основным методом изучения клетки является микроскопическиий, для чего применяется специальные увеличительные приборы микроскопы (греч. micros - мельчайший, scopeo - смотрю) .

Строение микроскопа, правила работы с ним Каждый микроскоп независимо от конструкции состоит из оптической, осветительной и механической частей (рис. 2) .

Оптическая часть состоит из объективов (система линз обращенная к объекту), которые расположены в специальном устройстве - "револьвере", и сменяемых окуляров (система линз, обращенная к глазу исследователя). Последние вставляются в верх­ нее отверстие тубуса. Обычно, микроскопы комплектуются тремя объективами, которые даю т увеличение в 8х, 40х и 90х. В соответствии с этим на объективе имеется маркировка 8,40 или 90 (8х - объектив малого увеличения, 40х - объектив большого увеличе­ ния, 90х - иммерсионный объектив) .

Аналогично на окулярах постав­ лены цифры их увеличения. Чаще всего используют окуляры с увеличением 7, 10 и 15 раз. Общее увеличение микроскопа можно определить, если умножить показатели увеличения объектива на показатели увеличения окуляра. Например, при окуляре 10х и объективе 8х мы будем иметь увеличение микроскопа 8 х 10 = 80 х .

Осветительная часть состоит из подвижного зеркала, диафраг­ мы, конденсора и двух светофильтров (матового и синего). Зеркало вставлено в дуговой держатель, который центральным штырем фиксируется в гнездо подставки, что позволяет поворачивать зеркало

Рис. 2. Увеличительные приборы:

а - микроскоп МБР - 1; б - микроскоп Р-15; в - микроскоп МБС - 10;

г - микроскоп Микмед - 5 (вар. 1); д - микроскоп Микмед - 5 (вар. 2). 1 основание; 2 - тубусодержатель; 3 - тубус; 4 - предметный столик; 5 - отверстие предметного столика; 6 - клеммы (фиксаторы) микропрепаратов; 7 - винты, перемещающие столик; 8 - линейки для опредления координат (нониусов) объекта на микропрепарате; 9 - окуляры; 10 - револьвер; 11 - объективы; 12 микрометрический винт; 13 - микрометрический винт; 14 - конденсор; 15 - винт конденсора; 16 - диафрагма; 17 - зеркало; 18 - винт смены линз; 19 - кнопка включения лампы; 20 - регулятор яркости света лампы .

в любом направлении к источнику света. Зеркало служит для направления света на препарат (объект), установки оптимального освещения объекта и регулировки силы освещения. Зеркало имеет две поверхности - плоскую и вогнутую. Плоская поверхность зеркала используется при ярком освещении, а вогнутая - при слабом. В микроскопах Микмед-5 зеркало отсуствует, а источник света элекрическая лампа встроена в подставку. Свет сразу направляется в конденсор и его яркость резулируется винтом напряжения лампы .

Диафрагма состоит из системы металлических пластин, которые за счет- движения рычага могут сходиться к центру или расходиться от центра. Диафрагма находится под конденсором и служит для изменения ширины светового пучка, направляемого зеркалом через конденсор на препарат. Конденсор представляет собой систему линз, которые служат для концентрации рассеянных лучей света в тонкий пучок параллельных лучей и направления их на объект препарата .

Он передвигается специальным винтом вверх - вниз, что позволяет установить оптимальное освещение препарата. Обычное положение конденсора самое верхнее. Регулируют освещение в микроскопе также и светофильтрами, которые вкладывают в специальную откид­ ную оправу, находящуюся под диафрагмой конденсора. Матовый светофильтр используется при рассеянном освещении, синий - при ярком свете .

К механической части микроскопа относятся: подставка микро­ скопа (основание штатива - башмак), тубусодержатель (дугообраз­ ный, вертикальный, под углом) предметный столик с отверстием в центре, сортировочные винты, зажимы, макрометрический (крема­ льера) и микрометрические винты. Сортировочные винты применя­ ются для центровки объекта на препарате и могут располагаться по бокам предметного столика или могут быть объединены в одном стержне. Подставка микроскопа бывает прямоугольной или подково­ образной формы. На поверхности предметного столика в микроскопах Р -15, МИКМЕД -1,5 имеется вертикальная и горизонтальная линей­ ки, которые позволяют определять координаты (нониусы) объекта на препарате. Револьвер состоит из двух сегментов шара, соединен­ ных друг с другом центральным винтом. Верхний сегмент шара имеет одно отверстие, которым крепиться к тубусу. К наружной поверхности верхнего сегмента по центру крепиться пружинка. В нижнем сегмен­ те шара имеется 4 - 6 - 8 отверстий для вкручивания объективов .

Напротив каждого отверстия на нижнем сегменте шара имеется выемка. Нижний сегмент шара поворачивается до тех пор, пока не будет ощущаться щелчок и чувство упора. Это свидетельствует о том, что оптическая ось окуляра и объектива совпадают .

Важнейшими характеристиками светового микроскопа являются его разрешающая способность и увеличение. Разрешающая способ­ ность (d) - минимальное расстояние между двумя точками объекта, которые видны раздельно.

Она определяется по формуле:

X d = 0,6 1 --------п • sin а где X -д л и н а волны света, п - показатель преломления среды между объектом и объективом, а - угол между оптической осью объектива и наиболее отклоненным лучом, попадающим в объектив. Величина “п • sin а “ —называется числовой апертурой объектива. У объектива «8х» она равна 0,20, у объектива «40х» - 0,65, у объектива «90х» Увеличение микроскопа - величина, показывающая во сколько раз линейные размеры изображения больше линейных размеров объекта, и равно произведению увеличений окуляра и объектива .

Предел разрешающей способности микроскопа зависит от длины волны источника света. У светового микроскопа она равна 555 нм .

Поэтому современные оптические микроскопы имеют предел полез­ ного увеличения до 1500 раз .

При работе со световым микроскопом следует знать правила работы с объективами малого, большого увеличений и иммерсион­ ным объективом .

Правила работы с микроскопом на малом увеличении (объектив 8х)

1. Перед началом работы проверить исправность микроскопа, протереть линзы окуляра, объективов, конденсора и зеркало салфеткой. Развинчивать окуляры и объективы запрещено .

2. Микроскоп расположить на рабочем месте напротив грудины на ширину ладони от края стола, штативом к себе и предметным столиком от себя .

3. Поднять конденсор и поставить его на уровне предметного стола, открыть диафрагму .

4. Движением револьвера подвести до щелчка под тубус объектив малого увеличения «8х» .

5. Вращением макрометрического винта (кремальеры) располо­ жить объектив «8х» на 1 см от предметного столика .

6. Осветить поле зрения, для чего, глядя обоими глазами в бинокуляр, поворачивать зеркало большим и указательным пальцами одной или обеих кистей рук по отношению к источнику света в такое положение, чтобы все поле зрения было освещено источнику света в такое положение, чтобы все поле зрения было освещено равномерно и достаточно интенсивно. Пальцы при этом располагать на боковой поверхности зеркала так, чтобы ими не закрывать само зеркало .

Микроскоп с этого момента нельзя перемещать на рабочем месте .

При работе с микроскопами МИКМЕД-5 6-й пункт правил не выполняется, так как свет элетрической лампы, после ее включения, сразу направляется на объект .

7. Взять препарат из гистологической коробки большим и указа­ тельным пальцами за боковые поверхности предметного стекла .

Проверить, где лицевая сторона препарата (на лицевой стороне находится покровное стекло). Рассмотреть препарат на свету или листе белой бумаги. О пределить место нахождения объекта .

Оттянуть ранко зажима предметного столика, положить препарат на предметный столик микроскопа лицевой стороной вверх так, чтобы сам объект находился в центре отверстия предметного столика .

Аккуратно отпустить ранко зажима .

8. Наблюдая глазом сбоку, опустить макрометрическим винтом объектив малого увеличения на расстояние 0,5 см от препарата, т.е .

ниже фокусного .

9. Глядя в окуляр, движением макрометрического винта на себя плавно поднять тубус вверх до появления четкого изображения объекта .

10. С помощью винтов перемещения предметного столика или очень плавных движений пальцев руки объект или интересующую нас часть объекта вывести в центр поля зрения, после чего приступить к изучению препарата и зарисовке его в альбом .

11. По окончании изучения препарата макрометрическим винтом поднять объектив «8х» вверх на 2 - 3 см. Препарат снять с предметного столика и положить в гистологическую коробку .

12. По окончании работы объектив «8х» опустить вниз на расстоя­ ние 0,5 см от предметного столика. Микроскоп накрыть чехлом и поставить на место хранения. При переносе микроскопа в помещении необходимо одной рукой держать микроскоп за штатив, а другой поддерживать подставку .

Правила работы с микроскопам на большом увеличении i объектив 40х)

1. При работе с микроскопом при большом увеличении сначала необходимо выполнить все пункты правил работы с объективом «8х»

(см. пункты 1 - 10 ) .

2. После нахождения объекта при увеличении в 56х необходимо вывести его или интересующую нас часть точно в центр поля зрения с помощью винтов перемещения предметного столика, так как при переходе к большому увеличению диаметр фронтальной линзы объектива уменьшается в 5 раз .

3. Макрометрическим винтом поднять объектив вверх на 2 - 3 см над препаратом и с помощью револьвера заменить объектив «8х» на объектив «40х» .

4. Глядя глазом сбоку, макрометрическим винтом опустить объектив «40х» так, чтобы расстояние между ним и препаратом составило I мм, т.е. объектив оказался ниже фокусного расстояния .

5. Глядя в окуляр, плавно макрометрическим винтом поднять тубус вверх до появления изображения объекта .

6. Дофокусировку провести с помощью микрометрического винта, который разрешается вращать вперед или назад не более, чем на пол-оборота .

7. Изучить препарат. Зарисовать .

8. По окончании изучения препарата макрометрическим винтом объектив «40х» поднять вверх на 2 - 3 см над предметным столиком .

Препарат со столика снять и положить в гистологическую коробку .

Поворотом револьвера заменить объектив «40х» на объектив «8х» .

С помощью макрометрического винта опустить объектив «8х» на расстояние 0,5 см. Микроскоп закрыть чехлом и поставить на место хранения .

Работа с микроскопом с иммерсионным объективам (объектив 90х) Объектив «90х» применяется при работе с очень мелкими и тонкими объектами. Пространство между объективом и препаратом заполняется специальным иммерсионным маслом с показателем преломления, приближающемуся к показателю преломления стекла .

Это приводит к тому, что световые лучи, не преломляясь и не изменяя направления при прохождении различных сред, попадают в объектив .

Иммерсионный объектив требует осторожного обращения, так как его фронтальная линза имеет короткое фокусное расстояние и при грубой работе можно повредить и объектив, и препарат .

1. Прежде, чем перейти к работе с объективом «90х», найти после­ довательно объект при увеличении в 56х, а затем 280х. Точно вывести интересующую часть объекта в центр поля зрения с помощью винтов перемещения предметного столика, т.к. необходимо помнить обрат­ ную зависимость между силой увеличения и диаметром фронтальной линзы .

2. Макрометрическим винтом поднять объектив «40х» вверх на 2

-3 см над препаратом. На исследуемый участок препарата нанести стеклянной палочкой каплю иммерсионного масла. Капля не должна быть ни очень большой, ни очень малой. С помощью револьвера заменить объектив «40х» на объектив «90х» .

3. Под контролем глаза сбоку макрометрическим винтом опустить объектив «90х» в каплю масла почти до соприкосновения с покровным стеклом, т.е. ниже фокусного расстояния .

4. Глядя в окуляр, макрометрическим винтом плавно поднять объектив «90х» вверх до появления изображения .

5. Пользуясь микрометрическим винтом, добиться четкого изображения объекта; приступить к его изучению и зарисовке в альбом (при необходимости) .

6. После окончания изучения препарата макрометрическим винтом поднять объектив «90х» вверх на 2-3 см над столиком .

Препарат снять, стереть с него масло полоской фильтровальной бумаги и протереть салфеткой. Препарат положить в гистологическую коробку. Линзу объектива «90х» такж е протереть полоской фильтровальной бумаги, а затем салфеткой .

7. С помощью револьвера заменить объектив «90х» на объектив «8х». Макрометрическим винтом объектив «8х» опустить вниз на расстояние 0,5 см от предметного столика. Микроскоп закрыть чехлом и поставить на место постоянного хранения .

Микроскопический метод позволяет изучить структуру клетки с помощью м икроскопа (светового, ф азово-контрастного, люминисцентного, ультрафиолетового, электронного). При световой микроскопии объект рассматривается в лучах видимого света. Для этого используются микроскопы МБС-10, Р-14, Р-15, МИКМЕД-1, 5 и др. (рис. 2) .

Гистологический метод основан на приготовлении микропрепаратов из нативных и фиксированных тканей и органов .

Нативный материал замораживается, а фиксированный объект проходит этапы уплотнения, заливки в парафин или целлоидин. Затем из исследуемого материала изготавливают срезы, окрашивают и заключают в канадский бальзам или другие прозрачные среды .

К лассической окраской для обзорны х препаратов является окрашивание гематоксилин-эозином .

Гистохимический метод используется для определения в клетках органических и неорганических веществ. В основе этого метода лежит проведение химической реакции на препарате с целью обнаружения биохимических компонентов цитоплазмы. На гистоло­ гических и гистохимических препаратах можно провести количест­ венную обработку результатов, используя методы морфометрии и цитофотометрии .

Фазово-контрастную микроскопию применяют для изучения живых объектов и неокрашенных препаратов. Люминистентная микроскопия применяется для исследования химического состава клетки. При ультрафиолетовой микроскопии использую т излучение ультрафиолетовой области спектра, длина волны которого в 2 раза меньше длины видимого света (диапазон длины волны от 200 нм до 400 нм) .

Наибольшими разрешающей способностью и увеличением (в 1000 раз больше по сравнению со световым микроскопом) обладают электронные микроскопы, в которых используются очень малой длины волны электромагнитных колебаний потока электронов .

Электронная микроскопия применяется для детального изучения структурных компонентов клетки .

Кроме указанных, для изучения клетки применяются методы лиофилизации, рентгеноструктурного анализа, авторадиографии, замедленной киносъемки и др .

Цель занятия: 1. Знать положения современной клеточной теории, основные методы изучения клеток. 2. Уметь работать со световым 307S/0 микроскопом. 3. Ознакомиться с многообразием форм клеток и ядер .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Цитология как наука, ее роль в биологии .

2. Клеточная теория, основные этапы ее развития (М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов). Современное состояние клеточной теории .

3. Клетка-элементарная генетическая и структурно-функциональ­ ная биологическая единица организации живого .

4. Особенности строения прокариотических и эукариотических клеток .

5. Методы изучения клетки: гистологический, гистохимический, микроскопические (световая, люминисцентная, ультрафиолетовая, фазовоконтрастная, электронная микроскопии) и др .

6. Строение светового микроскопа. Правила работы с микро­ скопом .

–  –  –

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Представители прокариот:

а) вирусы; б) бактериофаги; в) бактерии; г) сине-зеленые водоросли .

2. Представители эукариот:

а) бактерии, сине-зеленые водоросли; б) царство растений; в) царст­ во животных; г) царство грибов .

3. Строение хромосомы прокариот:

а) кольцевидная нить ДНК; б) нить РНК; в) нуклеопротеид .

4. Строение хромосомы эукариот:

а) кольцевая нить ДНК; б) дезоксирибонуклеопротеид с ионами металлов; в) ДНК и РНК .

5. Количество генов, содержащихся в плазмидах бактериальной клетки:

а) 1 - 2; б) 3 - 4; в) 8 - 10 .

6. Почему клетка является элементарной биологической единицей?

а) клетка - наименьшая структурная единица, которой характерны свойства живого; б) все живые организмы состоят из клеток; в) клетки многоклеточных организмов, специализированные по функ­ циям, образуют ткани .

7. Какие свойства живого свидетельствуют о том, что клетка является элементарной структурной единицей?

а) рост и развитие; б) раздражимость и движение; в) структурная организация; г) дискретность и целостность .

8. Какие свойства живого свидетельствуют о том, что клетка является элементарной функциональной единицей?

а) наследственность и изменчивость; б) рост и развитие, размно­ жение; в) раздражимость и движение; г) обмен веществ и энергии;

д) гомеостаз .

9. Что свидетельствует о том, что клетка является элементарной генетической единицей?

а) обмен вещества и энергии; б) рост и развитие; в) наследствен­ ность и изменчивость; г) клетка содержит наследственную информа­ цию, которая передается из поколения в поколение при размножении клеток .

10. Основные методы изучения клетки:

а) гистологический; б) гистохимический; в) микроскопический .

11. Возможности гистологического метода:

а) позволяет определить в клетках содержание неорганических веществ; б) позволяет изучить обзорную картину ткани; в) позволяет детально изучить структурные компоненты клетки .

12. Возможности гистохимического метода:

а) позволяет определить в клетках содержание органических и неорганических веществ; б) позволяет детально изучить структурные компоненты клетки; в) провести микрохирургию .

13. Какая микроскопия применяется для изучения химического состава клетки?

а) световая; б) электронная; в) гистохимическая .

14. Какая микроскопия используется для детального изучения структурных компонентов клеток?

а) электронная; б) фазово-контрастная; в) люминесцентная .

15. Что входит в состав механической части светового микроскопа?

а) конденсор; б) колонка и подставка штатива; в) тубус, пред­ метный столик с винтами и клемами, макро- и микрометрические винты; г) винт конденсора и револьвер .

16. Что входит в состав осветительной части светового микроскопа?

а) плоско-вогнутое зеркало, светофильтр; б) винт конденсора; в) конденсор; г) ирис-диафрагма .

17. Что входит в состав оптической части светового микроскопа?

а) диафрагма; б) окуляры; в) объективы; г) светофильтр .

18. При помощи чего устраняется дифракция света в световом микроскопе?

а) ирис-диафрагмы; б) конденсора; в) светофильтра .

19. При помощи чего можно изменить освещенность поля зрения в световом микроскопе?

а) плоско-вогнутого зеркала; б) конденсора; в) ирис-диафрагмы .

20. Что такое разрешающая способность светового микроскопа?

а) минимальное расстояние между двумя точками объекта, кото­ рые видны раздельно; б) произведение увеличений окуляра и объектива; в) числовая апертура объектива .

21. Формула определения разрешающей способности светового микроскопа:

a) d = 0,61 (к/ п • sin а); б) d = 0,8(Д,/ п • sin а); в) d = 0,61(X/sin а) .

22. От чего зависит предел разрешающей способности микроскопа?

а) силы увеличения; б) длины волны источника света; в) числовой апертуры объектива .

23. Предел разрешающей способности светового микроскопа:

а) 1500 нм; б) 1000 нм; в) 555 нм .

24. Фокусное расстояние объектива малого увеличения:

а) 0,5 см; б) около 1 см; в) 0,2 см .

25. Фокусное расстояние объектива большого увеличения:

а) 2 - 3 мм; б) 1 мм; в) 5 мм .

26. Фокусное расстояние объектива имерсионного увеличения:

а) 2 - 3 мм; б) менее 1 мм; в) 5 мм .

27. Основные положения современной клеточной теории:

а) клетка - основная структурно-функциональная и генетическая единица живого; б) новые клетки образуются в результате деления исходной клетки; в) новые клетки образуются из неклеточного вещества; г) клетки многоклеточных организмов специализированы и образуют ткани .

28. Вклад Р. Вирхова в клеточную теорию:

а) клетки возникают из клеток; б) организм - сумма клеток; в) болезнь - это изменения в клетке; г) болезнь - порча соков организма .

29. Открытие ядра связано с работами следующих ученых:

а) Я. Пуркине; б) Р. Броун; в) Г. Валентин; г) Р. Вирхов; д) Т. Шванн .

30. Возможности электронно-микроскопического метода:

а) позволяет изучить структурные компоненты клетки; б) изучить субклеточное строение структурных компонентов клетки; в) изучить содержание в клетке химических элементов .

Л абораторная работа

I. Изучить микропрепараты (с зарисовкой):

- «Клетки кожицы лука» (56х). Клетки пленки разных размеров, многоугольные, с тонкими, плотно сомкнутыми стенками. Хорошо видно ядро. Ядро окружено цитоплазмой и лежит в среднем отделе клетки, тесно прилегая к ее оболочке. Оболочка клетки, благодаря сильному преломлению света, кажется двухконтурной. В цитоплазме встречаются вакуоли (рис. За) .

Зарисовать клетки пленки лука. Обозначить ядро, цито­ плазму, клеточную оболочку, вакуоль .

- «Кровь лягушки» (280х). Большинство клеток мазка крови являются эритроцитами. Это клетки овальной формы, с овальным ядром, интенсивно окрашивающимся гематоксилином в сине-фиоле­ товый цвет. Цитоплазма этих клеток окрашивается эозином в оранжево-красный цвет за счет гемоглобина, растворенного в цито­ плазме этой клетки. Рядом с эритроцитами находятся лейкоциты .

Особенно заметны нейтрофильные сегментоядерные гранулоциты, превышающие по размерам эритроциты. Они содержат крупное ядро

Рис. 3. Растительные и животные клетки:

а - клетки кожицы лука (1 - ядро, 2 - цитоплазма, 3 - оболочка клетки, 4 вакуоль); б - кровь лягушки (1 - эритроцит, 2 - нейтрофильный сегментоядерный гранулоцит, 3 - лимфоцит, 4 - тромбоцит); в - кровь человека (1 - эритроцит, 2 базофил, 3 - тромбоцит, 4 - нейтрофил, 5, 6 - моноцит, 7 - лимфоцит); г - нейрон спинного мозга крысы; д - ресничный эпителий мантии беззубки (1 - реснички, 2 базальная мембрана, 3 - ядро) .

из 3-4 сегментов. Рядом можно найти лимфоциты - более мелкие, чем гранулоциты и эритроциты, округлые клетки с плотным округлым ядром и узкой каймой голубой (базофильной) цитоплазмы. Между эритроцитами встречаются тромбоциты - мелкие овальные клетки с овальным ядром, по размерам чуть больше или равными размеру эритроцита (рис. 36). При работе с этим препаратом отработать навыки центровки объекта при переходе с увеличения 56х на увеличение 280х .

Зарисовать разные типы клеток, обозначить в клетке цитолемму, цитоплазму и ядро .

- «Кровь человека» (бЗОх). Основную массу клеток составляют безъядерные эритроциты. По форме эритроцит напоминает двояко­ вогнутый диск. Цитоплазма эритроцита окрашена в бледно-розовый цвет. Между эритроцитами встречаются лейкоциты округлой формы, содержащие ядро. По характеру и форме ядра лейкоциты делятся на гранулоциты (нейтрофильные, эозинофильные, базофильные) и агрунолоциты (лимфоциты, моноциты). Найти разные виды лейкоцитов (сегментоядерные нейтрофилы, эозинофнлы с ярко-оранжевой зер­ нистостью, б азофилы с сине-фиолетовой зернистостью, моноциты с крупным бобовидным ядром и мелкие лимфоциты с округлым ядром) и тромбоциты (рис. Зв) .

Зарисовать форменные элементы крови человека, обозначить эритроциты, лейкоциты, ядра, цитолемму, цитоплазму .

II. Изучить микропрепараты (без зарисовки):

- «Нервные клетки сетчатки глаза лошади» (280х). Нервные клетки позвоночных имеют отростчатую форму. Наличие отростков является приспособлением к восприятию и проведению нервного импульса .

От тела нейрона, содержащего ядро с крупным ядрышком, отходит несколько отростков (рис. Зг). Они придают клетке неправильную форму. Отростки отходят в различных направлениях, могут изгибаться в разных плоскостях. Найти нервную клетку, обратить внимание на ее форму, наличие ядра, нервных отростков .

- «Мерцательный эпителий мантии беззубки» (280х). Одно­ слойный эпителий, выстилающий мантию, состоит из высоких цилиндрических клеток. Ядра располагаются на разных уровнях, но всегда в базальных частях клеток. Свободная (апикальная) поверх­ ность клеток покрыта близко расположенными друг к другу ресничками, У основания ресничек располагается прерывистая линия. Она состоит из близко расположенных друг к другу базальных зерен, от каждого из которых и отходит ресничка (рис. Зд). При изучении препарата обратить внимание на форму клетки и ядра, наличие ресничек на свободной поверхности клетки .

Т Е М А № 3- БИ О Л О Г И Я К Л Е Т К И Структурными компонентами эукариотической клетки являются цитоплазма и ядро, которые отграничены от соседних клеток плазмолеммой или клеточной оболочкой .

Для клеток эукариот характерна высокая упорядоченность внутреннего содержимого, т.е. пространственное разделение различ­ ных биохимических процессов в клетке. Это осуществляется благодаря биологическим мембранам. Кроме того, наружная биологическая мембрана (плазмолемма) отделяет протоплазматическое содержимое клетки от внешней среды и в то же время регулирует движение ионов и макромолекул в клетку и из клетки .

Согласно современным данным биологическая мембрана имеет жидкостно-мозаичное строение (модель Сингера). Она состоит из двойного слоя липидов: неполярных гидрофобных поверхностей, обращенных друг к другу, и полярных гидрофильных, обращенных к цитоплазме и внешней среде. В мембрану встроены белкиферменты, транспортные, рецепторные, структурные белки, а также аквапорины - особые белки, обладающие функцией переносящего воду канала. Они обеспечивают трансмембранное перемещение воды и фармакологических препаратов. Обнаружены в мембранах почек эндотелия хориоидальных сплетений мозговых оболочек. Кроме того, на наружной поверхности плазмолеммы находится гликокаликс, представляющий собой гликолипопротеин .

Структурными компонентами ядра являются кариолемма, карио­ плазма, хроматин и ядрышко. Из хроматина в процессе деления клетки образуются хромосомы .

Цель занятия: 1. Знать структурные компоненты эукариоти­ ческих клеток, особенности их строения и функции. 2. Уметь находить органеллы и включения клетки в препаратах. 3. Ознакомиться с электроннофотограммами структурных компонентов цитоплазмы, ядра .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Структурные компоненты клетки .

2. Оболочка клетки. Цитоплазматическая мембрана, особенности ее строения и функции .

3. Строение цитоплазмы:

-структурная организация и свойства гиалоплазмы:

- органеллы общего назначения, их морфология и функциональная характеристика;

- органеллы специального назначения, их функциональная морфология;

- цитоплазматические включения, их классификация и значение в клетке .

4. Строение ядра эукариотической клетки. Ядерно-цитогшазматическое отношение как показатель функционального состояния клетки .

5. Морфофункциональная характеристика хромосом. Типы и правила хромосом .

6. Кариотип, идиограмма. Характеристика кариотипа человека .

Денверская и Парижская классификации хромосом человека .

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 32-49. 2. ЗаяцР.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицинским специаль­ ностям. Мн.: ВШ, 20! 1, с. 25-29, 32-37, 39-48 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Структурные компоненты эукариотической клетки:

а) клеточная оболочка, гиалоплазма, ядро; б) цитолемма, органеллы, ядро; в) клеточная оболочка, цитоплазма, ядро .

2. Органеллы клетки общего назначения:

а) эндоплазматическая сеть, рибосомы, пластинчатый комплекс;

б) микрофиламенты, тонофибриллы, в) центросома, митохондрии, лизосомы; г) пластиды .

3. Органеллы клетки специального назначения:

а) миофибриллы, нейрофибриллы; б) тонофибриллы, микротрубочки, микрофиламенты; в) реснички, жгутики; г) пластиды .

4. Органеллы клетки, имеющие мембранное строение;

а) центросома; б) эндоплазматическая сеть; в) пластинчатый комплекс, лизосомы; г) митохондрии .

5. Органеллы клетки, не имеющие мембранного строения:

а) центросома; б) рибосома; в) микротрубочки, микрофиламенты;

г) пластинчатый комплекс, лизосомы .

6. Роль эндоплазматической сети в клетке:

а) синтез белков; б) синтез жиров и углеводов; в) функция компартментализации; г) транспортная .

7. Роль лизосом в клетке:

а) синтез жиров; б) расщепление нуклеиновых кислот, белков, жи­ ров, углеводов; в) внутриклеточное переваривание разрушенных компонентов цитоплазмы; г) аутолиз клетки .

8. Роль митохондрий в клетке:

а) хранители цитоплазматической наследственности; б) силовые станции клетки; в) формирование включений; г) протеолитическая функция .

9. Роль пластинчатого комплекса в клетке:

а) участвует в равномерном расхождении хромосом к полюсам; б) образование лизосом; в) формирование включений; г) экскреторная и секреторная функции .

10. Роль центросомы в клетке:

а) формирование митотического аппарата; б) формирование лизо­ сом; в) равномерное расхождение хромосом в митозе и мейозе; г) экскреторная функция .

11. Структурные компоненты ядра:

а) плазмолемма; б) кариолемма; в) кариоплазма; г) хроматин; д) ядрышко .

12. Типы хромосом:

а) метацентрические; б) субметацентрические; в) акроцентрические; г) телоцентрические; д) кольцевые .

13. Сущность правила непрерывности хромосом:

а) триплеты молекулы ДНК не перекрываются; б) одну амино­ кислоту кодирует несколько триплетов; в) каждая хромосома образу­ ется из материнской хромосомы при делении клетки; г) способность хромосом к авторепродукции .

14. Правила хромосом:

а) постоянства числа хромосом; б) парности; в) непрерывности; г) индивидуальности .

15. Сущность правила индивидуальности хромосом

а) каждый вид имеет характерный только для него набор хромосом;

б) каждая хромосома имеет свои морфологические особенности; в) каждая хромосома имеет характерный для нее набор генов .

16. Роль теломер в хромосомах:

а) участвуют в делении клетки; б) делают хромосому насыщенной;

в) сохраняют хромосому как дискретную единицу; г) препятствуют соединению хромосом или их фрагментов между собой .

17. Какую группу кариотипа человека составляют самые крупные метацентрические хромосомы (указать номера хромосом)?

a) B(II) - 4-5; б) С(Ш) - 6-12, Х-хр.; в) А(1) - 1-3; г) D(1V) - 13-15 .

18. Какую группу кариотипа человека составляют крупные субметацентрические хромосомы (указать номера хромосом)?

а) В(11) - 4-5; б) С (111) - 6-12, Х-хр.; в) А(Г) - 1-3; г) D(1V) - 13-15 .

19. Какую группу кариотипа человека составляют средние мета- и субметацентрические хромосомы (указать номера хромосом)?

а) В(И) - 4-5; б) D(1V) - 13-15; в) С(Ш) - 6-12, X - хр.; г) E(V) - 16Какую группу кариотипа человека составляют средние акроцентрические хромосомы (указать номера хромосом)?

а) С (Ш )-6-12, Х-хр.; б) D(IV) -13-15; в) E(V) -16-18; г) F(VI) - 19Какую группу кариотипа человека составляю т малые субметацентрические хромосомы (указать номера хромосом)?

а) В(Н) - 4-5; б) Е (V) -16-18; в) F(VI) -19-20; г) G(VII)2I -22,У-хр .

22. Какую группу кариотипа человека составляю т малые метацентрические хромосомы (указать номера хромосом)?

a) E(V) - 16-18; б) D (IV) - 13-15; в) F(V1) - 19-20; г) G(VI1) - 21-22, У-хр .

23. Какую группу кариотипа человека составляют малые акроцентрические хромосомы (указать номера хромосом)?

a) D (IV) - 13-15; б) E(V) - 16-18; в) F(VI) - 19-20; г) G(VII) - 21-22, Y-xp .

24. Особенность Денверской классификации хромосом человека:

а) группы хромосом обозначаются римскими цифрами; б) группы хромосом обозначаются заглавными буквами латинского алфавита;

в) группы хромосом обозначаются арабскими цифрами .

25. Химический состав рибосом:

а) белок, и-РНК и углеводы; б) ДНК и белок; в) и-РНК, р-РНК и белок; г) рРНК; д) белок .

26. Первичные лизосомы это:

а) мелкие округлые тельца до 2 мм в диаметре; б) палочковидные тельца, имеют две элементарные мембраны; в) округлые тельца, имеют одну элементарную мембрану, до 2 мкм в диаметре; г) органоиды, матрикс которых содержит рибосомы; д) органоиды, матрикс которых содержит около 30 гидролитических ферментов .

27. Функции ядрышек:

а) осуществляют взаимосвязь кариолимфы с цитоплазмой; б) осуществляют взаимосвязь структур ядра; в) синтезируют ДНК; г) обеспечивают сборку субъединиц рибосом; д) синтезируют р-РНК и обеспечивают сборку субъединиц рибосом .

28. Идиограмма это:

а) несистематизированный кариотип; б) систематизированный кариотип; в) порядок расположения генов в хромосоме; г) порядок расположения нуклеотидов в гене; д) расположение хромосом кариотипа по мере убывания их величины .

29. Центромерный индекс это:

а) количество центромер хромосомы; б) отношение длины корот­ кого плеча к длинному; в) отношение длины короткого плеча к длине всей хромосомы; г) отношение длины длинного плеча к короткому;

д) отношение длины длинного плеча к длине всей хромосомы .

30. Структурные компоненты метафазной хромосомы:

а) две хроматиды, центриоли и спутник; б) одна хроматида, центро­ мера и теломеры; в) центромера, две хроматиды и теломеры; г) центриоль, спутник и вторичная перетяжка; д) вторичная перетяжка и кинетохор .

Лабораторная работа

I. Изучить микропрепараты (с зарисовкой):

- «Пластинчатый комплекс в нервных клетках спинального ганглия котенка» (280х). В клетках на светлом фоне выделяется черная петлистая сеть вокруг ядра. Она состоит из изогнутых и анастомозирующих между собой нитей и перекладин или состоит из отдельных палочек, чешуек, не связанных между собой. Ядра светлые, на фоне которых выделяются ядрышки серожелтого цвета (рис. 4а) .

Найти клетки с пластинчатым комплексом. Зарисовать и обозначить пластинчатый комплекс .

- «Митохондрии в клетках эпителия кишечника крысы» (280х) .

Митохондрии имеют вид красновато-розоватых образований округлой или продольной формы (рис. 46) .

Зарисовать клетки и обозначить в них ядро, ядрышко, митохондрии .

- «Центросома в дробящемся яйце аскариды» (280х). Препарат представляет собой срез через тело матки лошадиной аскариды, полость которой заполнена зиготами на разных стадиях дробления .

Выбрать клетки на стадии зиготы или двух бластомеров в стадии метафазы митоза, когда митотический аппарат деления четко виден .

Он состоит из длинных нитей, идущих между центриолями и образующих ахроматиновое веретено и коротких, отходящих от центриолей к периферии и образующих лучистое сияние. Хромосомы располагаются по экватору веретена. Часть нитей веретена отходит от центриолей и оканчивается на центромерах хромосом в местах

Рис. 4. Органеллы и включения клетки:

а - пластинчатый комплекс к клетках спинального ганглия котенка (1 - пластинчатый комплекс, 2 - ядро, 3 - ядрышко); б - митохондрии в клетках эпителия кишки крысы (1 - митохондрии, 2 - ядро); в - центросома в дробящемся яйце аскариды (1 - хромосомы, 2 - центриоли, 3 - лучистый венец, 4 - нити веретена деления, 5 - оболочка яйца); г - жировые включения в клетках печени (1 капли жира, 2 - ядро) .

Рис. 5. Кариотип человека:

1 - метацентрические. 2 - субметацентрические, 3 - акроцентрические хромосомы .

их перегиба (рис. 4в) .

Зарисовать и обозначить хромосомы, центриоли, лучистый венец, нити веретена деления, оболочку яйца .

- «Жировые включения в клетках печени аксолотля» (280х). При изучении препарата видно, что в цитоплазме гепатоцитов локали­ зуются черные (адсорбировавшие осмий) жировые капли, которые могут быть разного размера. Количество капель может' варьировать (рис. 4г) .

Зарисовать клетки, обозначить кат и жира в цитоплазме клеток .

II. Изучить электроннофотограммы клетки (без зарисовки) .

- «Ультраструктура цитолеммы». Найти белковый и липидный слои цитолеммы .

- «Ядро клетки». Найти ядерную мембрану, перинуклеарное пространство, поры в кариолемме, кариоплазму, хроматин, ядрыппси .

- «Лизосомы клетки канальца почки мыши». Найти мембрану лизосом, локализацию ферментов в лизосомах .

- «Митохондрии в ацинарной клетке поджелудочной железы» .

Найти наружную и внутренюю митохондриальные мембраны, кристы, матрикс .

- «Центросома клетки в период митоза». Найти центриоли, хромосомы, нити веретена деления .

- «Гранулярная цитоплазматическая сел. клеши поджелудочной железы мыши». Найти мембраны и рибосомы на них .

- «Пластинчатый комплекс в животной клетке». Найти вакуоли, микропузырыеи и пачки цистерн .

Ш. И зучить м икропрепарат (без зарисовки):

- «Кариотип человека» (бЗОх). Найти мегацентрияеские, субметацентрические и акроцентрические хромосомы (рис. 5) .

IV. П р о в ести к а р и о т и п и р о в а н и е хром осом ного н аб о р а человека (по индивидуальному заданию). Подсчитать число хромо­ сом, расположить их группами согласно Денверской классификации, записать их в таблицу протокола работы, сделать заключение по характеристике исследуемого кариотипа по аутосомам и половым хромосомам .

ТЕМ А № 4. КЛЕТКА КАК ОТКРЫ ТАЯ

СА М ОРЕГУ ЛИ РУ Ю Щ АЯСЯ СИ СТЕМ А

Клетка является открытой саморегулирующейся системой, т.к. для нее характерен поток вещества, энергии и информации. На уровне, как организма, так и клетки различают внешний и внутренний обмен веществ. Внешний обмен веществ в организме-это обмен с внешней средой, т.е. поступление питательных веществ и выделение шлаков .

Внутренний обмен веществ в организме осуществляется путем диссимиляции и ассимиляции. По типу ассимиляции выделяют гетеротрофные, миксотрофные и автотрофные организмы; по типу диссимиляции - аэробные и анаэробные .

Структуры живого не стабильны, они разрушаются и строятся заново. Обновление живого - это и есть поток вещества. Мерой потока вещества является период биологического полуобновления .

Это время, за которое половина конкретного живого вещества заменяется новыми молекулами. Поток вещества характеризуется пластическим обменом - фотосинтезом, хемосинтезом, биосинтезом белка, жиров и углеводов .

Цель занятия: 1. Знать современные представления о клетке как открытой саморегулирующейся системе. 2, Уметь экспериментально исследовать проницаемость клеточных мембран. 3. Ознакомиться с явлением фагоцитоза в животных клетках .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Клетка как открытая система. Понятие о внешнем и внутреннем обмене веществ в клетке .

2. Организация потока энергии в клетке в процессах фотосинтеза, брожения, дыхания. АТФ - универсальный источник энергии .

3. Поток внешней и внутренней информации в клетке. Кодиро­ вание генетической информации в клетке .

4. Поток веществ в клетке. Биосинтез белка, кодовая система белка .

5. Пассивный и активный транспорт веществ в клетку. Эндоцитоз и экзоцитоз .

Литература:

I. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 49-58.2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицинским специаль­ ностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 30-32, 37-39,75-78 .

Тесты для проверки для проверки уровня знаний по теме

1. Виды систем в зависимости от обмена вещества и энергии:

а) открытые, закрытые, замкнутые, адиабатические; б) открытые, замкнутые, изолированные, адиабатические; в) открытые и закры­ тые .

2. Особенности открытых систем:

а) имеется обмен вещества и энергии; б) имеется обмен информа­ ции, но отсутствует обмен энергии; в) имеются обмен вещества и энергии, кроме тепловой .

3. Особенности адиабатических систем:

а) имеется обмен вещества и энергии; б) отсутствует обмен вещества, возможен обмен энергии, кроме тепловой; в) отсутствует обмен вещества и энергии .

4. Особенности изолированных систем:

а) отсутствует обмен вещества и энергии; б) имеется обмен вещества и энергии; в) отсутствует обмен вещества, имеется обмен энергии, кроме тепловой .

5. Особенности замкнутых систем:

а) имеется обмен вещества и энергии; б) имеется обмен энергии, отсутствует обмен вещества; в) отсутствуют обмен энергии и вещества .

6. Виды активного транспорта веществ через клеточную мембрану:

а) экзо- и эндоцитоз; б) белками-переносчиками по градиенту концентрации; в) белкам и-переносчикам и против градиента концентрации; г) по типу протонного и ионного насосов .

7. Виды пассивного транспорта веществ через клеточную мембрану:

а) путем диффузии; б) белками-переносчиками по градиенту концентрации; в) белкам и-переносчикам и против градиента концентрации; г) через поры .

8. Действие изотонического раствора на эритроциты крови человека:

а) изменений в эритроцитах не происходит; б) эритроциты набу­ хают; в) эритроциты сморщиваются .

9. Действие гипертонического раствора на эритроциты крови чело­ века:

а) изменений в эритроцитах не происходит; б) эритроциты набу­ хают; в) эритроциты сморщиваются .

10. Действие гипотонического раствора на эритроциты крови чело­ века:

а) изменений в эритроцитах не происходит; б) эритроциты набу­ хают; в) эритроциты сморщиваются .

11. Фазы фагоцитоза:

а) положительный хемотаксис макромолекулы к клеточной мембране; б) адсорбция макромолекулы на клеточной мембране; в) поступление макромолекулы в клетку, ее переваривание и удаление непереваренных частиц .

i 2.

Виды внутриклеточного механизм а энергообеспечения у организ­ мов:

а) солнечная энергия; б) фотосинтез, хемосинтез; в) брожение, дыхание .

13. Особенности энергообеспечения при брожении:

а) продукты диссимиляции разрушаются не полностью; б) диссими­ ляция идет до органического вещества, богатого энергией; в) выход энергии небольшой .

14. Особенности энергообеспечения при дыхании:

а) низкомолекулярные продукты диссимиляции расщепляются до конечных продуктов распада; б) большой выход энергии; в) продукты диссимиляции разрушаются неполностью .

15. Особенности внешнего потока информации в клетке:

а) осуществляется при помощи коры головного мозга и желез внутренней секреции; б) воспринимается из межклеточной жидкости при помощи рецепторов цитолеммы; в) принимают участие ядерная и цитоплазматическая ДНК .

16.0собенности внутреннего потока информации в клетке:

а) закодирована в ядерной и цитоплазматической ДНК; б) прини­ мают участие и-РНК, т-РНК, ферменты активации аминокислот; в) принимают участие белки-переносчики; г) обеспечивается преемст­ венность видовых признаков из поколения в поколение .

17. Виды пластического обмена, характеризующие поток вещества:

а) гликолиз; б) фотосинтез; в) хемосинтез; г) биосинтез белков, жиров и углеводов .

18. Мера потока вещества:

а) период полуобновления; б) количество выделенных молекул АТФ; в) битт/сек.; г) время, за которое половина определенного вещества заменяется новыми молекулами;

19. Процессы, происходящие в световой фазе фотосинтеза:

а) синтез органических веществ из неорганических; б) фотолиз воды; в) выделение свободного кислорода; г) синтез энергии в виде АТФ и НАДФ - Н2 .

20. Процессы, происходящие в темповой зоне фотосинтеза:

а) фотолиз воды; б) использование энергии АТФ и НАДФ-Н2; в) синтез органических веществ из неорганических .

Лабораторная работа I. Изучить влияние изо-, гиио- и гипертонического растворов на эритроциты крови человека .

Оборудование: микроскоп, стекла предметные, стекла покровные 18x18 мм, пипетка глазная, чашка Петри, палочка стеклянная глазная, вода дистиллированная, растворы хлорида на трия 0,2%, 0,9% и 2%, кровь человека .

Ход работы. Поместить на чистое предметное стекло каплю крови человека, покрыть покровным стеклом. Рассмотреть препарат при сильном увеличении. Обратить внимание на округлую форму эритроцитов. Приготовить временный препарат крови человека с добавлением капли изотонического раствора хлорида натрия (0,9%) .

Препарат рассмотреть под микроскопом (280х) и зарисовать в таблицу. Обратить внимание, что никаких изменений в эритроцитах не происходит .

Приготовить временный препарат крови человека с добавлением гипотонического раствора хлорида натрия (0,2%). Вследствие разницы осмотического давления внутри эритроцита и окружающей жидкости произойдет набухание эритроцитов Рассмотреть под микроскопом (280х) и зарисовать .

Приготовить временный препарат крови человека с добавлением капли дистиллированной воды. Происходит гемолиз эритроцитов (эритроциты вследствие резкой разницы осмотического давления лопаются, и их содержимое вытекает в раствор). Рассмотреть препарат под микроскопом (280х) и зарисовать. Приготовить временный препарат крови человека с добавлением гипертонического (2%) раствора хлорида натрия. Рассмотреть под микроскопом (280х) и зарисовать. Обратить внимание на сморщивание эритроцитов .

Данные эксперимента и выводы внести в таблицу .

В лияние изо-, гипо- и т перпт ш нескаго раст воров хлорида нат рия на эрипщюи/иты _______________ ______________ крови человека.______________________________

Концентрация Характер Рисунок препарат Вывод по опыту p-pcmNaCl расгпюров 0.9% 0.2% Дистиллирован­ ная вода 20%

II. Изучить микропрепараты (без зарисовки):

- «Накопление краски в гистиоцитах подкожной клетчатки крысы»

(280х). Обратить внимание на скопление гранул краски в цитоплазме гистиоцитов .

- «Накопление краски извитыми канальцами почки крысы» (280х) .

Обратить внимание на адсорбцию гранул краски в цитоплазме клеток .

Т Е М А № 5. Ф И ЗИ О Л О Г И Я К Л Е Т К И Одним из важнейших свойств клетки как живой системы является ее способность к самовоспроизведению, т.е. к размножению. Размно­ жение клеток лежит в основе процессов роста и развития организмов .

Основными типами деления клетки является амитоз (прямое деле­ ние) и митоз (непрямое деление) .

Митоз (гр. mitos - нить) - способ деления клеток, обеспечи­ вающий тождественное распределение генетического мате-риала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений .

Особой формой митоза является мейоз (гр. meiosis -уменьшение)

- специализированный тип деления клеток, для которого характерно наличие двух следующих друг за другом делений ядра и цитоплазмы, в результате чего происходит уменьшение числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Биологическое значение мейоза определяется механизмами, обеспечивающими гаплоидность половых клеток и генетической комбинаторикой (кроссинговер, независимое расхождение хромосом и хроматид), спо­ собствующей наследственному разнообразию .

Цель занятия: 1. Знать способы размножения клеток, механизмы регуляции деления клеток, медицинские аспекты клеточной пролиферации. 2. Уметь определять стадии митоза и амитоза на микропрепаратах. 3. Ознакомиться с видами и формами амитоза .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Жизненный цикл клетки, его периоды и характеристика .

Цитогенетическая характеристика ядра клетки в период интерфазы .

2. Деление клетки, его типы и виды .

3. Митоз:

- собственно митоз, его фазы, динамика распределения генетического материала, биологическое значение;

- мейоз; фазы мейоза, их цитологическая и цитогенетическая характеристики; биологическое значение;

- эндомитоз и политения; механизмы их возникновения и биологическое значение .

4. Амитоз, его виды и-формы, биологическое значение .

5. Клеточная пролиферация. Проблема клеточной пролиферации в медицине .

6. Механизмы, обеспечивающие деление клеток .

7. Клеточная гибель (некроз, апоптоз) .

Литература:

1. Бекиш 0.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 58-71.2. Заяц Р.Г., Бутвнловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицинским специаль­ ностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 48-57 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Жизненный цикл клетки:

а) период от конца деления клетки до конца ее собственного деления; б) период от возникновения клетки путем деления материн­ ской до окончания ее собственного деления или ее смерти; в) период между делениями клетки .

2. Периоды интерфазы:

а) пресинтетический, синтетический, постсинтетический; б) постми­ тотический, премитотический; в) синтетический, постсинтетический .

3. Цитогенетическая характеристика ядра в G, - период интерфазы:

a) 2n : 2chr : 4с; б) 2n : lehr : 2с; в) In : lehr : 2с .

4. Цитогенетическая характеристика ядра в S - период интерфазы:

a) 2n : 2chr : 4с; б) 2n : lehr : 2с; в) In : 2chr : 2с .

5. Цитогенетическая характеристика ядра в G2 - период интерфазы:

a) 2n : 2chr : 4с; б) 2n : lehr : 2с; в) In : 2chr : 2с .

6. Основные типы деления клеток:

а) амитоз; б) митоз; в) мейоз .

7. Виды митоза:

а) митоз, мейоз; б) эндомитоз, политения; в) амитоз .

8. Виды амитоза по форме:

а) генеративный, дегенеративный, реактивный; б) равномерный, неравномерный, множественный; в) без цитотомии .

9. Формы амитоза по виду:

а) генеративный, дегенеративный, реактивный; б) равномерный, неравномерный, множественный, без цитотомии; в) эндомигоз, политения .

10. Что расходится к полюсам в анафазе митоза?

а) хромосомы; б) хроматиды .

11. Цитогенетическая характеристика ядра в телофазе митоза:

a) 2n : 2 c h r: 4с; б) 2n : l e h r : 2с; в) In : 2 c h r: 2с .

12. Биологическое значение митоза:

а) происходит равномерное распределение генетического матери­ ала; б) дочерние клетки полностью похожи на материнскую; в) из соматических диплоидных клеток получаются половые гаплоидные клетки,

13. Графоструктура мейоза:

а) мейоз I - интеркинез - мейоз 11; б) мейоз I - интерфаза - мейоз II

-гибель -^оплодотворение; в) интерфаза - мейоз I - интеркинез мейоз II -^оплодотворение или гибель гаметы .

14. Порядок стадий профазы мейоза I:

а) лептотена, зиготена, диплотена, диакинез, пахитена; б) зиготена, пахитена, лептотена, диплотена, диакинез; в) лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез .

15. Основные процессы с хромосомами в профазе мейоза I:

а) спирализация; б) конъюгация и кроссинговер; в) деспирализация .

16. Характеристика ядра клетки, вступившей в мейоз I:

a) 2n : l e h r : 2с; б) 2n : 2 c h r: 4с; в) In : 2 c h r: 2с .

17. Что расходится к полюсам в анафазе мейоза I?

а) хромосомы; б) хроматиды .

18. Характеристика ядра клетки, вступившей в мейоз И:

a) 2n : 2chr: 4с; б) 2n : lehr : 2с; в) In : 2 c h r: 2с .

19. Что расходится к полюсам в анафазе мейоза II?

а) хромосомы; б) хроматиды .

20. Цитогенетическая характеристика клеток после мейоза 11:

a) In : 2 c h r; 2с; б) In : lehr : 1с; в) 2n : lehr : 2c .

21. Типы тканей по способности к пролиферации;

а) лабильные; б) стабильные; в) статические .

22. Примеры лабильных тканей:

а) клетки печени, поджелудочной железы; б) клетки крови, эпидер­ мис кожи; в) клетки эндометрия матки, эпителий слизистой желу­ дочно-кишечного тракта .

23. Примеры стабильных тканей:

а) клетки слюнных желез, печени; б) клетки поджелудочной железы, почек; в) клетки крови .

24. Примеры статических тканей:

а) клетки костной и хрящевой тканей; б) клетки нервной ткани, волокна миокарда; в) клетки эндометрия матки .

25. Вклад Л. Хартвелла в изучение регуляторов клеточного цикла:

а) открыл специфический класс генов, контролирующих клеточный цикл; б) открыл ключевой регулятор клеточного цикла - CDK; в) открыл специальные белки-циклины - регуляторы функции CDK .

26. Вклад 1'. Ханта в изучение регуляторов клеточного цикла:

а) открыл специфический класс генов, контролирующих клеточный цикл; б) открыл ключевой регулятор клеточного цикла - CDK; в) открыл специальные белки-циклины - регуляторы функции CDK .

27. Вклад Пол Норса в изучение регуляторов клеточного цикла:

а) открыл специфический класс генов, контролирующих клеточный цикл; б) открыл ключевой регулятор клеточного цикла - CDK; в) открыл специальные белки-циклины - регуляторы функции CDK .

28. Механизмы регуляция деления клеток:

а) активация CDK путём взаимодействия с белком-циклином; б) комплекс циклин-CDK активируется фосфорилированием треонинового остатка в Т-петле СДК; в) комплекс циклин-CDK участвует как в инициации митоза, так и в репликации ДНК .

29. Способы клеточной гибели:

а) апоптоз; б) карирексис; в) лизис; г) некроз .

30. Биологическая роль апоптоза это удаление клеток:

а) отработавших; б) патологических; в) мутантных г) зараженных вирусами; д) пролиферирующих .

Л абораторная работа

I. И зучить микропрепаратьг (с зарисовкой):

- «Амитоз в клетках эпителия мочевого пузыря мыши» (280х).В препарате видны клетки на разных стадиях амитоза (рис. 6) .

Зарисовать клетки на стадиях перешнуровки ядра, двухядерной клетки, цитотомии и стадии двух дочерних клеток .

- «Митоз в клетках корешка лука» (280х). В клетках корешка лука нет центриолей, поэтому в них видны только хромосомы. В клетке в состоянии интерфазы хорошо заметно ядро, ядрышко, гранулы хрома­ тина. В профазе видны хромосомы, образующие плотный, а затем рыхлый клубок (в поздней фазе). В метафазе хромосомы располо­ жены в плоскости экватора клетки. В анафазе происходит отщепление хроматид друг от друга и расхождение их к полюсам, в результате чего з клетке видны две группы дочерних хромосом, имеющих вид звезды. Телофаза продолжается до полной реконструкции ядра. В растительных клетках формируется не перетяжка цитоплазмы, а перегородка, которая возникает в центре и затем движется на пери­ ферию (рис. 7) .

Зарисовать клетки на стадиях интерфазы, профазы, мета­ фазы, телофазы .

- «Митоз в клетках поперечного среза матки аскариды» (280х) .

На поперечном срезе матки аскариды видны яйца с четко контурируемыми оболочками. Внутри яйца находятся клетки на разных стадиях митоза (рис. 8) .

Найти клетки в стадиях интерфазы, профазы, метафазы, анафазы, телофазы. Зарисовать и обозначить их .

Рис. 6. Амитоз в клетках эпителия мочевого пузыря мыши:

1 - перешнуровка ядра; 2 - стадия двухядерной клетки; 3 - цитотомия; 4 - стадия

–  –  –

ТЕМА № 6. РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ

Размножение (репродукция) - свойство, присущее всем организ­ мам воспроизводить себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Основными способами размножения организмов являются бесполое и половое .

При половом размножении, в отличие от бесполого, принимают участие две родительские особи или половые клетки (гаметы) родительских особей (за исключением нерегулярных -гопов полового размножения). Гаметы— специализированные клетки с генера-тивной функцией.

Процесс их образования (гаметогенез) протекает в гонадах:

сперматогенез в семенниках, овогенез - в яичниках. У протает сразу было три вида копулятивного размножения (изогамия, анизогамия, оогамия). У эукариот в процессе эволюции формирование полового диморфизма шло в следующих направлениях: 1) образование женских и мужских гамет; 2) переход от изогамии к анизогамии и оогамии; 3) образование яйцеклеток с большим содержанием желтка, а затем, в связи с внутриутробным развитием, появление вторично-олиголецитальных яйцеклеток; 4) продукция большого количества спермы;

5) появление организмов, продуцирующих только сперму (самцов) и только яйцеклетки (самок). Процесс эволюции различных полов шел длительно, поэтому имело место появление организмов - гермаф­ родитов .

Цель занятия: 1. Знать эволюцию форм размножения организмов, сущность бесполого и полового размножений. 2. Уметь определять олиголецитальные и полилецитальные яйцеклетки, фазы оплодотво­ рения на микропрепаратах. 3. Ознакомиться с биологической сущностью нерегулярных типов полового размножения .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Размножение - универсальное свойство живого. Эволюция форм размножения .

2. Бесполое размножение, его виды, биологическое значение .

Полиэмбриония как вид бесполого размножения у организмов, размножающихся половым путем .

3. Половое размножение, его виды. Преимущества полового размножения перед бесполым. Формы полового размножения у протист и ж ивотны х .

4. Особенности полового размножения у животных:

- закономерности ово- и сперматогенеза у млекопитающих;

- морфологические и функциональные особенности зрелых гамет у млекопитающих;

- осеменение (наружное и внутреннее), ферментативные процессы при осеменении; искусственное осеменение у млекопитающих;

- оплодотворение, его фазы, биологическая сущность .

5. Нерегулярные типы полового размножения: партеногенез (есте­ ственный, искусственный), гиногенез, андрогенез .

6. Формирование полового диморфизма и раздельнополости в процессе эволюции. Переопределение пола .

Литература:

!. Бекиш 0.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 72-87.2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицинским специаль­ ностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 213-223 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Виды бесполого размножения:

а) партеногенез; б) вегетативное; в) спорообразование .

2. Формы вегетативного размножения:

а) продольное, поперечное, множественное деления; б) фрагмента­ ция, почкование; в) полиэмбриония; г) вегетативными органами у растений .

3. Формы полового размножения:

а) шизогония; б) конъюгация; в) коопуляция; г) партеногенез, гиногенез, андрогенез .

4. Нерегулярные типы полового размножения:

а) оогамия; б) партеногенез; в) гиногенез; г) андрогенез .

5. Виды коопуляции:

а) изогамия; б) анизогамия; в) оогамия; г) шизогония .

6. Особенности бесполого размножения:

а) принимает участие одна родительская особь; б) развитие идет из зиготы; в) развитие идет из соматических клеток; г) новое поколе­ ние по наследственному материалу не отличается от родительской .

7. Особенности полового размножения:

а) принимают участие две родительские особи; б) участвуют поло­ вые клетки; в) обновляется наследственный материал; г) развитие идет из соматических клеток .

8. Преимущества полового размножения перед бесполым:

а) потомство полностью похоже на родителей; б) выше коэффициент размножения; в) происходит обновление генетического материала, что приводит к многообразию форм одного вида; г) увеличиваются адаптивные возможности организма .

9. Какие параметры половых клеток сходны при изогамии?

а) размеры; б) форма; в) подвижность; г) структура .

10. Периоды сперматогенеза:

а) размножения, роста, формирования; б) размножения, формиро­ вания, созревания; в) роста, созревания, формирования; г) размно­ жения, роста, созревания, формирования .

11. Периоды овогенеза:

а) размножения, роста, созревания; б) размножения, формирования, созревания; в) роста, созревания, формирования; г) размножения, роста, формирования, созревания .

12. Цитогенетическая характеристика овогоний и сперматогоний:

a) 2n : lehr : 2с; б) 2n : 2chr : 4с; в) In : 2chr : 2с .

13. Цитогенетическая характеристика овоиитов I порядка и сперматоцитов I порядка:

a) 2n : lehr : 2с; б) 2n : 2 c h r: 4с; в) In : 2chr : 2с .

14. Цитогенетическая характеристика овоцитов II порядка и сперматоцитов II порядка:

a) 2n : 2chr : 4с; б) In : lehr : !с; в) In : 2chr : 2с .

15. Цитогенетическая характеристика сперматид, сперматозоидов и яйцеклеток:

a) In : lehr : 1с; б) In : 2 c h r: lc; в) In : 2chr : 2c .

16. Характеристика изолецитальных яиц:

а) содержат мало желтка; б) содержат умеренное количество желт­ ка; в) желток располагается в центре яйца; г) желток равномерно распределен по цитоплазме .

17. Характеристика телолецитальных яиц:

а) содержат мало желтка; б) содержат умеренное количество желтка; в) содержат чрезмерное количество желтка; г) желток сконцентрирован на вегетативном полюсе яйца .

18. Характеристика центролецитальных яиц:

а) содержат умеренное количество желтка; б) содержат чрезмер­ ное количество желтка; в) желток располагается в центре яйца; г) желток равномерно распределен по цитоплазме яйца .

19. Продолжительность периода размножения при овогенезе у млекопитающих:

а) идет до момента полового созревания; б) заканчивается к моменту рождения; в) продолжается всю жизнь .

20. Роль гиногамона I при осеменении:

а) ферментативно растворяет яйцевую оболочку; б) тормозит движение сперматозоидов; в) стимулирует движение сперматозоидов;

г) повышает вероятность контакта сперматозоида и яйцеклетки .

21. Роль гиногамона II при осеменении:

а) блокирует двигательную активность сперматозоидов; 6) стимулирует движение сперматозоидов; в) способствует фиксации сперматозоида на оболочке яйцеклетки; г) обладает гиалуронидазной активностью .

22. Роль андрогамона I при осеменении:

а) стимулирует движение сперматозоидов; б) ферментативно растворяет яйцевую оболочку; в) тормозит движение сперматозоидов;

г) предохраняет сперматозоиды от преждевременной растраты энергии .

23. Роль андрогамона II при осеменении:

а) участвует в ферментативном растворении яйцевой оболочки; б) обеспечивает контакт сперматозоида с яйцеклеткой; в) стимулирует движение сперматозоидов: г) тормозит движение сперматозоидов .

24. Пути проникновения сперматозоида в яйцеклетку:

а) через микропеле; б) через воспринимающий бугорок; в) фер­ ментативно; г) фагоцитарно .

Лабораторная работа

I. Изучить микропрепараты (с зарисовкой):

- «Яйцеклетка беззубки» (280х). На поперечном срезе видны яйцеклетки округлой формы с округлым ядром и окрашенными в розо­ вый цвет, с равномерно расположенными гранулами желтка. Яйце­ клетки беззубки являются примером изолецитальной яйцеклетки (рис .

9а) .

Зарисовать, обозначить клеточную оболочку, цитоплазму, ядро, гранулы желтка .

• «Сперматозоиды морской свинки» (280х). Препарат представляет собой мазок спермы морской свинки, окрашенный гематоксилином .

В поле зрения видны отдельные сперматозоиды вытянутой формы, где хорошо различимы головка, ядро, акросома, шейка и хвостик (рис .

96) .

Зарисовать 2-3 сперматозоида. Обозначить головку, ядро, акросому, шейку, хвостик .

Рис. 9. Стадии полового размножения у животных:

а - яйцеклетка беззубки (1 - клеточная оболочка, 2 - цитоплазма, 3 - ядро, 4 гранулы желтка); б - сперматозоиды морской свинки (1 - головка, 2 - ядро, 3 акросома, 4 - шейка, 5 - хвостик), в - оплодотворение яйца лошадиной аскариды (1

- сперматозоид, 2 - яйцеклетка); г - синкарион у лошадиной аскариды (мужской и женский пронуклеусы и их слияние); д - деление созревания яйцеклетки лошадиной аскариды (1 - анафаза I ооцита, 2- ядро сперматозоида, 3 - анафаза II ооцита) .

Рис. 10. Бесполое и половое размножение организмов:

а - почкующаяся гидра (1 - материнская особь, 2 - дочерняя особь); б - мукор (1 спорангиеносные нити, 2 - спорангии со спорами); в - сперматозоиды петуха; г яйцеклетка лягушки (1 - анимальный полюс, 2 - вегетативный полюс) .

- «Оплодотворение яйца лошадиной аскариды» (280х). На препарате видны отдельные яйцеклетки и сперматозоиды, а также контактирующие между собой сперматозоид и яйцеклетка, (рис. 9в) Зарисовать и обозначить яйцеклетку, ее ядро, сперматозоид .

- «Синкарион у лош адиной аскариды» (280х). П репарат представляет собой срез матки, заполненной яйцеклетками. В отдель­ ных зиготах хорошо заметны два пронуклеуса перед и в момент их слияния(рис. 9г) Зарисовать и обозначить мужской и женский пронуклеусы в стадии синкариона и в момент слияния ядер (синкарионгамия) .

«Деление созревания яйцеклетки лошадиной аскариды» (280х) .

Препарат представляет собой поперечный срез матки аскариды, заполненный ооцитами 1 и И порядков. Ооциты покрыты толстой гомогенной оболочкой. Процесс созревания происходит у аскариды в то время, когда сперматозоид уже проник в ооцит и находится в центре его. В препарате видны оплодотворенный ооцит, в котором имеется ядро сперматозоида и анафаза I ооцита, в другой клетке ядро сперматозоида и анафаза II ооцита .

Зарисовать и обозначить мейоз I и мейоз И в процессе оплодотворения .

II. Изучить микропрепараты (без зарисовки):

- «Почкующаяся гидра» (56х). Найти материнскую и отпочко­ вывающуюся дочернюю особи (рис. 10а) .

- «Мукор» (56х). Найти спорангиеносные ниш и спорангии со спорами (рис. 106) .

- «Сперматозоиды петуха» (280х). Обратить внимание на форму головки, шейки, хвостика, ядра (рис. 10в) .

- «Яйцеклетка лягушки» (56х). Обратить внимание на содержание и распределение желтка в яйцеклетке. Найти анимальный и вегета­ тивный полюса (рис. Юг) .

ТЕМА№ 7. ОСОБЕННОСТИ РЕПРОДУКЦИИ ЧЕЛОВЕКА

Раздельнополость является основным, обязательным и глобаль­ ным феноменом сексуальности человека. Эмбрионы вплоть до б-й недели беременности потенциально бесполы. На б-й неделе, когда закладывается индифферентная половая железа, эмбрион бисексу­ ален. Дифференцировка эмбриональной гонады у мужского организма происходит на 7-8 неделе беременности, у женского - на 8 - 9 неделе .

Особенностями оплодотворения у человека являются следующие:

1. Для того, чтобы произошло оплодотворение, эякулят спермы должен содержать не менее 150 миллионов сперматозоидов. 2. Яйце­ клетка существует всего 24 часа, сперматозоид -до 4 суток, но сохра­ няет способность к оплодотворению в течение 24-48 часов. 3. Сперма­ тозоид проникает не в яйцеклетку, а в овоцит П порядка. 4. Способы проникновения сперматозоида возможны через воспринимающий бугорок и ферментативным путем. 5. После проникновения спермато­ зоида в овоцит II порядка развивается кортикальная реакция для предотвращения полиспермии. 6. Через 24 часа после проникновения сперматозоида в овоцит II порядка проходит мейоз II с образованием яйцеклетки и 2-го редукционного тельца, а спустя 10 час наступает синкарион и синкарнонгамия .

Цель занятия: 1. Знать биологические особенности репродукции человека, аспекты формирования полового диморфизма, механизмы развития гермафродитизма. 2. Уметь определять стадии сперматои овогенеза на микропрепаратах. 3. О знакомиться с этическим и и ю ридическим и аспектами вм еш ательства в репродукцию человека, в его морф ологический и гражданский пол .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Биологическая детерминация пола в развитии у человека .

Половой диморфизм: генетический, гонадный, гаметный, гормо­ нальный, морфологический, гражданский и поведенческий .

2. Дифференцировка признаков пола в развитии. Значение генов Х“т и YH в формировании пола у человека .

'y

3. Особенности овогенеза у человека, его гормональная регуляция .

4. Сперматогенез у человека, его гормональная регуляция .

5. Морфологические и функциональные особенности зрелых гамет человека .

6. Особенности оплодотворения у человека, влияние на него сезон­ ных ритмов, стресса, социальных факторов .

7. Гермафродитизм (истинный и ложный). Нарушение у человека полового самосознания. Транссексуализм. Трансвестизм .

8. Современные способы преодоления супружеского бесплодия у человека: искусственное осеменение, оплодотворение в пробирке, искусственное выращивание эмбриона и пересадка его в матку, сурро­ гатное материнство .

9. Этические аспекты вмешательства в репродукцию человека, в морфологический и гражданский пол при гермафродитизме и транс­ сексуализме .

Литература:

I. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 88-103. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицинским специаль­ ностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 223-225 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Виды полового диморфизма у человека:

а) хромосомный, гонадный, гормональный; б) генетический, гонадный, гаметный; в) гормональный, морфологический; г) граждан­ ский, поведенческий .

2. Значение гена Tfm (тестикулярной феминизации) Х-хромосомы:

а) синтез белков, дифференцрующнх яичник; б) синтез белкарецептора для тестостерона; в) синтез H-Y-антигена; г) контролирует ферментативные процессы .

3. Значение гена H-Y Y-хромосомы у человека:

а) синтез белка-рецептора для тестостерона; б) синтез H-Y анти­ гена, контролирующего продукцию тестостерона; в) синтез H-Y антигена, стимулирующего дифференцировку гонад в семенники .

4. Срок и дифференцировка эмбриональной гонады у зародыша с гено­ типом X'fmX‘fm :

а) 6 неделя беременности, мозговой слой эмбриональной гонады;

б) 6 неделя беременности, корковый слой эмбриональной гонады; в) 8-9 неделя беременности, корковый слой эмбриональной гонады .

5. Срок и дифференцировка эмбриональной гонады у зародыша с генотипом X,tmYHy:

а) 6 неделя беременности, мозговой слой эмбриональной гонады;

б) 7-8 неделя беременности, мозговой слой эмбриональной гонады;

в) 8-9 неделя беременности, корковый слой эмбриональной гонады .

6. Клетки семенников, продуцирующие тестостерон:

а) клетки Лейдига; б) клетки Сертоли; в) сперматоциты 1 и II порядка; г) сперматозоиды .

7. Клетки яичников, продуцирующие женские половые гормоны:

а) клетки примордиальных фолликулов; б) тека-клетки; в) клетки желтого тела; г) овоциты I и II порядка .

8. Действие гонадотропных гормонов (ФСГ и ЛГ) на функцию семенников:

а) ФСГ - на рост и развитие спермиев; б) ФСГ - продукцию тестостерона; в) ЛГ - на рост и развитие спермиев; г) ЛГ -продукцию тестостерона .

9. Действие гонадотропных гормонов (ФСГ и ЛГ) на функцию яичников:

а) ФСГ - на рост фолликулов и овуляцию; б) ФСГ - на рост фолли­ кулов; в) ЛГ - созревание фолликулов и их овуляцию; г) ЛГ - продук­ цию эстрагенов и прогестерона .

10. Стадии овогенеза в яичнике у родившейся девочки:

а) 200-400 тыс. овогоний, овоциты I и II порядка; б) 100-200 тыс .

овогоний, овоциты I и II порядка, яйцеклетки; в) 200-400 тыс .

овогоний, овоциты 1 порядка в зоне роста и профазе мейоза I зоны созревания .

11. Канал предпочки, из которого формируются половые органы женского плода, сроки дифференцировки (недели беременности):

а) Вольфов канал, 10-12 недели беременности - внутренние поло­ вые органы, 12-20 недели - наружные половые органы; б) Мюллеров канал, 10-12 недели беременности-внутренние половые органы, 12недели - наружные половые органы .

12. Канал предпочки, из которого формируются половые органы у мужского плода, сроки дифференцировки (недели беременности):

а) Вольфов канал, 9-18 недели беременности - внутренние половые органы; б) Вольфов канал, 10-12 недели беременности - внутренние половые органы; в) Мюллеров канал, 12-20 недели - наружные половые органы .

13. В какую клетку попадает сперматозоид при оплодотворении у человека?

а) яйцеклетку; б) оогаду; в) овоцит I порядка; г) овоцит II порядка .

14. Пути проникновения сперматозоида в женскую гамету у человека:

а) ферментативный; б) через микропеле; в) через воспринима­ ющий бугорок; г) фагоцитарный .

15. В течении какого времени гаметы человека сохраняют способ­ ность к оплодотворению?

а) яйцеклетка - 24 часа; б) яйцеклетка - 48 часов; в) сперматозоид

- до 4 суток; г) сперматозоид - 24-48 часов .

16. Минимальное количество сперматозоидов в эякуляте, при котором возможно оплодотворение:

а) 50 млн.; б) 100 млн.; в) 150 млн.; г) 200 млн .

17. Показания к искусственному осеменению женщины:

а) азоспермия супруга; б) малое содержание сперматозоидов в эякуляте спермы; в) наследственная патология по линии супруга; г) аменорея .

18. Показания к имплантации в матку женщины эмбриона, выращен­ ного в пробирке:

а) высокий риск наследственной патологии; б) непроходимость маточных труб у женщины; в) десинхронизация созревания яйцеклет­ ки и овуляции; г) старение яйцеклетки .

19. Показания к использованию суррогатной матери:

а) экстирпация матки у женщины; б) азоспермия у супруга; в) недоразвитие матки у женщины; г) десинхронизация созревания яйцеклетки и овуляции .

20. Этические аспекты вмешательства в репродукцию человека:

а) запрещение торговли гаметами и эмбрионами; б) использование минимального количества яйцеклеток при искусственном опло­ дотворении; в) запрещение выращивания эмбрионов для научных целей; г) коммерциализация суррогатного материнства .

Лабораторная работа

I. Изучить микропренараты (с зарисовкой):

- «Семенник млекопитающего» (56х и 280х). Извитые семенные Рис. 11. Срез извитых семенных канальцев семенника млекопитающего: а-извитые семенные канальцы на малом увеличении (1 клетки Лейдига, 2 - клетки Сертоли, 3 - оболочка извитого семенного канальца, 4

- межканальцевая соединительная ткань); б - извитые семенные канальцы на большом увеличении (1 - сперматогонии, 2 - сперматоциты 1,3 - сперматоциты И, 4 - сперматиды, 5 - сперматозоиды) .

Рис. 12. Сперматозоиды человека:! - головка, 2 - шейка, 3 -хвостик

. Срез яичника млекопитающего:

а - срез яичника на малом увеличении (1 - примордиальный фолликул, 2 созревающий фолликул, 3 - зрелый фолликул, 4 - строма яичника); б - Граафов пузырек (1 - стенка фолликула, 2 - полость фоликулла, 3 - яйценосный бугорок, 4 - овоцит I, 5 - тека-клетки) .

канальцы на препарате срезаны поперек или косо. Между извитыми канальцами располагается рыхлая соединительная ткань, в которой локализуются скопления железистых интерстициальных клеток и кровеносные капилляры (р и с.Н а ). Клетки Сертоли лежат на базальной м ембране извитого сем енного канальца, имею т пирамидальную форму и светлое ядро. Сперматогонии находятся в самом периферическом слое и содержат мелкие ядра. Сперматоциты I порядка располагаются ближе к просвету канальца и имеют более крупные и бледные ядра. Сперматоциты II порядка несколько мельче .

В самом внутреннем слое располагаются спермин. Их плотные удлиненные ядра обращены к периферии канальца, а жгутики - в просвет. На рис. i 16 показаны клетки Сертоли и клетки Лейдига .

Зарисовать срезы через извитые семенные канальцы на малом и большом увеличениях. Обозначить клетки Сертоли, клетки Лейдига, сперматогонии, сперматоциты 1 и 11 порядков, сперматиды, сперматозоиды .

- «Сперматозоиды человека» (бЗОх). Изучить строение спермато­ зоида, обратить внимание на его форму (рис. 12) .

Зарисовать и обозначить головку, шейку, хвостик .

- «Яичник млекопитающего» (56х и 280х). При малом увеличении на срезе яичника видны примордиальные, созревающие и зрелые фолликулы (рис. 1За). Зрелый фолликул (Граафов пузырек) содержит ооцит I порядка, окруженный фолликулярными клетками (рис. i36) .

В ооците I порядка видны ядро, цитоплазма с небольшим количеством желточных зерен. Клетка окружена розоватой, сильно преломляющей свет, прозрачной зоной. На периферии Граафова пузырька распола­ гаются тека-клетки, продуцирующие эстрогены .

Зарисовать фрагмент яичника на малом увеличении, обозна­ чить примордиальные, растущие и зрелые фолликулы. Отдельно зарисовать зрелый фолликул (Граафов пузырек) на бсльщом увеличении, обозначить яйценосный бугорок, овоцит I порядка, тека-клетки, полость и стенку фолликула .

ТЕМА № 8. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ И КЛЕТОЧНОЙ ГЕНЕТИКИ (Итоговое занятие)

Цель занятия: 1. Закрепить знание материала по организации молекулярно-генетического, клеточного и онтогенетического уровней ж ивою, размножению организмов, особенностям репродукции человека. 2. Уметь решать ситуационные задачи на кодирование и декодирование генетической информации .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. С ущ ность ж изни, ф ундам ентальны е свойства живого .

Эволюционно-обусловленные уровни организации живого .

2. Организация генетического материала у неклеточных форм жизни, про- и эукариот .

3. Нуклеиновые кислоты, их виды:

- ДНК, ее строение. Правила Чаргаффа. Постулаты Уотсона и Крика. Видовая специфичность ДНК. Репродукция ДНК, ее типы;

- РНК, ее строение, виды. Этапы синтеза РНК (образование первичного транскрипта, процессы процессинга, сплайсинга) .

4. Ген, особенности его строения у про- и эукариот. Спейсеры (транскрибируемые, нетранекрибируемые), избыточные гены, повторяющиеся последовательности нуклеотидов .

5. Генетический код, его характеристика .

6. Молекулярная организация хромосом эукариот. Роль гистоновых и кислых белков, ионов металлов. Строение нуклеосомы .

7. Компактность ДНК в хромосоме. Уровни упаковки ДНК:

фибрилла, хромонемма, хроматида. Эухроматин. Гетерохроматин (факультативный, конститутивный) .

8. Цитология как наука, ее роль в биологии .

9. Клеточная теория, основные этапы ее развития (М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов). Современное состояние клеточной теории .

10. Клетка - элементарная генетическая и структурно-функцио­ нальная биологическая единица организации живого .

11. Особенности строения прокариотических и эукариотических клеток .

12. Методы изучения клетки: гистологический, гистохимический, микроскопический (световая, люминисцентная, ультрафиолетовая, фазовоконтрастная, электронная микроскопии) и др. Строение светового микроскопа. Правила работы с микроскопом .

13. Структурные компоненты клетки. Строение ядра и цитоплазмы эукариотической клетки .

14. Морфо-функциональная характеристика хромосом. Типы и правила хромосом .

15. Кариотип, идиофамма. Характеристика кариотипа человека по Парижской и Денверской классификациям .

16. Клетка как открытая система. Понятие о внешнем и внутреннем обменах веществ в клетке .

17. Организация потоков энергии в клетке в процессе фотосинтеза, брожения и дыхания. АТФ - универсальный источник энергии .

18. Поток внешней и внутренней информации в клетке. Кодирование генетической информации в клетке .

19. Поток вещества в клетке. Биосинтез белка, фотосинтез .

Мембранный транспорт веществ (активный и пассивный) .

20. Жизненный цикл клетки, его периоды и характеристика .

2 1. Деление клетки, его типы и виды:

- митоз (собственно митоз, мейоз, их фазы, цитологическая и цитогенетическая характеристики, биологическое значение; эндоми­ тоз и политения, механизмы их возникновения, биологическое значе­ ние);

- амитоз, его виды и формы, биологическое значение;

- механизмы, обеспечивающие деление клеток;

- клеточная гибель (некроз, апоптоз) .

22. Клеточная пролиферация. Проблема клеточной пролиферации в медицине .

23. Размножение - универсальное свойство живого. Эволюция форм размножения .

24. Бесполое размножение, его виды, биологическое значение .

Полиэмбриония как вид бесполого размножения у организмов, размно­ жающихся половым путем .

25. Половое размножение, его виды. Преимущества полового размножения перед бесполым. Формы полового размножения у одно­ клеточных и многоклеточных животных .

26. Особенности полового размножения у многоклеточных живот­ ных: мейоз как специфический процесс при формировании половых клеток; закономерности ово- и сперматогенеза, особенности строения гамет; осеменение, ферментаивные процессы при нем, оплодотво­ рение у млекопитающих .

27. Нерегулярные типы полового размножения: партеногенез, гиногенез, андрогенез .

28. Формирование полового диморфизма и раздельнополости в процессе эволюции. Переопределение пола .

29. Особенности ово- и сперматогенеза у человека, их гормональ­ ная регуляция .

30. Морфологические и функциональные особенности зрелых гамет у человека .

31. Особенности оплодотворения у человека, влияние на него сезон­ ных ритмов, стресса, социальных факторов .

32. Биологическая детерминация пола в развитии. Половой димор­ физм: генетический, гонадный, гаметный, гормональный, морфологи­ ческий, гражданский и поведенческий .

33. Дифференцировка признаков пола в развитии. Значение генов Tfm и H-Y половых хромосом в формировании пола у человека .

34. Гермафродитизм (истинный и ложный). Нарушение у человека полового самосознания. Транссексуализм. Трансвестизм .

35. Современные способы преодоления супружеского бесплодия у человека: искусственное осеменение, оплодотворение в пробирке, искусственное выращивание эмбриона и пересадка его в матку, суррогатная мать .

36. Этические аспекты вмешательства в репродукцию человека, в морфологический и гражданский пол при гермафродитизме и транс­ сексуализме .

Л итература:

1. Бекиш 0.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 5-103.2. ЗаяцР.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. У чебник для студен-тов ВУЗ по м едицинским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 5-57,64-78,213-225 .

Лабораторная работа

I. Решить задачи на транскрипцию:

№8. О пределить последовательность нуклеотидов участка молекулы и-РНК, которая образовалась на участке гена с последова­ тельностью нуклеотидов АТТ-ЦАЦ-Г'АТ-ЦЦТ-ТЦГ-АГГ-АГТ .

№9. Ф рагм ент одной из цепей ДНК им еет следую щ ую последовательность нуклеотидов ААА-ГАТ-ЦАЦ-АТА-ТТТ-Ц7ТТТА-ЦТА. Написать строение молекулы и-РНК, образующейся в процессе транскрипции на этом участке молекулы ДНК .

№10. Образовавшийся участок молекулы и-РНК имеет следую­ щий состав кодонов: ГЦГ-АЦА-УУУ-УЦГ-ЦГУ-АГУ-АГА-АУУ .

Определить, какие коды ДНК будут кодировать эту и-РНК и в какой последовательности они будут располагаться .

№11. Участок одной цепи ДНК состоит из последовательности кодов: АГГ-ГАА-ТАТ-АЦЦ-АТА-ЦГА-ГТА-АТТ-ТТТ. Определить, какие кодоны войдут в состав и-РНК .

II. Реш ить задачи на трансляцию :

№12. Определить аминокислотный состав полипептида, который кодируется и-РНК следующего состава: ЦЦУ-ЦЦЦ-ЦЦА-ЦЦГ .

№13. Фрагмент молекулы адренокортикотропного гормона челове­ ка, вырабатываемого передней долей гипофиза, имеет структуру: СерТир-Сер-Мет. Определить перечень антикодонов в т-РИК, участвуюших в биосинтезе фрагмента АКТГ .

№14. Участок гена, кодирующего белок, состоит из последова­ тельно расположенных нуклеотидов: ААЦ-ГАЦ-ТАТ-ЦАЦ-ТАТАЦЦ-ААЦ-ГАА. Определить состав и последовательность амино­ кислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена .

III.

Решить задачи на определение структуры ДНК по строению молекулы белка:

№ 15. Фрагмент молекулы белка миоглобина содержит аминокисло­ ты, расположенные в следующем порядке: валин-аланин-глутаминовая кислота-тирозин-серин-глутамин .

Написать структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту последовательность аминокислот .

№ 16. Полипептидная цепь А инсулина включает 20 аминокислот:

глицин-изо-лейцин-валин-глутамин-глицин-цистеин-цистеин-серинвалнн-цистеин-серин-лейцин-тирозин-глицин-лейцин-глутаминаспараги н-тирозин-цистеин-аспарагин .

Определить структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь .

№17. Начальный участок полипептидной цепи бактерии Е. coli состоит из 10 аминокислот, расположенных в следующем порядке:

метионин-глицин-аргинин-тирозин-глутамин-серин-лейцин-фенилаланин-аланин-глицин .

Какова последовательность нуклеотидов на участке ДНК, кодирующем полипептидную цепь?

ТЕМА№ 9, ГЕНЕТИКА КАК НАУКА О

НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ. ГЕННЫЙ

УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОГО

МАТЕРИАЛА У ПРО- И ЭУКАРИОТ

Генетика (гр. genetikos - относящийся к рождению) - паука, изу­ чающая закономерности наследственности и изменчивости организ­ мов и методы управления ими .

Наследственный материал у живых организмов изучается на трех уровнях - генном, хромосомном и геномном. Согласно современным представлениям ген (гр. genos - род, рождение) - структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая образование какого-либо признака, представляющая собой участок геномной нуклеиновой кислоты. Ген может контролировать синтез макромолекул (полипептида, РНК), прохождение в организме опреде­ ленной биохимической реакции. В отличие от прокариот, у эукариот стр ук тур н ы й ген и м ее т м о за и ч н о е с т р о е н и е (эк зо н -и н т р о н н о е) .

Цель занятия: 1. Знать особенности организации генетического материала и механизмы регуляции экспрессии генов у про- и эукариот .

2. Уметь решать задачи по молекулярной генетике. 3. Ознакомиться с целями и задачами генной инженерии, этическими вопросами, возникающими при проведении исследований на ДНК, клонировании клеток и выращивании химер .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Генетика как наука о наследственности и изменчивости .

Предмет, задачи и методы генетики. Этапы развития генетики. Вклад белорусских ученых в развитие генетики .

2. Основные понятия генетики (наследственность, наследование, изменчивость, ген, фен, аллельные гены, гомозигота, гетерозигота, гемизигота, доминантные и рецессивные гены, генотип, гаплотип, геном, фенотип, генофонд) .

3. Уровни организации наследственного материала у про- и эукариот .

4. Генный уровень организации наследственного материала у прокариот:

- строение гена;

- гипотеза Дж. Билла и Э. Тейтума «Один ген - один фермент», ее современная трактовка;

- классификация генов (структурные, синтеза РНК, регуляторные, модификаторы);

- экспрессия генов в процессе биосинтеза белка у прокариот (гипотеза Ф.Жакоба и Ж.Моно);

- экспрессия генов в процессе биосинтеза белка у эукариот (гипотеза Г.П. Георгиева);

5. Генный уровень организации наследственного материала у эукариот:

- мозаичное строение гена, феномены процессинга и сплайсинга;

- особенности регуляции экспрессии генов, роль стероидных гормонов .

6. Теория гена, ее положения .

7. Мультимерная организация белков (гемоглобины человека) .

8. Генная инженерия, ее цели и задачи:

- этапы методов генной инженерии (получение, введение и включение генов в генетический аппарат клеток);

- секвенирование генов, свойства векторных молекул и их использование для создания рекомбинантной ДНК, способы введения гибридной ДНК в клетки;

- вопросы биоэтики при проведении исследований по рекомби­ нации ДНК, клонированию соматических клеток человека и выращи­ ванию химер .

9. Биотехнология, ее значение для медицины и фармации .

Л итература:

!. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 103-113, 114-120. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: В Ш,2011,с. 57-63,78-86,89-113 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Особенности строения гена у прокариот:

а) имеет мозаичное строение; б) не имеет мозаичного строения; в) оперон содержит несколько структурных генов .

2. Особенности экспрессии гена у прокариот:

а) возможна групповая репрессия генов генома; б) не возможны групповая репрессия генов хромосомы и генома, регуляция экспрессии стероидными гормонами; в) гены, контролирующие одну биохими­ ческую реакцию, находятся в одном месте .

3. Особенности строения гена у эукариот:

а) не имеют мозаичного строения; б) в состав оперона входят несколько структурных генов; в) имеет мозаичное строение, в состав оперона входит один структурный ген .

4. Особенности экспрессии гена у эукариот:

а) возможны групповая репрессия генов хромосомы и генома; б) экспрессия рег улируется стероидными гормонами; в) гены, контро­ лирующие одну биохимическую реакцию, разбросаны по всему геному .

5. Классификация генов:

а) структурные; б) синтеза РНК; в) регуляторные; г) модификаторы .

6. Функция структурных генов:

а) содержат информацию о синтезе т-РНК и р-РНК; б) изменяют скорость биохимических реакций; в) содержат информацию о структу­ ре белка-репрессора; г) содержит информацию о структуре поли­ пептида .

7. Регуляторные гены:

а) ген-оператор; б) ген-модификатор; в) ген-регулятор; г) ген синте­ за РНК .

8. Функция гена-регулятора:

а) изменяет скорость биохимических реакций; б) содержит информацию о синтезе т-РНК, р-РНК; в) содержит информацию о структуре фермента; г) содержит информацию о структуре белкарепрессора .

9. Функция генов-модификаторов:

а) отыскивают нужную и-РНК-полимеразу; б) пропускает или блокирует прохождение РНК-нолимеразы к структурным генам; в) изменяют скорость биохимических реакций; г) прекращают процесс транскрипции .

10. Функция гена-оператора:

а) содержит информацию о структуре белка-репрессора; б) пропускает или блокирует прохождение и-РНК-полимеразы к струк­ турным генам; в) отыскивает нужную и-РНК-полимеразу; г) соединя­ ется с сар-белками .

11. Полипептидные цепи и генные локусы гемоглобина А:

а) цепи 2а, 2о, локусы а А стА б) цепи 2а, 2у, локусы а \ у1 в), 2; ';

цепи 2а, 20, локусы а А 0А, .

12. Полипептидные цепи и генные локусы гемоглобина А2:

а) цепи 2а, 20’, локусы а А 0А б) цепи 2 а, 2а, локусы а А а А в), ’;, 2;

цепи 2а, 2у, локусы а А yF .

,

13. Полипептидные цепи и генные локусы гемоглобина F:

а) цепи 2а, 2у, локусы а А yF ; б) цепи 2 а, 20, локусы а А 0А ; в),, цепи 2а, 2а. локусы а А а А, 2 .

14. Экспрессия и репрессия генных локусов, кодирующих синтез гемоглобина после рождения ребенка:

а) репрессия локуса у1 экспрессия 0А б) репрессия локуса у1, ', ;

экспрессия а А в) репрессия локуса 0А экспрессия у1 .

2;,

15. Основные приемы конструирования, применяемые в генной инженерии:

а) синтез генов in vitro; б) выделение из клеток генов и генных структур и их перестройка или размножение; в) перенос новых генов в геном другого организма; г) получение клеточных химер .

16. Этапы конструирования, применяемые в генной инженерии:

а) трансформация и трансдукция; б) получение генетического мате­ риала; в) введение генетического материала; г) включение новых генов в генетический аппарат клетки и закрепление в нем .

17. Методы получения генетического материала:

а) использование генома клеток-доноров; б) использование вектора;

в) искусственный синтез генов .

18. Методы введения генетического материала:

а) трансформация, трасдукция, конъюгация; б) гибридизация сома­ тических клеток; в) использование генома клеток-доноров .

19. Методы включения новых генов в генетический аппарат клетки:

а) трансформация, трансдукция; б) использование вектора; в) использование клеток-доноров .

20. Этические аспекты при проведении исследований на ДНК чело­ века:

а) исследования по рекомбинации ДНК человека должны быть известны экспертной комиссии по генной инженерии данной страны;

б) запрещены работы по клонированию ДНК человека, выращиванию химер и гибридов из генетического материала человека и животных;

в) пересадка генов с терапевтической целью допустима только с соматическими клетками; г) половые клетки используются только после доказательств преимущества и безопасности манипуляций с соматическими клетками; д) сохраняются и не разглашаются генети­ ческие данные любого человека .

Лабораторная работа

Г. Реш ить задачи по молекулярной генетике:

№18. Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида имеет следующее строение: АЦЦ-АТА-ГТЦ-ЦАА-ГГА. Определить последовательность аминокислот в полипептиде .

№19. При одной из форм синдрома Фанкони (нарушение образо­ вания костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты и-РНК: ААА, ЦГУ, ГАА, АЦУ, ГУУ, УУА, УГУ, УАУ. Определить, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони .

№20. У человека, больного цистинурией (содержание в моче большего, чем в норме, числа аминокислот), с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты и-РНК:

УЦУ, УГУ, ГЦУ, ГГУ, ЦАГ, ЦГУ, ААА. У здорового человека в моче обнаруживается аланин, серин, глутаминовая кислота и глицин .

Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией? Написать триплеты, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека .

№21. В цепи рибонуклеазы поджелудочной железы один из полипептидов имеет следующие аминокислоты: лизин-аспарагиновая кислота-глицин-треонин-аспарагиновая кислота-глутаминовая кислота-цистеин. Определить и-РНК, определяющую синтез указан­ ного полипептида .

№22. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин­ аланин-глицин-лизин-триптофан-валин-серин-глутаминовая кислота .

Определить структуру участка ДНК, кодирующего указанный поли­ пептид .

№23. Полипептид состоит из следующих аминокислот: апанинцистеин-гистидин-лейцин-метионин-тирозин. Определить структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь .

№24. Начальный участок цепи В инсулина представлен следую­ щими 10 аминокислотами: фенилаланин-валин-аспараги новая кислотагяутамин-гистидин-лейцин-цистеин-глнцин-серин-гистидин. Опреде­ лить количественные соотношения аденин+ тимин и гуанин + цитозин в цепи ДНК, кодирующий этот участок инсулина .

№25. Известно, что расстояние между двумя соседними нуклеоти­ дами в спирализованной молекуле ДНК, измеренной вдоль оси спирали, составляет 0,34 нм. Какую длину имеют структурные гены, определяющие молекулу нормального гемоглобина, включающего 287 аминокислот?

№26. Какую длину имеет часть молекулы ДНК, кодирующая инсулин быка, если известно, что молекула инсулина быка имеет 51 аминокислоту, а расстояние между двумя соседними нуклеотидами в ДНК равно 0,34 нм?

ТЕМА № 10. ХРОМОСОМНЫЙ И ГЕНОМНЫЙ УРОВНИ

ОРГАНИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОГО МАТЕРИАЛА У

ПРО- И ЭУКАРИОТ

Хромосомный уровень организации наследственною материала характеризуется морфофункциональными особенностями хромосом .

У неклеточных форм жизни хромосома представлена голой нитью ДНК или РНК (у РНК-содержащих вирусов), у прокариот - голой кольцевой молекулой ДНК, у эукариот-комплексом ДНК с кислыми и основными белками (гистонами), ионами металлов. Роль хромосом в передаче наследственной информации была доказана благодаря открытию хромосомного определения пола, установлению групп сцепления генов, соответствующих числу хромосом, и построению генетических и цитологических карт хромосом .

Изучение геномного уровня организации наследственного матери­ ала началось с 60-х годов XX века и стало возможным, благодаря достижениям молекулярной генетики. Геном - совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида организ­ мов. Для генома неклеточных форм жизни характерно, что практи­ чески все гены являются структурными. Геном прокариот представ­ лен одной голой молекулой ДНК, где большинство генов уникальны за исключением генов т-РНК и р-РНК, имеется избыточность генома .

У эукариот избыточность генома выражена в большей степени, чем у прокариот. В частности, у человека 3,2 млр. пар нуклеотидов и могло образоваться 2 млн. генов, а имеется только 35 тыс. генов .

Для изучения генома человека разработана специальная Междуна­ родная программа «Геном человека». Эта программа позволит выявить дефектные гены у человека и исправить их; понять механизм реализации генома в онтогенезе; изучить и объяснить проблему лекарственной непереносимости; начать синтез препаратов, не повреждающих геном человека .

Цель занятия: 1.Знать хромосомный и геномный уровни органи­ зации наследственного материала у про- и эукариот. 2. Уметь выписы­ вать гаметы при сцеплении генов, решать задачи на сцепленное с полом наследование, определение расстояния между генами в хромо­ соме, определения фенотипа и генотипа потомства при сцеплении генов. 3. Ознакомиться с вопросами биоэтики при изучении наследст­ венности и генома человека .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Хромосомный уровень организации наследственного материала у эукариот:

- хромосомная теория пола;

- балансовая теория пола, значение баланса аутосом и половых хромосом у человека;

- сцепленное с полом наследование у человека;

- хромосомы как группы сцепления генов; полное и неполное сцепление. Правило Т.Моргана;

- группы сцепления генов у человека;

- цитологические и генетические карты хромосом, методы их построения;

-основные положения хромосомной теории наследственности .

2. Геномный уровень организации наследственного материала:

- особенности генома прокариот;

- особенности генома эукариот;

- программа «Геном человека», ее значение; вопросы биоэтики при изучении генома человека .

3. Цитоплазматическая наследственность. Плазмогены и плазмой .

4. Генетическая система клетки .

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. В итебск, 2011, с. 120-135. 2. Заяц Р.Г., Бутвчловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 86-88 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Хромосомное определение пола при женской гомогаметности:

а) Р XX х XY; б) Р ZW х ZZ; в) Р XX х ХО .

2. Хромосомное определение пола при женской гетсрогаметности:

а) Р XX х ХО; б) Р ZW х ZZ; в) Р ZO х ZZ .

3. Влияние на формирование пола у человека изменений баланса половых хромосом и аутосом ХО : 44А (синдром ШерешевскогоТернера):

а) недоразвитие матки, маточных труб, яичника; б) нарушение проявления вторичных половых признаков; в) нарушение овогенеза, менструального цикла, бесплодие; г) гинекомастия .

4. Влияние на формирование пола у человека изменения баланса половых хромосом и аутосом XXX : 44А (синдром трисомии-Х):

а) недоразвитие матки, яичников; б) нарушение менструального цикла, бесплодие; в) нарушение проявления вторичных половых признаков .

5. Влияние на формирование пола у человека изменения баланса половых хромосом и аутосом XXY: 44А (синдром Клайнфельтера):

а) нарушение проявления вторичных половых признаков; б) недораз­ витие половых органов; в) склеротические изменения в семенных канальцах, нарушение сперматогенеза, бесплодие .

6. Что такое сцепленное с полом наследование?

а) ген, отвечающий за признак, локализован в Х-хромосоме; б) ген, отвечающий за признак, локализован в аутосомах; в) ген, отвечающий за признак, локализован в половых хромосомах .

7. Что такое полное сцепление с полом?

а) ген, отвечающий за признак, локализован в гетерологичном участке Х-хромосомы; б) ген, отвечающий за признак, локализован в гетерологичном участке Y-хромосомы; в) гены, отвечающие за признак, локализованы в гомологичных участках X и Y-хромосом .

8. Что такое частичное сцепление с полом?

а) ген, отвечающий за признак, локализирован в гетерологичном участке Х-хромосомы; б) гены, отвечающие за признак, локализи­ рованы в гомологичных участках X- и Y-хромосом; в) ген, отвеча­ ющий за признак, локализирован в ге терологичном участке Y-хромо­ сом ы .

9. Что такое голандрические признаки?

а) ген, отвечающий за признак, локализован в гетерологичном участке Y-хромосомы; б) ген, отвечающий за признак, локализован в гетерологичном участке Х-хромосомы; в) гены, отвечающие за признак, локализованы в гомологичных участках X- и Y-хромосом .

10. Болезни, полностью сцепленные с полом:

а) гемофилия С; б) гемофилия А, В; в) дальтонизм, мышечная дистрофия Дюшена; г) геморрагический диатез .

11. Болезни, частично сцепленные с полом:

а) мышечная дистрофия Дюшена; б) пигментный ретинит, пигмен­ тная ксеродерма; в) геморрагический диатез, общая цветовая слепо­ та; г) синдактилия .

12. Голандрические признаки человека:

а) синдактилия; б) гипертрихоз мочки ушной раковины; в) общая цветовая слепота; г) повышенное ороговение кожи .

13. Полное сцепление генов:

а) гены находятся в разных хромосомах и свободно комбинируются друг с другом; б) гены находятся в одной хромосоме и наследуются единым блоком; в) гены находятся в одной хромосоме; часть их наследуется вместе, а часть комбинируется кроссинговером .

14. Неполное сцепление генов:

а) гены находятся в одной хромосоме; часть их наследуется вместе, а часть комбинируется кроссинговером; б) гены находятся в одной хромосоме и наследуются единым блоком; в) гены находятся в разных хромосомах и свободно комбинируются друг с другом .

15. Положения правила Т.Моргана:

а) гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются сцепленно; б) гены в хромосоме занимают определенный локус; в) между гомологичными хромосомами возможен обмен аллельными генами;

г) сила сцепления между генами зависит от расстояния между ними .

16. Какой вид сцепления генов характерен для человека?

а) для мужчин —полное сцепление, для женщин - неполное; б) для женщин - полное сцепление, для мужчин - неполное; в) для мужчин и женщин - полное сцепление; г) для мужчин и женщин - неполное сцепление .

17. Группы сцепления генов в аутосомах у человека:

а) гены групп крови по системе АВО и дефекта ногтей и коленной чашечки; б) гены группы крови Лютеран и секретеры, детермини­ рующие выделение антигенов А и В со слюной: в) гены полидактилии и катаракты глаза; г) локусы А, В, С, D/Dr системы HLA; д) гены дальтонизма и мышечной дистрофии Дюшена .

18. Группы сцепления генов в Х-хромосоме у человека;

а) дальтонизм и гемофилия; б) гемофилия и мышечная дистрофия Дюшена; в) мышечная дистрофия Дюшена и дальтонизм; г) дальто­ низм и синдактилия .

19. Понятие о цитологической карте хромосом:

а) карта, показывающая относительное расположение генов на условной линии; б) карта, показывающая истинное расположение генов в хромосоме; в) карта, показывающая истинное расположение генов на условной линии .

20. Понятие о генетической карте:

а) карга, показывающая относительное расположение генов на условной линии; б) карта, показывающая истинное расположение генов в хромосоме; в) карта, показывающая относительное расположение генов в хромосоме .

21. Виды цитоплазматической наследственности:

а) собственно цитоплазматическая наследственность; б) митохон­ дриальная; в) предетерминация цитоплазмы; г) ядерно-цитоплазматическая наследственность .

22. Субстраты цитоплазматической наследственности:

а) предетерминация цитоплазмы; б) пластидная; в) митохон­ дриальная; г) цитоплазматическая мужская стерильность .

23. Особенности генома прокариот:

а) хромосома - голая молекула ДНК; б) имеется сложная система контроля активности генов в онтогенезе; в) практически все гены структурные, большинство генов уникально, кроме генов т-РНК и рРНК; г) имеется избыточность генома .

24. Особенности генома эукариот:

а) хромосома - ДНП с ионами металлов; б) имеется большое количество генов и сложная система контроля их активности в онтогенезе; в) выраженная избыточность генома; г) практически все гены структурные .

Лабораторная работа I.

Решить задачи на наследование признаков, сцепленных с полом:

№27. Классическая гемофилия передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой, признак. Мужчина, больной гемофилией, женится на женщине, не имеющей этого заболевания. У них рождаются нормальные дочери и сыновья, которые вступают в брак с не страдающими гемофилией лицами. Обнаружится ли у внуков вновь гемофилия и какова вероятность появления больных в семьях дочерей и сыновей?

№28. Мужчина, страдающий дальтонизмом и глухотой, женился на женщине, нормальной по зрению и хорошо слышащей. У них родились сын глухой и дальтоник и дочь - дальтоник, но с хорошим слухом. Определить вероятность рождения в этой семье дочери с обеими аномалиями, если известно, что дальтонизм и глухота пере­ даются как рецессивные признаки, а дальтонизм сцеплен с Х-хромосомой, глухота является аутосомным признаком?

№29. Гипертрихоз передается через Y-хромосому, а полидактилия

- как доминантный аутосомный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать полидактилию, родилась нормальная в отношении обоих признаков дочь. Какова вероятность того, что следующий ребе­ нок в этой семье будет также без обеих аномалий?

II.

Решить задачи на образование гамет при сцеплении генов:

№30. У человека в одной из аутосом локализованы доминантные гены голубых склер и частичной цветовой слепоты А и В. Сколько и какие типы гамет произведет мужчина АВ и женщина Ав ? Что ав аВ наиболее вероятно в потомстве брака этих мужчины и женщины, проявление одной аномалии или одновременно обеих?

№31. У человека рецессивный ген гемофилии h и рецессивный ген мышечной дистрофии Дюшена d локализованы в Х~хромосоме .

Определить сколько и какие типы гамет может производить женщина, которая унаследовала ген мышечной дистрофии от матери, а ген гемофилии от отца. Определить фенотип этой женщины, ее родителей и возможные фенотипы ее детей .

III. Реш ить задачи на определение фенотипа и генотипа:

№32. В половой хромосоме человека расположен рецессивный ген h гемофилии и рецессивный ген f дальтонизма. Девочка имеет отца, который страдает дальтонизмом, и здоровую мать, гетерозигот-ную по гену гемофилии. Она выходит замуж за здорового мужчину, не имеющего этих аномалий. Какие сыновья могут у нее быть в результате развития некроссоверных и кроссоверных гамет?

№33. У человека дальтонизм и гемофилия обусловлены сцеплен­ ными с полом рецессивными генами d и h, а их нормальные аллели D и Н. У женщ ины ш есть сыновей: двое из них страдаю т дальтонизмом, но имеют нормальную свертываемость крови; трое страдаю т гемофилией при нормальном зрении; один страдает дальтонизмом и гемофилией. Каков генотип матери? Почему она имеет сыновей трех типов? Могут ли у такой женщины родиться здоровые сыновья и дочери; страдающие этими заболеваниями?

IV.

Реш ить задачи на определение расстояния между генами в хромосоме:

№34. У человека рецессивный ген - е обусловливает цветовую слепоту (протанопию), а рецессивный ген - d - мышечную дистрофию Дюшена. Оба признака наследуются сцепленно с полом. По родо­ словной одной многодетной семьи были получены следующие данные:

здоровая женщина с нормальным зрением, отец которой страдал мышечной дистрофией, а мать - нарушением цветового зрения, вышла замуж за здорового мужчину с нормальным цветовым зре­ нием. От этого брака родилось 8 мальчиков и 3 девочки. Из них 3 девочки и один мальчик были здоровы и имели нормальное зрение .

Из остальных семи мальчиков - 3 страдали мышечной дистрофией, 3 - цветовой слепотой и ! обоими заболеваниями. По этим данным была дана приблизительная (в виду малочисленности материала) оценка расстояния между генами е и d. Указать это расстояние .

V. Реш ить задачи на сцепление генов:

№35. У человека локус резус-фактора сцеплен с локусом, опреде­ ляющим форму эритроцитов. Резус-положительность и эллиптоцитоз определяются доминантными аутосомными генами. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, эллиптоцитоз - от другого .

Второй супруг резус-отрицателен и имеет нормальные эритроциты .

Определить процентные соотношения вероятных генотипов и феноти­ пов детей в этой семье .

№36. Классическая гемофилия h и дальтонизм d наследуются как рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой. Девушка, отец которой страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом, а мать здорова и происходит из благополучной по этим заболеваниям семьи, выходит замуж за здорового мужчину. Определить вероятные фенотипы детей от этого брака .

ТЕМА № 11. ЗАКОНОМЕРНОСТИ МОНО- И

ПОЛИГЕННОГО НАСЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЕ

ФЕНОТИПА КАК ВЫРАЖЕНИЕ ЕДИНСТВА

ГЕНЕТИЧЕСКИХ И СРЕДОВЫХ ФАКТОРОВ

Наследование-это механизм передачи наследственных признаков в ряду поколений. Оно обусловливает закономерности наследования .

Выделяю т два типа наследования признаков (м оногенное и полигенное), каждый из которых имеет варианты. При моногенном наследовании один ген отвечает за проявление одного признака, при полигенном - несколько генов контролируют один признак .

В процессе индивидуального развития организма складывается его фенотип. Он соответствует типу структурно-функциональной орга­ низации, который свойственен данному биологическому виду .

К генетическим факторам, влияющим на формирование фенотипа, относятся: взаим одействие генов из одной (дом инирование, рецессивность, неполное доминирование, сверхдоминирование, кодоминирование, аллельное исключение) и разных (эпистаз доминантный и рецессивный, гипостаз, комплементарность, эффект положения) аллелей, множественные аллели, плейотропное действие гена; доза, поле действия, пенетрантность и экспрессивность гена .

Кроме генетических факторов, на формирование фенотипа оказы­ вают влияние внешняя среда и индивидуальное развитие .

Цель занятия: 1. Знать типы и виды наследования; сущность законов Менделя при моно- и полигибридном скрещивании; причинноследственные связи в закономерностях наследования признаков; виды взаимодействия генов из одной и разных аллелей; особенности количественной и качественной специфики проявления генов в призна­ ках; мультифакториальный принцип формирования фенотипа. 2. Уметь решать задачи на взаимодействие аллельных и неаллельных генов, множественные аллели, пенетрантность гена. 3. Ознакомиться со статистическим характером закономерностей наследования, с меха­ низмом возникновения множественных аллелей .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

I. Наследование. Типы и виды при моногенном и полигенном наследовании .

2. Гибридологический анализ, его сущность .

3. Моногенное наследование признаков, его закономерности:

-закономерности наследования при моногибридном скрещивании (закон единообразия гибридов первого поколения, закон расщепления, закон «чистоты гамет» У. Бэтсона и его цитологические основы;

анализирующее скрещивание прямое, возвратное, реципрокное);

- закономерности наследования при ди- и полигибридном скрещивании (закон независимого комбинирования неаллельных генов и его цитологические основы); решетка Пеннета; фенотипический радикал;

- условия проявления законов Г.Менделя, их статистический характер;

- менделирующие признаки человека .

4. Полигенное наследование признаков, условия его проявления .

Доза гена .

5. Фенотип. Значение генетических факторов в формировании фенотипа:

- взаимодействие генов из одной аллели (доминирование, рецессивность, неполное доминирование, сверхдоминирование, кодоминироваиие, аллельное исключение);

- взаимодействие генов из разных аллелей (эпистаз доминантный и рецессивный, гипостаз, комплементарность, эффект положения);

- множественные аллели; наследование групп крови человека по системе АВО;

- гшейотропное действие гена, поле действия гена, генокопии .

6. Влияние факторов среды на реализацию генотипа в фенотип:

- роль среды и индивидуального развития на реализацию генотипа в фенотип;

- качественная и количественная специфика проявления генов в признаке (экспрессивность и пенетрантность гена); фенокопии .

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. В итебск, 2011, с. 135-148. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 114-131 .

Тесты д ля проверки уровня знаний по теме

1. Тины наследования:

а) аутосомное; б) сцепленное с полом; в) моногенное; г) полигенное .

2. Виды моногенного наследования:

а) независимое; б) аутосомное; в) сцепленное с полом; г) сцеплен­ ное .

3. Виды аутосомного наследования:

а) независимое; б) сцепленное с полом; в) сцепленное; г) Yсцепленное .

4. Виды независимого наследования:

а) доминантное: б) рецессивное; в) полное; г) неполное .

5. Виды сцепленного наследования:

а) доминантное; б) рецессивное; в) полное; г) неполное .

6. Виды сцепленного с полом наследования:

а) Х-сцепленное доминантное и рецессивное; б) Y-сцепленное; в) полное; г) неполное .

7. Сущность гибридологического анализа:

а) необходимо скрещивать особи, отличающиеся друг от друга по одной, двум или нескольким парам альтернативных признаков; б) необходимо проводить анализирующее скрещивание; в) необходимо вести точный количественный учет изучаемых признаков в ряду поколений; г) необходимо вести индивидуальный качественный анализ наследования признаков в ряду поколений .

8. Причина и следствие гипотезы ’’чистоты гамет” :

а) причина - мейоз 1, следствие - гены в гаметах гибридных особей не гибридны, а чисты; б) причина - аллельные гены находятся в оди­ наковых локусах гомологичных, но разных хромосом, следствие вследствие мейоза I они попадают в разные гаметы; в) причина - в мейозе I гомологичные хромосомы расходятся в разные гаметы, следствие - не смешивание гамет .

9. В каких случаях проводится анализирующее скрещивание?

а) для определения генотипа особи с доминантным признаком; б) для определения генотипа особи с рецессивным признаком; в) для определения типов гамет у особи с доминантым признаком .

10. Фенотипический радиакал для дигетерозиготного скрещивания:

а) (3 : 1)"; б) 9 АВ : ЗаВ : ЗАв : 1ав; в) 9А -В -: ЗааВ -: ЗА-вв : 1аавв .

11. Условия проявления законов Г. Менделя:

а) равновероятное образование гибридами гамет всех сортов и равновероятные сочетания при оплодотворении; б) равная жизне­ способность зигот всех генотипов; в) полное проявление признака независимо от условий развития организма; г) нахождение учиты­ ваемых генов в негомологичных хромосомах при ди- и полигибридном скрещивании,

12. Генетические факторы, влияющие на формирование фенотипа:

а) доза и поле действия гена; б) экспрессивность и пенетрантность гена; в) взаимодействие генов из одной и разных аллелей, множествен­ ные аллели; г) плейотропное действие .

13. Виды взаимодействия генов из одной аллели:

а) доминирование полное, неполное, сверхдоминирование; б) эпистаз доминантвый; в) комплиментарность; г) рецессивность; д) кодоминирование .

14. Виды взаимодействия генов из разных аллелей:

а) кодоминирование; б) эпистаз доминантный и рецессивный; в) гипостаз; г) рецессивность; д) комплиментарность .

15. Сущность неполного доминирования:

а) рецессивный ген подавляет действие доминантного; б) доми­ нантный ген не полностью подавляет действие рецессивного и проявляется промежуточный признак; в) два гена из одной аллели определяют новый признак .

16. Сущность сверхдоминирования:

а) рецессивный и доминантный гены вместе определяют новый признак; б) доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляется сильнее, чем в гомозиготном; в) один доминантный ген подавляет действие другого доминантного гена .

17. Сущность кодоминироваяия:

а) д ва доминантных гена из одной аллели проявляю т себя одновременно; б) два доминантных гена из разных аллелей опреде­ ляют новый признак; в) рецессивный ген из одной аллели ослабляет действие доминантного гена из другой аллели .

18. Сущность доминантного эпистаза:

а) доминантный ген подавляет действие рецессивного; б) доми­ нантный ген из одной аллели подавляет действие доминантного гена из другой аллели; в) доминантный ген из одной аллели подавляет действие рецессивного гена из другой аллели .

19. Сущность рецессивного эпистаза:

а) рецессивный ген из одной аллели подавляет рецессивный ген из другой аллели; б) рецессивный ген из одной аллели подавляет доминантный ген из другой аллели; в) рецессивный ген из одной аллели ослабляет действие доминантного гена из другой аллели .

20. Сущность комплиментарности:

а) два доминантных гена из одной аллели определяют новый признак; б) рецессивный ген из одной аллели подавляется доминант­ ным геном из другой аллели; в) гены из разных аллелей определяют новый признак .

21. Примеры множественного аллелизма у человека:

а) группы крови по системе АВО; б) резус-фактор; в) сублокусы А, В, С, D/'Dr системы гистосовместимости HLA .

22. Агглютиногены и агглютинины 1 группы крови по системе АВО, характер взаимодействия генов:

а) агглютиноген-А, агглютинин-Р, взаимодействие генов доминирование; б) агглютиноген-В, агглютинин-Р, взаимодействие генов - доминирование; в) агглютиногенов нет, агглютинины - а и р, взаимодействие генов - рецессивность .

23. Агглютиногены и агглютины II группы крови по системе АВО, характер взаимодействия генов:

а) агглтиноген-В, аггл ю ти н и н -а, взаим одействие генов доминирование: б) агглютиногенов нет, агглютинины - а и р, взаимодейст вие генов - рецессивность; в) агглютиноген -А, агглютинин*р, взаимодействие генов-доминирование .

24. Агглютиногены и агглютинины III группы крови по системе АВО, характер взаимодействия генов:

а) агглютиноген В, агглю тиннн-а, взаимодействие генов доминирование; б) агглютиногенов нет, агглютинины - а и р, взаимо­ действие генов - рецессивность; в) агглютиноген - А, агглютинин Р, взаимодействие генов-доминирование .

25. Агглютиногены и агглютинины IV группы крови по системе АВО, характер взаимодействия генов:

а) агглютиногенов нет, агглютинины а и р, взаимодействие генов

- рецессивность; б) агглютиногены - А и В, агглютининов нет, взаимодействие генов - кодоминирование; в) агглютиноген -А, агглютинин - р, взаимодействие генов - доминирование .

26. Сущность первичной плейотропии:

а) ген проявляет свое множественное действие одновременно; б) несколько генов кодируют проявление одного признака; в) первичное фенотипическое проявление гена обусловливает вторичные признаки .

27. Сущность вторичной плейотропии:

а) рецессивный ген из одной аллели ослабляет действие доминант­ ного гена из другой аллели; б) ген проявляет свое множественное действие одновременно; в) первичное фенотипическое проявление гена обусловливает вторичные признаки .

28. Примеры первичной плейотропии:

а) серповидно-клеточная анемия у гетерозигот; б) синдромы “голубых склер” и Марфана; в) болезнь Хартнепа: г) гомозиготность по брахидактилии .

29. Примеры вторичной плейотропии:

а) синдромы “голубых склер” и Марфана; б) талассемия; в) серповидно-клеточная анемия у гетерозигот; г) синдром Абвера .

30. Сущность генокопий:

а) сходное фенотипическое проявление разных генов; б) разное фенотипическое проявление одною гена; в) мутации схожие с модификациями .

31. Сущность фенокопий:

а) сходное фенотипическое проявление разных генов; б) модифи­ кации схожие фенотипически с мутациями; в) сходные модификации, вызванные разными факторами внешней среды .

32. Качественная характеристика гена:

а) экспрессивность; б) пенетрантность; в) поле действия гена .

33. Количественная характеристика гена:

а) доза гена; б) пенетрантность; в) экспрессивность .

Л абораторная работа

I. Реш ить задачи на моногнбрндное скрещ ивание:

№37. У человека доминантный ген А детерминирует ахондро­ плазию - карликовость за счет резкого укорочения скелета конеч­ ностей. Его аллель - рецессивный ген а обусловливает нормальное строение скелета. Женщина, имеющая нормальное строение скелета, вышла замуж за мужчину, гетерозиготного по ахондроплазии. Какова вероятность рождения ребенка с ахондропла-зией?

№38. У человека ген s детерминирует врожденную глухонемоту .

Нормальные слух и речь наследуются как доминантный признак .

Здоровая женщина вступила в брак со здоровым мужчиной. Известно, что у каждого из них один из родителей был глухонемой. Какова веро­ ятность рождения у них глухонемого ребенка?

II. Решить задачи на дигибридное скрещивание:

№39. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а сп особн ость лучш е владеть правой рукой дом инирует над леворукостью, причем гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом. Кареглазый правша женится на голубоглазой левше. Какие признаки можно ожидать у детей в случае, если мужчина гомозиготен по обоим признакам и в случае, если он гетерозиготен?

№40. У человека близорукость доминирует над нормальным зрением, а карие глаза над голубыми. Голубоглазый близорукий мужчина, мать которого имела нормальное зрение, женился на кареглазой женщине с нормальным зрением. Первый ребенок от этого брака кареглазый и близорукий, второй - голубоглазый, близорукий .

Установить генотипы родителей и детей .

№41. У белокурого и близорукого мужчины и черноволосой жен­ щины с нормальным зрением родилось четыре ребенка: черново­ лосый с нормальным зрением, белокурый близорукий, черноволосый близорукий и белокурый с нормальным зрением. Определить гено­ типы родителей и детей .

№42. У глухонемого (предполагается, что глухонемота наслед­ ственно обусловлена) голубоглазого мужчины все дети кареглазые и имеют нормальные слух и речь. Какие признаки должна была нести мать этих детей и какой она могла бы быть по генотипу, если бы у них родился глухонемой голубоглазый ребенок?

III. Реш ить задачи на полигенное наследование:

№43. Рост человека определяется взаимодействием нескольких пар аллельных генов по типу кумулятивной полимерии: А и а, В и в, С и с. Индивидуумы с генотипом ааввсс имеют самый низкий рост см, с генотипом ААВВСС - самый высокий - 180 см. (Каждый доминантный ген добавляет к росту 5 см.). Племя людей низкого роста порабощается ордой воинов из племени, состоящего только из высоких людей. Победители убивают мужчин и женятся на женщинах порабощенного племени. Как распределятся дети и внуки по росту?

№44. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. В популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие - все доминантные гены и рост 180 см .

Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см, 160 см, 155 см, 150 см. Определите генотипы родителей и их рост .

IV. Реш ить задачи на доминирование и рецессивность:

№45. Миоплегия передается по наследству как доминантный признак. Определить вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией .

№46. Поздняя дегенерация роговицы (развивается после 50 лет) наследуется как доминантный аутосомный признак. Определить вероятность возникновения заболевания в семье, о которой известно, что бабушка и дедушка по линии матери и все их родственники, дожившие до 70 лет, страдали указанной аномалией, а по линии отца все предки были здоровы .

V. Реш ить задачи на неполное доминирование:

№47. Акаталазия обусловлена редким аутосомным рецессивным геном. У гетерозигот активность каталазы несколько понижена. У обоих родителей и единственного сына в семье активность каталазы оказалась ниже нормы. Определить вероятность рождения в семье следующего ребенка без аномалии .

№ 48. Редкий в популяции ген а вы зы вает у человека наследственную анофтальмию (безглазие), аллельный ген А обуслов­ ливает нормальное развитие глаз, у гетерозигот глазные яблоки уменьшены. Супруги гетерозиготны по гену А. Определить расщеп­ ление по фенотипу и генотипу в потомстве .

№49. Доминантный ген Д определяет развитие у человека окостеневшего и согнутого мизинца на руке, что представляет извест­ ные неудобства для него. Ген в гетерозиготном состоянии вызывает развитие такого мизинца только на одной руке. Может ли родиться ребенок с нормальными или двумя ненормальными руками у супру­ гов, имеющих дефект мизинца только на одной руке?

VI. Реш ить задачи на множественные аллели:

№50. У человека i-я группа крош^ определяется рецессивным геном I, 11-я - геном 1, Ш-я - геном 1, IV-я - генами 1 и I вместе .

Родители имеют И и Ш группы крови. Какие группы крови можно ожидать у их детей?

У мальчика I группа крови, а. у его сестры IV. Определить группы крови родителей .

V II. Реш ить задачи на плейотропное действие гена:

№51. Ген брахидактилии В в гомозиготном состоянии приводит к гибели особи. Жизнеспособны гетерозиготы. Определить процент жизнеспособных детей у гетерозиготных родителей .

№52. Серповидноклеточная анемия наследуется как не полностью доминантный аутосомный признак. Гомозиготные особи умирают обычно до полового созревания, гете-розиготные жизнеспособны, анемия у них чаще всего проявляется субклинически. Малярийный плазмодий не может использовать для своего питания S-гемоглобин .

Поэтому люди, имеющие эту форму гемоглобина, не болеют малярией. Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен в отношении серповидноклеточной анемии, а другой нормален в отношении этого признака?

VIII. Решить задачи на пенетрантность гена:

№53. Подагра определяется доминантным аутосомным геном .

Пенетрантность гена у мужчин составляет 20%, а у женщин она равна нулю. Какова вероятность заболевания подагрой в семье гетеро­ зиготных родителей?

№54. Некоторые формы шизофрении наследуются как доминант­ ные аутосомные признаки. При этом у гомозигот пенетрантность равна 100%, у гетерозигот 20%. Определить вероятность заболевания детей в семье, где один из супругов гетерозиготен, а другой нормален в отношении анализируемого признака .

IX. Решить задачи на эпистаз:

№55. Так называемый “бомбейский феномен” состоит в том, что в семье, где отец имел 1 группу крови, а мать - Ш, родилась девочка с I группой. Она вышла замуж за мужчину со II группой крови, и у них родились две девочки: первая - с IV, вторая - с 1 группой крови .

Появление в третьем поколении девочки с IV группой крови от матери и с I группой крови вызвало недоумение. Некоторые генетики склонны объяснить это явление редким рецессивным эпистатическим геном

- f, способным подавлять действие генов, определяющих группу крови А и В. Принимая эту гипотезу, установить вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в бомбейском феномене .

X. Решить задачи на комплементарность:

№56. Глухота и немота может быть обусловлена разными рецес­ сивными генами d и е, лежащими в разных парах хромосом. Нормаль­ ные аллели этих генов D и Е. Глухой мужчина ddEe вступил в брак с немой женщиной Ddee. Какой слух и речь будут иметь их дети?

ТЕМА № 12. ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ: ОНТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ И МОДИФИКАЦИОННАЯ

Изменчивость - это свойство живых организмов изменяться под действием факторов внешней и внутренней среды, которое выража­ ется в приобретении новых и утрате старых признаков. Изменчивость обеспечивает разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства .

Различаю т два типа изм енчивости: генотипическую и фенотипическую .

Генотипическая (наследственная) изм енчивость бы вает комбинативной и мутационной .

Фенотипическая (ненаследственная) изменчивость обеспечивает изменения в фенотипе и бывает онтогенетической и модификационной .

О нтогенетическая изм енчивость проявляется в процессе индивидуального развития особи .

М одификационная изменчивость возникает под действием факторов внешней среды. Примерами модификаций у человека являются: появление загара под действием ультрафиолетовых лучей, изменение массы тела вследствие нарушения пищевого рациона и режима питания, фенотипические проявления гипо- и авитаминозов и т.д. Модификации не наследуются, но их диапазон, т.е. норма реакции, генетически обусловлен и наследуется. Норма реакции может быть широкой и узкой. Примеры широкой нормы реакции у человека: рост, вес, пигм ентация кожных покровов.

Узкая норма реакции:

фенотипические проявления гипо- и авитаминозов и др .

Цель занятия: 1. Знать типы и виды изменчивости, характеристи­ ки онтогенетической и модификационной изменчивости. 2. Уметь проводить статистическую обработку при изучении модификационной изменчивости. 3. Ознакомиться с ролью развития, обучения и воспита­ ния в проявлении признаков у человека .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Изменчивость, ее типы и виды .

2. Онтогенетическая изменчивость. Механизмы ее проявления в процессе индивидуального развития человека. Роль онтогенетической изменчивости в проявлении наследственных болезней человека .

3. Модификационная изменчивость. Норма реакции .

4. Статистические методы изучения модификационной изменчи­ вости (средняя арифметическая, ошибка средней арифметической, квадратическое отклонение, вариационная кривая). Использование статистических показателей в определении нормы признака и ее пре­ делов .

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. В итебск, 2011, с. 148-152. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 132-134 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Типы изменчивости:

а) комбинативная; б) фенотипическая; в) генотипическая .

2. Виды фенотипической изменчивости:

а) модификационная; б) мутационная; в) онтогенетическая .

3. Виды генотипической изменчивости:

а) онтогенетическая; б) комбинативная; в) мутационная .

4. Основные механизмы возникновения онтогенетической изменчи­ вости:

а) разная активность генов в разные возрастные периоды; б) разная активность желез внутренней секреции в разные возрастные периоды;

в) разное соотношение периодов роста и дифференцировки в разные возрастные периоды .

5. Роль онтогенетической изменчивости:

а) имеет адаптивный характер; б) играет определенную роль в проявлении наследственных болезней человека; в) носит неопреде­ ленный характер .

6. Примеры наследственных болезней и пороков развития, возника­ ющие в эмбриональном периоде:

а) полидактилия, синдактилия; б) мозжечковая атаксия; в) сахарный диабет; г) черепно-ключичный дизостоз .

7. Примеры наследственных болезней, проявляющихся в детском возрасте:

а) синдактилия; б) семейная атаксия Фридрейха; в) подагра; г) алкаптонурия .

8. Примеры наследственных болезней, проявляющихся в зрелом возрасте:

а) мозжечковая атаксия; б) алкаптонурия; в) подагра; г) галактоземия .

9. Характеристика модификаций:

а) не наследуются; б) носят определенный и адаптивный характер;

в) степень выраженности зависит от силы и продолжительности действия внешнего фактора, после его прекращения могут исчезать;

г) носят неопределенный характер и редко полезны для организма .

10. Фенотипическое проявление гиповитаминоза А:

а) сухие дерматиты; б) нарушение зрения; в) цинга; г) отставание в росте .

11. Фенотипическое проявление гиповитаминоза Bj:

а) конъюнктивиты; б) нарушение свертывания крови; в) бери-бери;

г) рахит .

12. Фенотипическое проявление гиповитаминоза D:

а) рахит; б) анемия; в) нарушение зрения; г) бесплодие .

13. Фенотипическое проявление гиповитаминоза С:

а) бери-бери; б) отставание в росте; в) цинга; г) анемия .

14. Примеры узкой нормы реакции:

а) гиповитаминозы; б) авитаминозы; в) умственные способности .

15. Примеры широкой нормы реакции:

а) группа крови по системе АВО; б) рост и масса тела; в) пигментация кожных покровов .

16. Формула определения средней арифметической:

Уи ; б) * = ^ ---- - ; в)ч 5_= -==L ) УЧхи) УХ*'и

а) х = с ------ п и и -1

17. Формула определения среднего квадратического отклонения:

–  –  –

Лабораторная работа I. Д ать статистическую и графическую характеристику модификационной изменчивости мышечной силы левой и правой рук у студентов в зависимости от пола .

Оборудование: динам ом етр, м икрокалькулятор, линейка, карандаши .

Ход работы. Динамометром измерить величину мышечной силы правой и левой рук. Составить вариационные ряды силы рук студентов-мужчин и студенток-женщин отдельно для левой и правой рук, используя данные студентов трех и более одномоментно занимающихся групп. Рассчитать по формуле среднюю арифмети­ ческую (х) правой и левой рук для мужчин и женщин отдельно .

Построить вариационные кривые изменчивости мышечной силы обеих рук в зависимости от пола. Определить долю студентов в процентах (пенентрантность признака) с преобладанием мышечной силы левой и правой руки на основании анализа данных каждого студента .

Составить вариационный ряд по схеме: где «х» - варианта (мышечная сила правой или левой руки), «п» - частота варианты .

26-30 31-35 36-40 4145 46-50 22-25 51-55 5660 X п Используя данные вариационного ряда, построить вариационную кривую мышечной силы руки. График построить в системе координат:

по оси абсцисс отложить величину мышечной силы, а по оси ординат

- частоту ее встречаемости. Соединив точки пересечения перпенди­ куляров, начертить вариационную кривую .

Важной величиной, характеризующей изменчивость изучаемого признака, является средняя арифметическая, которая рассчитывается по формуле:

(* •» ) г .

п где «х» - средняя арифметическая, «х» - варианта, Б - знак суммы, «п» частота вариант в данном вариационном ряду .

Среднюю арифметическую характеризуют квадратическое откло­ нение и ее ошибка .

Среднее квадратическое отклонение рассчитывают по формуле:

Г у = ±i где ст- среднее квадратическое отклонение средней арифметической .

Оно в известной степени может служить мерой рассеяния вариацион­ ного ряда .

Средняя ош ибка арифметической (Sx) рассчиты вается по формуле: 1 У (х -х )2 ж = ± - ^ = ±,4 "--л --— 4п V (и - 1) • и Средняя ошибка арифметической показывает насколько найден­ ное среднее отличается от идеальной средней величины (Хо) .

II. Д ать статистическую и граф ическую х ар ак тер и сти к у м одиф икационной изм енчивости роста д оп ри зы вн и ков .

Оборудование: карандаш, микрокалькулятор, индивидуальное задание (рост группы допризывников из 200 человек) .

Ход работы. Выполнение данной работы предусматривает построение вариационного ряда роста допризывников и вариационной кривой их роста, проведение статистической обработки цифровых величин вариационного ряда (средней арифметической, ошибки средней арифметической и квадратического отклонения средней арифметической) .

Составить вариационный ряд по схеме: где "х” - варианта (рост допризывников в см), "п" - частота варианты (количество допризыв­ ников одного роста в вариационном ряду) .

X 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200 206 п Построить вариационную кривую роста допризывников. Просчи­ тать среднюю арифметическую, ее ошибку и квадратическое откло­ нение .

ТЕМ А № 13. Г Е Н О Т И П И Ч Е С К А Я И ЗМ Е Н Ч И В О С ТЬ:

КО М БИ Н А ТИ В Н А Я И М У ТАЦИ ОН НА Я .

Ф А К ТО РЫ М УТА ГЕН ЕЗА

Генотипическая (наследственная) изменчивость связана с измене­ нием генотипа. Различают комбинативную и мутационную изменчи­ вость. Комбинативный вид генотипической изменчивости обусловли­ вается новой комбинацией генов у конкретной особи. Основными механизмами ее возникновения являются такие процессы при гаметогенезе, как кроссинговер и независимое расхождение хромосом в мейозе I, а также случайное сочетание при оплодотворении. Биологи­ ческое значение комбинативной изменчивости заключается в следующем: происходит обновление генетического материала, увели­ чиваются адаптивные возможности организма, обеспечивается многообразие форм одного вида .

Мутационная изменчивость связана с внезапным изменением наследственного материала .

Цель занятия: 1. Знать положения мутационной теории, характе­ ристику м утаций, влияние мутагенов на организм человека, генетическую опасность загрязнения окружающей среды. 2. Уметь решать задачи на комбинативную и мутационную изменчивость, отли­ чать мутации от модификаций. 3. Ознакомиться с видами репарации генетического материала и ее роли в развитии наследственных заболе­ ваний .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Комбинативная изменчивость, ее значение в обеспечении гене­ тического разнообразия людей. Система браков .

2. Мутационная изменчивость. Теория Г. де Фриза. Классификация мутаций .

3. Характеристика генеративных и соматических мутаций .

4. Характеристика генных, хромосомных, межхромосомных, геномных и цитоплазматических мутаций .

5. Характеристика мутаций по адаптивному значению .

6. Спонтанные мутации, механизмы их возникновения .

7. Индуцированные мутации. Физические, химические и биоло­ гические мутагены, механизмы их действия. Супермутагены, канцеро­ гены, комутагены, антимутагены. Онкогены. Генетическая опасность загрязнения окружающей среды мутагенами .

8. Репарация генетического материала. Фотореактивация. Темновая репарация. П острепликативная репарация. М утации, связанные с нарушением репарации, их роль в патологии человека .

Л итература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 152-164, 113-114. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 134-147 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Механизмы возникновения комбинативной изменчивости:

а) комбинация генов при кроссинговере и оплодотворении; б) незави­ симое расхождение хромосом в мейозе 1 при гаметогенезе; в) незави­ симое расхождение хроматид в мейозе И при гаметогенезе .

2. Биологическое значение комбинативной изменчивости:

а) увеличивается коэффициент размножения; б) обновляется генетический материал; в) увеличиваются адаптивные возможности организма; г) обеспечивается многообразие форм одного вида .

3. Определение ингибридинга:

а) брак между родственными людьми; б) брак между сибсами; в) брак между неродственными людьми .

4. Инцестные браки:

а) между дядькой и племянницей, теткой и племянником; б) между неродственными людьми; в) между родителями и детьми, братом и сестрой .

5. Последствия инбридинга:

а) разделение популяции на отдельные чистые линии; б) перевод патологических рецессивных генов в гомозиготное состояние; в) проявление наследственного заболевания, снижение жизнеспособ­ ности, гибель особей .

6. Определение аутбридинга:

а) брак между родственниками; б) брак между сибсами; в) брак между неродственными людьми, у которых на протяжении 4-6 поколе­ ний нет общих родственников .

7. Последствия аутбридинга:

а) сохраняет гетерозиготность у потомков; б) у потомков происхо­ дит обновление генетического материала, что увеличивает адаптив­ ные возможности организма; в) разделение популяции на отдельные чистые линии; г) обеспечивает многообразие форм .

8. Характеристика мутаций:

а) носят неопределенный характер, не имеют адаптивного значения за редким исключением; б) носят определенный и адаптивный харак­ тер; в) степень выраженности не зависит от силы и продолжитель­ ности действия фактора, не исчезают после прекращения его дейст­ вия; г) наследуются .

9. Положения мутационной теории Г. де Фриза:

а) мутации носят неопределенный характер; б) мутации возникают внезапно; новые формы устойчивы; в) одни и те же мутации могут повторяться; г) мутации - качественные изменения, а не количествен­ ные, могут быть полезными и вредными .

10. Виды мутаций по мутирующим клеткам:

а) спонтанные; б) соматические; в) геномные; г) генеративные .

11. Характеристика соматических мутаций:

а) происходят в соматических клетках; б) передаются поколению при половом размножении; в) передаются поколению только при бесполом размножении; г) чем раньше по ходу эмбриогенеза мугирует клетка, тем набольшей части тела фенотипически проявится мутация .

12. Примеры соматических мутаций у человека:

а) алкаптонурия, фенилкетонурия; б) болезнь Коновалова-Вильсона;

в) аллопеция; г) злокачественные опухоли .

13. Характеристика генеративных мутаций:

а) происходят в соматических клетках; б) происходят в половых ^летках; в) передаются поколению при половом размножении; г) последствия мутации тяжелее, если она проходит на ранних стадиях гаметогенеза .

14. Примеры генеративных мутаций у человека:

а) сахарный диабет, галактоземия, фруктозурия; б) гемохроматозы;

в) злокачественные опухоли; г) адреногенитальный синдром; д) гемо­ филия .

15. Виды мутаций по изменению наследственного материала:

а) генные, хромосомные, межхромосомные, геномные; б) генера­ тивные; в) цитоплазматические; г) спонтанные .

16. Типы локальных изменений, лежащие в основе генных мутаций:

а) замена, перестановка пары нуклеотидов; б) вставка, выпадение пары нуклеотидов; в) дефишенсы, делеции .

17. Классы генных мутаций:

а) гетероплоидия; б) миссенс-мутации; в) нонсенс-мутации; г) мута­ ции сдвига рамки чтения .

18. Локальные изменения, лежащие в основе миссенс-мутации:

а) вставка пары нуклеотидов; б) выпадение пары нуклеотидов; в) замена пары нуклеотидов; г) перестановка пары нуклеотидов .

19. Последствия миссенс-мутации:

а) в полипептиде заменится одна аминокислота; б) учитывая вырожденность генетического кода, изменений в полипептиде может не быть; в) синтезируются обрывки белковой молекулы .

20. Примеры миссенс-мутации у человека:

а) гемоглобины S, С; б) гемоглобин А.; в) гемоглобин F .

21. Локальные изменения, лежащие в основе нонсенс-мутации:

а) замена пары нуклеотидов; б) перестановка местами пары нуклео­ тидов; в) выпадение пары нуклеотидов; г) вставка пары нуклеотидов .

22. Последствия нонсенс-мутации:

а) синтезируется новый белок, не свойственный данному орга­ низму; б) синтезируются обрывки полипептида; в) в полипептиде происходит замена нескольких аминокислот .

23. Локальные изменения, лежащие в основе мутации сдвига рамки чтения:

а) выпадение пары нуклеотидов; б) вставка пары нуклеотидов; в) перестановка пары нуклеотидов; г) замена пары нуклеотидов .

24. Последствия мутации сдвига рамки чтения:

а) синтезируются обрывки полипептида; б) синтезируется новый полипептид, не свойственный данному организму; в) учитывая вырожденность генетического кода, изменений в полипептиде может не быть .

25. Виды хромосомных мутаций:

а) делеции, дефишенсы; б) дупликации; в) инверсии; г) трансло­ кации .

26. Механизм возникновения хромосомных перестроек:

а) нарушение расхождения хромосом в мейозе и митозе; б) нару­ шение процесса кроссинговера; в) разрушение теломер .

27. Механизмы возникновения межхромосомных аберраций:

а) разрушение теломер на концах хромосом; б) нарушение процесса кроссинговера; в) нарушение расхождения хромосом при митозе и мейозе .

28. Виды геномных мутаций:

а) транслокации; б) дефишенсы; в) полиплоидия; г) гетероплоидия .

29. Механизмы возникновения полиплоидии:

а) нарушение расхождения хромосом при мейозе и митозе; б) нерасхождение хромосом'при мейозе; в) эндомитоз .

30. Механизм возникновения гетероплоидии:

а) нарушение процесса кроссинговера; б) нарушение расхождения хромосом при мейозе и митозе; в) эндомитоз .

31. Механизмы возникновения цитоплазматических мутаций:

а) изменение структуры ДНК пластид; б) изменение структуры ДНК митохондрий; в) изменение структуры РНК митохондрий .

32. Примеры цитоплазматических мутаций у человека:

a) Spina bifida; б) остеит Олбрайта; в) анэнцефалия; г) некоторые виды миопатий; д) мышечная дистрофия Дюшена .

33. Виды мутаций по адаптивному значению для организма:

а) спонтанные; б) полезные, нейтральные, вредные; в) индуциро­ ванные; г) генеративные .

34. Примеры положительных мутаций у человека:

а) гемоглобинопатии; б) гемеролопия; в) не имеется; г) полидакти­ лия .

35. Примеры нейтральных мутаций у человека:

а) полидактилия; б) гипертрихоз мочки ушной раковины; в) врожден­ ный ихтиоз; г) гемофилия; д) гемеролопия .

36. Примеры полулегальных мутаций у человека:

а) дальтонизм; б) болезнь Дауна; в) трисомия по Х-хромосоме; г) гемофилия; д) мышечная дистрофия Дюшена .

37. Примеры летальных мутаций у человека:

а) брахидактилия в гомозиготном состоянии; б) синдром YO; в) синдром Эдвардса-Смита; г) синдром Бартоломи-Патау; д) болезнь Коновалова-Вильсона .

38. Виды мутаций по причине их вызвавшей:

а) генеративные; б) спонтанные; в) индуцированные; г) сомати­ ческие .

39. Какие мутации относятся к группе спонтанных?

а) мутации ь половых клетках; б) мутации, возникающие в естественных условиях; в) мутации, возникающие под действием повреждающих факторов; г) мутации, причина которых не выяснена .

40. Причины, вызывающие индуцированные мутации:

а) физические мутагены; б) химические мутагены; в) биоло­ гические мутагены; г) естественный радиационный фон .

–  –  –

II.

Р е ш и ть зад ач и на ко м б и н ати вн у ю и зм ен ч и в о с т ь у человека:

№57. У человека синдактилия (сращение пальцев) и глаукома (нарушение оттока внутриглазной жидкости, приводящее в конечном итоге к потере зрения) определяются аутосомными доминантными генами, локализованными в разных парах хромосом. Женщина, стра­ дающая глаукомой, вышла замуж за мужчину с синдактилией. Мать женщины, также как и многие ее родственники, страдала глаукомой, а отец был свободен от этого заболевания. У матери мужчины была синдактилия, а все родственники по линии отца не имели этой анома­ лии. Определить вероятность рождения ребенка с двумя заболева­ ниями сразу и ребенка с одним из этих наследственных нарушений .

№58. У человека глухонемота наследуется как аутосомный рецессивный признак, а подагра - как доминантный признак с пенетрантностью 20% у мужчин и 0% - у женщин. Оба гена лежат в разных парах хромосом. Определить вероятность рождения глухоне­ мого ребенка с предрасположенностью к подагре у глухонемой мате­ ри и мужчины с нормальным слухом и речью, болеющего подагрой .

П1. Реш ить задачи на генные мутации:

№59. Как изменится структура белка, если из кодирующего его участка ДНК - А А Т-А Ц А -ТТТ-АА А-ГТЦ удалить пятый и тринадцатый слева нуклеотиды?

№60. Какие изменения произойдут в строении белка, если в кодирующем его участке ДНК - ТАА-ЦАА-АГА-АЦА-ААА между 10-м и 11-м нуклеотидами включить цитозин, между 13-м и 14-м тимин, а на конце прибавить еще один аденин?

№61. Участок молекулы ДНК, кодирующий полипептид, имеет в норме следующий порядок азотистых оснований: ААА-АЦЦ-ААААТА-ЦТТ-АТА-ЦАА. Во время репликации третий слева аденин выпал из цепи. Определить структуру полипептидной цепи, кодируемой данным участком ДНК, в норме и после выпадения аденина .

№62. Четвертый пептид в нормальном гемоглобине (гемоглобин

А) состоит из следующих аминокислот: валин-гистидин-лейцинтреон ин -пролин-гяутаминовая кислота-гаутаминовая кислота-лизин .

У больного с симптомом спленомегалии при умеренной анемии обнаружили следующий состав четвертого пептида: валин-гистидинлейцин-треонин-пролин-лизин- глутаминовая кисвота-лнзин .

Определить изменения, произошедшие в ДНК, кодирующей четвер­ тый пептид гемоглобина, после мутации .

У больного серповидноклеточной анемией состав аминокислот четвертого пептида гемоглобина следующий: валин-гистидин-лейцинтреонин-пролин-валин-глута-миновая кислота-лизин. Определить изменения в участке ДНК, кодирующем четвертый пептид гемогло­ бина, приведшие к заболеванию .

ТЕМА № 14. МЕТОДЫ АНТРОПОГЕНЕТИКИ:

генеалогический, близнецовый, популяционно­ статистический, дерматоглнфический (1-е занятие) Для изучения генетики человека существует множество методов .

Это свидетельствует о том, что ни один из них не является совершен­ ным и необходимо комплексное использование методов автропогенетики. Основными методами являются генеалогический, близне­ цовый, популяционно-статистический, дермагоглифический, цитогене­ тический, экспресс-методы, пренатальная диагностика, онтогене­ тический, иммунологический, биохимический, генетики соматический клеток, рекомбинантной ДНК, биологического и математического моделирования .

Близнецовый метод базируется на сравнительном изучении признаков близнецов. Он позволяет уточнить перечень наследствен­ ных болезней, болезней с наследственной предрасположенностью, определить роль наследственных факторов среды в патогенезе болез­ ни, провести своевременную профилактику болезни одного из близне­ цов при заболевании второго.

Для определения доли наследственных и средовых факторов в проявлении болезни пользуются коэффици­ ентами наследственности (Н) и влияния среды (Е), вычисляемыми по формуле Хольцингера:

^ MZ — ^ П7 .

--------------------- 100%; Е= 100 —Н Н= ЮО - C D Z где CM - процент конкордантных пар монозиготных близнецов;

z CD - процент конкордантных пар в группе дизиготных близнецов .

Z Генеалогический метод это метод построения и изучения родословной пробанда. Пробанд - человек, для которого строится родословная и с которого начинается исследование семьи. Для построения родословной используются специальные символы (рис .

15). При построении родословной каждое поколение исследуемых лиц располагается в одну строчку и его целесообразно обозначать римски­ ми цифрами. По исследованию фенотипов нескольких поколений родственников можно установить характер заболевания, тип наследо­ вания признака (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный с полом), гетерозиготное носительство патологического гена и в ряде случаев определить вероятность рождения ребенка с наследственной патологией .

Популяционно-статистический метод основан на данных демографической статистики и базируется на математической обработке данных о частоте встречаемости тех или иных признаков, распределении генных и хромосомных аномалий в человеческих популяциях. Используя закон Харди-Вайнберга, можно рассчитать частоту гетерозиготного носительства патологического гена в чело­ веческих популяциях. Например: частота встречаемости (q2) альби­ низма (а) в Европе ! :20000, т.е. q2 аа=1:20000. Отсюда, q=vl:20000 = 1/141.noa«wibKyp + q = 1,то значитр=1чг=1-1/141= 140/141,ачастота гетерозигот равна 2pqAa=2-140/14T 1/141 = 1/70. Таким образом, частота гетерозиготного носительства гена альбинизма у жителей Европы 1:70. Популяционно-статистическим методом широко пользуются органы здравоохранения для решения вопросов медицин­ ского, медикаментозного и диагностического обеспечения населения .

Дерматоглифический метод используется для изучения индивидуальной изменчивости и диагностики наследственных заболеваний человека. Д ерм атоглиф ика - раздел генетики, изучающий наследственную обусловленность рисунков на коже кончиков пальцев, ладоней и подошв человека. Рисунки кожных узоров строго индивидуальны и наследственно обусловлены. Метод дерма­ тоглифики применяется в криминалистике, в определении зиготности близнецов, как вспомогательный в диагностике ряда наследственных заболеваний, в отдельных случаях спорного отцовства .

Цель занятия: 1. Знать сущность и значение генеалогического, близнецового, популяционно-статистического, дерматоглифического методов изучения генетики человека. 2. Уметь составлять родослов­ ные и определять по ним тип и вариант наследования. 3. Ознакомиться с ролью социальных факторов в реализации генотипа в фенотип .

–  –  –

Рис. 15. Генетическая символика для составления схемы родословной (по Г. Юсту, 1931, с изменениями) .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Человек как специфический объект генетического анализа .

2. Методы изучения генетики человека:

- генеалогический метод, его символика, цели и задачи;

-близнецовый метод, его значение для изучения фенотипической изменчивости и предрасположенности человека к наследственным заболеваниям;

- популяционно-статистический метод, возм ож ности его использования в практическом здравоохранении;

-дерматоглифический метод как метод изучения индивидуальной изменчивости человека, его применение в диагностике наследствен­ ных заболеваний и в криминальной практике .

Л итература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 164-168, 171-176. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 165-172,178-181 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Трудности, связанные с изучением генетики человека:

а) невозможность проведения у человека произвольного и анализи­ рующего скрещиваний; б) большой набор хромосом и большое число групп сцепления генов; в) медленная смена поколений и малочислен­ ность потомства; г) позднее половое созревание и длительное вына­ шивание ребенка в утробе матери; д) разные социальные условия жизни людей .

2. Возможности генеалогического метода антропогенетики:

а) определение характера заболевания; б) определение типа и варианта наследования; в) выявление гетерозиготного носительства патологического гена; г) в ряде случаев определение вероятности рождения ребенка с наследственной патологией .

3. Характеристика аутосомно-доминантного типа наследования:

а) признак прослеживается по горизонтали; б) признак прослежи­ вается по горизонтали и вертикали; в) в одинаковой степени болеют мужчины и женщины; г) чтобы ребенок был болен, должен болеть один из родителей; д) ген проявляется в гомо- и гетерозиготном состояниях .

4. Характеристика аутосомно-рецессивного типа наследования:

а) признак прослеживается по горизонтали; б) ген проявляется в гомозиготном состоянии, вероятность рождения больных детей повы­ шается при инбридинге; в) болеют мужчины, а женщины являются носителями патологического гена; г) в одинаковой степени болеют мужчины и женщины; д) вероятность рождения больных детей у здоровых гетерозиготных родителей составляет 25 % .

5. Характеристика рецессивного сцепленного с Х-хромосомой типа наследования:

а) признак прослеживается по горизонтали; б) болеют мужчины, женщины являются носителями патологического гена; в) патологи­ ческий ген наследуется от матери к сыну, от отца к дочери; г) в одинаковой степени болеют мужчины и женщины; д) в случае, если отец здоров, а мать носительница патологического гена, половина сыновей будет больна, половина дочерей - носители патологического гена .

6. Характеристика доминантного сцепленного с Х-хромосомой типа наследования:

а) признак прослеживается по горизонтали и вертикали; б) в одина­ ковой степени болеют мужчины и женщины; в) болеют мужчины, а женщины являются гетерозиготными носителями патологического гена; г) ген проявляется в гемизиготном состоянии; д) чтобы ребенок был болен, должен болеть один из родителей .

7. Возможности близнецового метода антропогенетики:

а) уточнение перечня наследственных заболеваний и болезней с наследственной предрасположенностью; б) определение роли наслед­ ственных факторов и среды в проявлении болезни; в) проведение своевременной профилактики болезни одного из близнецов при заболе­ вании второго .

8. Возможности популяционно-статистического метода антропо­ генетики:

а) определение количества гетерозигот в популяции; б) решение вопроса медицинского, медикаментозного и диагностического обеспе­ чения населения; в) выявление дрейфа генов в популяции .

9. Возможности дерматоглифического метода антропогенетики:

а) изучение индивидуальной изменчивости; б) диагностика наследст­ венных заболеваний, обусловленных изменением числа и структуры хромосом; в) выявление гетерозиготного носительства патологи­ ческого гена .

10. Формирование папиллярного рисунка на стопах, ладонях и кончиках пальцев:

а) 6-7 неделя - экспрессия генов; б) 8-10 неделя - накопление индукторов для экспрессии генов, детерминирующих узоры; в) 10-24 неделя - формирование гребней и папиллярных узоров; г) 24-40 неделя

- формирование кожи как тактильного органа .

11. Антропогенетика:

а) наука о наследственности и изменчивости; б) раздел генетики, изучающий закономерности наследования признаков у человека; в) различия организмов, вызываемые внешними факторами .

12. Генетика человека изучает:

а) генетические карты хромосом; б) наследование нормальных и патологических признаков у человека; в) цитологические карты хромосом; г) полное сцепление генов; д) механизмы наследственной предрасположенности к мультифакториальным заболеваниям .

13. Методы изучения генетики человека:

а) экспериментальные и основные; б) пренатальной диагностики и гибридологические; в) основные и экспресс-диагностики; г) молеку­ лярно-генетические и сравнительно-анатомические; д) социологи­ ческие и сравнительно-анатомические .

14. Этапы генеалогического метода:

а) сбор анамнеза; б) определение частот генов и генотипов в попу­ ляции; в) построение генетической карты хромосомы; г) изучение роли среды в проявлении признака; д) анализ родословной .

15. Пробанд:

а) больной, обратившийся к врачу; б) врач-генетик; в) индивидуум, с которого начинается построение родословной; г) беременная женщи­ на; д) сибсы больного, обратившаяся к врачу .

16. Сибсы:

а) все родственники пробанда; б) дяди пробанда; в) тети пробанда;

г) родители пробанда; д) братья и сестры пробанда .

17. Задачи генетики человека на современном этапе:

а) ранняя диагностика наследственных болезней путем совершен­ ствования методов пренатальной диагностики; б) разработка методов генной терапии; в) применение гибридологического метода; г) широкое внедрение новых методов диагностики наследственных болезней в медицинскую практику .

18. Популяционно-статистический метод основан на законе:

а) Н.И. Вавилова; б) Г. Менделя; в) Т. Моргана; г) Харди-Вайнберга .

19. Для монозиготных близнецов характерно:

а) развитие из одной зиготы и разные генотипы; б) развитие из разных зигот и одинаковые генотипы; в) разные генотипы и низкая степень конкордантности признаков; г) одинаковые генотипы и низкая степень конкордантности признаков; д) высокая степень конкордантности и низкая степень дискордантносги признаков .

20. Формула Хольцингера используется для вычисления:

а) частоты генов и генотипов в популяции; б) коэффициента наследо­ вания; в) коэффициента влияния среды; г) вероятности наследования;

д) степени генетического риска .

Лабораторная работа

I. Решить задачи на построение и анализ родословных:

№63. Составить родословную семьи со случаем шизофрении .

Пробанд - больная шизофренией женщина. Ее брат, сестра и отец здоровы. Со стороны отца имеются следующие родственники: дядя, больной шизофренией, и две тетки - здоровые. Одна из теток имеет трех здоровых детей, вторая - здорового сына. Дед и бабка со стороны отца здоровы; сестра бабки болела шизофренией. Мать про­ банда, дядя, дед и бабка с материнской стороны здоровы; у дяди два здоровых ребенка. Определить характер наследования болезни и указать генотипы возможно большего числа лиц .

№64. Составить родословную семьи со случаем диабета. Здоро­ вые муж и жена (двоюродные сибсы) имеют больного ребенка. Мать мужа и отец жены (родные сибсы) здоровы. Брат мужа, две сестры жены, общий дядя супругов и бабка здоровы. Дед страдал диабетом .

Все родственники со стороны отца мужа (два дяди, двоюродная сестра, дед и бабка) и матери жены (тетка, двоюродный брат, дед и бабка) здоровы. Определить характер наследования болезни и отме­ тить тех членов семьи, гетерозиготность которых по гену диабета не вызывает сомнения .

№65. Составить родословную семьи с редким заболеванием эпилойей, которое детерминируется геном с летальным действием .

Большинство лиц с врожденной эпилойей (патологическое разрастание кожи, умственная отсталость, судорожные припадки, наличие опухолей сердца, почек и других органов) погибает, не достигнув половой зрелости. При слабой выраженности синдрома некоторые из таких больных выживают и дают потомство. Пробанд - женщина, страдающая эпилойей, в браке со здоровым мужчиной имела троих детей: здоровых сына и дочь и больную дочь, у которой впоследствии родилось пятеро детей: здоровые два сына и две дочери и одна дочь с эпилойей. Установлено, что у этой больной женщины (дочери пробанда) было два мертворожденных ребенка. Построить родо­ словную, определить, каким геном, доминантным или рецессивным, детерминируется это заболевание и как можно объяснить различный эффект этого гена .

№66. Составить родословную семьи по короткопалое™ (брахидактилии) и определить характер наследования этого признака и генотипы указанных в родословной лиц. Пробанд - женщина с короткопалостью имеет трех здоровых братьев и одну здоровую сестру. Отец пробанда короткопалый. Со стороны отца дядя и одна тетка короткопалые, а вторая имеет нормальную кисть. У дяди из десяти детей семеро с короткопалой кистью (три сына и четыре дочери), а один сын и две дочери с нормальной кистью. Бабка по отцу была короткопалой, а все родственники по матери нормальные .

I I.

Р е ш и т ь за д ач и на о п р е д е л е н и е к о э ф ф и ц и е н т о в наследуемости (Н) и вли ян и я среды (Е):

№67. Частота заболевания обоих близнецов при некоторых видах патологии (в процентах) .

Болезнь % конкордантности близнецов MZ DZ Корь 98 Паротит Туберкулез Сахарный диабет 65 18 Эпилепсия 67 3 Шизофрения 10 Врожденный вывих 41 3 бедра Заячья губа 33 5 Косолапость 32 3 Рассчитать коэффициенты наследуемости и влияния среды по формуле Хольцингера .

–  –  –

Цитогенетический метод основан на микроскопическом исследовании хромосом. Изучение хромосомного набора проводят на метафазных пластинках лимфоцитов и фибробластов, культиви­ руемых в искусственных условиях. Анализ хромосом проводится в световом микроскопе при увеличении в 1500 раз или в люминисцентном микроскопе в случае окрашивания хромосом флюорохромами. Для идентификации хромосом проводят морфометрический анализ длины хромосом и центромерный индекс, после чего проводят кариотипирование по Денверской классификации .

Методы пренатальной диагностики можно разделить еа две группы: непрямые и прямые. При непрямых методах акушерскогинекологическими методами обследуют беременную, исследуют сыворотку ее крови на альфа-фетопротеин. При прямых методах исследуют плод. К прямым неинвазивным (без хирургического вмешательства) методам относится ультрасонография (ультразвуко­ вое исследование). К прямым инвазивным (с нарушением целостной тканей) - биопсия ворсин хориона и амниоцентез .

О нтогенетический метод и спользуется для изучения проявления признаков в процессе индивидуального развития.

Его цель:

ранняя диагностика и своевременная профилактика наследственных болезней. Метод базируется на биохимических, иммунологических и цитогенетических методах .

Иммунологические методы основаны на изучении антигенного состава клеток и жидкостей организма (кровь, лимфа, спинномозговая жидкость, слюна, желудочный сок и др.). Этими методами опреде­ ляются группы крови по системам ABO, Luis, Luteran, Daffi, MN, Rh, антигены по системе HLA и др .

Биохимические методы прим еняю тся для диагн ости ки наследственны х заболеваний обмена вещ еств, обусловленных генными мутациями. Наследственные дефекты обмена веществ диагностируются на трех уровнях проявления действия гена: 1) молекулярном (определение структуры белка или его количества);

2) клеточном (определение дефектных ферментов); 3) организменном (обнаруж ение промеж уточных метаболитов во внеклеточных жидкостях) .

Молекулярно-генетические методы - это методы генетического моделирования, которые позволяют описать изменения в структуре и функции нуклеиновых кислот, получать гены и ввести их в геном клетки. Полагают, что в перспективе эти методы будут использованы для коррекции генных мутаций .

Метод генетики соматических клеток основан на изучении наследственного материала в клонах клеток определенных тканей, выращенных на питательной среде вне организма. Преимущество этого метода заключается в том, что в моноклонах можно получить гены в чистом виде .

Биологическое моделирование - метод изучения наследственных заболеваний человека при использовании мутантных линий животных со сходными генетическими нарушениями. Математическое моделирование - метод создания и изучения математических моде­ лей для расчета частот генов в популяциях при различных воздейст­ виях и изменениях окружающей среды. Математические методы широко применяются в тех случаях, когда невозможно использование экспериментальных методов .

Цель занятия: 1. Знать сущность и значение цитогенетического, онтогенетического, иммунологического, биохимического, молекуляр­ но-генетического методов, метода гибридизации соматических клеток, биологического и магматического моделирования. 2. Уметь использовать цитогенетический метод для диагностики хромосомных болезней человека, определять половой хроматин. 3. Ознакомиться с возможностями молекулярно-генетического метода, метода гибридизации соматических клеток, со значением антропогенетики для медицины .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Цитогенетический метод изучения наследственности, использо­ вание его в диагностике хромосомных болезней человека .

2. Половой хроматин, методы определения «X» и «У» - полового хроматина, его диагностическое значение .

3. Методы пренатальной диагностики наследственных заболева­ ний человека: прямые и непрямые (амниоцентез, биопсия ворсин хориона), их цели и задачи. Биоэтические аспекты пренатальной гене­ тической диагностики .

4. Онтогенетический метод как метод изучения проявления приз­ наков в процессе индивидуального развития .

5. Иммунологический метод, его использование для диагностики наследственной патологии и определения гистосовместимости при трансплантации органов и тканей .

6. Биохимический метод как метод диагностики наследственных болезней обмена веществ. Микробиологический ингиботорный тест Гатри .

7. Возможности молекулярно-генетического, генетики соматичес­ ких клеток, биологического и математического моделирования для изучения наследственности человека .

8. Значение антропогенетики для медицины .

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 168-170, 176-185. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ,2011,с. 172-178,181-185 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Возможности цитогенетического метода антропогенетики:

а) позволяет установить наследственные болезни, связанные с изменением числа и структуры хромосом, транслокацией; б) опреде­ лить тип и вариант наследования; в) определить наследственные бо­ лезни обмена веществ .

2. Какие цитологический и генетический методы лежат в основе цито­ генетического?

а) цитологический - дифференциальное окрашивание, генетический

- кариотипирование; б) цитологический - гистохимический, генети­ ческий - клонирование; в) цитологический - метод культуры тканей, генетический - кариотипирование .

3. Синдром, обусловленный трисомией по 13-й хромосоме:

а) Шерешевского-Тернера; б) Эдвардса-Смита; в) Дауна; г) Бартоломи-Патау; д) Кляйнфельтера .

4. Синдром, обусловленный трисомией по 18-й хромосоме:

а) Кляйнфельтера; б) Дауна; в) Эдвардса-Смита; г) ШерешевскогоТернера; д) Бартоломи-Патау .

5. Синдром, обусловленный моносомией по Х-хромосоме:

а) Бартоломи-Патау; б) Кляйнфельтера; в) Шерешевского-Тернера;

г) Эдвардса-Смита; д) Дауна .

6. Синдром добавочной Х-хромосомы у мужчины:

а) Кляйнфельтера; б) Бартоломи-Патау; в) Эдвардса-Смита; г) Шерешевского-Тернера; д) Дауна .

7. Возможности экспресс-метода определения полового хроматина:

а) выявление наследственных болезней, связанных с изменением структуры половых хромосом; б) выявление наследственных болезней, связанных с изменением числа половых хромосом; в) опре­ деление пола при гермафродитизме и транссексуализме; г) опре­ деление пола плода при подозрении на болезни, сцепленные с полом;

д) определение пола при судебной экспертизе .

8. Количество Х-хроматин - положительных ядер буккального эпите­ лия в норме:

а) у женщин - 50-60%, у мужчин - 0%; б) у женщин - 60-70%, у мужчин - 1-2%; в) у женщин - 20-40%, у мужчин - 1-3% .

9. Х-хроматин встречается с высокой частотой:

а) у лиц мужского пола; б) у лиц женского пола; в) при синдроме Эдвардса-Смита; г) при синдроме Кляйнфельтера; д) при синдроме Бартоломи-Патау .

10. Х-хроматин отсутствует:

а) у лиц женского пола; б) у лиц мужского пола; в) при синдроме Бартоломи-Патау; г) при синдроме Шерешевского-Тернера; д) при синдроме Кляйнфельтера .

11. Для определения Х-хроматина исследуют:

а) эпидермис кожи; б) буккальный эпителий; в) уровень половых гормонов; г) эритроциты; д) лейкоциты .

12. Возможности биохимического метода антропогенетики:

а) выявление наследственных болезней обмена веществ; б) выявле­ ние хромосомных наследственных болезней; в) позволяет определить тип и вариант наследования .

13. На каких уровнях проявления действия гена и как диагности­ руются наследственные болезни обмена веществ?

а) на молекулярном - структуру и количество исходного вещества;

б) на клеточном - дефектные ферменты; в) на организменном промежуточные продукты метаболизма; г) на тканевом - антигены .

14. Метод диагностики ферментопатий:

а) цитогенетический; б) онтогенетический; в) иммунологический;

г) биохимический: д) генетики соматических клеток .

15. Диагностика фенилкетонурии у новорожденного:

а) индикаторная бумажка, смоченная 3 % р-ром FeCl,; б) тест Гатри; в) добавление в мочу 5% р-ра хлористоводородной кислоты;

г) определение содержания метеонина .

16. Возможности иммунологического метода антропогенетики:

а) выявление наследственных болезней обмена веществ; б) изу­ чение антигенного состава клеток и жидкостей организма; в) выяв­ ление болезней, сцепленных с полом .

17. Последствия резус-конфликта у новорожденного:

а) желтуха; б) водянка; в) анемия; г) гидроцефалия .

18. Возможности онтогенетического метода антропогенетики:

а) изучает проявление признака в индивидуальном развитии; б) ранняя диагностика наследственных болезней; в) своевременные ле­ чение и профилактика наследственных болезней; г) изучает изменение активности генов в гетерозиготном состоянии .

19. Методы определения гетерозиготного носительства патологического гена:

а) изучение микросимптомов; б) нагрузочные тесты; в) микроско­ пическое исследование клеток и тканей; г) определение активности фермента .

20, Показания к пренатальной диагностике:

а) наличие наследственного заболевания в семье; б) гетерозиготность обоих родителей при аутосомно-рецессивных заболеваниях; в) гетерозиготное состояние у матери при Х-сцепленном наследовании;

г) возраст матери старше 35 лет .

2!. Оптимальное время проведения биопсии ворсин хориона при прена­ тальной диагностике:

а) 6-7 неделя беременности; б) 12-13 неделя беременности; в) 13неделя беременности; г) 14-16 неделя беременности .

22. Оптимальное время проведения амниоцентеза при пренатальной диагностике:

а) 6-7 неделя беременности; б) 12-13 неделя беременности; в) 14неделя беременности; г) 18-20 неделя беременности .

23. Возможности молекулярно-генетического метода антропоге­ нетики:

а) выявление наследственных болезней обмена веществ; б) опреде­ ление изменений структуры и функции нуклеиновых кислот; в) выде­ ление генов и введение их в клетку .

24. Возможности метода генетики соматических клеток:

а) получение генов в чистом виде; б) получение клеток-гибридов;

в) проведение анализа сцепления генов и локализации генов; г) изуче­ ние механизмов взаимодействия генов и регуляции генной активности;

д) изучение генных мутаций .

25. Метод, используемый для картирования хромосом человека:

а) цитогенетический; б) онтогенетический; в) иммунологический;

г) биохимический; д) гибридизации соматических клеток .

Лабораторная работа

L Изучить микропрепараты (без зарисовки):

- «Половой хроматин в лейкоцитах» (бЗОх). Обратить внимание на «барабанные палочки (тельца Барра)» (рис. 16) .

- «Кариотип человека (метафазная пластинка)» (бЗОх) (рис. 17) .

1L Определение Х-хроматина в ядрах эпителия слизистой щеки ацето-орсеиновым методом (по A.R. Sanderson, Jf.S.Stewart, 1961) .

Оборудование: микроскоп, стекла предметные, стекла покровные 18x18 мм, шпатель металлический, стакан химический, пипетка Рис. 16. Половой хроматин в Рис. 17. Кариотип человека лейкоцитах. (метафазная пластинка) .

глазная, кювета эмалированная, бумага фильтровальная, иммерсион­ ное масло, 1% раствор ацето-орсеина, спирт-ректификат, пинцет анато­ мический .

Х од работы. Прополоскать рот водой для удаления остатков пищи .

Двумя-тремя скоблящими движениями шпателя, обработанного спиртом, с некоторым нажимом провести по слизистой внутренней оболочке щеки. Полученную на кончике шпателя беловатую массу нанести круговыми движениями на обезжиренное предметное стекло, распределяя мазок тонким слоем. Подсушить мазок на воздухе в течение 5-10 мин. На готовый мазок нанести 1-2 капли ацето-орсеина и накрыть покровным стеклом. Избыток краски вокруг покровного стекла удалить полосками фильтровальной бумаги. Продолжитель­ ность окраски длится в среднем 10 мин. Ход окраски контролируется под микроскопом. Мазок просмотреть под микроскопом сразу же после окраски во избежания высыхания препарата. Препарат исследовать обзорно под малым увеличением микроскопа. Найти скопление клеток и детально рассмотреть их на иммерсии (объектив 90х, окуляр 15х). Для исследования пригодны ядра правильной формы с тонкой сетью хроматина, с неповрежденной и четкой ядерной оболочкой. Непригодны для учета ядра с подогнутой или фестончатой оболочкой или находящиеся в разных степенях пикноза. В качестве Х-хроматина учитывается самый большой хромоцентр, прилегающий к ядерной мембране, имеющий форму треугольника, полулуния или круглого образования. Подсчитывают 100 ядер и отмечают число ядер с одним или более тельцем полового хроматина .

Нормальное содержание Х-хроматина в ядрах клеток у лиц женского пола составляет от 20 до 20 на 100 ядер, т.е. 20-40% .

Нормальное содержание Х-хроматина в ядрах клеток у лиц мужского пола составляет от 1-3 на 100 ядер, т.е. 1-3 %. В случаях с числом телец Х-хроматина у женщин ниже 20%, а у мужчин выше 4-5% необходимо увеличить число просмотренных ядер до 300-400 и провести повторное исследование. Следует помнить, что уменьшение или увеличение глыбки полового хроматина может свидетельствовать о возможной структурной аномалии Х-хромосомы .

Для окончательной постановки диагноза больному необходимо проведение кариотипирования .

ТЕМА № 16. ВВЕДЕНИЕ В КЛИНИКУ. НАСЛЕДСТВЕННЫЕ БОЛЕЗНИ ЧЕЛОВЕКА

В настоящее время зарегистрировано свыше трех тысяч нозологических названий наследственных болезней. Согласно данных Комитета экспертов ВОЗ в последние 10-15 лет ежегодно регистри­ руется по 3 новых нозологических формы.

Согласно современной классификации различают следующие группы наследственных болезней:

1. Генные болезни нарушения обмена веществ (аминокислот, липидов, углеводов, стероидов, пуринов и пиримидинов, металлов, свер­ тывания крови, гемоглобинопатии) .

2. Хромосомные болезни человека (болезни, обусловленные изме­ нением структуры и числа аутосом; болезни, обусловленные измене­ нием структуры и числа половых хромосом) .

3. Цитоплазматические болезни (некоторые виды миопаггий, анэн­ цефалия, spina bifida, остеит Олбрайта) .

Механизмами развития генных болезней обмена веществ являю­ тся мутации гена, которые приводят к нарушению синтеза или измене­ нию активности фермента, участвующего в биохимической реакции .

Цель занятия: 1. Знать механизмы возникновения, клинические проявления, диагностику и принципы лечения наследственных болезней обмена веществ, а так же болезней, обусловленных хромо­ сомными и геномными мутациями. 2. Уметь решать ситуационные задачи на наследование у человека генных болезней обмена веществ .

3. Ознакомиться с вкладом белорусских ученых в медицинскую генетику и тератологию .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Классификация наследственных болезней человека

2. Г ен н ы е б о л е зн и н а р у ш е н и я о б м е н а в е щ е с т в у ч е л о в е к а (аминокислотного, липидного, углеводного, стероидного, пуринового обменов, обмена металлов, нарушения свертывания крови, гемогло­ бинопатии) .

3. Хромосомные болезни человека:

-болезни, обусловленные изменением числа и структуры аутосом;

-болезни, обусловленные изменением числа и структуры половых хромосом .

4. Цитоплазматические заболевания .

5. Вклад белорусских ученых в медицинскую генетику и терато­ логию .

Литература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. Витебск, 2011, с. 186-200. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 185-208 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Механизмы развития генных болезней обмена веществ:

а) мутация гена; б) нарушение синтеза или изменение активности фермента; в) действие накапливающихся промежуточных продуктов метаболизма .

2. Примеры наследственных болезней нарушения аминокислотного обмена:

а) галактоземия; б) витамин Д - резистентный рахит; в) фенилкетонурия; г) алкаптонурия; д) альбинизм .

3. Причины развития фенилкетонурии:

а) недостаток фермента оксидазы гомогентизиновой кислоты; б) недостаток фермента фенилаланиндегидроксилазы; в) накопление в крови фенилпировиноградной кислоты .

4. Биохимическая диагностика фенилкетонурии у новорожденного:

а) индикаторная бумажка, смоченная 3 % р-ром FeCl,; б) тест Гатри .

5. Причины развития алкаптонурии:

а) недостаток или отсутствие фермента оксидазы гомогентизиновой кислоты; б) отсутствие фермента тирозиназы; в) нерасщепление гомогентизиновой кислоты до конечных продуктов распада .

6. Примеры наследственных болезней углеводного обмена:

а) инсулинзависимый сахарный диабет; б) инсулиннезависимый сахарный диабет; в) подагра; г) галактоземия, гликогенозы; д) пентозоурия .

7. Симптомы адреногенитального синдрома у девочек:

а) преждевременное половое созревание; б) псевдогермафродитизм;

в) карликовость .

8. Симптомы адреногенитального синдрома у мальчиков:

а) псевдогермафродитизм; б) преждевременная вирилизация; в) нарушение водного и электролитного обменов; г) гипертония; д) карликовость .

9. Примеры наследственных болезней нарушения пуринового и пиридимидинового обменов:

а) болезнь Ниманна-Пика; б)подагра; в) мукополисахаридозы; г) ахондроплазия; д) мышечная дистофия Дюшена .

10. Примеры наследственных болезней обмена металлов:

а) гепатолентикулярная дегенерация; б) болезнь КоноваловаВильсона; в) гемохроматозы; г) болезнь Виллебранда; д) цистинурия .

11. Нарушения, характерные для болезни Коновалова-Вильсона:

а) избирательное накопление меди в клетках печени, почек, нервной ткани, роговице глаза; б) повышенное выделение меди с мочой; в) снижение содержания меди в крови; г) нарушение фильтрации в почках аминокислот, глюкозы, фосфатов .

12. Нарушения, характерные для гемахроматоза:

а) избирательное накопление железа в клетках печени, желез внутренней секреции, сердечной мышце; б) повышенное содержание железа в крови; в) снижение содержания железа в крови; г) развитие цирроза печени, повышенная пигментация кожи .

13. Примеры наследственных болезней, связанных с нарушением свертывания крови:

а) талассемия; б) болезнь Виллебранда; в) гемофилии А и В; г) сфинголипидозы; д) гемоглобинопатия S .

14. Основной этиологический фактор гемофилии А:

а) дефект фактора IX (фактора Кристмаса); б) дефект фактора VIII (антигемофильного глобулина); в) дефект фактора целостности стенок кровеносных сосудов .

15. Основной этиологический фактор гемофилии В:

а) дефект фактора VIII (антигемофильного глобулина); б) дефект фактора VII (проконвертина); в) дефект фактора IX (фактора Кристмаса) .

16. Основной этиологический фактор болезни Виллебранда:

а) дефект фактора VIII (антигемофильного глобулина); б) дефект фактора VII (проконвертина); в) дефект фактора целостности стенок кровеносных сосудов .

17. Примеры наследственных болезней липидного обмена:

а) болезнь Гоше; б) болезнь Ниманна-Пика; в) гиперлипемия, гиперхолистеринемия; г) гликогенозы; д) болезнь Тэй-Сакса .

18. Примеры наследственных гемоглобинопатий:

а) серповидноклеточная анемия; б) талассемия; в) фруктозурия; г) гемоглобинопатия Д; д) болезнь Кули .

19. Механизм развития наследственных болезней, обусловленных изменением числа хромосом:

а) разрушение теломер на концах хромосом; б) нарушение кроссинговера в гаметогенезе; в) нарушение расхождения хромосом в мейозе при гаметогенезе .

20. Примеры аутосомных гетероплоидных заболеваний человека:

а) синдром Блума; б) синдром Эдвардса-Смитта; в) синдром Бартоломи-Патау; г) синдром Марфана; д) болезнь Дауна .

21. Примеры наследственных заболеваний человека, связанных с изменением числа половых хромосом:

а) синдром Шерешевского-Тернера; б) синдром трисомиии X; в) синдром Клайнфельтера; г) синдром добавочной Y-хромосомы у мужчин; д) синдром YO .

22. Примеры наиболее часто встречающихся хромосомных заболе­ ваний, связанных с изменением структуры аутосом:

а) синдром “кошачьего крика”; б) синдром “голубых склер”; в) синдром Хиршхорна; г) синдром Орбели; д) болезнь Гоше .

23. Примеры наиболее часто встречающихся наследственных заболеваний, связанных с транслокацией:

а)транслокация 21-й пары на 13-15 пару; б) транслокация 21-й пары на 22 пару; в) транслокация 13-15 пар на 22 пару .

24. Цитоплазматические наследственные болезни человека:

a) Spina bifida, остеит Олбрайта; б) анэнцефалия; в) мышечная дистрофия Дюшена; г) некоторые виды мионатий .

Л абораторная работа I. Реш ить ситуационные задачи на наследственные болезни ам и н ок и сл отн ого обмена .

№68. Фенилкетонурия и одна из редких форм агаммаглобулинемии швейцарского типа (обычно ведет к смерти до шестимесячного возраста) наследуются как аутосомные рецессивные признаки. Успехи современной медицины позволяют избежать тяжелых последствий нарушения обмена фенилаланина. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны по обеим парам патологических генов?

№69. Пробанд (здоровая женщина) имеет двух здоровых братьев и двух братьев, больных алкаптонурией. Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болен алкаптонурией и является двоюродным дядей своей жены. У него есть здоровый брат и здоровая сестра. Бабушка по линии отца была больной и состояла в браке со своим двоюродным здоровым братом. Бабушка и дедушка по линии матери здоровы, отец и мать деда также здоровы, при этом мать деда - родная сестра деда пробанда со стороны отца .

Определить вероятность рождения больных алкаптонурией детей в семье пробанда при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину, мать которого страдала алкаптонурией .

II. Решить задачи на нарушения углеводного обмена .

№70. Фруктозурия имеет две формы. Одна протекает без клини­ чески выраженных симптомов, вторая ведет к торможению физичес­ кого и умственного развития. Обе наследуются как рецессивные не сцепленные между собой (т.е. находящиеся в разных парах хромосом) признаки. Один из супругов имеет повышенное содержание фруктозы в моче, следовательно, гомозиготен по фруктозурии, не проявляю­ щейся клинически, но гетерозиготен по второй форме заболевания .

Второй супруг в свое время прошел успешно курс лечения по второй форме фруктозурии, но гетерозиготен по бессимптомной ее форме .

Какова вероятность рождения в этой семье детей, страдающих клинически выраженной формой фруктозурии?

№71. Составить родословную семьи со случаем диабета. Здоро­ вые муж и жена (двоюродные сибсы) имеют больного ребенка. Мать мужа и отец жены (родные сибсы) здоровы. Брат мужа, две сестры жены, общий дядя супругов и бабка здоровы. Дед страдал диабетом .

Все родственники со стороны отца мужа (два дяди, двоюродная сестра, дед и бабка) и матери жены (тетка, двоюродный брат, дед и бабка) здоровы. Определить характер наследования болезни и отме­ тить тех членов семьи, гетерозиготность которых по гену диабета не вызывает сомнения .

III. Решить задачи на нарушение свертывания крови №72. У человека гемофилия детерминирована сцепленным с полом рецессивным геном h .

Мать и отец здоровы. Их единственный ребенок страдает гемофи­ лией. Кто из родителей передал ребенку ген гемофилии?

Здоровая женщина, гетерозиготная по гену гемофилии, вышла замуж за здорового мужчину. Какова вероятность того, что их ребенок будет страдать гемофилией? У кого из детей (сыновей или дочерей) опасность заболеть больше?

Отец и сын гемофилики, а у матери нормальная свертываемость крови. Правильно ли будет сказать, что сын унаследовал свое заболе­ вание от отца?

№73. У человека ген гемофилии и ген цветовой слепоты располо­ жены в Х-хромосоме на расстоянии 9,8 морганиды. Оба гена рецес­ сивны. Ген синдрома дефекта ногтей и коленной чашечки находится в аутосоме, а на расстоянии 10 морганид от него расположен ген, определяющий группу крови по системе АВО. Ген синдрома дефекта ногтей и коленной чашечки - доминантный ген .

Женщина с IV группой и гетерозиготная по остальным анализи­ руемым признакам выходит замуж за мужчину с I группой крови и нормального по остальным признакам. Определить вероятность рождения детей в этой семье без анализируемых заболеваний и их группы крови, если известно, что отец женщины страдал одновре­ менно гемофилией и ночной слепотой, имел дефект ногтей и II группу крови .

ТЕМА № 17. ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ ЧЕЛОВЕКА. (Итоговое занятие)

Цель занятия: 1. Закрепить знания по основным закономерностям наследственности и изменчивости человека. 2. Уметь решать ситуа­ ционные задачи на закономерности моно- и полигенного наследования, взаимодействия генов из одной и разных аллелей, множественные аллели, плейотропное действие гена, пенетрантность гена, составле­ ние родословных .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Генетика как наука о наследственности и изменчивости .

Предмет, задачи и методы генетики. Этапы развития генетики. Вклад белорусских ученых в развитие генетики .

2. Основные понятия генетики (наследственность, наследование, изменчивость, ген, фен, аллельные гены, гомозигота, гетерозигота, гемизигота, доминантные и рецессивные гены, генотип, гаплотип, фенотип, генофонд) .

3. Генный уровень организации наследственного материала у прокариот:

- строение гена;

- гипотеза Дж. Бидла и Э. Татума «Один ген - один фермент”, ее современная трактовка;

- классификация генов (структурные, синтеза РНК, регуляторные, модификаторы);

- экспрессия генов в процессе биосинтеза белка у прокариот (гипотеза Ф.Жакоба и Ж.Моно);

4. Генный уровень организации наследственного материала у эукариот:

- экспрессия генов в процессе биосинтеза белка у эукариот (гипотеза Г.Г1. Георгиева);

- мозаичное строение гена;

- особенности регуляции экспрессии генов, роль стероидных гормонов .

5. Теория гена .

6. Мультимерная организация белков как структурная основа межаллельных и межгенных взаимодействий (гемоглобины чело­ века) .

7. Генная инженерия, ее цели и задачи:

-- получение генетического материала;

- введение и включение генов в генетический аппарат клетки;

- вопросы биоэтики при проведении исследований по рекомбинации ДНК, клонированию соматических клеток человека и выращиванию химер;

- биотехнология, ее роль в медицине и фармации .

8. Хромосомный уровень организации наследственного материала .

9. Хромосомная теория пола .

10. Балансовая теория пола, значение баланса аутосом и половых хромосом у человека .

11. Сцепленное с полом наследование у человека .

12. Хромосомы как группы сцепления генов; полное и неполное сцепление; правило Т.Моргана. Группы сцепления генов у человека .

13. Цитологические и генетические карты хромосом, методы их построения .

14. Основные положения хромосомной теории наследственности .

15. Особенности генома прокариот .

16. Особенности генома эукариот .

17. Избыточность генома .

18. Программа «Геном человека», ее значение.; вопросы биоэтики при изучении генома человека .

19. Цитоплазматическая наследственность. Плазмогены и плаз­ мой .

20. Генетическая система клетки .

21. Наследование. Типы и варианты при моногенном и полигенном наследовании .

22. Гибридологический анализ, его сущность .

23. Моногенное наследование признаков, его закономерности:

-закономерности наследования примоногибридном скрещивании (закон единообразия гибридов первого поколения, закон расщепления, закон «чистоты гамет» У. Бэтсона, его цитологические основы), анализирующее скрещивание (прямое, возвратное, реципрокное);

- закономерности наследования при ди- и полигибридном скрещивании (закон независимого комбинирования неаллельных генов, его цитологические основы). Решетка Пеннета. Фенотипичес­ кий радикал;

- условия проявления законов Г.Менделя, их статистический характер;

- менделирующие признаки человека .

24. Полигонное наследование признаков, условия его проявления .

25. Фенотип. Значение генетических факторов в формировании фенотипа:

- взаимодействие генов из одной аллели (доминирование, рецессивность, неполное доминирование, сверхдоминирование, кодоминирование, аллельное исключение);

- взаимодействие генов из разных аллелей (эпистаз доминантный и рецессивный, гипостаз, комплементарность, эффект положения);

- множественные аллели. Наследование групп крови человека по системе АВО;

- плейотропное действие гена;

- доза гена, поле действия гена; генокопии .

26. Влияние факторов среды на реализацию генотипа в фенотип:

- роль среды и индивидуального развития на реализацию генотипа в фенотип;

- качественная и количественная специфика проявления генов в признаке (экспрессивность и пенетрантность гена); фенокопии .

27. Изменчивость, ее типы и виды .

28. Онтогенетическая изменчивость. Механизмы ее проявления в процессе индивидуального развития человека. Роль онтогене­ тической изменчивости в проявлении наследственных болезней человека .

29. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Статисти­ ческие методы изучения модификационной изменчивости (средняя арифметическая, ошибка средней арифметической, квадратическое отклонение, вариационная кривая). Использование статистических показателей в определении нормы признака и ее пределов .

30. Комбинативная изменчивость, ее значение в обеспечении гене­ тического разнообразия людей. Система браков .

31. Мутационная изменчивость. Теория Г. де Фриза. Классифи­ кация мутаций .

32. Характеристика генеративных и соматических мутаций .

33. Характеристика генных, хромосомных и геномных, межхромо­ сомных и цитоплазматических мутаций .

34. Характеристика мутаций по адаптивному значению .

35. Спонтанные мутации, механизмы их возникновения .

36. Индуцированные мутации. Факторы мутагенеза (физические, химические и биологические). Супермутагены, канцерогены, комутагены, антимутагены. Онкогены. Генетическая опасность загрязнения окружающей среды мутагенами .

37. Репарация генетического материала. Фотореактивация. Темновая репарация. Пострепликативная репарация. Значение мутаций, связанных с нарушением репарации .

38. Человек как специфический объект генетического анализа .

Роль социальных факторов в реализации генотипа в фенотип у человека .

39. Методы изучения генетики человека:

- генеалогический метод, его символика, цели и задачи;

- близнецовый метод, его значение для изучения фенотипической изменчивости и предрасположенности человека к наследственным заболеваниям;

- популяционно-статистический м етод, возм ож ности его использования в практическом здравоохранении;

- дерматоглифический метод, его применение в диагностике наследственных заболеваний и в криминальной практике;

- цитогенети ческий м етод изучения наследственности, использование его в диагностике хромосомных болезней человека;

- половой хроматин, методы определения «X» и «Y» - полового хроматина, его диагностическое значение;

- методы пренатальной диагностики наследственных заболеваний человека (прямые и непрямые), амниоцентез, биопсия ворсин хориона;

биоэтические аспекты пренатальной генетической диагностики;

- онтогенетический метод как метод изучения проявления призна­ ков в процессе индивидуального развития;

- иммунологический метод, его использование для диагностики наследственной патологии и определения гистосовместимости при трансплантации органов и тканей;

-- биохимический метод как метод диагностики наследственных болезней обмена веществ;

- возможности молекулярно-генетического метода, метода генетики соматических клеток для изучения наследственности человека;

—методы биологического и математического моделирования .

40. Значение антропогенетики для медицины .

41. Классификация наследственных болезней человека .

42. Генные болезни нарушения обмена веществ у человека (аминокислотного, липидного, углеводного, стероидного, пуринового и пиримидинового обменов, обмена металлов, нарушения сверты­ вания крови, гемоглобинопатии) .

43. Хромосомные болезни человека (обусловленные изменением числа и структуры аутосом; болезни, обусловленные изменением числа и структуры половых хромосом) .

44. Цитоплазматические заболевания .

Л итература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. В итебск, 2011, с. 103-200. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 79-147,163-208 .

Л абораторная работа

1. Реш ение си туац и он н ы х задач по генетике по и н д и ви ­ дуальным заданиям .

Задачи решаются в протоколе лабораторных работ и предъявля­ ются преподавателю при индивидуальном собеседовании .

ТЕМА № 18. ВВЕДЕНИЕ В КЛИНИКУ .

МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ, ЕГО

ПРИНЦИПЫ

Наиболее распространенным и эффективным в профилактике наследственных заболеваний является медико-генетическое консуль­ тирование. Это один из видов специализированной медицинской помощи .

Главная задача генетического консультирования - предупреждение рождения больного ребенка. Эго касается, в первую очередь, жестко детерминированных наследственностью и плохо поддающихся лечению тяжелых пороков развития и болезней, приводящих к физической и психической неполноценности. В медико-генетическую консультацию обычно обращаются семьи, в которых уже имеется ребенок с наследственным или врожденным заболеванием (ретро­ спективное консультирование); семьи, где среди родственников имеются наследственная патология (проспективное консультиро­ вание): семьи от близкородственных браков; семьи, где возраст родителей старше 35-40 лет или имеют место профессиональные вредности. Врач-генетик помогает лечащему врачу поставить диагноз заболевания, используя специальные генетические методы .

Цель занятия: 1. Знать цели, задачи, этапы медико-генетического консультирования, установление генетического прогноза при менделевском наследовании аномалий, близкородственных браках, хромосомной патологии, мутагенных воздействиях. 2. Уметь оформлять документацию медико-генетического консультирования пациента (пробанда) на основе конкретной ситуационной задачи. 3 .

Ознакомиться со структурой медико-генетической консультации и ее местом в системе лечебно-профилактических учреждений .

К занятию необходимо знать ответы на следующие вопросы:

1. Медико-генетическое консультирование, его цели и задачи .

2. Этапы медико-генетического консультирования:

- уточнение диагноза с использованием методов антропогенетики;

- определение прогноза потомства;

- составление заключения, рекомендации лечащему врачу и пробанду .

3. Генетическое консультирование и обоснование прогноза при менделевском наследовании аномалий .

4. Генетическое консультирование и обоснование прогноза при близкородственных браках .

5. Генетическое консультирование и обоснование прогноза при хромосомной патологии .

6. Генетическое консультирование и обоснование прогноза при мутагенных воздействиях .

7. Биоэтические проблемы медико-генетического консульти­ рования .

Л итература:

1. Бекиш О.-Я.Л, Бекиш В.Я. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУУ по специальности «лечебное дело», 2-е издание. В итебск, 2011, с. 200-210. 2. Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э., Давыдов В.В., Рачковская И.В. Медицинская биология и общая генетика. Учебник для студентов ВУЗ по медицин­ ским специальностям. Мн.: ВШ, 2011, с. 208-213 .

Тесты для проверки уровня знаний по теме

1. Цели медико-генетического консультирования:

а) предупреждение рождения больного ребенка; б) определение прогноза рождения ребенка с наследственной патологией; в) опреде­ ление вероятности рождения больного ребенка; г) помощь семье в принятии решения в отношении рождения ребенка .

2. Этапы медико-генетического консультирования:

а) уточнение диагноза заболевания; б) проведение специального обследования врачом-генетиком; в) определение прогноза потомства;

г) составление заключения .

3. Необходимые данные для проведения генеалогического обсле­ дования пробанда в медико-генетической консультации:

а) данные о родственниках не менее, чем в 3-х поколениях по восхо­ дящей и боковым линиям; б) данные о здоровых и рано умерших родственниках; в) данные о степени выраженности заболевания, возрасте его проявления .

4. Данные генеалогического обследования пробанда позволяют установить:

а) характер заболевания; б) тип и вариант наследования; в) гетерозиготное носительство патологического гена; г) при моногенном наследовании - вероятность рождения ребенка с наследственной патологией .

5. В каких случаях назначается цитогенетическое обследование пробанда?

а) при подозрении на болезни обмена веществ; б) при подозрении на наследственные заболевания, связанные с изменением числа и структуры хромосом, транслокациями; в) в неясных случаях при врожденных пороках развития .

6. В каких случаях назначается биохимическое обследование пробанда?

а) при подозрении на наследственные гетероплоидные заболевания;

б) при подозрении на наследственные болезни обмена веществ; в) для определения гетерозиготности .

7. В каких случаях назначается иммунологическое обследование пробанда?

а) при подозрении на заболевания иммунной системы; б) для определения антигенного состава клеток и жидкостей организма; в) для определения гетерозиготности .

8. При подозрении на какие наследственные заболевания назначается дерматоглифический метод антопогенетики?

а) болезни, обусловленные изменением структуры хромосом; б) гетероплоидные заболевания; в) болезни, сцепленные с полом .

9. Используя какой метод антропогенетики, можно сразу поставить диагноз заболевания у потомка и определить прогноз?

а) цитогенетический; б) биохимический; в) ииммунологический; д) пренатальную диагностику .

10. Определение прогноза потомства при известных генотипах роди­ телей:

а) по законам Менделя; б) с помощью эмпирических данных; в) методом вариационной статистики .

11. Определение прогноза потомства при аутосомно-рецессивном типе наследования и известном генотипе одного из родителей:

а) с помощью эмпирических данных; б) по формуле 2pq х 1/4; в) по формуле P=l/2F4d .

12. Определение прогноза потомства при не установленных генотипах родителей:

а) математическим методом; б) по формуле 2pq х 1/4; в) попы­ таться установить генотипы родителей по фенотипу имеющихся детей .

13. Что может повлиять на правильность расчета риска при моногенном наследовании?

а) гетерогенность заболевания; б) пониженная пенетрантность и экспрессивность гена; в) позднее проявление заболевания; г) невозмо­ жность выявления гетерозиготности .

14. Определение прогноза потомства с повторными гетероплоидными заболеваниями у родителей с нормальными кариотипами:

а) оценка по эмпирическим данным с учетом возраста родителей;

х

б) по формуле:

--------. К ; в) по формуле Р = 1/2F Ч d .

2-х

15. Определение прогноза потомства при мозаицизме одного из родителей:

а) математическим методом; б) по законам Г. Менделя; в) по х формуле:---------. К .

2 -х

16. Определение прогноза потомства при семейных формах структур­ ных аномалий у родителей:

а) попытаться установить генотип потомков по фенотипу родителей;

б) оценка по эмпирическим данным с учетом возраста родителей; в) по формуле: 2pq Ч 1/4 .

17. Определение прогноза потомства при близкородственном браке для аутосомно-рецессивных заболеваний:

х

а) по формуле: Р = 1/2 F4d; б) по формуле:------. К; в) по формуле:

2 -х 2pq41/4 .

18. Определение прогноза потомства при мутагенных воздействиях:

а) по эмпирическим данным; б) на основе экспериментов по инду­ цированному мутагенезу; в) прямой анализ действия мутагенных факторов на наследственный аппарат .

19. Цели заключительного этапа медико-генетического консульти­ рования:

а) объяснение семье смысла генетического риска; б) объяснение сути пренатальной диагностики; в) оказание помощи семье в приня­ тии решения; г) составление письменного заключения .

20. Нюансы, которые необходимо учитывать врачу при составлении заключения медико-генетического консультирования:

а) тяжесть семейной патологии, величину риска рождения боль­ ного ребенка; б) образование, экономическое обеспечение, личност­ ные взаимоотношения в семье; в) морально-этическую сторону вопроса .

21. Какая степень риска расценивается как противопоказание к деторождению?

а) низкая; б) повышенная в легкой степени; в) средняя; г) высокая .

22. Низкая степень риска рождения ребенка с наследственной патологией:

а) 5 %; б) 10 %; в) 20% .

23. Повышенная степень риска рождения ребенка с наследственной патологий в легкой степени:

а) 10%; б) до 20% ; в) 5 % .

24. Средняя степень риска рождения ребенка с наследственной патологией:

а) 5 % ; б) 10%; в) до 20% .

25. Высокая степень риска рождения ребенка с наследственной патологией:

а) 10 %; б) до 20 %; в) свыше 20 % .

Л абораторная работа I. О ф орм ить докум ентацию м едико-генетического консу­ л ь т и р о в а н и я п а ц и е н т а (п р о б а н д а ) на основе к о н к р е т н о й ситуационной задачи .

Оборудование: индивидуальная ситуационная задача, карта медико-генетического консультирования, планшет для кариотипирования, клей, глазная палочка, конкретное задание .

Ход работы. Изучить ситуационную задачу. В генетической карте соответственно предложенному заданию заполнить паспортную часть; цель и причину обращения; жалобы; краткую историю болезни пробанда; данные осмотра врачом; сведения о родственниках .

Построить родословную. По родословной установить тип и вариант наследования, генотипы возможно большего числа родственников .

Если в задаче имеются данные дерматоглифического исследования, записать их в карту и сделать заключение о предполагаемом заболевании. Решить вопрос, какой необходимо взять материал для назначения цитогенетического исследования у пробанда. Провести кариотипирование приложенного к ситуационной задаче кариотипа и сделать заключение. Заполнить в карте данные анализов крови, мочи, спермы, имеющиеся в задаче, написать заключение. Для оформления общего заключения, обоснования диагноза, рекомен­ даций пробанду и лечащему врачу следует ознакомиться со специаль­ ной литературой, по наследственным болезням человека и медико­ генетическому консультированию .

Медико-генетическая карта, как курсовая работа по разделу «Генетика», защищается студентом на экзамене .

Задание №1. В родильном доме родильница отказалась от ребенка .

Женщине 35 лет, незамужняя, без определенных занятий. Два года тому назад была лишена родительских прав. Рожденная - девочка (пробанд) родилась с брахицефалией от третьей беременности. В детское отделение роддома вызван врач медико-генетической консультации для установления диагноза у ребенка и решения вопроса об устройстве его в дом младенца. При осмотре девочки выявлены брахицефалия, уплощение затылка и лица, монголоидный разрез глаз. Пальцы обеих рук короткие, широкие. 3-ий и 4-ый пальцы укорочены, между 1-ым и 2-ым сандалевидный промежуток. При исследовании пальмограмы определено множество мелких складок, наличие четырехпальцевой борозды; угол aid равен 80°; на 8 пальцах ульнарные петли. У ребенка IV группа крови, резус-положительная .

Анализы крови и мочи без отклонений от нормы .

М ать ребенка находится на учете в милиции по поводу злоупотребления алкоголем и наркомании. Живет в однокомнатной квартире, условия быта неудовлетворительны. Замужем не была .

Кроме консультируемого ребенка от первых двух беременностей имела сына 5-и лет и дочь 2-х лет. Дети находятся в доме ребенка для умственно отсталых детей. У обоих наблюдается отставание в ф изическом и ум ственном развитии от своих сверстников, брахицефалия, уплощение затылка, узкие раскосые глаза, аномалия прикуса, язы к отекш ий, не пом ещ ается во рту, постоянное слюнотечение. Со слов женщины все три ребенка от разных мужчин .

Женщина имеет здоровых брата и сестру, один брат умер в возрас те 1-го месяца от несовместимых с жизнью пороков развития. У сестры два здоровых ребенка. Мать, отец женщины, два брата отца, дед и бабка с отцовской и материнской сторон - здоровы. Отец женщины неоднократно лечился по поводу хронического алкоголизма .

Построить родословную пробанда. На основании проведенного обследования поставить диагноз, сделать заключение о характере заболевания. Дать рекомендации врачу-педиатру .

Задание №2. В родильное отделение на консультацию к ребенку вызван врач медико-генетической консультации. У женщины 27 лет родился ребенок (пробанд) от второй беременности, доношенный .

На 2-е сутки после рождения у ребенка появились судорожные припадки, длящиеся 5-7 минут. При осмотре педиатром установлены повышенная возбудимость ребенка, высокий тонус мышц, бледность покровов, сниженная пигментация радужной оболочки глаз. Врач медико-генетической консультации вызван в связи с тем, что первый ребенок, консультируемой женщины, умер на 4 день после рождения .

У ребенка была микроцефалия, судорожные припадки .

Мать ребенка - рабочая швейной фабрики. Замуж вышла в 22 года. Первого ребенка женщ ина родила в 24 года. В детстве перенесла вирусный гепатит. Муж 36 лет, шофер, работает на швейной фабрике, находится в родстве с матерью пробанда (дядька по линии отца). Со слов матери пробанда ее сестра, два брата, мать, отец, оба деда и обе бабки здоровы. У сестры имеется 3-е детей, двое из них (сыновья) здоровы, дочь родилась с микроцефалией и умерла сразу после родов. По линии отца пробанда его две сестры умерли сразу после рождения, дед и бабка здоровы. В роддоме проведены исследования крови и мочи ребенка и матери. У ребенка —I группа крови, резус-положительная; в плазме крови и в моче высокое содержание фенилаланина. У матери - II группа крови, резусположительная; повышенное содержание фенилаланина определяется лишь после нагрузки диетой, богатой фенилаланином. Врач медико­ генетической консультации рекомендовал провести обследование отцу ребенка. Д анны е обследования: группа крови - III, резусположительная; повышенное содержание фенилаланина в плазме крови и моче выявлено после нагрузки диетой, богатой фенилала­ нином .

Построить родословную пробанда. На основании проведенного обследования поставить диагноз, сделать заключение о характере заболевания, установить тип и вариант наследования, генотипы родителей ребенка. Дать рекомендации врачу-педиатру и семье .

Задан ие № 3. В медико-генетическую консультацию явилась здоровая женщина 32 лет, русская, инженер по специальности с ребенком (пробанд) с целью установления у него д и агн оза заболевания. Мальчику 8 лет. Он полностью обездвижен, имеется контрактура суставов. Женщина отмечает, что ребенок сидеть начал с 8 месяцев, стоять - в 1,5 года, первые шаги стал делать в 2 года .

Ходил плохо, быстро уставал. С 5 лет прогрессивно нарастала слабость в мышцах ног, затем - в мышцах спины. Мальчик в школу не ходит. Мать и отец пробанда здоровы. У матери пробанда две здоровые сестры, два брата, страдающие такой же патологией. Бабка и дед со стороны матери пробанда здоровы. Отец пробанда здоров .

Со стороны отца все родственники (две тетки, дядька, дед и бабка) здоровы .

Женщина указывает, что она и ее муж на работе профвредностей не имею т. Муж курит, пьет ум еренно. Б ы товы е условия удовлетворительные. В детстве мать пробанда перенесла ветрянку, скарлатину .

Проведены иммунологические, биохимические исследования, анализы крови и мочи у членов семьи. Результаты исследований: у мужчины и женщины группа крови I, резус-положительная; анализу крови и мочи без отклонений от нормы. У сына: группа крови I, резусположительная. Данные иммунологических исследований без отклонений от нормы. В плазме крови и в моче резко увеличено содержание креатинкиназы .

Построить родословную. На основании проведенного обследо­ вания п остави ть д и агн о з, сделать заклю чение о характере заболевания, установить тип и вариант наследования; генотипы возможно большего числа родственников; дать прогноз в отношении вероятности рождения других детей с данной патологией в обследу­ емой семье. Дать рекомендации семье, лечащему врачу-педиатру .

Задан ие № 4. В медико-генетическую консультацию явилась женщина 30 лет с ребенком месячного возраста (пробанд). Женщина сообщила, что сын родился недоношенным, весом 2100 гр.; как патология беременности имело место многоводие. Ребенок задыхает­ ся, беспокоен, при плаче у него синеет носо-губный треугольник, не набирает в весе. При осмотре врачом установлено: вес ребенка гр., имеется выраженная микрофтальмия и косоглазие, микроцефалия, низкое расположение ушей, короткая грудина, сращение пальцев на левой руке. Исследование сердечно-сосудистой системы установило наличие дефекта межжелудочковой перегородки .

Дерматоглифическое обследование свидетельствует о наличии на обеих руках четырехпальцевой борозды, на I, И, IV, V пальцах узор в виде дуг. Результаты лабораторных исследований: группа крови Щ,резус-отрицательная. В крови сниженное содержание эритроцитов (3,8 х 10'2 гемоглобина (90 r/л), цветной показатель (0,7). В анализе /л), мочи отклонений от нормы нет .

Мать ребенка работает в красильном цехе коврового комбината .

Замуж выш ла в 27лет. Б ерем енность первая. Муж работает сантехником на комбинате, 35 лет. Курит, неоднократно лечился в ЛТП по поводу алкоголизма. Бытовые условия удовлетворительные .

Проведено обследование женщины и ее мужа. У женщины - группа крови Щ, резус-отрицательная. Анализы крови и мочи без отклонений от номы .

У отца ребенка группа крови I, резус-отрицательная. Данные анализов крови и мочи без существенных отклонений от нормы. По словам матери пробанда ее два брата, сестра, мать, отец, три сестры по линии отца, оба деда и обе бабки здоровы. Первый брат имеет трех здоровых сыновей и здоровую дочь. У сестры две здоровые дочери. Три брата мужа, дед и бабка здоровы. У одного из братьев здоровый сын, у второго - две здоровые дочери .

Построить родословную пробанда. На основании проведенного обследования поставить диагноз заболевания, сделать заключение о характере заболевания, указать возможные причины его возникно­ вения. Установить тип и вариант наследования. Дать рекомендации семье и лечащему врачу .

Задание №5. В медико-генетическую консультацию обратилась супружеская пара по поводу бесплодного брака. Мужчина (пробанд) высокого роста (186 см), женского типа, с правосторонней гинекомастией; оволосение лица, подмышечных впадин, лобка слабо выражено, яички недоразвиты. Женщина 28 лет, рабочая; мужчина лет, временно не работает. Профвредностей не имеют, условия быта удовлетворительные. Женаты 3 года, детей нет. Женщина неоднократно проходила обследование в гинекологической клинике, признана здоровой. Супружеской паре назначены биохимические, иммунологические исследования, анализ крови, мочи, спермы, мазков из шейки матки, консультации гинеколога и уролога .

Результаты обследования: по заключению гинеколога - женщина здорова. Группа крови - II, резус-положительная. Анализы крови, мочи, мазков из шейки матки без отклонений от нормы.

У мужчины:

группа крови - IV, резус-положительная. Анализы крови и мочи без отклонений от нормы. В сперме сперматозоидов содержится мало, подвижность низкая, основная часть сперматозоидов патологически изменена .

Женщина имеет здорового брата, мать, отца, деда и бабку. У брата три здоровых ребенка, один умер в раннем детском возрасте. Две тетки со стороны отца здоровы. У мужчины здоровые сестры однояйцевые близнецы, отец, мать, дед, бабка. Две тетки со стороны матери здоровы. Одна тетка имеет 1 здорового сына, вторая - трех здоровых дочерей .

Построить родословную семьи. На основании проведенного обсле­ дования поставить диагноз, установить причину бесплодия в данной семье. Дать рекомендации семье .

Задание №6. В медико-генетическую консультацию обратился мужчина (пробанд) 28 лет, русский, преподаватель средней школы, страдающий неспособностью различать предметы ночью, с просьбой установить вероятность рождения в его семье детей с указанной патологией. По словам пробанда его два брата страдают ночной слепотой. По линии отца пробанда данной патологии не наблюдалось .

Мать пробанда больна. Две сестры и да брата матери пробанда здоровы. Они имеют только здоровых детей. По материнской линии известно, что бабушка больна, дедушка здоров; сестра бабушки больна, а брат здоров, прадедушка (отец бабушки) страдал данной патологией, сестра и брат прадедушки были больны; прапрадедушка болен, его брат, имеющий больную дочь и двух сыновей, также болен .

Жена пробанда, ее родитель и родственники здоровы .

Пробанд указывает, что профвредностей не имеет, в детстве перенес корь, скарлатину, курит умеренно, не пьет, бытовые условия удовлетворительные. Женился в 27 лет. Жене 25 лет, педагог по об разован и ю, в настоящ ее врем я берем енна (8 недель) .

Беременность протекает без осложнений. Отклонений в здоровье жены врачи-специалисты не отмечают .

Пробанд имеет при себе анализы крови, мочи, результаты иммунологических и биохимических исследований .

В анализах крови и мочи пробанда и его жены, данных биохими­ ческих исследований отклонений от нормы нет .

По результатам иммунологических исследований у пробанда группа крови III, резус-положительная. У жены пробанда: группа крови I, резус-отрицательная .