«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 .
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) .
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 .