1. изменчивость и ее формы.

Методические указания для практического занятия
для студентов 1-го курса фармацевтического факультета
ЗАНЯТИЕ № 3
Тема. 1. ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ЕЕ ФОРМЫ.
2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ.
3. МЕТОДЫ АНТРОПОГЕНЕТИКИ.
Количество часов: 2+2+2
Цель. Выучить формы изменчивости и их роль в патологии человека с целью последующего
применения генетических знаний для диагностики и профилактики болезней, медикогенетического консультирования. Знать механизмы возникновения, а также основные
фенотипические проявления и принципы лабораторной диагностики молекулярных и
хромосомных болезней человека. Уметь применять методы медицинской генетики.
Профессиональная ориентация студентов. Клинически изменчивость проявляется в форме
болезней. Фармацевт должен отличать фенотипическую и генотипическую изменчивость для
диагностики и лечения заболеваний. Около 5 % детей рождаются с генетическими дефектами.
Среди фенотипических проявлений хромосомных заболеваний есть недостатки костей черепа
(микрогнатия при синдроме Едвардса, заячья губа и волчья пасть при синдроме Патау). Методы
изучения наследственности человека применяют для диагностики наследственных болезней, при
медико-генетическом консультировании для установления прогноза рождения больных детей, в
судебной медицине для идентификации лиц.
Программа самоподготовки студентов
1 ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ЕЕ ФОРМЫ.
1. Изменчивость у человека как свойство жизни и генетическое явление. Формы изменчивости.
2. Фенотипическая изменчивость. Норма реакции.
3. Мультифакториальний принцып формирования фенотипа. Значения условий среды для
экспрессивности и пенетрантности генов. Фенокопии.
4. Комбинативная изменчивость, ее значение для фенотипического разнообразия в популяциях
людей. Явление гетерозиса у человека.
5. Классификация мутаций: геномные, хромосомные аберрации, генные.
6. Мутационная изменчивость у человека и его фенотипические проявления. Мозаицизм.
Спонтанные и индуцированные мутации.
7. Мутагены: физические, химические, биологические. Антимутагены.
2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ.
1. Классификация наследственных болезней.
2. Хромосомные болезни, обусловленные нарушением количества аутосом (синдром Дауна,
синдром Патау, синдром Едвардса). Механизмы их возникновения, принципы лабораторной
диагностики.
3. Хромосомные болезни, обусловленные дисбалансом половых хромосом (синдром
Шерешевского-Тернера, трисомии ХХХ, синдром Клайнфельтера, синдром полисомии Yхромосомы). Механизмы их возникновения, принципы лабораторной диагностики.
4. Хромосомные болезни, обусловленные нарушением структуры хромосом (синдром “кошачьего
вопля”). Механизмы их возникновения, принципы лабораторной диагностики.
5. Генные (молекулярные) болезни. Ферментопатии: болезни обмена аминокислот, белков,
углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, минеральных веществ, витаминов, гормонов.
Механизмы их возникновения и принципы лабораторной диагностики.
6. Генетическая гетерогенность наследственных болезней. Генокопии.
7. Болезни с наследственной склонностью. Понятия про мультифакториальные болезни.
3. МЕТОДЫ АНТРОПОГЕНЕТИКИ.
1. Человек как специфический объект генетического анализа.
2. Метод изучения наследственности человека: гениалогический, близнецовый, цитогенетический,
молекулярно-генетический
(ДНК-анализ),
биохимический,
иммунологический,
метод
дерматоглифики, популяционно-статистический, метод гибридизации соматических клеток.
3. Цитогенетические методы и их применения в медицине: Кариотипирование. Х-половой
хроматин в ядрах соматических клеток. Y-половой хроматин.
Методика выполнения практической работы
1. ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ЕЕ ФОРМЫ.
Работа 1. Классификация форм изменчивости.
Зарисовать в альбом классификацию форм изменчивости.
Работа 2. Решить ситуационные задачи.
Задача 1. Которые из пересчитанных признаков человека имеют широкую, узкую и однозначную
нормы реакции: а) масса тела; б) группа крови; в) цвет эмали зубов; г) цвет глаз; д) степень
развития скелетных мышц; е) особенности дактилоскопических отражений пальцев.
Задача 2. Во время осмотра стоматолог отметил у больного потемнение эмали зубов в результате
кариеса. Какой вид изменчивости наблюдается у больного? Наследуется ли данная аномалия?
Задача 3. У врача-рентгенолога наблюдается лучевое поражение кожи руки (появились клетки с
47 хромосомами). К какому виду изменчивости принадлежит данное заболевание? Можно ли
ожидать подобного изменения у его детей?
Задача 4. Эпилепсия – заболевание с аутосомно-рецесивным типом наследования (пенетрантность
гена – 67 %). Какая вероятность рождения больного ребенка в семье, где родители –
гетерозиготные носители гена?
Задача 5. Подагра определяется доминантным аутосомным геном. Пенетрантность гена в мужчин
составляет 20 %, а у женщин равняется нулю.
а) Какая вероятность заболевания на подагру в семье гетерозиготных родителей?
б) Какая вероятность заболевания на подагру в семье, где один из родителей
гетерозиготный, а второй – нормальный за данным признаком?
Ответы: 1. Широкая норма реакции: а,д; узкая: в; однозначная: б,г,э. 2. Фенотипическая
изменчивость. Не унаследуется. 3. Соматическая мутация. Дети не унаследуют. 4.17 %. 5. а) 7,5;
б) 5 %.
2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННЫХ БОЛЕЗНЕЙ.
Работа 3. Классификация наследственных болезней.
Выучить основные группы наследственных болезней (таблица).
Работа 4. Решить ситуационные задачи.
Задача 6. Напишите кариотип девочки с синдромом Патау.
Задача 7. У женщины с синдромом Шершевского-Тернера часть соматических клеток содержит
нормальное количество хромосом. Напишите кариотип женщины. Как называется данное
явление?
Задача 8. В медицинской литературе описанные случаи увеличения числа половых хромосом у
мужчин: XXY, ХУУ, XXXXY, XYYYY и т.д. (вместо XY) и у женщин XXX, ХХХХ; ХХХХХ
(вместо XX). Объясните механизм появления чрезмерного числа половых хромосом. Почему
данное явление отражается не только на нарушении половой функции? К какому виду мутации
принадлежат эти изменения?
Задача 9. При синдроме Дауна наблюдают трисомию по 21 паре хромосом. Кариотип человека 47,
ХХ, 21+ или 47, ХУ, 21+. Объясните механизм происхождения этой мутации и укажите, в каких
клетках она состоялась, если: а) все клетки имеют возбужденный кариотип; б) рядом с клетками с
нормальным кариотипом есть клетки с трисомией по 21 паре.
Задача 10. Фенилкетонурия – тяжелое наследственное заболевание, связанное с отсутствием
фермента, который превращает фенилаланин на тирозин. Вследствие этого фенилаланин
превращается в фенилпировиноградную кислоту, которая выделяется с мочой. Фенилкетонурия
сопровождается умственной отсталостью вследствие поражения центральной нервной системы.
Если исключить из диеты пищу, которая содержит фенилаланин, то можно предотвратить
развитию заболевание. Следствием какого вида мутации есть это заболевание? К какой группе
наследственных заболеваний принадлежит фенилкетонурия?
Ответы: 6.47, ХХ, 13+. 7.45, ХО /¨46, ХХ. Мозаицизм. 8. В половых хромосомах, кроме
генов, которые отвечают за определение пола, находятся другие гены. Это геномная мутация,
анеуплоидия, полисомия за половыми хромосомами. Причина – нерасхождение половых
хромосом. 9. а) нерасхождение хромосом 21 пары при гаметогенезе в одного из родителей; б)
нерасхождение хромосом 21 пары при митозе. 10. Генная мутация, генное (молекулярное)
заболевание обмена белков, ферментопатия.
3. МЕТОДЫ АНТРОПОГЕНЕТИКИ.
Работа 5. Правила составления родословных.
Лицо, родословная которого составляется, называется пробандом, ее братья и сестры –
сибсами. Лиц женского пола обозначают кружочком, лиц мужского пола – квадратом. Пробанда на
родословной отмечают стрелкой. Символы членов семьи, которые несут исследуемый признак,
выделяют с помощью цвета или штриховки. Каждому поколению семьи выделяется отдельная
строка, на которой слева направо в ряд размещаются символы членов семьи в порядке рождения и
соединяются с проведенной над ними горизонтальной линией. Символы лиц, которые находятся в
браке, соединяются линией брака. Римскими цифрами обозначают последовательные поколения,
арабскими – потомки одного поколения. Зарисовать основные символы, которые используют для
составления родословных.
Работа 6. Анализ родословной (тип наследования, генотип пробанда, вероятность рождения
больных детей в семье пробанда).
1. Аутосомно-доминантный тип наследования с полной пенетрантностью характеризуется
такими признаками:
1) болеют одинаково мужчины и женщины;
2) признак наследуется по вертикали родословной;
3) один или оба родителя больного ребенка больные.
2. Аутосомно-рецесивный тип наследования:
1) болеют одинаково лица как мужского, так и женского пола;
2) признак наследуется по горизонтали родословной;
3) родители больного ребенка могут быть фенотипически здоровыми, но гетерозиготными
носителями мутантного гена;
4) ген заболевания проявляется лишь в гомозиготном состоянии (аа);
5) вероятность рождения больных детей возрастает в родственных браках.
3. Х-сцепленный рецесивний тип наследования:
1) болеют преимущественно лица мужского пола;
2) отсутствует передача признака от отца к сыну.
4. Х-сцепленный доминантный тип наследования:
1) женщины болеют чаще мужчин;
2) признак наследуется по вертикали родословной;
3) если признак есть только у женщины, то ее унаследуют или все дети (если женщина
гомозиготная) или 50 % детей, независимо от пола (если женщина гетерозиготная);
4) если признак есть только у мужчины, то унаследуют ее все дочери, сыновья – здоровые.
5. Y-сцепленный тип наследования:
1) признак наследуется исключительно по мужской линии из поколения в поколение;
2) больной отец передает признак всем сыновьям.
Работа 7. Решить ситуационные задачи, которые моделируют разные типы наследования.
Задача 11. Составьте родословную своей семьи, проследив наследование любого произвольно
выбранного менделирующего признака в ряде поколений.
Задача 12. Проанализируйте
наследования.
родословную
семьи
с
ахондроплазией.
Определите
тип
Родословная к задаче 12.
Родословная к задаче 13.
Задача 13. Проанализируйте родословную семьи, у членов которой наблюдалась щель между
резцами. Определите характер наследования и генотипы всех лиц родословной.
Задача 14. Проанализируйте родословную семьи с дальтонизмом. Определите тип наследования
признака и генотипы членов семьи ІІІ, 3 и 4.
Родословная к задаче 14.
Задача 15. В 9 семьях, где мужчины имели темные зубы, а женщины нормальные, всего было 10
сыновей и 7 дочерей. Все дочери имели темные зубы вследствие гипоплазии эмали, а все сыновья
были здоровы. Как наследуется данный признак ?
Ответа: 12. Аутосомно-доминантный. 13. Аутосомно-доминантный тип наследования.
Генотипы: І, 1 и І, 2 – Аа; ІІ,1 – АА или Аа; І, 3; ІІ, 2, 3, 4, 5 – аа. 14. Сцепленный с Х-хромосомой,
рецесивный тип наследования. Генотипы: ІІІ, 3 – ХdY; ІІІ, 4 – ХdХd. 15. Признак наследуется крестнакрест, то есть гипоплазия эмали – сцепленный с Х-хромосомой доминантный признак.
Исходный уровень знаний и умений проверяется путем решения ситуационных задач из каждой
темы, ответами на тесты и конструктивные вопросы.
Студент должен знать:
1. Изменчивость, ее формы и роль в патологии человека.
2. Классификацию наследственных болезней.
3. Механизмы возникновения наследственных болезней и принципы лабораторной
диагностики.
4. Основные методы изучения наследственности человека, их применения в медицине.
Студент должен уметь:
1. Решать ситуационные задачи из медицинской генетики.
2. Объяснить механизмы возникновения и принципы
наследственных болезней.
3. Составлять и анализировать родословные.
лабораторной
диагностики
Источника информации
Основные:
1. Биология: Учебник для студентов медицинских специальностей Вузов. В 2-х книгах /Кол. авт.;
Под ред. проф. Ярыгина В. Н. - М: Высшая школа, 2001 (1997). - 432 (448) с. (книга I): 334 (340) с.
(книга II); ил.
2. Биология. Слюсарєв А.О., Жукова С.В.-К.:Высшая школа, 1987. - С. 43-64.
5. Сборник задач и упражнений из биологии: Учебное пособие / Кол. авт.: За заг. ред. проф.
А.Д. Тимченко. - К.: Высшая школа. 1992. – С. 21-32.
4. Руководство к лабораторным занятиям по биологии: Учеб. пособие / Под ред.
Ю.К.Богоявленского. – Г.: Медицина., 1988.
Дополнительные:
Медицинская биология: Пособие из практических занятий / О.В. Романенко, М.Г. Кравчук, В.М.
Грінкевич и др.:; За ред. О.В.Романенка. – К.: Здоровья, 2005.
Автор
ас., к.б.н. Рыбицкая Л.Н.
Утвержден на заседании кафедры
30.08.2006 , протокол № 1.
Пересмотрен на заседании кафедры
“____ “____________ , протокол №