Методические рекомендации для студентов ОП.05. Генетика человека с основами медицинской генетики

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 2
ТЕМА: Наследование признаков при моногибридном, дигибридном полигибридном скрещивании. Пенетрантность и экспрессивность генов.
Наследственные свойства крови.
Генеалогический метод. Близнецовый метод. Популяционно-статистический метод.
Продолжительность занятия – 270 минут
ЦЕЛЬ: Научиться:
1. Решать задачи на: 1) менделирующие признаки; 2) проявление пенетрантности; 3) наследование свойств группы крови системы АВО в норме и патологии и группы системы Rh –фактора.
2. Использовать генеалогический, близнецовый, популяционно-статистический методы для решения ситуативных задач.
В результате изучения темы обучающийся должен:
иметь практический опыт:
Решения задач на менделирующие признаки, проявления пенетрантности, наследования свойств группы крови системы АВО в норме и патологии и группы системы Rh –фактора.
Составления родословных и определения характера наследования интересуемого признака.
Использования формулы Харди – Вайнберга для определения частоты генов в различных группах населения и частоты гетерозиготных носителей ряда наследственных аномалий и болезней.
Использования формулы Хольцингера для оценивания степени влияния наследственности и среды на развитие какого-либо нормального или патологического признака
уметь:
- проводить беседы по планированию семьи с учетом имеющейся наследственной патологии
знать:
- закономерности наследования признаков, виды взаимодействия генов;
- методы изучения наследственности и изменчивости человека в норме и патологии
Формируемые общие компетенции:
ОК1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения возложенных на него профессиональных задач, а также для своего профессионального и личностного развития.
ОК6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
ОК7. Брать ответственность за работу членов команды (подчиненных), за результат выполнения заданий.
ОК12. Организовывать рабочее место с соблюдением требований охраны труда, производственной санитарии, инфекционной и противопожарной безопасности.
Методическое оснащение занятия:
ТСО: ноутбук для демонстрации слайдов
Раздаточный материал:
Методическая разработка практического занятия для студентов.
Литература для подготовки:
Основная:
Хандогина К.И. Генетика человека с основами медицинской генетики: учебник. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. – 176 с.: с ил.
Дополнительная:
Бочков Н.А. и др Медицинская генетика: учебник4 -М.: ACADEMA, 2003
Атлас Хромосомы человека – Москва, 1982
Е.К. Тимолянова Медицинская генетика Ростов-на- Дону: Феникс, 2003.
Н.С. Демидова, О.Е. Блинникова Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование Ленинград Медицина 1987.
Интернет-источники:
1. Консультант студента – электронная библиотека медицинского колледжа www/medkollegelib.ru2. http://www.medcollegelib.ru/doc/ISBN9785970429570-0003/017.html?SSr=290133a2cd18355b325050889501497664План занятия
Вводная часть – 26 минут
Организационный момент;
Мотивация занятия;
Контроль исходного уровня знаний.
Основная часть – 230 минут
Изучение алгоритмов решения задач на менделирующие признаки, проявление пенетрантности.
Самостоятельная работа студентов по решению задач;
Изучение алгоритмов задач на наследование системы групп крови АВО, Rh ;Самостоятельная работа студентов по решению задач;
Изучение правил составления родословной определения характера наследования признаков;
Самостоятельная работа студентов по составлению и анализу родословной;
Изучение алгоритмов применения формулы Хольцингера оценивание получаемых результатов.
Самостоятельная работа по отработке умений применения формулы Хольцингера
Изучение алгоритмов применения формулы Харди – Вайнберга и оценивание получаемых результатов
Самостоятельная работа по отработке умений применения формулы Харди – Вайнберга.
Заключительная часть –14 минут
Подведение итогов;
Домашнее задание.
Ход занятия
Вводная часть
1.1. Актуальность
Одна из основных задач медицины – прогнозирование степени риска проявления наследственной патологии у детей, поэтому фельдшер должен уметь составлять генетические схемы наследования менделирующих и неменделирующих признаков у человека и рассчитывать вероятность проявления их в потомстве.
Генеалогический метод является основным связующим звеном между теоретической генетикой человека и применением ее достижений в медицинской практике.
Близнецовый метод один из наиболее ранних методов изучения генетики человека, однако, он не утратил своего значения и в настоящее время. Этот метод позволяет количественно оценить вклад наследственности, то есть генотипа человека, и вклад окружающей среды в развитие изучаемого признака (болезни).
Популяционно-статистический метод позволяет определить генетическую структуру популяций (соотношение между частотой гомозигот и гетерозигот). Знание генетического состава популяций имеет большое значение для социальной гигиены и профилактической медицины.
1.2. Входной контроль
Что такое аллельные гены?
Что такое генотип, фенотип?
Что значит моно -, ди - и полигибридное скрещивание?
Как наследуются признаки при моногибридном скрещивании?
Как наследуются признаки при неполном доминировании?
Что такое множественный аллелизм?
Как наследуются признаки, сцепленные с полом?
Что такое эпистаз?
Что означает пенетрантность?
Что означает экспрессивность?
Что определяет группу крови человека?
Сколько групп крови у человека?
Что такое бомбейский феномен?
Что изучают при помощи генеалогического метода?
Что изучают при помощи близнецового метода?
Что изучают при помощи популяционно - статистического метода?
Основная часть
Изучение алгоритмов решения задач на менделирующие признаки, наследование, сцепленное с полом, проявление пенетрантности.
Менделирующими называются признаки, которые наследуются по законам Менделя. В отличие от признаков, наследование которых имеет более сложный характер, по отношению к менделирующим признакам возможно четкое прогнозирование их проявления в потомстве. В основе прогнозирования лежит определение генотипа и фенотипа особей по генотипу родителей.
Моногибридное скрещивание.
При моногибридном скрещивании особенности проявления признаков у потомков зависят от формы взаимодействия аллельных генов (полное или неполное доминирование, кодоминирование), а это необходимо учитывать при анализе наследования признаков.
Правила решения и оформления задач.
Краткая запись условия задачи.
Р: генотипы родителей (если они известны)
G: гаметы
Р: генотипы потомков
Анализ потомства по генотипу и фенотипу (по решетке Пеннета или по формулам расщепления);
Прогноз на проявление обозначенного признака определяется в процентах (100%, 50%, 25%, 12,5% и т.д.) или простой дробью (1/2, 1/4, 1/8, 1116 и т.д.)
Запись ответа задачи. (Формируется исходя из вопроса).
Пример 1.
1724025575945Ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз. Гомозиготный кареглазый мужчина женился на гомозиготной голубоглазой женщине. Какой цвет глаз будут иметь их дети?
172402529210Дано: Решение:
Р: ♀ аа х ♂ АА
голубые карие
глаза глаза
2181860100965А
00А
77216034924а
00а
Гаметы:
F1 : 100 % Аа карие глаза -6223033020 А А
А - карие глаза,
а – голубые глаза,
♂ - АА,
♀ - аа А АА АА
а аааа-38100133350F1 – цвет глаз?
Ответ: 100% кареглазые дети. Задачи для самостоятельного решения
ЗАДАЧА № 1
Зубо-ногтевой синдром (рис. 1) проявляется одновременно двумя признаками – нарушением развития ногтей и зубов. Наследование по аутосомно-доминантному типу. Мужчина, страдающий этим заболеванием и гомозиготный по генотипу, женился на здоровой женщине. От этого брака родился один ребенок. Каков его фенотип и генотип?

412432571183500Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 1 Зубо-ногтевой синдром. Старческий вид лица. Лицо имеет особенности: большой лоб с выступающими надбровными дугами и лобными буграми («олимпийский лоб»), широкие скуловые кости, запавшая переносица, маленький седловидный нос с гипоплазией крыльев, запавшие щеки, полные вывернутые губы, массивный подбородок, большие деформированные уши («уши сатира»).36861752394585
ЗАДАЧА № 2
Птоз – опущение верхнего века – наследуется по рецессивному типу. В семье у здоровых родителей родился ребенок, имеющий птоз. Определите вероятность рождения следующего ребенка с заболеванием.
 
4038600194310Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 2 Птоз
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 2 Птоз

40386001979295Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 3. Галактоземия у новорожденных
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 3. Галактоземия у новорожденных
403860017970500ЗАДАЧА № 3
Галактоземия (рис. 3) (неспособность усваивать молочный сахар) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов страдает анализируемым заболеванием, другой здоров, здоровы были его родители, братья и сестры?
36099751971675Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 4. На фото – актёр Питер Динклэйдж, страдающий ахондроплазией.
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 4. На фото – актёр Питер Динклэйдж, страдающий ахондроплазией.
3609975-5715000ЗАДАЧА № 4
Ахондроплазия (рис.4) (карликовость, резкое укорочение скелета конечностей) передается как доминантный аутосомный признак. В семье, где оба супруга страдают ахондроплазией, родился здоровый ребенок. Какова вероятность того, что следующий ребенок тоже будет здоровым?
 
ЗАДАЧА № 5
-21907524066500037877753459480Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 5. Синдром Вильямса – Бьюрена Характерные признаки: тонкая, сухая кожа, очаговое облысение волосы тонкие, ломкие. Нарушение развития зубов: гиподентия, анодентия, микродентияРисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 5. Синдром Вильямса – Бьюрена Характерные признаки: тонкая, сухая кожа, очаговое облысение волосы тонкие, ломкие. Нарушение развития зубов: гиподентия, анодентия, микродентия37877755905500Гепато-церебральная дистрофия, или болезнь Вильсона, связана с нарушением синтеза белка церулоплазмина. Вызывает цирроз печени изменение ткани мозга, нарушение переноса веществ в почечных канальцах. Болезнь Вильсона развивается в возрасте 10 – 15 лет, наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов страдает данным заболеванием, а другой здоров и имеет здоровых родителей?
ЗАДАЧА № 6
Наследственно глухонемой мужчина женился на женщине с нормальным слухом. От этого брака родился глухонемой ребенок. Каковы генотипы родителей этого ребенка, если нормальный слух обусловлен доминантным геном, а глухонемота - его рецессивным аллелем?
ЗАДАЧА № 7
Миоплегия (периодически повторяющиеся параличи, связанные с потерей мышечными клетками калия) передается по наследству как аутосомный доминантный признак. Мужчина гетерозиготен, а его жена не страдает миоплегией. Чему равна вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?
-1143007937500
-19050135255Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 6. При плече-лопаточно-лицевой миопатии мышечная слабость наиболее выражена и раньше появляется в мимических мышцах и мышцах плечевого пояса. С
00Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 6. При плече-лопаточно-лицевой миопатии мышечная слабость наиболее выражена и раньше появляется в мимических мышцах и мышцах плечевого пояса. С

ЗАДАЧА № 8
Плече-лопаточно-лицевая форма миопатии наследуется как доминантный аутосомный признак. Какова вероятность заболевания детей в этой семье, где оба родителя страдают этой аномалией, но один из них гомозиготен, а другой гетерозиготен?
ЗАДАЧА № 9
Одна из форм пигментного ретинита (прогрессирующее сужение поля зрения и усиливающаяся ночная слепота, нередко приводящая к полной слепоте) наследуется как аутосомный признак. У здоровых родителей родился ребенок, страдающий пигментным ретинитом. Каковы генотипы родителей? Чему равна вероятность рождения у них здорового ребенка?
-381004191000ЗАДАЧА № 10
Синдактилия (сращение пальцев) у человека наследуется как аутосомный признак (рис. 7). У родителей, имеющих сращение пальцев, двое детей: один имеет нормальное строение пальцев, а другой страдает синдактилией. Какова вероятность рождения в этой семье следующего ребенка с нормальным строением пальцев?
-30181557175500-14154157175500
-514358890Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 7. Синдактилия — аномалия развития пальцев в результате наступившего их разъединения в определенном периоде внутриутробного развития
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 7. Синдактилия — аномалия развития пальцев в результате наступившего их разъединения в определенном периоде внутриутробного развития

ЗАДАЧА № 11
Альбинизм общий (неспособность образовывать пигмент меланин) наследуется у человека как аутосомный рецессивный признак. В семье родителей, имеющих нормальную пигментацию кожи, родились разнояйцевые близнецы, один из которых альбинос, а другой имеет нормальную пигментацию кожи. Каковы генотипы родителей и детей? Чему равна вероятность того, что следующий ребенок альбинос?
ЗАДАЧА № 12
Детская форма амавротической семейной идиотии наследуется аутосомно-рецессивно и заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. В семье здоровых родителей первый ребенок умер от этой болезни. Каков прогноз в отношении здоровья следующего ребенка?
Полигибридное скрещивание
При полигибридном скрещивании анализу подвергаются две (дигибридное) или более пары генов. При этом в потомстве могут появляться такие комбинации признаков, которые отсутствовали у родителей.
При дигибридном скрещивании генотип каждого организма включает две пары аллельных генов. Причем организм может быть дигомозиготным (ААВВ), (ааbb), дигетерозиготным (АаВb) или гетерозиготным по одному гену и гомозиготным по другому (ААВb), (АаВВ), (ааВb), (Aabb).
При анализе результатов учитывают третий закон Менделя (справедлив для несцепленного наследования). Соотношение фенотипов при полигибридном скрещивании определяют по формуле (3+1)n , где n= числу учитываемых признаков
При рассматривании двух пар альтернативных признаков она приобретает вид 9 : 3 : 3 : 1, а при анализе трех пар– 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1.
Пример.
У человека косолапость доминирует над нормальным строением стопы, а нормальный обмен углеводов над сахарным диабетом. Женщина, имеющая нормальное строение стопы и нормальный обмен углеводов, вышла замуж за косолапого мужчину, также имеющего нормальный обмен углеводов. От этого брака родилось двое детей, причем у одного была только косолапость, а у другого только сахарный диабет. Определить вероятность рождения в этой семье ребенка страдающего одновременно обеими аномалиями.
Решение
Анализируется два признака - строение стопы и тип обмена углеводов. Строение стопы представлено двумя альтернативными признаками. В условии прямо сказано, какие из этих признаков являются доминантными, а какие рецессивными. Поэтому можно легко ввести обозначения генов и сделать краткую запись условия задачи.
Дано:
В – косолапость;
b - нормальное строение стопы;
D – нормальный обмен углеводов;
d – сахарный диабет;
♀ - нормальное строение стопы,
нормальный обмен углеводов;
♂ - косолапый
с нормальным обменом углеводов;
F1: 1) только косолапый;
2) только диабет
F1: - косолапый диабетик? Решение:
В условии задачи прямо не говорится о том, какие генотипы имеют родители и дети. Поэтому при записи обозначим места аллелей генов в генотипах и родителей и детей точками:
Р: ♂ . . . . х ♀. . . .
Гаметы: F1: №1 . . . . ; №2 . . . .

Рассуждаем:
На первом этапе решения этой задачи необходимо полностью восстановить генотипы родителей и детей.
Частично это можно сделать, используя информацию из условия задачи.
Мать - имеет нормальное строение стопы и нормальный обмен углеводов. Нормальное строение стопы - рецессивный признак, поэтому, чтобы он проявился в фенотипе женщина должна иметь два рецессивных аллеля гена В (bb). Зная, что она еще имеет нормальный обмен углеводов, естественно предположить наличие в ее генотипе хотя бы одного доминантного аллеля D (D.). Гомозиготна или гетерозиготна мать по данному признаку, пока не известно, поэтому второй аллель по- прежнему обозначим точкой.Отец - имеет нормальный обмен углеводов, и, следовательно, хотя бы один доминантный аллель гена D (D.) и косолапость (поскольку не известно гетерозиготен он или гомозиготен по данному признаку, можем записать лишь В.).
Генотипы детей:
первый - только косолапый, следовательно, можно утверждать, что он имеет хотя бы по одному доминантному гену из каждой пары признаков (B.D.).
второй - страдает только диабетом. Для того чтобы ребенок болел диабетом, он должен обладать двумя рецессивными аллелями гена D (dd), а чтобы фенотипически он имел нормальное строение – стопы, то должен иметь два рецессивных аллеля гена (В) - (bb). Таким образом, второй ребенок дигомозиготен по рецессивным признакам. Запись решения задачи на данном этапе имеет следующий вид:
Решение:
Р: ♂ B … D… х ♀ bbD ..
Гаметы:
F1: №1 B . D … ; №2 bbddТеперь мы можем полностью восстановить генотипы родителей используя следующее рассуждение: при оплодотворении зигота получает одну гомологичную хромосому от материнской яйцеклетки, а вторую - от отцовского сперматозоида. Следовательно, одна гамета с рецессивными аллелями (bd) получена от матери, а вторая - такая же получена от отца. Значит и мать и отец должны иметь в своем генотипе оба рецессивных аллеля и (b) и (d).
Таким образом, полностью восстановленный генотип родителей имеет вид:
Р: ♂ BbDd х ♀ bbDdТеперь мы имеем все необходимое для ответа на главный вопрос задачи. Однако, для этого требуется выписать все типы гамет, образуемые и отцом и матерью. Анализ показывает, что отец дает 4 типа гамет, а мать - 2 типа.
Р: ♂ BbDd х ♀ bbDdгаметы:
158115062230BD
00BD
253365062230Bd00Bd
5162550182245bdbdbdbb00bdbdbdbb419100018224500
2428240182880bD00bD1581150182880bd00bdbDДля определения вероятных генотипов потомства составим решетку Пеннета.
потомков.
-65314257630♂
♀ BD BdbDbdbDBbDDBbDdbbDDbbDDbdBbDdBbddBbddBbddРасщепление по генотипу:
1BbDD : 2BbDd : 2bbDd : 1Bbdd : 1bbDD : 1bbdd
Расщепление по фенотипу:
3
косолапость, нормальный обмен углеводов 3
нормальная стопа, нормальный обмен углеводов 1
косолапость, диабет 1
нормальная стопа,
диабет
Искомый 1 вариант, следовательно, всего в сумме 8 всех вариантов, ищем 1/8, что составляет (1:8) * 100% = 12,5%
При решении задач подобного типа следует иметь в виду, что в расчете вероятности рождения детей не принимается во внимание тот факт, что у данной родительской пары уже имеются дети.
Ответ: вероятность рождения детей с обеими аномалиями составляет 12,5%.
Задачи для самостоятельного решения
31769055778500ЗАДАЧА № 133655002206625Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 8. Катаракта
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 8. Катаракта

Катаракты имеют несколько разных наследственных форм. Большинство из них наследуются как доминантные аутосомные признаки, некоторые - как рецессивные аутосомные несцепленные признаки. Какова вероятность рождения детей с аномалией, если оба родителя страдают ее доминантно наследующейся формой, но гетерозиготны по ней и еще гетерозиготны по двум рецессивным формам катаракты?
ЗАДАЧА № 2
Отсутствие малых коренных зубов и полидактилия (многопалость) - доминантные аутосомные признаки, гены которых расположены в разных парах хромосом. Женщина страдает только полидактилией, а мужчина только отсутствием малых коренных зубов. Их первый ребенок страдает обеими аномалиями, а второй имеет нормальное строение пальцев и зубов. Чему равна вероятность рождения у них еще одного ребенка без обоих аномалий?
ЗАДАЧА № 3
Слепота имеет несколько разных наследственных форм. Они наследуются как аутосомные признаки, не сцепленные друг с другом. Здоровые мужчина и женщина имеют слепую дочь и слепого сына, причем дети страдают разными формами наследственной слепоты. Чему равна вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?
ЗАДАЧА № 4
40576501892300Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 9. ФенилкетонурияРисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 9. Фенилкетонурия4057650635000
Фенилкетонурия и одна из форм агаммаглобулинемии (недостаток иммуноглобулинов) швейцарского типа - аутосомные признаки, не сцепленные друг с другом. Женщина, страдающая только агаммаглобулинемией, вышла замуж за здорового мужчину. Отец и мать женщины были здоровы, ее сын страдает агаммаглобулинемией, а дочь - фенилкетонурией. Чему равна вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?
ЗАДАЧА № 5
Фруктозурия имеет две формы. Одна протекает без клинически выраженных симптомов, вторая ведет к торможению физического и умственного развития. Обе наследуются как рецессивные несцепленные между собой признаки. Один из супругов имеет повышенное содержание фруктозы в моче, следовательно, гомозиготен по фруктозурии, не проявляющейся 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?
Неполное доминирование и летальные гены
Причинами отклонений от законов Г. Менделя являются: неполная пенетрантность признаков, взаимодействия между аллельными генами (неполное доминирование, множественный аллелизм и кодоминирование, летальные гены), взаимодействия между неаллельными генами (полимерия, комплементарность, эпистаз), сцепленное наследование, кроссинговер.
При явлении неполного доминирования расщепление по генотипу и фенотипу при моногибридном скрещивании совпадает (1:2:1).
При записи условия задачи отмечают проявление гетерозигот.
Пример:
Семейная гиперхолестеринемия наследуется доминантно через аутосомы. У гетерозигот это заболевание выражается в высоком содержании холестерина в крови, у гомозигот, кроме того, развиваются ксантомы (доброкачественная опухоль) кожи и сухожилий, атеросклероз. Определите возможную степень развития гиперхолестеринемии у детей в семье, где оба родителя имеют лишь высокое содержание холестерина в крови.
39433502054860Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 10. КсантомаРисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 10. Ксантома394335013081000Дано:
А – гиперхолестеринемия;
а – норма;
Аа - высокое содержание
холестерина в крови;
АА - ксантомы кожи и сухожилий, атеросклероз
♂ - Аа;
♀ - Аа
F1 - возможная степень развития гиперхолестеринемии?
Расщепление в F1 по генотипу и фенотипу:
1АА : 2Аа : 1аа
1
ксантомы кожи и сухожилий, атеросклероз 2
высокое содержание холестерина в крови 1
норма
Ответ: 25% тяжелая степень, 50 % высокое содержание холестерина в крови, 25% норма.
Аллели называются летальными, если в гомозиготном состоянии являются смертельными для организма. Брахидактилия в гетерозиготном состоянии проявляется в виде укороченных пальцев. В гомозиготном состоянии этот ген приводит к гибели на ранних стадиях развития, из-за возникающих уродств скелета, несовместимых с жизнью.
При анализе летального проявления признака формула менделеевского расщепления приобретает вид 2:1.
Пример:
В семье родились двое детей. Один ребенок нормально развивался, но имел укороченные пальцы рук и ног (брахидактилия), второй кроме этого же недостатка имел выраженные уродства скелета и умер через несколько дней после рождения. Установите генотипы родителей. Чему равна вероятность рождения здорового ребенка?
Решение:
Дано:
А – брахидактилия;
а – норма;
F1 – 1) Аа (брахидактилия);
2) АА (брахидактилия,
выраженные уродства скелета). Решение:
Брахидактилия признак аутосомно-доминантный.
При данном типе взаимодействия генов доминантные гомозиготы нежизненноспособны, поэтому второй ребенок в семье, который кроме брахидактилии имел выраженные уродства скелета, умер через несколько дней после рождения.
1. Установите генотипы
родителей.
2.F1 - вероятность рождения здорового ребенка? Генотипы родителей устанавливаем по фенотипам детей. Т.к. в F1 имеется нежизнеспособный ребенок ребенок, то родители имеют в своем генотипе по доминантному аллелю, и являются гетерозиготными.
Р: ♂ Аа х ♀ Аа
1310005179705а
00а
3434080113030а
00а
2986405122555А
00А
795655179705А
00А

гаметы:
F1: АА, 2Аа, аа
нежизнеспособные больные здоровые
Расчет вероятности: общее число комбинаций 1+2=3, отсюда 1/3*100%=33,3%
Задачи для самостоятельного решения
ЗАДАЧА № 1
Пельгеровская аномалия сегментирования ядер лейкоцитов (рис 11, 12) наследуется как аутосомный не полностью доминирующий признак. У гомозигот по этому признаку сегментация ядер отсутствует полностью, у гетерозигот она необычная. Определите характер ядра сегментоядерных лейкоцитов у детей в семье, где один супруг имеет лейкоциты с необычной сегментацией ядер, а другой нормален по этому признаку.

Рисунок 11. Норма Рисунок 12. Пельгеровская аномалия
ЗАДАЧА № 2
Доминантный ген А детерминирует развитие нормальных глазных яблок. Его рецессивный аллель обусловливает почти полное отсутствие глазных яблок (анофтальмия). Сочетание аллелей Аа определяет развитие уменьшенных глазных яблок (микрофтальмия). Какое строение глаза унаследует потомство F1, если мужчина, имеющий анафтальмию, женился на женщине с нормальным строением глазных яблок?

Рисунок 13. Анофтальмия
(врожденное отсутствие глаз) Рисунок14. Пациент с двусторонней микрофтальмией Ленца. Выпуклость в левом нижнем веке указывает на наличие микрофтальмии с кистой. 1136655080000
ЗАДАЧА № 3
Акаталазия (отсутствие каталазы в крови) обусловлена редким аутосомным рецессивным геном. У гетерозигот активность каталазы несколько понижена. У обоих родителей и единственного сына в семье активность каталазы оказалась пониженной по сравнению с нормой. Чему равна вероятность рождения в семье здорового ребенка?
ЗАДАЧА № 4
Одна из форм цистинурии наследуется как аутосомный рецессивный признак. У гомозигот наблюдается образование цистиновых камней в почках, а у гетерозигот - лишь повышенное содержание цистина в моче. В одной семье дочь здорова, а сын страдает почечно-каменной болезнью. Чему равна вероятность рождения в семье еще одного здорового ребенка?
ЗАДАЧА № 5
Талассемия обусловлена нарушением синтеза гемоглобина и наследуется как не полностью доминантный аутосомный признак. У гомозиготных по доминантному гену особей развивается тяжелая форма заболевания, которая в 90-95% случаев заканчивается смертельным исходом, а у гетерозигот развивается относительно легкая форма заболевания. В брак вступили мужчина, страдающий легкой формой талассемии, и женщина, нормальная в отношении анализируемого признака. Какова вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?
ЗАДАЧА № 6
Детская форма амавротической семейной идиотии (Тэй-Сакса) наследуется как рецессивный аутосомный признак и заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. Первый ребенок в семье умер от анализируемой болезни в то время, когда должен родиться второй. Какова вероятность того, что второй ребенок будет страдать той же болезнью?
Пенетрантность
Пенетрантность - это непроявление доминантного гена. Выражается в % числа людей, несущих признак, к общему числу носителей гена. 100% признак проявляется у всех носителей доминантного гена, неполная – проявляется у части носителей.
Пример, отосклероз обусловлен заболеванием косточек среднего уха. Тип наследования аутосомно-доминантный с пенетрантностью 30%. Это означает, что лишь 3/10 особей, имеющих в своем генотипе хотя бы один доминантный аллель, определяющий возникновение отосклероза, будут страдать этим заболеванием.
Задачи подобного типа решаются по обычным схемам, но при расчете со-отношений особей по фенотипу и вероятности рождения особей с тем или иным фенотипом необходимо учитывать пенетрантность, указанную для данного гена.
Пример
Задача.
По данным шведских генетиков, некоторые формы шизофрении наследуются как доминантные аутосомные признаки. При этом у гомозигот пенетрантность равна 100%, у гетерозигот 20%. Определите вероятность заболевания детей от брака двух гетерозиготных родителей.
Решение:
В данной задаче требуется провести анализ по одному признаку - наслед-ственно обусловленной шизофрении. Указано, что за развитие болезни несет ответственность доминантный аутосомный ген. Оба родителя гетерозиготные, следовательно, краткая запись условия задачи будет выглядеть следующим образом:
Дано:
А – шизофрения;
а – норма;
♂ - Аа;
♀ - Аа;
Пенетрантность (Р): АА – 100%;
Аа – 20%. Решение:
Генотипы родителей известны, поэтому мы легко можем определить типы гамет, образуемые отцом и матерью и вероятные генотипы потомства. Решение этой части задачи не требует особых комментариев, поэтому мы сразу приводим схему решения:
F1 - вероятность заболевания шизофренией? По аналогии решения моногибридного скрещивания
Расщепление по генотипу:
1АА : 2 Аа : 1аа
шизофрения шизофрения здоров
Расщепление по фенотипу:
Больных шизофренией 3 : здоровых 1
Т.е., по классической менделеевской генетике это75%, но истинная вероятность развития шизофрении у потомков данной родительской пары намного ниже.
Р (АА) шизофрении у гомозигот - 100%,. Тогда как Р (Аа) лишь 20%, поэтому истинная вероятность развития шизофрении у детей с генотипом Аа равна:
Р (пенетрантность) =
1) избавляемся от % 20% - 0.2; 50% - 0.5
2) умножаем 0.2*0,5=0,1
3) возвращаемся к % 0,1*100%=10%
4) складываем с: 25% (АА)+10% (Аа)=35%
Ответ: вероятность рождения ребенка, больного шизофренией равна 35%.
Задачи для самостоятельного решения
ЗАДАЧА № 1
Подагра определяется доминантным аутосомным геном. Пенетрантность гена у мужчин составляет 20%, а у женщин она равна нулю. Какова вероятность заболевания подагрой в семье гетерозиготных родителей? Какова вероятность заболевания подагрой в семье, где один из родителей гетерозиготен, а другой нормален по анализируемому признаку?

Рисунок 15. Подагра
41243251872615Рисунок 16. Ангиоматоз. Видны кистозные образования в сетчатке
Рисунок 16. Ангиоматоз. Видны кистозные образования в сетчатке
41243252413000ЗАДАЧА № 2
Ангиоматоз сетчатой оболочки наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 50%. Определите вероятность заболевания детей в семье, где оба родителя являются гетерозиготными носителями ангиоматоза.
470217513652500ЗАДАЧА № 3
Черепно-лицевой дизостоз наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 50%. Определите вероятность заболевания детей в семье, где один из родителей гетерозиготен по данному гену, а другой нормален в отношении анализируемого признака.
41255959525Рисунок 17.. Черепно-лицевой дизостоз0Рисунок 17.. Черепно-лицевой дизостоз
ЗАДАЧА № 4
Арахнодактилия наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Леворукость - рецессивный аутосомный признак с полной пенетрантностью. Определите вероятность проявления обеих аномалий одновременно у детей в семье, где оба родителя гетерозиготны по обеим парам генов.

Рисунок 18. АрахнодактилияМножественный аллелизм и кодоминированиеКогда гены имеют больше двух аллелей, определяющих развитие одного признака, тогда такой тип наследования называют множественным аллелизмом. При этом каждый конкретный человек может быть носителем только двух из всех существующих аллелей.
Человек по типу множественного аллелизма наследует некоторые группы крови, в частности, группы крови системы АВО. В этой системе существует четыре группы крови.
Изучение алгоритмов задач на наследование групп крови системы АВО, Rh:
Термин «группа крови» характеризует системы эритроцитарных антигенов, контролируемых определенными локусами, содержащими различное количество аллельных генов, таких, например, как A, B и 0 в системе AB0. Термин «тип крови» отражает антигенный фенотип человека (полный антигенный «портрет», или антигенный профиль) - совокупность всех групповых антигенных характеристик крови. Международное общество переливания крови в настоящее время признает 29 основных систем групп крови. Две важнейших классификации группы крови человека - это система AB0 и резус-система. Однако, в мембране эритроцитов человека содержится более 300 различных антигенных детерминант, молекулярное строение которых закодирована соответствующими генными аллелями хромосомных локусов. Количество таких аллелей и локусов в настоящее время точно не установлено.

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 119 Система АВО. IV(АВ) антигены на мембране эритроцита

Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 120. III (В)

  Локус ABO находится на 9 хромосоме. Он содержит 7 экзонов, которые охватывают более 18 Кб геномной ДНК. Экзон 7 - самый большой и содержит большую часть кодирующей последовательности. Локус АВО имеет три основные группы аллельных
генов: А, В, О.
Аллели А и В определяют процесс образования антигенов на эритроците. Аллель О имеет определенные делеции, которые приводят к отсутствию образования антигенов на мембране эритроцита.
Ген 9 хромосомы принято обозначать – I (изоген) отсюда обозначение аллелей
IА , IВ , IО.
Алгоритм решения как в моногибридном скрещивании.
Задачи для самостоятельного решения
ЗАДАЧА № 1
Наличие резус-фактора - аутосомный признак. У родителей, в крови которых есть резус-фактор, родился ребенок с резус-отрицательной кровью. Каковы генотипы родителей? Чему равна вероятность рождения в этой семье ребенка с резус-положительной кровью?
ЗАДАЧА № 2
Близнецы Оля, Лена и Маша имеют соответственно кровь I, II, III группы. Определите группы крови их родителей и генотипы всех членов семьи.
ЗАДАЧА № 3
В городе С. известны две супружеские пары, в которых мужья являются идентичными близнецами. Их жены также идентичные близнецы. Те и другие супруги имеют по одному сыну, причем мальчики очень похожи друг на друга. Обязательно ли эти мальчики будут иметь одинаковую группу крови?
ЗАДАЧА № 4
В судебной экспертизе определение группы крови используется для исключения отцовства. Можно ли исключить отцовство в случае, если мужчина имеет III группу крови, а ребенок и его мать II группу? Возможно ли исключение отцовства, если группа крови у мужчины I, II и IV?
ЗАДАЧА № 5
У женщины с группами крови II и М есть ребенок III и N. Ее супруг, который имеет группы крови II и N, обвиняет определенного мужчину в том, что он является отцом ребенка. Если бы у этого мужчины оказались группы крови III и N, то какое решение Вы могли бы вынести?
ЗАДАЧА № 6
У фермера было два сына. Первый родился, когда фермер был еще молод, и вырос красивым и сильным юношей, которым отец гордился. Второй сын, родившийся позже, рос болезненным ребенком, и соседи убеждали фермера подать в суд для установления отцовства. Основанием послужило то, что, являясь отцом такого складного юноши, каким был его первый сын, фермер, казалось, не мог быть отцом такого слабого создания, как второй. Анализ показал, что группы крови у членов семьи были следующие: отец - IV и M, мать - I и N, первый сын - I и N, второй сын - III и MN. Можно ли на основании этих данных утверждать, что оба юноши являются сыновьями этого фермера?
ЗАДАЧА № 7
Можно ли исключить отцовство, если мать имеет группу крови А, а ребенок - группу крови В, а предполагаемые отцы - группы крови 0 и АВ?
ЗАДАЧА № 8
У женщины группа крови АВ, у ее отца - та же группа крови. Муж женщины имеет группу крови 0, его мать - группу А. Определите генотипы всех указанных лиц. Какие группы крови могут быть у детей мужчины и женщины?
ЗАДАЧА № 9
В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют 0 и А группы крови, родители другого - А и АВ. Исследование показало, что дети имеют 0 и А группы крови. Определите, кто чей сын. Возможно, ли это сделать наверняка при других комбинациях групп крови? Приведите примеры. В каких случаях можно было бы обойтись без исследования крови отцов?
ЗАДАЧА № 10
Дедушка мальчика со стороны матери имеет группу крови АВ, а остальные бабушка и дедушка имеют группу крови 0. Какова вероятность для данного мальчика иметь группу крови А, В, АВ и 0?
ЗАДАЧА № 11
В родильном доме в одну ночь родилось четыре младенца, обладавшие группами крови 0, А, В и АВ.
Группы крови четырех родительских пар были: первая пара - 0 и 0; вторая пара - АВ и 0; третья пара - А и В; четвертая пара - В и В.
Четырех младенцев можно с полной достоверностью распределить по родительским парам. Как это сделать? Каковы генотипы всех родителей и детей?
Взаимодействие неаллельных генов
Выделяют 3 типа взаимодействия неаллельных генов: эпистаз, компле-ментарность, полимерия.
ЭпистазПодавление действия генов одного аллеля генами другого аллеля.
Для человека доказано проявление лишь рецессивного эпистаза.
Он имеет место в тех случаях, когда - встречаются 2 рецессивных гена-подавителя (гомозиготность по - эпистатическому гену).
Решение задач на эпистаз ведут по схеме дигибридного скрещивания.
Примером рецессивного эпистаза у человека является так называемый бомбейский феномен.Люди с данным фенотипом не производят H-антиген в гомозиготном состоянии (hh), который присутствует почти у всех людей (HH или Hh). В результате, на их эритроцитах не образуются антигены A и B, поскольку последние могут образовываться только из предшественнике Н- антигене.
Пример работы бомбейского феномена №1: 
Родитель 00(1 группа) Родитель АА(2 группа)
А
0 А0(2 группа)
Родитель 00(1 группа) Родитель А0 (2 группа)
А 0
0 А0(2 группа) 00(1 группа)
Если один родитель имеет первую группу крови, а другой – вторую, то ребенок не может иметь четвёртую группу, потому что ни у одного из родителей нет необходимого для 4 группы гена В.
А теперь бомбейский феномен:
Родитель BBhh(1 группа) Родитель ААHH(2 группа)
АHBhABHh(4 группа)
441960042545000Фокус в том, что первый родитель, несмотря на свои гены ВВ, не имеет антигенов В, потому что их не из чего делать. Поэтому, не смотря на генетическую третью группу, с точки зрения переливания крови группа у него первая.
Пример работы бомбейского феномена №2. 
Если оба родителя имеют 4 группу, то у них не может получиться ребенок 1 группы.
Родитель АВ(4 группа) Родитель АВ (4 группа)
А В
А АА(2 группа) АВ(4 группа)
В АВ(4 группа) ВВ(3 группа)
Родитель АВHh(4 группа) Родитель ABHh (4 группа)
АHAhBH BhAH AAHH(2 группа) AAHh(2 группа) ABHH(4 группа) ABHh(4 группа)
AhAAHH(2 группа) АAhh(1 группа) ABHh(4 группа) АBhh(1 группа)
BH АBHH(4 группа) ABHh(4 группа) BBHH(3 группа) BBHh(3 группа)
BhABHh(4 группа) ABhh(1 группа) АBHh(4 группа) BBhh(1 группа)
2162175334010
А теперь бомбейский феномен
Как видим, при бомбейском феномене у родителей с 4 группой всё-таки может получиться ребенок с первой группой.
Решите задачу:
В семье, где отец имел 1 группу крови, а мать - III, 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 I группой крови.
Появление в третьем поколении девочки с IV группой крови от матери с I группой крови вызвало недоумение.
Используйте знания о бомбейском феномене и:
1. Установите вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в бомбейском феномене.
2.Определите вероятность рождения детей с I группой крови в семье первой дочери из третьего поколения, если она выйдет замуж за такого же по генотипу мужчину, как она сама.
3.Определите вероятные группы крови у детей в семье второй дочери из третьего поколения, если она выйдет замуж за мужчину с IV группой крови, но гетерозиготного по редкому эпистатическому гену.
Методы изучения генетики человека
Генеалогический метод
Изучение правил составления родословной определения характера наследования признаков;
Суть этого метода состоит в том. чтобы выяснить родственные связи и проследить наличие нормального или патологического признака среди близких и дальних родственников в данной семье. Сбор сведений начинается от пробанда. Пробандом называется лицо, родословную которого необходимо составить. Им может быть больной или здоровый человек – носитель какого-либо признака или лицо, обратившееся за советом к врачу-генетику. Братья и сестры пробанда называются сибсами. Обычно родословная составляется по одному или нескольким признакам.
3810024320500Метод включает два этапа: 1) сбор сведений о семье, 2) генеалогический анализ.
На основе данных составляется графическое изображение родословной. Для этого используют следующие символы (рис. 21Рисунок 21.
1 - лицо мужского пола;
2 - лицо женского пола;
3 - больные;
4 - брак; 5 - кровнородственный брак;
6 - сибсы; 7 - единоутробные сибсы;
8 - единокровные сибсы;
9 - монозигошые близнецы;
10 - дизиготные близнецы;
11 - усыновление;
12 - пол неизвестен;
13 - выкидыш;
14 - медицинский аборт; 15 - умершие;
16 - пробанд;
17 - гетерозиготные индивиды;
18 - гетерозиготная носительница рецессивного гена в Х-хромосоме;
19 - беременность;
20 - бесплодный брак;
21 - лично обследован
Пример составления «клинической» родословной рис.22
5334006604000Рисунок 22. Родословная с оригинальными обозначениями: а) больные сахарным диабетом, б) больные нейрофиброматозом, в) лично обследованные
Пояснения к рис.22.
Поколения обозначаются римскими цифрами сверху вниз, обычно они ставятся слева от родословной.
Последнее поколение предков, по которому собрана информация, обозначается как I поколение. Арабскими цифрами нумеруются все элементы одного поколения (весь ряд) слева направо, последовательно.
Братья и сестры располагаются в родословной в порядке рождения.
Таким образом, каждый член родословной имеет свои координаты, например в родословной, представленной на рис. IХ.2, дедушка пробанда по материнской линии — II-3, болен нейрофиброматозом.
Правила составление родословных:
1. Пробанд отмечается стрелкой.
2. Потомство одного поколения располагают в одном горизонтальном ряду в порядке рождения (слева на право) и обозначают арабскими цифрами.
3. Младшее поколение располагают под старшим и нумеруют римскими цифрами сверху вниз (по левому краю родословной). Следовательно, каждому представителю в родословной может быть присвоен бинарный шифр, состоящий из соответствующих римских и арабских цифр, например: III. 5, что означает третье поколение, пятый член поколения.
4. Все линии в родословной вычерчиваются строго параллельными или перпендикулярными.
5. Заканчивают родословную датой составления и личной подписью составителя. К схеме может быть составлено рукописное приложение (легенда), в которой отмечают любую информацию, облегчающую последующий анализ родословной.
Если родословная обширна, то поколения располагают не горизонтальными рядами, а концентрическими кругами (рис. IX.4).
1104907429500При медико- генетическом анализе стремятся к получению объективного первичного материала, который кладется в основу статистического и генетического анализа.
Рисунок 23. Родословная с концентрическим расположением поколений:
а – гетерозиготные носители аномально-структурного гемоглобина Е;
б— гетерозиготные носители β-талассемии;
в — больные гемоглобинозом Е/β-талассемией
Пример составления родословной.
Задача 1.
Пробанд страдает ночной слепотой. Его два брата также больны. По линии отца пробанда страдающих ночной слепотой не было. Мать пробанда больна. Две сестры и два брата матери пробанда здоровы. Они имеют только здоровых детей. По материнской линии известно, что бабушка больна, дедушка здоров; одна сестра бабушки больна, а вторая здорова, праде-душка (отец бабушки) страдал ночной слепотой, сестра и брат прадедушки бы-ли больны; прапрадедушка болен, его брат, имеющий больную дочь и двух больных сыновей, также болен. Жена пробанда, ее родители и родственники здоровы. Составьте родословную семьи про6анда.
Алгоритм составления:
Построение родословного древа (рис. 24) начинают с пробанда (V. 3) и обозначают квадратом со стрелкой. Пробанд и два его брата (V. 1, 2) больны, поэтому они изображаются заштрихованными квадратами, соединенными в родственное "коромысло".
Поскольку мать пробанда (IV. 5) больна, а отец (IV. 6) здоров, кружок заштриховывают, тогда, как квадрат оставляют белым.
Символы матери и отца соединяют брачной связью, от которой идет вертикаль к их детям. На одном уровне с родителями располагают здоровых сибсов (братьев и сестер) матери пробанда (IV. 1, 2, 3, 4).
По условию задачи в роду отца (IV. 6) болезнь не отмечалась, поэтому всех его родственников можно отметить светлым ромбом.
По материнской линии бабка (III. 3) и ее сестра (III. 2) – больны. Их символы закрашивают.
Старшая сестра (III. 1) как и муж бабки пробанда (III. 4) - здоровы. Все члены семьи из второго поколения – прадед пробанда (II. 1), а также его сестра и брат (II. 2, 3) больны и соответственно их символы заштриховывают.
Согласно условию задачи, больны - прапрадедушка и его родной брат (I. 1, 2). Квадраты, обозначающие самых старших членов родословной, располагают выше всех остальных родственников и заштриховывают.
У брата прапрадеда все дети больны (II. 4, 5, 6). Их заштрихованные символы вычерчивают на одном уровне с детьми самого прапрадеда, т.к. они являются двоюродными сибсами представителями одного поколения.
Аналогичным образом поступим и в отношении родственников жены пробанда. После вычерчивания всех брачных и родственных связей поколения нумеруются слева сверху вниз римскими цифрами, а члены каждого поколения арабскими слева направо.
I -139701733550Рисунок 24. Родословная к задаче 1
0Рисунок 24. Родословная к задаче 1
-1778063500
II III IV V Задания для самостоятельной работы:
Составьте родословные к задачам:
Задача 1.
Пробанд имеет нормальный рост, его сестра страдает хондродистрофией (наследственная карликовость в сочетании с резким нарушением пропорции тела). Мать пробанда здорова, отец - болен. По линии отца пробанд имеет двух здоровых теток, одну тетку и одного дядю с хондродистрофией. Тетя с хондродистрофией замужем за здоровым мужчиной, имеет сына карлика. Здоровая тетя от здорового мужа имеет двух мальчиков и двух девочек, все они здоровы. Дядя карлик женат на здоровой женщине. У него две нормальные девочки и сын карлик. Дедушка по линии отца - карлик, бабушка – здорова.
Задача 2.
Пробанд страдает гемофилией. У его матери и отца нормальная свертываемость крови. У дедушки со стороны матери гемофилия, а бабушка здорова. Дети пробанда: две дочери и один сын с нормальной свертываемостью крови, другой сын страдает гемофилией. В семье отца больных гемофилией нет.

Задача 3.
Пробанд - здоровая женщина - имеет двух здоровых братьев и двух братьев, больных алькаптонурией. Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болен алькаптонурией 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 пробанда по линии матери здоровы, отец и мать деда также здоровы, при этом мать деда - родная сестра деда пробанда со стороны отца.
Задача 4.
Пробанд - нормальная женщина - имеет пять сестер, две из которых однояйцовые близнецы, две - двуяйцевые близнецы. Все сестры имеют шесть пальцев на руке. Мать пробанда нормальна, отец - шестипалый. Со стороны матери все предки нормальны. У отца два брата и четыре сестры - все пятипалые. Бабушка по линии отца шестипалая. У нее было две шестипалые сестры и одна пятипалая. Дедушка по линии отца и все его родственники нормально пятипалые.
Задача 5.
Пробанд и пять братьев его здоровы. Мать и отец пробанда глухонемые. Два дяди и тетка со стороны отца также глухонемые, со стороны матери четыре тетки и дядя здоровы и одна тетка и один дядя глухонемые. Бабушка и дедушка по матери здоровы. Бабушка и дедушка по отцу глухонемые. Бабушка по отцу имеет глухонемого брата и двух глухонемых сестер. Дедушка по отцу имеет двух братьев, один из которых здоров, другой - глухонемой, и пять сестер, две из которых глухонемые. Мать и отец дедушки со стороны отца здоровы, мать и отец бабушки со стороны отца глухонемые.
Задача 6.
Нормальные в отношении зрения мужчина и женщина имеют сына, страдающего дальтонизмом, и двух дочерей с нормальным зрением. У внука от сына зрение нормальное, внук от одной из дочерей страдает дальтонизмом, а внучка здорова. У другой дочери пять сыновей, имеющих нормальное зрение.
Задача 7.
Пробанд - больной миопатией мальчик (миопатия Дюшена - атрофия скелетной мускулатуры, начинающаяся в детском возрасте, с быстрым развитием и тяжелым течением). Родители и две его сестры здоровы. По отцовской линии два дяди, тетя, дедушка и бабушка пробанда здоровы. Две дочери дяди и сын тети пробанда здоровы. По линии матери один из двух дядей (старший) болел миопатией. Второй (здоровый) имел двух здоровых сыновей и здоровую дочь. Тетя пробанда имела больного сына, дедушка и бабушка здоровы.
Анализ родословных
После того как родословная составлена, приступают к ее анализу. В результате определяют:
1. является ли данный признак или заболевание наследственным;
2. каков тип наследования и выяснить, по какой линии – материнской или отцовской – идет передача заболевания;
3. каков генотип пробанда и его родственников;
4. чему равна вероятность рождения больного ребенка в семье, ради которой проводится анализ;
5. в ряде случаев метод родословных позволяет определить пенетрантность и экспрессивность патологического аллеля.
В реальной практике, анализируя родословную, последовательно отвечают на все эти вопросы. На учебных занятиях, как правило, ваше внимание будет сосредоточено на 2, 3 и 4 задачах.
Основные признаки типов наследования:
Проявление признака в равной мере у обоих полов Больше 50 % по отношению к общему числу У здоровых родителей больной ребенок
АД + + -
АР + - +
ХД Преобладает у девочек + -
ХРПреобладает у мальчиков - +
Y Всегда по отцовской линии сыновьям
Пример анализа родословной.
Задача 2.
По родословной, представленной на рис. 25, определите характер наследования признака и вероятность рождения больного ребенка в семье III. 9 – 10.

Рисунок 25. Родословная к задаче 2
Алгоритм анализа:
Из родословной, представленной на рис. 25 видно, что:
1) болеют только мужчины. Отсюда можно предположить, что патологический ген сцеплен с полом.
Согласно приведенным выше признакам, это может быть либо при Х-рецессивном, либо при голандрическом типах наследования;
2) голандрическое наследование можно исключить на том основании, что отсутствует жесткая передача признака от отца к сыну. Например, у отца II. 6 – сын III. 11 здоров, а у здорового отца III. 14, напротив, имеются больные сыновья – IV. 12 и IV. 17.
Следовательно, данный признак является Х-рецессивным. В подтверждение этого вывода отметим, что выполняются все ключевые признаки Х-рецессивного типа наследования: сын никогда не наследует заболевание отца; от брака больных мужчин и здоровых женщин II. 5,6 все дети здоровы, но у дочерей могут быть больные сыновья.
Таким образом, мы установили, что тип наследования анализируемого признака Х-рецессивный.
Для того чтобы определить вероятность рождения больного ребенка в семье III. 9,10, необходимо уточнить генотипы супругов.
Приведем следующие рассуждения.
Мать пробанда III. 2 здорова, но один ее сын болен, следовательно, она является гетерозиготным носителем признака и ее генотип ♀ ХАХа.
Отец пробанда здоров и, поскольку мужчины имеют лишь одну Х-хромосому его генотип соответственно ♂ХАУ.
Далее необходимо вспомнить закономерности Менделевской генетики, и решить задачу по схеме моногибридного скрещивания.
Для этого в родительской строке запишем генотипы родителей.
Ниже определим типы гамет, а все варианты генотипов детей запишем в строке F1.
Анализ этой строки свидетельствует, что вероятность рождения больного ребенка (мальчика) составляет от всего потомства, F1, т.е. 25%.
Задание для самостоятельного решения
Проведите анализ составленных родословных и определите генотип пробанда.
Близнецовый метод
Позволяет определить количественную оценку роли наследственности и среды.
Для этого используют сравнение внутрипарного сходства в группах моно- и дизиготных близнецов.
Для исследования качественных признаков внутрипарное сходство оценивают по принципу "подобны – различны». Пары, в которых партнеры подобны друг другу по данному признаку, называются конкордантными. Если один из партнеров обладает данным признаком, а второй нет, то пара называется дискордантной. Например, по группе крови пара считается конкордантной, если оба партнера имеют одну группу, но если группа крови партнеров различна, то пара дискордантна.
Изучение алгоритмов применения формулы Хольцингера оценивание получаемых результатов.
Для получения количественной оценки применяют различные формулы. Чаще всего пользуются коэффициентами наследуемости (Н) и влияния среды (Е), вычисляемыми по формуле Хольцингера:
Н = Cmz - Cdz 100% - Cdz *100%
С mz - процент конкордантных пар в группе монозиготных близнецов,
Рассчитывается по формуле С mz =пары схожиевсе исследуемые пары*100%, если обследованы 100 пар из них в 80 парах признак у обоих, то С mz = 80100* 100% =80 %, аналогично подсчитывают Cdz Cdz - процент конкордантных пар в группе дизиготных близнецов.
Н – коэффициент наследуемости.
Н ≤ 50% ≤ Н
Преобладают факторы
внешней среды Наследственности
Пример:
Известно, что конкордантность по сахарному диабету в группе монозиготных близнецов составляет 65% (Сmz), в группе дизиготных близнецов - 18% (Cdz). Сделать выводы об относительной роли наследственных и средовых факторов в развитии этого заболевания.
Решение:
Признак - сахарный диабет.
Н = 65 - 18 100 - 18 *100% = 57%
Ответ: в развитии сахарного диабета наследственный фактор 57%, преимущественная роль.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1.
У однояйцевых и двуяйцевых близнецов с врожденным вывихом бедра конкордантность составила соответственно 51,3 и 5,4%. свидетельствуют ли эти данные о наследственной обусловленности признака, если различия ста-тистически достоверны?
Задача 2.
Дании составлен регистр заболеваний близнецов, родившихся в период с 1870 по 1970 г. В одной из публикаций приведены данные по 10 тысячам пар близнецов. Из них инфаркт миокарда наблюдали у 352 пар. Конкордантность по этой патологии составила для однояйцевых близнецов 41,5% , а для двуяйцевых - только 20% (различия статистически достоверны). Можно ли на основании приведенных данных сделать вывод о генетической предрасположенности к инфаркту миокарда?
Задача 3.
Частота заболевания корью в группе монозиготных близнецов составляет 98%, а в группе дизиготных близнецов 94%. Определите какова роль наследственности и факторов среды в развитии данного признака?
Задача 4.
Конкордантность монозиготных близнецов по массе тела составляет 80%, а дизиготных близнецов – 30%. Каковы доля наследственности и доля среды в формировании этого признака.
Задача 5.
Конкордантность монозиготных близнецов по шизофрении составляет 67%, а дизиготных близнецов – 12,1%. Каковы доля наследственности и доля среды в развитии шизофрении?
Задача 6.
Учёные-генетики провели массовое исследование распространённого признака - косолапости на примере близнецов. Изучены 200 пар монозиготных и 500 пар дизиготных близнецов. Во всех этих парах хотя бы у одного из близнецов имелся изучаемый признак. При этом в 91-ой парах монозиготных близнецов и в 91-ой парах дизиготных близнецов этот признак имелся и у второго близнеца. Определите коэффициент наследуемости изучаемого признака
Задача 7
Конкордантность монозиготных близнецов по ревматизму составляет 47,3%, а дизиготных близнецов – 17,3%. Каковы доля наследственности и доля среды в развитии шизофрении.
Популяционно-статистический метод
В медицинской практике нередко появляется необходимость установить частоту встречаемости патологического аллеля среди населения.  Обычно производится непосредственное выборочное исследование части популяции либо изучают архивы больниц, родильных домов, а также проводят опрос путем анкетирования. . Выбор способа зависит от цели исследования. Последний этап состоит в статистическом анализе. Расчеты ведутся в соответствии с положениями закона Харди - Вайнберга.
Первое положение закона Харди-Вайнберга гласит: сумма частот аллелей одного гена в идеальной популяции есть величина постоянная. Это записывается формулой
p + q = 1 (1)
где p - частота доминантных (А) аллелей гена А,
q - частота рецессивных (а) аллелей генов этого гена.
Второе положение: сумма частот доминантных гомозигот, гетерозигот и рецессивных гомозигот в идеальной популяции есть величина постоянная, а их распределение соответствует коэффициентам бинома Ньютона второй степени.
Формула для исчисления частот генотипов.
р2 + 2 pq + q2= 1 (2)
где р2 - частота гомозиготных особей по доминантному аллелю (АА),
2 pq - частота гетерозигот (генотип Аа),
q2 - частота гомозиготных особей по рецессивному аллелю (аа).
Следствия:
Указана частота встречаемости признака 1: 100000, т.е. 1 100000 = 0,00001=10-5
Нужно помнить, что это применимо к человеку как носителю генотипа, (АА- р2), (аа- q2)
Если рассматривать частоту генов, тогда p (А) = p2(АА)При известной частоте встречаемости рецессивного признака 1: 100000, можно найти число гетерозигот (носителей).
Алгоритм вычисления:
1. находим частоту гена q=0,00001=0,0032
2. находим по формуле (1) частоту р= 1- 0,0032=0,9968
3. находим по формуле (2) число гетерозигот 2 pq=2*0,0032*0,9968=0,0064
4. находим число людей (известно, что частота1: 100000 т.е. популяция 100000 человек), умножаем частоту гетерозигот на численность популяции-
0,0064*100000= 640 человек из 100000 является носителем данного признака
Изучение алгоритмов применения формулы Харди – Вайнберга и оценивание получаемых результатов
В небольшой республике Средней Азии с населением 900000 жителей, проживает 34000 обладателя отрицательной группы крови. Вычислите сколько жителей этой Республики являются доминантными гомозиготами по резус - фактору?
Решение:
1. известно: Rh- - рецессивный признак q, отсюда находим частоту на 900000 человек.
q 2 = 34000 900000= 0, 038, поскольку речь идет о людях это генотип, поэтому аа и q 2
2. находим частоту гена q = 0,038= 0,19
3. находим частоту гена р =1- 0,19 = 0,81 из формулы (1)
4. находим частоту гомозигот р2 = 0,812 = 0,66
5. находим число жителей, т.е. умножаем частоту на общее число жителей
900000*0,66 = 594 000
Ответ: В данной республике 594 000 гомозигот по Rh+
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1.
Из 84000 детей, родившихся в течение 10 лет в родильных домах города К., у 210 детей обнаружен патологический рецессивный признак. Установите генетическую структуру популяции (частоту гомозигот доминант, гетерозигот).
Задача 2.
В популяции населения одного города в период между 1928 и 1942 гг. родилось около 26 000 детей, из которых 11 были гомозиготами по рецессивному гену (th), вызывающему анемию Кули (талассемию). Определите генетическую структуру популяции, т. е. частоту генотипов ТhТh, Тhth и thth.
Задача 3.
Алькаптонурия наследуется как аутосомный рецессивный признак. Заболевание встречается с частотой 1 : 100000. Вычислите количество гетерозигот в популяции.
Задача 4.
Глухонемота связана с врожденной глухотой, которая препятствует нормальному усвоению речи. Наследование - аутосомно-рецессивное. Средняя частота заболевания колеблется по разным странам. Для европейских стран, она равна приблизительно
2 : 10000. Определите возможное число гетерозиготных по глухонемоте людей в районе, включающем 8000000 жителей.
Задача 5.
Фруктозурия, вызываемая рецессивным геном (f), встречается с частотой 7 х 10-6. Определить частоту аллелей F и f. На какое число особей популяции приходится один больной?

3. Заключительная часть
3.1. Подведение итогов;
Итоговая беседа
Выставление отметок
3.2. Домашнее задание.