задачник для студентов (по общей и медицинской..

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РФ
Кировская государственная медицинская академия
Кафедра медицинской биологии и генетики













ЗАДАЧИ
ПО ОБЩЕЙ И
МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКЕ
(учебно-методическое пособие для студентов)

























Киров – 2001 г.

УДК 575.1

Печатается по решению центрального методического совета Кировской государственной медицинской академии.
Задачи по общей и медицинской генетике: Учебно-методическое пособие для студентов /Составители: зав. кафедрой медицинской биологии и генетики КГМА, доктор медицинских наук, профессор А.А. Косых, доцент кафедры, кандидат биологических наук Н.Е. Родина / - г. Киров: КГМА – 2001., 37 стр. – Библиогр. 7 названий. 2-е издание, исправленное.
Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной работы студентов, изучающих курс генетики на кафедре медицинской биологии и генетики. Главная цель заданий – научить студентов применять теоретические знания о закономерностях наследственности и изменчивости при решении генетических задач.


Рецензенты: Зав. кафедрой нервных болезней и нейрохирургии, доктор медицинских наук Б.Н. Бейн
Зав. кафедрой генетики Вятской государственной
сельскохозяйственной академии Л.Н. Резник


Технический редактор: Г.В. Мамаева.


















© Косых А.А., Родина Н.Е., 2001.
Введение.
Данное учебно-методическое пособие предназначено для студентов 1 курса и студентов старших курсов, изучающих общую и медицинскую генетику. Целью пособия является – научить студентов использовать полученные теоретические знания по вопросам общей генетики, молекулярной генетики, генетики человека и медицинской генетики для решения практических задач. Пособие представляет собой сборник типовых задач с кратким пояснением основных положений генетики и методики решения этих задач. В приложении даются ответы на задачи, краткое описание наиболее часто встречающихся наследственных болезней и аномалий у человека, перечень некоторых доминантных и рецессивных признаков у человека и список литературы.
Пособие включает 6 разделов:
Законы Менделя и правила вероятности.
Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.
Сцепленное наследование и кроссинговер.
Генетика человека.
Популяционная генетика.
Приложения.
Каждому разделу предшествует пояснительный текст, раскрывающий основные теоретические положения по данному вопросу, где даются примеры решения задач.
При составлении пособия использована литература по общей и медицинской генетике.
Законы Менделя и правила вероятности
Знание закономерностей наследования признаков и особенностей развития организмов имеет большое значение в практической подготовке врача. В настоящее время изучено более 4,5 тыс. наследственных признаков человека. Из них более 3 тыс. – патологические, т.е. вызывают заболевания, передающиеся по наследству. Многие патологические признаки передаются от родителей детям в соответствии с законами Менделя (менделирующие признаки). Сейчас изучено более 2 тыс. менделирующих моногенных признаков у человека (см. приложение, таблица 1).

Моногибридное скрещивание
Моногибридным называют такое скрещивание, когда родители отличаются по одной паре признаков.
Наследование таких признаков изучено Менделем и подчиняется I и II законам Менделя. Например, при скрещивании желтого и зеленого гороха в первом поколении он получил только растения с желтыми семенами (единообразие гибридов 1-го поколения):

Во втором поколении от скрещивания полученных растений с желтыми семенами между собой происходит расщепление по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1.
Следовательно, расщепление по генотипу будет 1 АА : 2 Аа : 1 аа (3 генотипа), а по фенотипу 3А : 1а (2 фенотипа). При этом скрещивании образуется 3 разных генотипа и 2 разных фенотипа.
В генетике различают анализирующее скрещивание – скрещивание особи, имеющей доминантный фенотип, с особью гомозиготной по рецессивным генам. Если анализируемая особь является гомозиготной, в потомстве будет наблюдаться единообразие гибридов:
Если анализируемая особь является гетерозиготой, то в потомстве будет наблюдаться расщепление признаков в соотношении 1 : 1 как по фенотипу, так и по генотипу:



Задачи
1.Серый цвет тела мухи дрозофилы доминирует над черным.
В серии опытов по скрещиванию серой мухи с черной получено 117 серых особей и 120 черных. Определите генотипы родительских форм.
При скрещивании серых мух в потомстве оказалось 1392 особи серого цвета и 467 особей черного цвета. Определите генотипы родительских форм.

Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери – карие. Какое потомство можно ожидать от этого брака?
Мужчина правша, мать которого была левшой, женился на женщине правше, имевшей 3-х братьев и сестер, двое из которых левши. Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что дети, родившиеся от этого брака, будут левшами.
У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухоты рецессивен по отношению к гену нормального слуха.
Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных родителей?
От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определите генотипы родителей.
Одна из форм гемералопии наследуется как доминантный признак.
Какова вероятность рождения детей, страдающих гемералопией, от гетерозиготных больных родителей?
Какова вероятность рождения детей с аномалией в семье, где один из родителей страдает ночной слепотой, а другой нет, если известно, что оба супруга гомозиготны?

Ди- и полигибридное скрещивание.
Для решения задач на ди- и полигибридное скрещивание необходимо изучить 3-й закон Менделя – закон независимого наследования признаков.
Полигибридным называется такое скрещивание, когда анализ проводится сразу по нескольким признакам, при этом контролирующие их гены располагаются в разных парах гомологичных хромосом. Поэтому в анафазе мейоза – 1 будет несколько вариантов расхождения гомологичных хромосом и несколько вариантов образовавшихся гамет. Например:
Число вариантов гамет зависит от числа признаков, находящихся в гетерозиготном состоянии. Если таких признаков 2, то число разных вариантов гамет равно 22 = 4. У особи, имеющей 3 признака в гетерозиготном состоянии (АаВвСс) число гамет равно 23 = 8. Общая формула образования разных типов гамет будет 2n, где n – число признаков, находящихся в гетерозиготном состоянии. Так у особи с генотипом ААВвсс будет 2 типа гамет Авс и Авс, т.е. 21 = 2.
При независимом наследовании результаты полигибридного скрещивания можно выразить как несколько моногибридных скрещиваний. Например:
Р:
· АаВв х
· АаВв
Желт., гладк. Желт., гладк.
Аа х Аа 1АА + 2Аа + 1аа (3 генотипа)
3А + 1 а (2 фенотипа)
Вв х Вв 1ВВ + 2Вв + 1вв (3 генотипа)
3В + 1в (2 генотипа)
Расщепление по фенотипу:
(3А + 1а)(3В + 1в) = 9АВ + 3Ав + 3аВ + 1ав.
Таким образом, расщепление признаков в потомстве при полигибридном скрещивании будет соответствовать произведению результатов расщепления по каждому признаку в отдельности. Если особи дигетерозиготны, то это соотношение равно 9:3:3:1. При тригибридном скрещивании формула расщепления по фенотипу будет соответствовать 27:9:9:9:3:3:3:1. При таком скрещивании в первом случае образуется разных типов гамет 3n, а разных фенотипов 2n, где n – число пар скрещиваемых признаков, находящихся в гетерозиготном состоянии. В первом случае получилось 3n = 32 = 9 генотипов, 2n = 22 = 4 фенотипа.
При скрещивании особей, имеющих не все признаки в гетерозиготном состоянии, расщепление в потомстве изменится. Например:

Р:
· АаВВ х
· АаВв
Аа х Аа 1АА + 2Аа + 1аа (3 генотипа)
3А + 1 а (2 фенотипа)
ВВ х Вв 1ВВ + 1Вв (2 генотипа)
В (1 фенотип)
(3А + 1а)В = 3АВ + 1аВ
разных генотипов будет 3 х 2 = 6, а фенотипов 2 х 1 = 2.

Задачи
Близорукий левша вступает в брак с женщиной, нормальной по обоим признакам. Известно, что у обоих супругов были братья и сестры, страдавшие фенилкетонурией, сами они нормальны в отношении этого признака. В их семье первый ребенок был нормален в отношении всех трех признаков, второй был близоруким левшой, третий оказался больным фенилкетонурией.
Определите генотипы родителей и всех детей.
Определите вероятность того, что четвертый ребенок будет нормален по всем трем признакам.
Фенилкетонурия и одна из редких форм агаммаглобулинемии швейцарского типа (обычно ведет к смерти до 6-ти месячного возраста) наследуются как аутосомные рецессивные признаки. Успехи современной медицины позволяют избежать тяжелых последствий нарушений обмена фенилаланина.
Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны по обоим парам патологических генов?
Определите вероятность рождения больных фенилкетонурией и надежды на спасение новорожденного в семье, где оба родителя гетерозиготны по обоим парам признаков.
Полидактилия, близорукость и отсутствие малых коренных зубов передаются как доминантные аутосомные признаки. Гены менделируют.
Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают всеми тремя недостатками, но гетерозиготны по всем трем парам генов?
Определите вероятность рождения детей без аномалий в семье, о которой известно следующее. Бабушка по линии жены была шестипалой, а дедушка близорукий. В отношении других признаков они нормальны. Дочь же унаследовала от своих родителей обе аномалии. Бабушка по линии мужа не имела малых коренных зубов, имела нормальное зрение и пятипалую кисть. Дедушка был нормален в отношении всех трех признаков. Сын унаследовал аномалию матери.
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?
В семье, где родители хорошо слышат и имеют один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребенок с гладкими волосами. Их второй ребенок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в данной семье, если известно, что гены менделируют.

Правила вероятности.
При малых выборках (малом числе потомков) невозможно получить расщепление в соответствии с законами Менделя. В таком случае открытые им закономерности можно использовать для определения вероятности появления признаков у потомков от конкретной родительской пары.
1-е правило: вероятность последующего события не зависит от предыдущего (вероятность не знает памяти).
Например, вероятность рождения девочки в семье в любом поколении сохраняется одинаковой и равна 50%, причем независимо от того, есть в этой семье девочка или нет.
2-е правило: если события не зависят друг от друга, то вероятность того, что они произойдут одновременно, равна произведению вероятностей каждого из них в отдельности (правило умножения вероятностей).
Например, какова вероятность рождения кареглазого мальчика от гетерозиготных кареглазых родителей? Кареглазость - доминантный признак.
Р: Аа х Аа 3А : 1а
Вероятность кареглазого ребенка в этой семье равна ѕ (2 закон Менделя). Вероятность рождения мальчика равна Ѕ. Следовательно, вероятность рождения кареглазого мальчика будет равна ѕ х Ѕ= 3/8
3-е правило: вероятность того, что произойдет либо одно, либо другое из нескольких несовместимых событий, равна сумме вероятностей этих событий (правило сложения вероятностей).
Например, какова вероятность того, что из 2-х родившихся детей от гетерозиготных родителей один ребенок будет болен фенилкетонурией, а другой – нет?
Р: Аа х Аа 3А : 1а
Вероятность появления фенилкетонурии ј (II закон Менделя).
Вероятность того, что 1-й ребенок будет здоров, а второй – болен равна ѕ х ј = 3/16
Вероятность того, что 1-й ребенок будет болен, а 2-й – здоров, равна ј х ѕ = 3/16.
Следовательно, вероятность того, что из 2-х детей один будет здоровым, а другой больным равна сумме: 3/16 + 3/16 = 6/16 = 3/8.

Задачи
Афибриногенемия наследуется как рецессивный аутосомный признак. В семье у здоровых родителей родился ребенок с признаками афибриногенемии, Какова вероятность рождения второго ребенка с той же болезнью?
Ахондроплазия передается как доминантный аутосомный признак. В семье, где оба супруга страдают ахондроплазией, родился здоровый ребенок. Какова вероятность рождения следующего здорового ребенка?
В семье от кареглазых гетерозиготных родителей, имеющих II группу крови, родился голубоглазый мальчик с I группой крови. Какова вероятность рождения второго такого же сына?
Если в семье родится 2-е детей от гетерозиготных кареглазых родителей со II группой крови, то какова вероятность рождения первого кареглазого мальчика с I группой крови, а второй голубоглазой девочки со II группой крови?
Какова вероятность рождения больного ребенка с фенилкетонурией резус отрицательного, если родители резус отрицательные и гетерозиготные по гену фенилкетонурии?
Родители гетерозиготны по гену кареглазости. Если родится двое детей, то какова вероятность того, что один их них будет кареглазый, а другой голубоглазый? Какова вероятность того, что первый ребенок будет кареглазым, а второй голубоглазым?
Если в семье родится двое детей, то какова вероятность того, что один из них будет иметь I группу крови резус-отрицательную, а другой III группу крови резус-положительную. Известно, что отец имел III группу крови, резус-отрицательную, а мать – II группу крови резус- положительную, причем её отец был резус-отрицательным.
Если в семье у гетерозиготных кареглазых родителей родится 2-е детей, то какова вероятность появления одного кареглазого мальчика, а другой кареглазой девочки?

2. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.
Взаимодействие аллельных генов.
Неполное доминирование.
При неполном доминировании у гетерозигот функционируют оба гена, поэтому признак фенотипически проявляется в виде промежуточной формы. Например, рецессивная мутация гена, отвечающего за синтез нормального гемоглобина (НbА), будет проявляться фенотипически в виде аномального гемоглобина (НbS), содержание которого в крови может колебаться в пределах 24-45%. Потомство от брака двух гетерозигот приведет к расщеплению как по генотипу, так и по фенотипу в соотношении 1:2:1.
Задачи
У львиного зева растения с широкими листьями при скрещивании между собой всегда дают потомство с широкими листьями, а растения с узкими листьями – потомство только с узкими листьями. При скрещивании узколистной особи с широколистной возникают растения с листьями промежуточной ширины.
Каким будет потомство от скрещивания двух особей с листьями промежуточной ширины?
Что получится, если скрестить узколистное растение с растением, имеющим листья промежуточной ширины?
Одна из форм цистинурии наследуется как аутосомный рецессивный признак. Но у гетерозигот наблюдается лишь повышенное содержание цистина в моче, у гомозигот – образование цистиновых камней в почках. Определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье, где один супруг страдал этим заболеванием, а другой имел лишь повышенное содержание цистина в моче.
Талассемия наследуется как неполностью доминантный аутосомный признак. У гомозигот заболевание заканчивается смертельным исходом в 90-95% случаев, у гетерозигот проходит в относительно легкой форме. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из супругов страдает легкой формой талассемии, а другой нормален в отношении анализируемого признака?
Семейная гиперхолистеринемия наследуется по аутосомно-доминантному типу. 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.

Кодоминирование. Множественные аллели.
Возможно совместное доминирование двух аллельных генов (кодоминирование), когда оба аллельных гена в гетерозиготном состоянии проявляются фенотипически. Таким образом наследуется IV группа крови (АВ) по системе АВО. Иногда в популяции оказывается не два (одна пара) аллельных гена, а три, четыре и более(множественные аллели). Возникают они в результате нескольких мутаций одного локуса хромосомы. У каждой особи аллельных генов может быть не более двух, но в популяции их число практически неограниченно. Чем больше аллельных генов, тем больше возможности для комбинации признаков. Например, у человека множественными аллелями являются гены, отвечающие за группы крови по системе АВО, за синтез гемоглобина (HbA, HbS, HbC и др.), за синтез иммуноглобулинов (A, F, G, M и т.д.) и др.
Задачи
У морских свинок окраска шерсти определяется пятью аллельными генами: С, сk, с, cо и са. Ген С полностью доминирует над всеми остальными. Как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии он обусловливает стопроцентное содержание пигмента меланина в шерстном покрове и дает темную окраску. Ген са в гомозиготном состоянии обусловливает отсутствие пигмента и дает белую окраску. При различных комбинациях остальных генов формируется окраска различной степени интенсивности, что зависит от количества образующегося пигмента. Определите характер окраски потомства от скрещивания морских свинок со следующими генотипами:
Ссk х Ссо; 2)Ссk х соса; 3) Сса х Сса.
Известно (Н.П. Дубинин, 1976), что особи с генотипом сkck дают 88% меланина; сkсо – 65%; сосо – 31%; соса – 14%; сса – 3%; сkca – 40%.
Родители имеют II и III группы крови. Какие группы крови можно ожидать у их детей?
В роддоме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют I и II группы крови, родители другого – II и IV группу. Исследование показало, что дети имеют I и IV группы крови. Определите, кто чей сын.
Родители имеют II и III группы крови. У них родился ребенок с I группой крови и больной серповидноклеточной анемией (аутосомный тип наследования с неполным доминированием, несцепленный с группами крови). Определите вероятность рождения больных детей с IV группой крови.
В одной семье у кареглазых родителей имеется четверо детей. Двое голубоглазых имеют I и IV группы крови, двое кареглазых – II и III группы. Определите вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с I группой крови.
При разборе судебного дела об отцовстве установлено, что у ребенка IV группа крови, у матери II , а у предполагаемого отца – I. К какому выводу должен прийти судмедэксперт?

Плейотропия.
Возможно такое наследование, когда один ген обусловливает развитие нескольких признаков. Это явление получило название плейотропии. У человека плейотропный ген, отвечающий за синтез фермента фосфофруктокиназы (PFK), контролирует биохимические процессы, связанные с периодом жизни эритроцитов крови.
Мутация данного гена приводит к недостаточности фермента, с чем связано развитие заболевания несфероцитарной гемолитической анемии (НСГА). Наряду с гематологическими симптомами (анемия, желтуха, увеличение селезенки) наблюдается выраженная миопатия (мышечная слабость).
Задачи
Платиновые лисицы иногда ценятся выше, чем серебристые, что диктуется модой. В это время звероводческие хозяйства стараются получить как можно больше платиновых щенков. Какие пары наиболее выгодно скрещивать для получения платиновых лисиц, если известно, что платиновость и серебристость определяются аллельными аутосомными генами, платиновость доминирует над серебристостью, но в гомозиготном состоянии ген платиновости вызывает гибель зародыша?
Гетерозиготный бык голштинской породы несет доминантный ген, вызывающий отсутствие шерсти. В гомозиготном состоянии этот ген ведет к гибели теленка. Определите вероятность рождения нежизнеспособного теленка от скрещивания этого быка с одной из его дочерей от нормальной коровы.
Одна из пород кур отличается укороченными ногами. Признак этот доминантный. Определяющий его ген вызывает одновременно и укорочение клюва. При этом у гомозиготных цыплят клюв так мал, что они не в состоянии пробить яичную скорлупу и гибнут, не вылупившись из яйца. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур, получено 3 000 цыплят. Сколько среди них коротконогих?

Пенетрантность.
Не всегда наследуемый признак проявляется фенотипически. Например, отосклероз (наследственная глухота) наследуется как доминантный аутосомный признак, а проявляется фенотипически только в 30% случаев. То есть из 100 человек, имеющих в генотипе ген отосклероза, заболевание проявляется только у 30 человек. В этом случае говорят о неполной пенетрантности признака. Для определения пенетратности признака используют формулу:
П =
Число особей, у которых ген проявился
х 100%


Общее число особей, имеющих данный ген



Задачи
По данным шведских генетиков (К. Штерн, 1965), некоторые формы шизофрении наследуются как доминантные аутосомные признаки. При этом у гомозигот пенетрантность равна 100%, у гетерозигот – 20%.
Определите вероятность заболевания детей в семье, где один из супругов гетерозиготен, а другой нормален в отношении анализируемого признака.
Какова вероятность появления больных детей от гетерозиготных по гену шизофрении родителей?
Отосклероз наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Гипертрихоз наследуется как признак, сцепленный с Y-хромосомой, с полным проявлением к 17 годам. Определите вероятность проявления одновременно обеих аномалий у детей в семье, где жена нормальна, а муж имеет обе аномалии, но мать его была нормальной и гомозиготной женщиной.
Отосклероз наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Отсутствие верхних боковых резцов наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак с полной пенетрантностью. Определите вероятность появления у детей обеих аномалий одновременно в семье, где мать гетерозиготна в отношении обоих признаков, а отец нормален по обоим парам генов.
Карий цвет глаз доминирует над голубым и определяется аутосомным геном с полной пенетрантностью. Ретинобластома (злокачественная опухоль глаза) определяется другим доминантным аутосомным геном. Пенетрантность ретинобластомы составляет 60%.
Какова вероятность рождения голубоглазых детей больными от брака гетерозиготных по обоим признакам родителей?
Какова вероятность рождения кареглазых детей здоровыми от брака гетерозиготных родителей по обоим признакам?

Взаимодействие генов из разных аллельных пар.
В организме одновременно функционирует множество генов из разных аллелей, расположенных в разных парах гомологичных хромосом. Многие из них могут оказывать воздействие друг на друга на уровне ферментов, синтез которых контролируется данными генами, или на уровне катализируемых ферментами биохимических реакций. Поэтому формирование признака происходит при взаимодействии генов между собой и влиянии факторов внешней среды. Выделяют три типа взаимодействия неаллельных генов: комплементарное, эпистатическое, полимерное.

Комплементарное взаимодействие генов – явление, когда два или несколько генов из разных аллельных пар, находясь вместе в генотипе, дают новый признак, не похожий ни на один из тех, которые формируются под влиянием каждого из этих генов самостоятельно. Таким образом наследуется цвет шерсти у собак коккер-спаниелей, форма гребня у кур, цвет перьев у попугайчиков-неразлучников.
Расщепление в потомстве при скрещивании дигетерозигот будет отличаться от менделевского и зависеть от того, будет ли каждый ген в отдельности иметь самостоятельное фенотипическое проявление, или нет. Оно может быть 9:3:3:1; 9:6:1; 9:3:4.
Задачи
При скрещивании черных собак породы коккер-спаниель получается потомство четырех мастей: 9 черных, 3 рыжих, 3 коричневых, 1 светло-желтый. Черный коккер-спаниель был скрещен со светло-желтым. От этого скрещивания в помете был светло-желтый щенок. Какое соотношение мастей в потомстве можно ожидать от скрещивания этого же черного спаниеля с собакой одинакового с ним генотипа?
Форма гребня у кур может быть листовидной, гороховидной, розовидной и ореховидной. При скрещивании кур, имеющих ореховидные гребни, потомство получилось со всеми четырьмя формами гребней в отношении: 9 ореховидных, 3 розовидных, 3 гороховидных и 1 листовидный. Определите вероятные соотношения фенотипов в потомстве от скрещивания получившихся трех гороховидных с тремя розовидными особями.
Форма плодов у тыквы может быть сферической, дисковидной и удлиненной и определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов.
При скрещивании двух растений со сферической формой плода получено потомство из растений, дающих только дисковидные плоды. При скрещивании дисковидных тыкв между собой получилось потомство из растений, дающих все формы плода: с дисковидными плодами – 9, со сферическими – 6, с удлиненными – 1. Определите генотипы родителей и потомства первого и второго поколений.
При скрещивании дисковидных тыкв с растениями, дающими удлиненные плоды, в потомстве получено соотношение: 1 дисковидный, 2 сферических и 1 удлиненный. Определите генотипы скрещиваемых растений и их потомства.
Цветы душистого горошка могут быть белыми и красными. При скрещивании двух растений с белыми цветами все потомство оказалось с красными цветами. При скрещивании растений с красными цветами появились особи с белыми и красными цветами в соотношении 9 красных и 7 белых. Определите генотипы растений и потомков первого и второго поколения, дайте характеристику генам.

Эпистаз – подавление действия аллелей одного гена аллелями другого гена. Различают эпистаз доминантный и рецессивный. В первом случае эпистатичным геном (геном-подавителем) является доминантный ген, во втором- рецессивный ген в гомозиготном состоянии. При доминантном эпистазе расщепление признаков в потомстве при дигибридном скрещивании окажется в соотношении 13:3 или 12:3:1. При рецессивном эпистазе расщепление при дигибридном скрещивании наблюдается в соотношении 9:3:4. Доминантный эпистаз проявляется при наследовании окраски шерсти у лошадей, рецессивный – у человека при наследовании групп крови системы АВ0 («бомбейский феномен»).
Задачи
У овса цвет зерен определяется двумя парами несцепленных между собой генов. Один доминантный ген обусловливает черный цвет, другой – серый. Ген черного цвета подавляет ген серого цвета. Оба рецессивных аллеля обусловливают белую окраску.
При скрещивании чернозерного овса в потомстве оказалось расщепление на 12 чернозерных, 3 серозерных и 1 с белыми зернами. Определите генотипы скрещиваемых особей и их потомства.
При скрещивании желтоплодной тыквы с белой все потомство дало белые плоды. При скрещивании полученных особей между собой получилось растений с белыми плодами 204, с желтыми – 53, а с зелеными – 17. Определите генотипы родителей и потомства.
Белое оперение кур определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. В одной паре доминантный определяет окрашенное оперение, рецессивный – белое. В другой паре доминантный ген подавляет окраску, рецессивный – не подавляет окраску.
При скрещивании белых кур получено потомство из 1680 цыплят. 315 цыплят было окрашенных, остальные – белые. Определите генотипы родителей и окрашенных цыплят.
На птицеферме скрещивали белых кур с пестрыми и получили белых цыплят 5055, окрашенных – 3033. Определите генотипы родителей и потомства.
Красная окраска луковицы лука определяется доминантным геном, желтая – его рецессивным аллелем. Однако проявление гена окраски возможно лишь при наличии другого, несцепленного с ним доминантного гена, рецессивный аллель которого подавляет окраску и луковицы оказываются белыми. Краснолуковичное растение было скрещено с желтолуковичным. В потомстве оказались особи с красными, желтыми и белыми луковицами. Определите генотипы родителей и потомства.
Окраска мышей определяется двумя парами неаллельных генов. Доминантный ген одной пары обуславливает серый цвет, его рецессивный аллель -–черный. Доминантный ген другой пары способствует проявлению цветности, его рецессивный аллель подавляет цветность.
При скрещивании серых мышей между собой получено потомство из 82 серых, 35 белых и 27 черных мышей. Определите генотипы родителей и потомства.
При скрещивании серых мышей между собой получили потомство из 58 серых, 19 черных мышей. Определите генотипы родителей и потомства.
Так называемый «бомбейский феномен» состоит в том, что в семье, где отец имел I группу крови, а мать – III группу крови, родилась девочка с I группой крови. Она вышла замуж за мужчину со II группой крови, и у них родились две девочки: первая – с IV группой, вторая – с I группой крови. Появление в третьем поколении девочки с IV группой крови вызвало недоумение. Однако в литературе было описано несколько подобных случаев. По сообщению В. Маккьюсика (1967), некоторые генетики склонны объяснить это явление редким эпистатическим геном, способным подавлять действие генов, определяющих группу крови А и В. Принимая эту гипотезу:
Установите вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в «бомбейском феномене».
Определите вероятность рождения детей с I группой крови в семье первой дочери из 3-го поколения, если она выйдет замуж за такого же по генотипу мужчину, как она сама.
Определите вероятные группы крови у детей второй дочери из 3-го поколения, если она выйдет замуж за мужчину с IV группой крови, но гетерозиготного по редкому эпистатическому гену.

Полимерия – это явление, когда один и тот же признак определяется несколькими неаллельными генами. Например, цвет кожи у человека зависит от числа доминантных генов, определяющих синтез пигмента меланина, и контролируется несколькими парами генов из разных аллельных пар. Чем больше доминантных генов в генотипе присутствует одновременно, тем больше вырабатывается пигмента и окраска оказывается более темной (вариант кумулятивной полимерии). Однако проявление признака может зависеть от наличия хотя бы только одного из нескольких генов (некумулятивная полимерия). Расщепление при дигибридном скрещивании дигетерозигот в таком случае будет 15:1. При кумулятивной полимерии расщепление будет так же 15:1, но интенсивность признака среди 15-ти будет варьировать.
Задачи
У разводимых в звероводческих хозяйствах норок цвет меха определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. Доминантные гены обоих аллелей определяют коричневую окраску. Рецессивные аллели обеих пар определяют платиновую окраску меха.
Какое потомство получается при скрещивании двух гетерозиготных по обеим парам генов норок?
При скрещивании каких родительских пар все потомство окажется коричневым?
Цвет зерен у пшеницы контролируется двумя парами несцепленных генов, при этом доминантные гены обусловливают красный цвет, а рецессивные окраски не дают.
При скрещивании краснозерных растений между собой в потомстве произошло расщепление в отношении 15 окрашенных и 1 белый. Интенсивность окраски варьировала. Определите генотипы скрещиваемых растений и вариации в окраске зерен у потомства.
Растения, имеющие красные зерна, скрещивали тоже с краснозерными, не менее яркой окраски. В потомстве получилось 75% растений краснозерных, но с различной степенью окраски и 25% белозерных. Определите генотипы скрещиваемых растений и их потомства.
Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь 3-мя парами генов (Ш. Ауэрбах, 1969), то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие – все доминантные гены и рост 180 см.
Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов роста.
Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165, 160, 155 и 150 см. определите генотипы родителей и их рост.


Сцепленное наследование и кроссинговер.

3.1. Наследование признаков, сцепленных с полом.
Многие признаки у человека наследуются сцеплено с половыми хромосомами. Локализованные в половых хромосомах гены имеют свои особенности передачи в поколениях. Например, сцепленно с Х-хромосомой наследуются гемофилия, дальтонизм и др., с Y-хромосомой – ген облысения, гипертрихоза (рост волос в ушной раковине) и др. Так как Х- и Y-хромосомы наряду с гомологичными участками имеют и негомологичные, при решении задач на такое наследование необходимо учитывать в какой из половых хромосом располагается соответствующий ген, в Х- или в Y-хромосоме. Запись удобнее вести с изображением половых хромосом. Например, Хh – ген гемофилии, сцепленный с Х-хромосомой. В Y-хромосоме гена гемофилии нет. Поэтому возможные генотипы людей по этому признаку могут быть такими:

ХHXh – женщина, носительница гена гемофилии, но фенотипически здоровая и имеет нормальную свертываемость крови.
ХhY – мужчина, больной гемофилией, т.к. аллельного гена в Y-хромосоме у него нет, то рецессивный ген фенотипически проявится.
ХhXh – женщина-гемофилик, встречается очень редко, т.к. рано погибают или становятся бесплодными.
Анализ результатов скрещивания при сцепленном наследовании проводится отдельно по женскому и мужскому полу.

Задачи
Девушка, отец которой гемофилик, выходит замуж за здорового мужчину. Каких детей можно ожидать от этого брака?
Классическая гемофилия - рецессивный сцепленный с Х-хромосомой признак. Мужчина больной гемофилией вступает в брак с нормальной женщиной, отец которой страдал гемофилией. Определите вероятность рождения в этой семье здоровых детей.
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?
Мужчина пробанд имеет с материнской стороны бабушку с нормальным зрением и дедушку-дальтоника. Мать этого мужчины – дальтоник, отец нормален. Каковы генотипы указанных лиц, и каковы будут дети пробанда, если он женится на женщине, генотипически сходной с его сестрой?
Гипоплазия эмали (тонкая зернистая эмаль, зубы светло-бурого цвета) наследуется как сцепленный с Х-хромосомой доминантный признак. В семье, где оба родителя имели отмеченную аномалию, родился сын с нормальными зубами. Определите вероятность того, что следующий их ребенок будет тоже с нормальными зубами.

Сцепление признаков. Кроссинговер.
Количество генов в генотипе человека огромно, а число хромосом – 46 (23 пары). Поэтому гены, находящиеся в одной хромосоме, будут наследоваться совместно (сцепленно), т.к. будут передаваться от родителей детям в одной группе сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом. Сцепленно у человека наследуется: гемофилия, дальтонизм и др.
Сцепление генов в хромосоме может быть полным и неполным. При полном сцеплении гены наследуются всегда вместе и не дают кроссинговера. При неполном сцеплении между аллельными генами возможен кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом). При обмене гомологичными участками сцепленные гены расходятся в разные гаметы:
Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами, т.е. чем дальше друг от друга находятся гены в хромосоме, тем чаще происходит обмен, чем ближе они расположены друг к другу, тем реже расхождение признаков. Поэтому расщепление в потомстве при скрещивании дигетерозигот будет похоже на менделевское, но соотношение гибридов будет отличаться.
Задачи
Гладкая форма семян кукурузы доминирует над морщинистой, окрашенные семена доминируют над неокрашенными. Оба признака сцеплены. При скрещивании кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, имеющим морщинистые неокрашенные семена, получено потомство: окрашенных гладких – 4152 особи, окрашенных морщинистых – 149, неокрашенных гладких – 152, неокрашенных морщинистых – 4163. Определите расстояние между генами.
У крыс темная окраска шерсти доминирует над светлой, розовый цвет глаз над красным. Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых темношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство: светлых красноглазых – 24, темных розовоглазых – 24, светлых розовоглазых – 26, темных красноглазых – 25. Определите расстояние между генами.
У человека локус резус-фактора сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов и находится от него на расстоянии 3 морганид (К.Штерн, 1965). 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. Определите процентные соотношения вероятных генотипов и фенотипов детей в этой семье.
Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными (т.е. не обнаруживающими кроссинговера) генами. Однако сцепленными могут быть не обязательно гены указанных аномалий, но и ген катаракты с геном нормального строения кисти и наоборот.
Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию – от отца. Её муж нормален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у детей: одновременного появления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих этих признаков или наличие только одной аномалии-катаракты или полидактилии?
Какое потомство можно ожидать в семье, где муж нормален, а жена гетерозиготна по обоим признакам, если известно, что мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец её был нормален?
58.Классическая гемофилия и дальтонизм наследуются как рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой. Расстояние между генами определено в 9,8 морганиды.
Девушка, отец которой страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом, а мать здорова и происходит из благополучной по этим признакам семье, выходит замуж за здорового мужчину. Определите вероятные фенотипы детей от этого брака.
Женщина, мать которой страдала дальтонизмом, а отец – гемофилией, вступает в брак с мужчиной, страдающим обоими заболеваниями. Определите вероятность рождения детей в этой семье одновременно с обоими аномалиями.
Ген цветовой слепоты и ген ночной слепоты, наследующиеся через Х-хромосому, находятся на расстоянии 50 морганид друг от друга (К. Штерн, 1965). Оба признака рецессивны.
Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрения, но мать ее страдала ночной слепотой, а отец – цветовой слепотой, а муж – нормален в отношении обоих признаков.
Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена гетерозиготна по обоим признакам и обе аномалии унаследовала от своего отца, а муж имеет обе формы слепоты.
У человека гены резус-фактора и эллиптоцитоза находятся в одной хромосоме на расстоянии 3 морганид. Резус-положительность и эллиптоцитоз определяются доминантными генами. Ген цветовой слепоты и ген ночной слепоты находятся в Х-хромосоме на расстоянии 50 морганид. Оба признака передаются по рецессивному типу.
Гетерозиготная по всем признакам женщина, унаследовавшая все аномальные гены от матери, у предков которой кроссинговера не отмечалось, выходит замуж за мужчину, страдающего одновременно цветовой и ночной слепотой и гомозиготного по обоим аутосомным рецессивным генам. Определите вероятные фенотипы детей в этой семье.
Гетерозиготная по всем признакам женщина выходит замуж за резус-отрицательного мужчину, нормального по остальным анализируемым признакам. Известно, что отец женщины был резус-отрицательным, имел эллиптоцитоз, страдал ночной слепотой, но цвета различал нормально. Определите вероятные фенотипы детей в этой семье.
4. Методы генетики человека.
4.1. Анализ родословных.
Особенностью генетики человека является то, что на людях невозможно использовать гибридологический метод. У человека большое число хромосом и генов, гены имеют изменчивую экспрессивность и неполную пенетрантность, большинство признаков человека являются полигенными, число потомков от одной родительской пары невелико, большая продолжительность жизни человека. Достоинством человека, как объекта генетических исследований является большое число супружеских пар и достаточно хорошая изученность человека морфологическими, биохимическими, иммунологическими, физиологическими и другими методами. В связи с этим разработаны специальные методы изучения наследственности человека. Ведущее положение в генетических исследованиях человека занимает метод изучения родословных (клинико-генеалогический).
Составление родословных таблиц имеет свои правила. Лицо, по отношению к которому составляется родословная, называется пробандом, братья и сестры пробанда – сибсы. Мужчины обозначаются квадратиком, женщины – кружочком. Схема условных обозначений, принятых в России, показана на следующем рисунке:


При составлении родословной каждое поколение исследуемых лиц располагается в одну строчку. Клинико-генеалогический метод позволяет установить наследственный характер признака, определить тип наследования (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный по Х- или Y-хромосоме, доминантный или рецессивный), определить вероятные генотипы у членов родословной, определить вероятность рождения детей с данными признаками в следующих поколениях.

Предлагается для решения два типа задач по этому методу:
Анализ родословных для установления типа наследования, вероятных генотипов членов родословной и для расчета вероятности появления признаков в потомстве.
Составление родословных по заданному условию, полученному в результате сбора анамнеза.
Задачи
Определите характер наследования аутосомного признака и расставьте генотипы всех членов родословной:
Проведите анализ родословной семьи с близорукостью. Определите тип наследования признака, генотипы всех членов родословной. Вычислите вероятность рождения близоруких детей в семье от брака 3 и 6.
Проведите анализ родословной семьи с врожденной глухотой. Определите тип наследования признака, генотипы членов родословной. Вычислите вероятность рождения больных детей от брака 11 и 12. Какова вероятность рождения здоровым 3-го ребенка от брака 3 и 7.

Проанализируйте родословную семьи с гемофилией. Определите тип наследования признака, генотипы членов родословной. Вычислите вероятность рождения больных и здоровых детей от брака 1 и 2; 5 и 9.
На схеме приведена родословная семьи в которой наблюдалась фенилкетонурия.
а) Определите тип наследования признака.
б) Укажите членов семьи – носителей мутантного гена.
Пробанд – женщина-правша. Ее две сестры – правши, два брата- левши, мать – правша, у нее два брата и сестра, все правши. Бабка и дед – правши. Отец пробанда – левша. Его сестра и брат – левши, другие два брата и сестра – правши. Составьте родословную.
Пробанд – здоровая женщина. Ее сестра также здорова, а два брата страдают дальтонизмом. Мать и отец пробанда – здоровы. Четыре сестры матери пробанда – здоровы, мужья их также здоровы. О двоюродных сибсах со стороны матери пробанда известно: в одной семье один больной брат, две сестры и брат здоровы, в двух других семьях по одному больному брату и по одной здоровой сестре; в четвертой семье – одна здоровая сестра. Бабушка пробанда со стороны матери здорова, дед страдал дальтонизмом. Со стороны отца пробанда больных дальтонизмом не обнаружено. Составьте родословную, определите вероятность рождения ребенка с дальтонизмом у пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину.

4.2. Анализ данных близнецового метода.
Близнецовый метод используется для анализа относительного влияния факторов среды на развитие признака (заболевания). Суть метода заключается в сравнении монозиготных и дизиготных близнецовых пар и определении их сходства (конкордантности) или различия (дискордантности) по изучаемому признаку. Например, 70%-ная конкордантность показывает, что 70% пар близнецов сходны по данному признаку, 30% пар различаются. Количественную оценку влияния среды или наследственности в развитии признака производят по формуле Хольцингера

Н =
CMZ - CDZ
х 100%, где


100 - CDZ


Н – наследуемость (коэффициент Хольцингера) или доля влияния наследственности на изменчивость фенотипа;
СMZ – степень парной конкордантности для монозигот (MZ);
СDZ – степень парной конкордантности для дизигот (DZ).
Определяющее значение наследственности в развитии признака установлено, если Н > 70%.
Задачи
Проведите анализ приведенных в таблице данных с целью определения относительной роли наследственности и факторов среды в развитии признаков (Н.П. Бочков и др., 1984).
Признаки
Конкордантность (%)


MZ
DZ

Ишемическая болезнь сердца
Ревматизм
Язвенная болезнь желудка и 12-п к-ки
Шизофрения
67
37
50
67
43
7
14
18

Определите относительную роль наследственности и факторов среды в проявлении приведенных ниже признаков (в таблице указан процент конкордантности близнецов)
Близнецы
Конкордантность (%) по следующим признакам


Форма грудной клетки
Эндемический зоб
Доброкачественная опухоль
Сахарный диабет
Рахит
Экзема

Монозиготные
Дизиготные
96
60
71
70
20
12,7
84
37
88
22
28,6
8

Сделайте заключение об относительной роли наследственности и факторов среды в развитии указанных в таблице нормальных признаков человека (указан процент дискордантности близнецов).


Близнецы
Дискордантность (%) по следующим признакам


Начало хождения (возраст)
Цвет
Форма
Папиллярные линии



Глаз
Волос
Кожи
Волос
Носа


МZ
DZ
33
70
0,5
72
3
77
0
55
0
21
2
80
8
60



5. Популяционная генетика.
5.1. Определение генетической структуры популяции.
В медицинской практике нередко появляется необходимость установить количественные соотношения людей с различными генотипами по какому-нибудь аллелю, включающему патологический ген, или частоту встречаемости этого гена среди населения. С этой целью используется популяционно-статистический метод. Расчеты ведутся в соответствии с законом Харди-Вайнберга. Этот закон справедлив для популяций, отвечающих следующим условиям:
панмиксия (свободное скрещивание, т.е. отсутствие специального подбора пар по каким-либо отдельным признакам);
большая численность популяции;
отсутствие оттока генов или миграции особей за пределы популяции;
отсутствие притока генов за счет мутаций или миграции особей извне в данную популяцию;
равная плодовитость гомозигот и гетерозигот.
Такая популяция называется равновесной (идеальной). Считается, что человеческая популяция приближается к идеальной и поэтому для ее анализа применим закон Харди-Вайнберга.
В соответствии с этим законом, во-первых, сумма частот аллелей одного гена в данной популяции есть величина постоянная, т.е. p + q = 1, где р – частота доминантных аллелей; q – частота рецессивных аллелей. Выражаются р и q в долях единицы или в % (р + q = 100%). Во-вторых, сумма частот генотипов по одному аллелю в данной популяции есть величина постоянная, а распределение их соответствует коэффициентам бинома Ньютона второй степени. Формула для расчета частот генотипов будет следующей:
р2АА + 2pqАа + q2аа = 1, где
р2 – частота гомозигот по доминантному гену (АА);
2pq – частота гетерозигот (Аа);
q2 – частота гомозигот по рецессивному гену (аа).
Пример 1. В какой популяции частота доминантных аллелей равна 0,6; частота рецессивных аллелей 0,4?
р + q = 0,6 + 0,4 = 1. Подставив эти значения в формулу Харди-Вайнберга получим: р2 0,36 + 2рq 0,48 + q2 0,16, т.е. в данной популяции 36% гомозигот АА, 48% гетерозигот Аа и 16% гомозигот аа.
Этот закон можно использовать для расчета частоты гетерозигот в популяции, у которых ген фенотипически не проявляется. Например, известна частота гомозигот по патологическому гену q2 (аа) = 0,0001, т.к. он проявляется фенотипически. Но часть рецессивных аллелей будет находиться в составе гетерозигот. По формуле Харди-Вайнберга находим:
q2 = 0,0001; q =
·0,0001 = 0,01.
р + q = 1; р = 1 – q = 1 – 0,01 = 0,99
2рq = 2 х 0,99 х 0,01= 0,0198
Частота гетерозигот равна 1,98%.

Задачи
В районе с населением 280 000 человек при полной регистрации случаев болезни Шпильмейера-Фогта (юношеская форма амавротической семейной идиотии) обнаружено 7 больных. Болезнь наследуется по аутосомно-рецессивному типу (генотип ss). Определите частоту генотипа, вычислив число больных на 1 млн. населения.
Группа особей состоит из 30 гетерозигот Аа. Вычислите частоту (р) нормального аллеля «А» и частоту (q) мутантного аллеля “а”, выразив частоту в долях единицы и процентах от общего числа аллелей (А + а) в данной группе особей.
Галактоземия встречается с частотой 7 : 1 000 000 и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите число гетерозигот в популяции.
В районе с населением 50 000 человек зарегистрировано 4 больных алкаптонурией (наследование аутосомно-рецессивное). Определите количество гетерозигот по алкаптонурии в данной популяции.
Подагра встречается у 2% людей и обусловлена аутосомно-доминантным геном. У женщин ген подагры не проявляется. У мужчин пенетрантность его равна 20% (В.П. Эфроимсон, 1968). Определите генетическую структуру популяции по анализируемому признаку, исходя из этих данных.

Приложение
Таблица 1
Доминантные и рецессивные признаки человека
Признаки
Доминантные
Рецессивные

Агаммаглобулинемия
Алкаптонурия
Амавротическая идиотия
Фхондроплазия
Волосы
Седые
Белая прядь
Галактоземия
Гемофилия

Гипертрихоз

Глаза
Цвет
Острота зрения
Гемералопия (ночная слепота)
Дальтонизм (цветовая слепота)
Ретинобластома
Катаракта
Верхнее веко
Зубы
Малые коренные
Кожа
Цвет
Веснушки
Кровь
Группы крови
Резус-фактор
Эллиптоцитоз
Микрофтальмия
Микроцефалия
Мышечная дистрофия Дюшенна
Нейрофитроматоз
Отосклероз
Полидактилия
Рука преобладающая
Синдактилия
Синдром Марфана
Талассемия
Уши
Ушная раковина
Мочка уха
Фенилкетонурия
Хорея Геттингтона
Цистинурия
Шизофрения

Язык
Способность свертывать в трубочку
-
-
-
+
вьющиеся
в 25 лет
+
-
-

сцепление с Y-
хромосомой

карие
близорукость
-
-
+
чаще
эпикант


отсутствуют

смуглый
+

А(II), В(III)
положительный
+
+
-
-
+
пенетрантн. 30%
+
правая
+
+
неполное +

широкие
свободная
-
+
-
пенетрант. 20%
у гетерозигот

+
+
+
+
-
волнистые, прямые
после 40 лет
-
+
сцепление с Х-хромосомой
-


голубые
норма
сцепл. с Х-хром.
сцепл. с Х-хром.
-
реже
норма


имеются

белый
-

0(I)
отрицательный
-
-
+
сцепл. с Х-хром.
-
-
-
левая
-
-
-

узкая
приросшая
+
-
+
-


-


Таблица 2
Эмпирический риск при хромосомных болезных
А. Суммарный популяционный риск трисомии 13, 18, 21
в зависимости от возраста матери.
Возраст матери
Риск (%)

До 19 лет
20-24 года
25-29 лет
30-34 года
35-39 лет
40-44 года
45 лет и старше
0,08
0,06
0,1
0,2
0,54
1,6
4,2


Б. Риск для потомства носителей семейных транслокаций.

Синдром Дауна
Синдром Патау и Эдвардса


Тип транслокации
Риск (%)
Тип транслокации
Риск (%)

Простая трисомная
Форма – до 35 лет
- старше 35 лет



1% удвоенный риск для возр.группы


1 (менее)

Семейные транслокации


21q/22q
21q/22q


7
2


13q/14q
13q/14q


2
1


Жен. Муж.






Жен. Муж.
21q/0q
21q/0q
10
2,4
13q/15q
13q/15q
2
1


Жен.
Муж.
21q/21q
21q/21q
100
100
13q/13q
13q/13q
100
100


В. Семейные реципрокные транслокации
(риск для потомства носителей)

Пол носителя (%)


Муж.
Жен.

Риск рождения ребенка с пороками развития
Риск спонтанного аборта (и мертворождения)
18
29
14
31



Таблица 3
Эмпирический риск при мультифакториальных заболеваниях
Врожденные аномалии и болезни с
наследственной предрасположенностью
Риск для сибсов или
для потомства

Анэнцефалия
Черепно-мозговые грыжи
спинно-мозговые грыжи
Гидроцефалия (после 1 поражения)
Микроцефалия (спорадические случаи)
Врожденные пороки сердца и магистральный сосудов
Расщелина губы + нёба

Пороки развития почек
Гипоспадия
Косолапость
Эпилепсия
Неосложненная миопия высокой степени
Микрофтальм (спорадические случаи)
Колобомы глаза (спорадические случаи)
Косоглазие
Шизофрения:
болен один из родителей
больны оба родителя
для сибсов в спорадических случаях
Глухота неясной этиологии:
для сибсов в спорадических случаях
для потомства, если один из родителей глухой
если оба родителя глухие
Язвенная болезнь:
желудка
12-перстной кишки (взрослая форма)
12-перстной кишки (детская форма)
Злокачественные опухоли:
желудка, прямой кишки
молочной железы
предстательной железы
тела матки
шейки матки
пищевода, легких, гортани
Аллергические заболевания:
атомический дерматит
бронхиальная астма
Системная красная волчанка
Ревматоидный артрит
2-5% после 1 больного
10% после 2 больных
15-20% после 3 больных
2-3%
2-3%

2-4%
4% (для детей и сибсов пробанда)

около 2%
10% (для братьев пробанда)
2%
3-12%
10-15% (для детей и сибсов)
12%
10-20%
10-15%

10%
40%
12,5-20%

17%

3-10%
10-30%

10% (7,5%)
9%
3%

5%
6-7%
менее 1%
6-7%
менее 1%
менее 1%

16%
8-9%
2-10%
5%

Ответы к задачам
1) Серые – гетерозиготы, черные гомозиготы.
2)Оба родителя гетерозиготны.
50% кареглазых и 50% голубоглазых.
По всей вероятности женщина гетерозиготна. Вероятность появления в семье левши равна 25%.
1) 75% потомков будут иметь нормальный слух, 25% - глухонемые.
2)Женщина – гомозиготна по рецессивному аллелю глухости, а мужчина гетерозиготен.
1) Вероятность 75%.
2)Все дети будут больными.
1) Мужчина гетерозиготен по гену близорукости, гомозиготен по владению левой рукой и гетерозиготен по фенилкетонурии. Женщина гомозиготна по гену нормального зрения, гетерозиготьна по владению правой рукой и гетерозиготна по фенилкетонурии.
2) Вероятность 3/16.
1) Вероятность 9/16.
2) Вероятность 3/16.
1) Вероятность 1/64.
2) Вероятность 1/8.
Вероятность 55/64.
Вероятность 1/8 или 12,5%.
Вероятность 25%.
Вероятность 25%.
Вероятность 1/32.
Вероятность 9/256.
Вероятность ј или 25%.
Вероятность 3/8.
Если допустить, что родители гетерозиготны по группам крови, вероятность 1/32.
Вероятность 9/32.
1) 25% растений с широкими листьями, 50% с листьями промежуточной ширины и 25% с узкими листьями.
2) 50% с листьями промежуточной ширины, 50% - узколистные.
С вероятностью 50% у детей будет наблюдаться повышенное содержание цистина в моче, с вероятностью 50% - образование цистиновых камней в почках.
Вероятность 50%.
25% - вероятность рождения здоровых детей;
50% - вероятность рождения детей с высоким содержанием холестерина
в крови;
25% - вероятность развития у детей ксантомы кожи и атеросклероза.

1) У 75% особей – 100% содержание меланина;
У 25% особей – 65% содержание меланина.
2) У 50% особей – 100% содержание меланина;
У 25% - 65% содержание меланина;
У 25% - 40% содержание меланина.
3) У 75% особей – 100% содержание меланина;
У 25% - полное отсутствие меланина.
Если оба родителя гомозиготны, у детей возможна только IV группа крови; если гетерозиготен родитель со II группой крови, у детей возможны IV и III группы крови; если гетерозиготен только родитель с III группой крови, у детей возможны II и IV группы крови; если оба родителя гетерозиготны, у детей возможны все группы крови.
У ребенка с I группой крови родители с I и II группой крови; а у ребенка с IV группой крови родители со II и IV группами крови.
Вероятность 1/16.
Вероятность 3/16.
Этот мужчина не может быть отцом ребенка.
Платиновых с серебристыми.
Если дочь гетерозиготна, вероятность рождения нежизнеспособного теленка – 25%; если дочь гомозиготна, все телята будут жизнеспособными.
2000.
1) 10%.
2) 35%.
25%.
12,5%.
1) 9/80.
2)33/80.
9 черных : 3 рыжих : 3 коричневых : 1 светло-желтый.
Ореховидная форма гребня образуется в результате комплементарного взаимодействия двух доминантных неаллельных генов. Каждый доминантный ген имеет самостоятельное фенотипическое проявление и определяют один – гороховидную, другой 0 розовидную форму гребня, а их рецессивные аллели – листовидную форму. Генотипы 3 кур с гороховидной формой могут быть Аавв или Аавв; генотипы 3 кур с розовидной формой – ааВВ или ааВв. При проведении 4-х вариантов скрещивания возможно следующее потомство:
Аавв х ааВВ 100% ореховидные;
Аавв х ааВв 50% ореховидных : 50% гороховидных;
Аавв х ааВВ 50% ореховидных : 50% розовидных;
Аавв х ааВВ 25% ореховидных : 25% гороховидных : 25% розовидных : 25% листовидных.
1) Родители – гомозиготы по разным доминантным и рецессывнцм генам (Р: Аавв, ааВВ). Потомство ервого поколения – дигетерозиготы (АаВв). Генотипы потомства второго покления смотри в решетке Пеннета.
2) Один из родителей – дигетерозигота, другой – гомозигота по обоим рецессивным генам. Генотипы потомства распределились следующим образом: 25% дигетерозиготы АаВв : 25% Аавв : 25% ааВв : 25% аавв.
Окраска цветов душистого горошка определяется комплементарным действием двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности окраски не дает. Генотипы родителей: Аавв и ааВВ. Генотипы потомков первого поколения: АаВв. Генотипы потомков второго поколения смотри в решетке Пеннета. Все растения с доминантными аллелями обоих генов оказываются окрашенными; а растения, имеющие доминантный аллель аллели) лишь одного из генов, как и имеющие только рецессивные аллели этих генов, оказываются бесцветными.
Родители – дигетерозиготы. Генотипы потомков смотри в решетке Пеннета. Белозерные растения являются гомозиготами по обоим рецессивным генам; серозерные растения имеют ген серого цвета, а по другому гену являются рецессивными гомозиготами; чернозерные растения имеют в генотипе ген черного цвета.
Доминантный аллель одного гена (В) отвечает за желтый цвет плодов, его рецессивная аллель (в) – за зеленый. Доминантная аллель другого гена (А) подавляет проявление цветности, его рецессивная аллель (а) – не подавляет.
Генотипы родителей: Аавв и ааВВ.
Генотипы F1: АаВв.
Во втором поколении наблюдается следующее расщепление по фенотипу: 9АВ : 3Ав : 3аВ : 1ав.
белые желтые зеленые
Генотипы F2 смотри в решетке Пеннета.
1) Генотипы родителей: АаВв.
Генотипы окрашенных цыплят: ААвв и Аавв.
2) Соотношение 5 : 3 возможно лишь в том случае, если одна особь дает
4 типа гамет, а другая – 2. Следовательно, скрещиваемые белые куры гетерозиготны по обоим признакам (АаВв),а окрашенные – по одному (Аавв).
В потомстве произошло следующее расщепление по фенотипу:
3АВ : 1 ав : 1 аВ : 3Ав
белые белые белые окрашенные
Генотипы потомства смотри в решетке Пеннета.
Один из родителей гетерозиготен по обоим признакам, а другой – гомозиготен по гену желтой окраски и гетерозиготен по гену проявления цветности.
1) Родители – дигетерозиготы. В потомстве наблюдается следующее расщепление по фенотипу:
9АВ : 3аВ : 3Ав : 1ав или 9 серых : 3 черных : 4 белых
серые черные белые
Генотипы потомства смотри в решетке Пеннета.
2) Родители гетерозиготны по гену серого цвета и гомозиготны по гену проявления цветности. В потомстве серые мыши могут быть как гомозиготами, так и гетерозиготами по гену серой окраски; черные мыши – гомозиготы по гену черной окраски.
1) Если обозначить рецессивный эпистатический ген – «х», а его доминантный аллель «Х», генотипы трех поколений следующие:
Р1:
· IBIB Xx x
· I0I0Xx
· IBI0xx
I группа крови
Р2:
· IBI0xx x
· IAI0XX 1)
· IAIBXx – IV группа крови
2)
· I0I0Xx – I группа крови
2) Вероятность 25%.
3) Вероятность рождения детей с первой группой крови – 25%, со второй и третьей группами крови – по 37,5%.
1) 15 коричневых; 1 платиновая
2) Один или оба родителя должны быть гомозиготны по одному (или двум) доминантным генам.
47. 1) Родители – дигетерозиготы. Вариации в окраске зерен у потомства
определяются количеством доминантных аллелей.
2) Оба родителя по одному гену гетерозиготны, а по второму неаллельному гену – рецессивные гомозиготы. Белозерное потомство имеет в генотипе только рецессивные аллели, краснозерное – одну или две доминантные аллели.
48.1) 165 см.
2) Женщина гомозиготна по трем парам рецессивных генов и имеет
рост 150 см; мужчина гетерозиготен по трем парам генов и имеет
рост 165 см.
От этого брака можно ожидать рождения здорового мальчика и мальчика гемофилика. Все девочки будут здоровы, хотя половина из них могут быть носительницами гена гемофилии.
Вероятность рождения здоровых детей 50%.
Вероятность появления больных гемофилией в семьях дочерей 25%, в семьях сыновей – равна нулю.
Генотип бабушки пробанда - ХХd, дедушки – ХdY. Генотипы родителей пробанда – ХdXd и ХY. Сам пробанд – дальтоник (ХdY), его жена – носительница гена дальтонизма (ХХd). В 50% случаев их дети могут быть дальтониками, среди них половина девочек, половина мальчиков. Остальные дети здоровы, но все девочки – носительницы гена дальтонизма.
25% от числа всех детей; 50% от числа мальчиков.
3,5 сМ.
48,4 сМ.
48,5% резус-положительные с нормальной формой эритроцитов; 48,5% резус-отрицательные с эллиптоцитозом; 1,5% резус-положительные с эллиптоцитозом; 1,5% резус-отрицательные с нормальной формой эритроцитов.
1) Все дети будут иметь только одну аномалию (50% - катаракту и 50% - полидактилию).
2) 50% - здоровые, 50% - с катарактой и полидактилией.
1)22,55% - с обеими аномалиями; 2,45% - с дальтонизмом; 2,45% - с гемофилией; 72,55% - здоровы.
2) 2,45% (мальчики).
1) 12,5%.
2) 25%.
1) Возможны 4 фенотипических класса в следующем соотношении:
резус-положительность, эллиптоцитоз, нормальное зрение – 1/8 девочек, 1/8 мальчиков;
резус-отрицательность, нормальные эритроциты, дальтонизм, ночная слепота – 1/8 девочек, 1/8 мальчиков;
резус-положительность, эллиптоцитоз, дальтонизм, ночная слепота – 1/8 девочек, 1/8 мальчиков;
резус-отрицательность, нормальные эритроциты, нормальное зрение – 1/8 девочек, 1/8 мальчиков.

25% детей - резус-положительные с эллиптоцитозом и нормальным зрением;
25% детей - резус-отрицательные, с нормальными эритроцитами, с дальтонизмом и ночной слепотой;
25% детей - резус-положительные с эллиптоцитозом, дальтонизмом и ночной слепотой;
25% детей - резус-отрицательные, с нормальными эритроцитами и нормальным зрением.

2) Возможно 16 фенотипических классов в следующих соотношениях:
резус-отрицательность, эллиптоцитоз, нормальное зрение – 30,27%;
резус-положительность, нормальные эритроциты, нормальное зрение – 30,27%;
резус-отрицательность, эллиптоцитоз, ночная слепота – 6,02%;
резус-отрицательность, эллиптоцитоз, дальтонизм – 6,02%;
резус-отрицательность, эллиптоцитоз, ночная слепота и дальтонизм – 6,02%;
резус-положительность, нормальные эритроциты, ночная слепота – 6,02%;
резус-положительность, нормальные эритроциты, дальтонизм – 6,02%;
резус-положительность, нормальные эритроциты, ночная слепота и дальтонизм – 6,02%;
резус-отрицательность, нормальные эритроциты, нормальное зрение – 0,937%;
резус-положительность, эллиптоцитоз, нормальное зрение – 0,937%;
резус-отрицательность, нормальные эритроциты, ночная слепота – 0,187%;
резус-отрицательность, нормальные эритроциты, дальтонизм – 0,187%;
резус-отрицательность, нормальные эритроциты, ночная слепота и дальтонизм – 0,187%;
резус-положительность, эллиптоцитоз, ночная слепота – 0,187%;
резус-положительность, эллиптоцитоз, дальтонизм – 0,187%;
резус-положительность, эллиптоцитоз, ночная слепота и дальтонизм – 0.187%.
Тип наследования – аутосомно-доминантный. Вероятность рождения близоруких детей от брака 3 и 6 равна 50%.
Тип наследования – аутосомно-рецессивный. Вероятность рождения больных детей от брака 11 и 12 равна 100%. Вероятность рождения здорового 3-го ребенка от брака 3 и 7 равна 75%.
Тип наследования – рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой. Все дети от брака 1 и 2 будут здоровыми. 25% детей от брака 5 и 9 будут гемофиликами (50% мальчиков), 75% - здоровыми.
Тип наследования – аутосомно-рецессивный.

Вероятность рождения ребенка с дальтонизмом 1/8 или 12,5%.
q2 = 1/40 000; Nss = 25/
р(А) = q(a) = 50% =1/2
5200
822
В данной популяции приблизительно 1% составляют доминантные гомозиготы, приблизительно 19% - гетерозиготы и 80% - рецессивные гомозиготы.


Список литературы

Айала Ф. Введение в популяционную и эволюционную генетику: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 232 с.
Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. – М.: 1987. – 295 с.
Бочков Н.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика. – М.: Медицина, 1984. – 368 с.
Козлова С.И., Семанова Е., Дымкова Н.С, Блинникова О.Е. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование: Справочник. – Л.: Медицина, 1987. – 320 с.
Лильин Е.Т., Богомазов Е.А., Гофман-Кадошников П.Б. Генетика для врачей. – М.: медицина, 1990. – 256 с.
Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: в 3-х т.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990.
Хелевин Н.В., Лобанов А.М., Колесова О.Ф. Задачник по общей и медицинской генетике: Учебное пособие. – М.: Высш. шк., 1984. – 159 с.

Содержание

Стр.

Введение
Законы Менделя и правила вероятности ..
Моногибридное скрещивание ..
Ди- и полигибридное скрещивание ..
Правила вероятности .
Взаимодействие аллельных и неаллельных генов ....
Взаимодействие аллельных генов .
Неполное доминирование
Кодоминирование. Множественные аллели ..
Плейотропия .
Пенетрантность
Взаимодействие генов из разных аллельных пар
Комплементарное взаимодействие .
Эпистаз ..
Полимерия .
Сцепленное наследование и кроссинговер ..
Наследование признаков, сцепленных с полом .
Сцепление признаков. Кроссинговер .
Методы генетики человека
Анализ родословных
Анализ данных близнецового метода
Популяционная генетика ..
Определение генетической структуры популяций ..
Приложение .
Ответы к задачам .
Список литературы .
Оглавление
3
3
3
5
8
9
9
9
10
11
12
13
13
14
1
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·–
·
·
·
·
·
·
·
·
Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 18050200
    Размер файла: 5 MB Загрузок: 2

Добавить комментарий