Все методички по биологии за 2 семестра

государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменская государственная медицинская академия»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
(ГБОУ ВПО ТюмГМА Минздрава России)




Кафедра биологии







БИОЛОГИЯ:
Методические указания
по выполнению практических заданий
по дисциплине «Биология» для студентов 1 курса
педиатрического факультета
по направлению подготовки
31.05.02. – Педиатрия





















Тюмень - 2014

Составители: зав. кафедрой биологии, к.б.н. Мамонова Н.В.,
д.м.н., профессор Губин Д.Г.,
к.б.н., доцент Столбов В.А.,
ассистенты Данилова Л.А., Еноктаева О.В., Ушаков П.А.













Методические рекомендации
обсуждены и утверждены
на заседании кафедры биологии
протокол № ____
от __ ___________ 20__ года.


Одобрено на заседании ЦМК
медико-биологических дисциплин
протокол № __
от ___ ___________20__ года

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие
Требования, предъявляемые к рисунку

МОДУЛЬ 1. БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ
Занятие 1.1.1. Введение. Оптические приборы. Химический состав клетки. Обмен веществ и энергией.
Занятие 1.1.2 Биология клетки. Прокариоты и эукариоты. Органоиды клетки. Цитохимия
Занятие 1.1.3. Организация генетического материала.
Занятие 1.1.4. Промежуточный контроль по модульной единице 1 (Коллоквиум)
Варианты тестовых заданий
Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

МОДУЛЬ 2. БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ И СТАРЕНИЯ
Занятие 1.2.1. Клеточный цикл. Способы деления клетки. Митоз. Мейоз.
Занятие 1.2.2. «Гаметогенез. Оплодотворение».
Занятие 1.2.3. «Биология развития и старения»
Занятие 1.2.4. Промежуточный контроль по модульной единице 2 (Коллоквиум)
Варианты тестовых заданий
Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

МОДУЛЬ 3. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ
Занятие 1.3.1. Закономерности наследования признаков при моно- и дигибридном скрещивании. Множественные аллели. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.
Занятие 1.3.2. Сцепленное наследование и группы сцепления генов. Генетический эффект кроссинговера.
Занятие 1.3.3. Фенотипическая (модификационная) и генотипическая изменчивость.
Занятие 1.3.4. Методы изучения наследственности у человека: генеалогический и близнецовый.
Занятие 1.3.5. Цитологические основы изучения наследственности у человека.
Занятие 1.3.6. Промежуточный контроль по модульной единице 3 (Коллоквиум)
Варианты тестовых заданий
Варианты заданий для самостоятельной работы студентов
Рекомендуемая литература по модулю 3


МОДУЛЬ 4. МЕДИЦИНСКАЯ ПАРАЗИТОЛОГИЯ
Занятие 2.4.1. Медицинская протистология
Занятие 2.4.2. Медицинская гельминтология (особенности морфологии и циклов развития сосальщиков)
Занятие 2.4.3. Медицинская гельминтология (особенности морфологии и циклов развития ленточных червей)
Занятие 2.4.4. Медицинская гельминтология (круглые черви)
Занятие 2.4.5. Медицинская гельминтология (гельминтоовоскопия)
Занятие 2.4.6. Медицинская арахнология
Занятие 2.4.7. Медицинская энтомология
Занятие 2.4.8. Промежуточный контроль по модульной единице 4 (Коллоквиум).
Варианты тестовых заданий
Варианты заданий для самостоятельной работы студентов
Рекомендуемая литература по модулю 4



МОДУЛЬ 5. ЭКОЛОГИЯ. БИОСФЕРА.
Занятие 2.5.1. Генетическая структура человеческой популяции. Популяционная генетика.
Практическое использование закона Харди – Вайнберга.
Занятие 2.5.2.Медицинские аспекты хронобиологии.
Занятие 2.5.3. Промежуточный контроль по модульной единице 5 (Коллоквиум)
Варианты тестовых заданий
Варианты заданий для самостоятельной работы студентов
Рекомендуемая литература по модулю 5

МОДУЛЬ 6. ЭВОЛЮЦИЯ. АНТРОПОГЕНЕЗ.
Занятие 2.6.1. Филогенез сердечнососудистой и дыхательной систем, выделительной и мочеполовой систем.
Занятие 2.6.2. Эволюционная иммунология.
Занятие 2.6.3. Промежуточный контроль по модульной единице 6 (Коллоквиум)
Варианты тестовых заданий
Варианты заданий для самостоятельной работы студентов
Рекомендуемая литература по модулю 6

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ




ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное методическое пособие предназначено студентам 1 курса лечебного и педиатрического факультетов медицинского вуза и составлено в соответствие с государственным образовательным стандартом третьего поколения и учебными программами по специальностям «лечебное дело» и «педиатрия». С учетом современных тенденций данное учебное пособие создано на базе модульно-рейтинговой системы организации учебного процесса.
Биология представляет собой теоретическую основу медицины. Разделы биологии, изучаемые на первом курсе медицинских специальностей, являются базисными для таких дисциплин, как «Гистология, эмбриология, цитология», «Инфекционные болезни», «Медицинская и клиническая генетика» и ряда других, преподаваемых на более поздних курсах, и предваряют их изучение.
Учебное пособие охватывает все разделы дисциплины, состоит из 6 модулей, включающих 28 практических работ. В начале каждого модуля кратко изложены теоретические основы соответствующей темы, поставлены основные цели и задачи ее изучения. Теоретический материал модуля поможет студентам при подготовке к занятию и выполнению практической работы. Вопросы и задания, тестовые вопросы, ситуационные задачи будут способствовать закреплению теоретических знаний и практических навыков, полученных в процессе изучения модуля. После каждого модуля представлен перечень обязательной и дополнительной литературы, предназначенной для использования при подготовке к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов.
Пособие иллюстрировано таблицами, рисунками, фотографиями микро- и макропрепаратов, на которых указаны морфологические особенности объекта, наиболее значимые для его изучения и диагностике паразитарных болезней. Пособие имеет приложение, содержащие общие понятия и другие материалы.
Данное пособие окажет значительную помощь студентам в изучении и усвоении учебного материала.
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К РИСУНКУ

Зарисовка объектов при их изучении является чрезвычайно важным моментом, фиксирующем внимание студента на различных деталях морфологии исследуемого материала. Именно поэтому при выполнении рисунка необходимо соблюдать определённые требования:
зарисовки делаются только с препарата, на одной стороне листа альбома, простым карандашом/цветными карандашами, но не фломастерами. Изображение цвета на рисунке должно точно соответствовать цвету изучаемого объекта;
рисунок не должен быть очень маленьким или слишком большим;
рисунок необходимо снабдить обозначениями в соответствии с рекомендациями данного практикума. Все подписи делаются ручкой;
в подписях к рисункам, изображающим организмы различных видов, указывается систематическое положение этих организмов (тип, класс, отряд, семейство, род, вид) с использованием латинских и русских названий.
МОДУЛЬ 1. БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для студентов 1 курса педиатрического факультета к занятию № 1.1.1. по теме:
«Введение. Оптические приборы. Химический состав клетки».
Цель занятия: Ознакомиться с правилами выполнения практических работ и оформления их в рабочей тетради. Изучить устройство светового микроскопа и правила микроскопирования. Узнать о преимуществах и недостатках микроскопирования живых и фиксированных биологических объектов, изучить принципы приготовления постоянных препаратов.
В итоге занятия студент должен знать:
1. Методы исследования биологических объектов
2. Устройство светового микроскопа.
3. Правила работы со световыми микроскопами с разным увеличением.
4. Правила работы с постоянными микропрепаратами.
5. Правила оформления практических работ.
В итоге занятия студент должен уметь:
1. Осуществлять уход за микроскопом.
2. Работать со световым микроскопом на малом и большом увеличении.
3. Проанализировать, зарисовать и обозначить детали строения биологического
объекта.
Вопросы для самоподготовки:
1. Чем представлена механическая часть микроскопа и штативной лупы?
2. Из чего состоит осветительная часть микроскопа и лупы?
3. Чем представлена оптическая часть микроскопа и лупы?
4. Для чего предназначены макро- и микровинты?
5. Для чего предназначены конденсор и диафрагма?
6. Как подсчитывается увеличение микроскопа?
7. Какова кратность увеличения окуляров и объективов микроскопа.
Литература для подготовки:
Основная: Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, 1 т, c. 7-38.
Рекомендуемая:
1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 1984, с. 17-26
2. Учебник по биологии А.А. Слюсарева, с. 14-27.

Практическая работа:
Ознакомление с правилами оформления лабораторных работ:
Протокол практической работы в тетради должен содержать следующие элементы: тему работы, цель работы, номера и названия всех выполняемых работ, сквозная нумерация и подписи к рисункам, вывод.
Правила оформления рисунков:
Зарисовка объектов при их изучении является чрезвычайно важным моментом, фиксирующем внимание студента на различных деталях морфологии исследуемого материала. Именно поэтому при выполнении рисунка необходимо соблюдать определенные требования:
1. Зарисовки делаются только с препарата простым карандашом/цветными карандашами, но не фломастерами. Изображение цвета на рисунке должно точно соответствовать цвету изучаемого объекта.
2. Рисунок не должен быть очень маленьким или слишком большим (примерно 1/4 или 1/5 от размера тетрадного листа).
3. Рисунки в практической работе должны быть пронумерованы (нумерация сквозная). Каждый рисунок должен быть подписан. Если на рисунке приводится изображение с микроскопа, то в подписях к рисунку должно быть указано при каком увеличении получено изображение. В подписях к рисункам, изображающим организмы различных видов, указывается систематическое положение этих организмов (тип, класс, отряд, семейство, род, вид) с использованием латинских и русских названий.
4. Рисунок необходимо снабдить обозначениями. Обозначения цифрами делаются ручкой. Расшифровка цифровых обозначений приводится справа от рисунка или сразу под рисунком.
Работа № 1. Методы изучения клетки.
Разобрать основные методы изучения клетки. Изучить основные цели исследования и принципы этих методов. Заполнить таблицу.

Характеристика цитологических методов исследования
Название
Цель
Принцип

Витальная микроскопия



Микроскопия фиксированных клеток



Цитофотометрия




Фракционное центрифугирование



Авторадиография




Культура клеток



Гибридизация соматических клеток



Электронная микроскопия




Работа № 2. Изучить устройство светового микроскопа.


Работа № 3. Правила работы со световыми оптическими приборами.
1) Микроскоп следует правой рукой брать за штатив, а левой – поддерживать основание.
2) Установите микроскоп. Тубусодеожатель должен быть обращен к вам, а зеркало – напротив света.
3) Поставьте объектив малого увеличения в рабочее положение, если действие выполнено правильно, то вы услышите легкий щелчок.
4) Запомните: изучение любого объекта начинается с малого увеличения.
5) Смотрите в окуляр и вращайте зеркало до тех пор, пока поле зрения не будет освещено ярко и равномерно.
6) Опустите объектив малого увеличения (х8) над столиком на высоту примерно 0,5см с помощью макрометрического винта (винт нужно вращать на себя).
7) Положите на предметный столик микропрепарат покровным стеклом вверх так, чтобы объект находился в центре отверстия предметного столика.
8) Смотрите на микроскоп сбоку и опускайте тубус с помощью винта на расстояние приблизительно 2 мм от объектива до препарата.
9) Смотрите в окуляр и медленно поднимайте тубус (вращайте винт на себя) до тех пор, пока не увидите четкого изображения объекта.
10) Перейдите к рассматриванию объекта при большом увеличении. Вращая револьвер, установите объектив большого увеличения (х40) над предметным столиком; дождитесь легкого щелчка; найдите фокус, вращая винтом. Запомните: большое увеличение позволяет видеть глубину объекта, поэтому резко видны то одни, то другие структуры. Фокусное расстояние при большом увеличении составляет приблизительно 1 мм.
11) По окончании работы приведите микроскоп в нерабочее состояние: объективы переведите в нейтральное положение (они не должны смотреть в отверстие в предметном столике); тубус опустите вниз до предела.
3.1. Записать виды объективов и общее разрешение.
Увеличение
Объектива
Окуляр
(кратность увеличения)
Объектив
(кратность увеличения)
Разрешающая возможность

Малое




Большое




Иммерсионное




3.2. Работа с постоянными препаратами.
Разобрать методику приготовления постоянных препаратов. Рассмотреть постоянные препараты биологических объектов (тотальные и срезы).
1) Рассмотреть постоянный препарат (например, препарат клеток печени аксолотля) с помощью микроскопа при ув. 7х8 и 7х40. Отработать навык перехода с микроскопии объекта при малом увеличении на микроскопию объекта при большом увеличении. Зарисовать, отметить все видимые элементы: ядро, границы между клетками, цитоплазму.
2) Иммерсионная микроскопия (ув.7х90) микропрепарата клеток печени аксолотля (демонстрация). Уяснить назначение и принцип иммерсионной микроскопии.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для студентов 1 курса педиатрического факультета к занятию № 1.1.1. по теме: «Введение. Оптические приборы. Химический состав клетки.»
Цель занятия: Рассмотреть строение прокариот и эукариот. Изучить органоиды животной и растительной клетки. Познакомиться с некоторыми основными цитохимическими реакциями.
В итоге занятия студент должен знать: Основные различия между прокариотичес-кой и эукариотической клеткой, животной и растительной клетками, строение и функции органоидов эукариотической клетки и способы их выявления цитохимическими методами.
В итоге занятия студент должен уметь: Самостоятельно получить изображение на малом и большом увеличении, идентифицировать ядро, границы клеток, окрашенные органоиды и клеточные включения.

Вопросы для самоподготовки:
1. Химический состав клетки.
2. Что такое органоиды?
3. Какие структуры лежат в основе строения органоидов клетки?
4. Классификация органоидов.
5. Особенности строения прокариотической клетки.
6. Как и в виде чего расположена наследственная информация прокариот?
7. Какие органоиды имеются у эукариот?
8. Функции ядра, ядрышек.
9.Сходства и различия в строении животной и растительной клетки.
Литература для подготовки:
Основная: Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, 1 т, c.38-51.
Рекомендуемая:
1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 1984, с. 17-26
2. Учебник по биологии А.А. Слюсарева, с. 14-27.

Практическая работа:
Работа № 1. Строение прокариотических клеток на примере бактерий (таблица). Изучить по таблице особенности строения прокариот и записать в тетрадь эти особенности.
Работа № 2. Общий план строения эукариотических клеток растений и животных.
а) клетки растений
Рассмотреть при малом и большом увеличении препарат клеток пленки лука, отметить различия в строении про- и эукариот. Зарисовать и отметить ядро, клеточную стенку, цитоплазму, вакуоли.
б) клетки животных
Рассмотреть постоянный препарат «срез печени аксолотля» при малом и большом увеличении, зарисовать, отметить все видимые элементы: ядро, границы между клетками, цитоплазму. Отметить в тетради различие в строении растительной и животной клетки.
Работа № 3. Изучение внутреннего строения эукариотической животной клетки.
Работа с электроннограммами. Рассмотреть строение плазматической мембраны, лизосом, ядра, митохондрий, комплекса Гольджи, эндоплазматической сети, клеточного центра, рибосом.
Работа № 4. Выявление ДНК в ядрах клетки по Фельгену.
Под иммерсионным увеличением микроскопа рассмотреть (демонстрация) микропрепараты клеток, окрашенные реактивом Шиффа, фуксин-сернистой кислотой по Фельгену. Зарисовать одну клетку. Отметить, что ДНК в ядре клеток окрашивается по Фельгену в сиренево-фиолетовый цвет. Обратить внимание на глыбчато-нитчатую структуру хроматина в ядрах клеток.
Работа № 5. Выявление РНК по Браше.
Рассмотреть при иммерсионном увеличении микроскопа (демонстрация) микропрепараты, окрашенные на РНК по Браше, полученные из печени крыс. Зарисовать одну клетку с реакцией на РНК. Указать, что РНК по Браше выявляется в виде гранул и глыбок и окрашивается пиронином в малиново-красный цвет. Одновременно метод Браше позволяет компонентам красителя – метиловым-зеленым окрашивать ДНК в зеленый цвет.
Работа № 6. Выявление гликогена.
Рассмотреть на большом увеличении микроскопа микропрепараты, окрашенные на гликоген Шик реакцией, полученные из печени крыс. Зарисовать и указать, что гликоген окрашивается в темно-вишневый цвет реакцией с Шифф-йодной кислотой (смесь реактива Шиффа с йодной кислотой). ШИК-реакция и выявляется в виде гранул и глыбок, которые часто смещаются при фиксации ткани к одному из полюсов клетки.
Работа № 7. Выявление липидов в клетках.
Изучить на большом увеличении микроскопа микропрепараты, окрашенные на липиды осмиевой кислотой. Зарисовать одну клетку, указать, что нейтральные липиды выявляются в клетках при фиксации тканей осмиевой кислотой в виде мелких и крупных капель черного цвета.
Отметить, что липиды выявляются также веществами, растворимыми в них, например, судановыми красителями (судан черный, судан красный). Это органические красители, имеющие сложный состав.
Работа № 8. Выявление комплекса Гольджи.
Рассмотреть клетки, в которых комплекс Гольджи имеет черную окраску (импрегнация солями серебра или осмиевой кислотой). Он располагается обычно около ядра или вокруг клеточного центра, однако его локализация может изменяться в связи с функциональной активностью клетки. Зарисовать одну клетку и отметить локализацию комплекса Гольджи.
Работа № 9. Выявление митохондрий.
Рассмотреть под микроскопом митохондрии (окраска по Альтману). Они имеют вид красных гранул, палочек, колбочек. Зарисовать одну клетку с митохондриями.

Записать в тетради: Качественные реакции на различные компоненты клетки.
Выявляемые компоненты клетки
Цитохимическая реакция
Характер выявления

ДНК в ядрах
Фельгена (реактив Шиффа – фуксин-сернистая кислота)
сиренево-фиолетовые глыбки в ядре

РНК
Браше (метиленовый зеленый – пиронин)
малиново-красные гранулы в цитоплазме и окрашенные ядрышки

Гликоген
Шик-реакция (Шифф-йодной кислотой)
Темно-вишневые глыбки в цитоплазме

Липиды
Осмиевая кислота
Включения в виде капель черного цвета

Комплекс Гольджи
Осмиевая кислота
Черные гранулы, извитые нити

Митохондрии
По Альтману (гематоксилин и кислый фуксин)
Гранулы, палочки красного цвета

Клеточный центр
Железный гематоксилин
2 черные центриоли и ахроматиновые нити


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
для студентов 1 курса педиатрического факультета к занятию № 1.1.3. по теме: «Организация генетического материала»
Цель занятия: Увидеть видоспецифичность кариотипов различных позвоночных и научиться идентифицировать хромосомы человека. Научиться анализировать кариотип человека, используя метод дифференциального окрашивания, по которому можно идентифицировать каждую хромосому.
В итоге занятия студент должен знать: Строение и принципы классификации хромосом. Понятие о кариотипе.
В итоге занятия студент должен уметь: Идентифицировать хромосомы по кариограммам и атласам, содержащим Парижскую номенклатуру хромосом.
Вопросы для самоподготовки:
1. Организация клеточного ядра. Роль ядра в обеспечении жизненных процессов в эукариотических клетках.
2. Особенности молекулярной структуры ДНК, особенности репликации ДНК.
3. Строение и функция хромосом. Правила хромосом.
4. Почему при микроскопии исследователь видит Х-образные хромосомы?
5. Чем отличаются гетеро- и эухроматиновые участки хромосом?
6. Принцип классификации хромосом. (Денверская и Парижская классификации, их отличия, преимущество Парижской классификации).
7. Кариотип – индивидуальный признак вида. Идиограмма.
Литература для подготовки:
Основная: Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, 1 т, c. 117-148.
Рекомендуемая:
1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 1984, с. 35-47
2. Учебник по биологии А.А. Слюсарева, с. 27-33, с. 117-118.


Практическая работа:
Работа № 1. Хромосомный уровень организации наследственного материала.
1.1. Строение хромосом.
Пользуясь микропрепаратами и таблицами, рассмотреть строение хромосомы. Зарисовать и обозначить ее компоненты (центромера, плечи (короткое – p, длинное – q), хроматиду).




1.2. Хромосомный набор человека.
Рассмотреть под иммерсионным увеличением метафазную пластину из культуры лейкоцитов крови человека, подсчитать общее число хромосом, отметить их тип. Зарисовать 3 типа хромосом: мета-, субмета-, акроцентрическую, обозначить плечи хромосом и центромеру.


Основные типы хромосом человека (зарисуйте и отметьте положение центромеры):




1.3. Кариотипы различных животных и растений.
Рассмотреть фотографии с хромосомным набором макака-резус, крысы, лосося, мухи дрозофилы, определить число и структуру. Сделать записи об особенностях кариотипа в отличие от кариотипа человека.
Вывод: запишите вывод о видоспецифичности хромосом различных организмов.
Работа № 2. Идентификация хромосом человека согласно Денверской классификации.
Пользуясь раздаточным материалом – таблицами со стандартным кариотипом человека, измерить с помощью линейки короткое и общую длину хромосом кариотипа, принимая во внимание, что длина первой хромосомы равна 10 мкм, а рисунок кариотипа сделана таким образом, что первая пара хромосом равна 20 мм. Следовательно, для перевода длины хромосом в мкм необходимо полученные величины по измерению хромосом на фотографиях в мм уменьшить в 2 раза (2мм – 1мкм).
У хромосом высчитывается абсолютная длина – в мкм и центромерный индекс – отношение короткого плеча к длине всей хромосомы, выраженная в процентах. Затем с плаката или прилагаемой таблицы перевести все стандартные параметры всех хромосом человека. В конце работы следует отметить, что по данным параметрам (абсолютная длина и центромерный индекс) возможно идентифицировать все хромосомы кариотипа человека. Кроме того, в тетрадях необходимо записать таблицу, где следует отметить число крупных, средних и мелких акро-, субмета-, и метацентрических хромосом. Крупные 10-7,5 мкм, средние 7-4 мкм, мелкие 3,9-2 мкм.

Акроцентрические
ЦИ=19-30
Субметацентрические
ЦИ=31-39
Метацентрические
ЦИ=40-48

Крупные
10-7,5мкм




Средние
7-4мкм




Мелкие
3,9-2мкм






Необходимо указать отличительные признаки набора мужских и женских хромосом.

ПАРАМЕТРЫ ХРОМОСОМ ЧЕЛОВЕКА
Группа хромосом
A
B
C
D
Е
F
G
X
Y


1-3
4, 5
6-12
13-15
16-17
19, 20
21, 22
23
23

средн.
ср.
ср.
ср.
ср.
ср.
ср.
ср.
ср.
ср.

Абсолютная длина в мкм










Длина короткого плеча (p)










Центромерный индекс (
·)










Короткие плечи хромосом (р) 13,14,15 = 0,8 мкм; 21,22 = 0,6 мкм; Y = 0,5 мкм.

Работа № 3. Идентификация хромосом человека по Парижской системе классификаций.
Посмотреть метафазную пластинку дифференциально окрашенных хромосом человека (демонстрация). Проанализировать дифференциально окрашенный хромосомный набор человека на фотографии.
Зарисовать в тетради первую хромосому кариотипа человека, отметить гетеро- и эухроматиновые участки. Отметить и записать преимущества Парижской классификации перед Денверской классификацией.
Работа № 4. Политенные хромосомы.
Рассмотреть при большом увеличении микроскопа препарат слюнных желез личинок комаров и отметить их исчерченность. Зарисовать: на рисунке обозначить светлые зоны – эухроматиновые, интенсивно окрашенные зоны – гетерохроматиновые и пуфы-вздутия. Отметить и записать их функциональную значимость.

Вопросы к коллоквиуму
для студентов 1 курса педиатрического факультета
по модульной единице 1.1. Биология клетки.

1. Биология как наука. Методы научного познания.
2. Дайте определение жизни. Охарактеризуйте свойства живого. Назовите формы жизни.
3. Эволюционно-обусловленные уровни организации биологических систем.
4. Обмен веществ. Ассимиляция у гетеротрофов и ее фазы.
5. Обмен веществ. Диссимиляция. Этапы диссимиляции в гетеротрофоной клетке. Внутриклеточный поток: информации, энергии и вещества.
6. Окислительное фосфорилирование (ОФ). Разобщение ОФ и его медицинское значение. Лихорадка и гипертермия. Сходство и различия.
7. Второй закон термодинамики и его применение в биологии. Энтропия и негэнтропия.
8. Основные положения клеточной теории Т. Шлейдена и М. Шванна. Какие дополнения внес в эту теорию Р. Вирхов? Современное состояние клеточной теории.
9. Химический состав клетки.
10. Типы клеточной организации. Строение про- и эукариотических клеток. Организация наследственного материала у про- и эукариот?
11. Сходство и различие между растительными и животными клетками. Органоиды общего и специального назначения.
12. Биологические мембраны клетки. Их строение, химический состав и основные функции. Какие модели этой мембраны вам известны?
13. Механизмы транспорта вещества через биологические мембраны. Эндоцитоз и экзоцитоз. Осмос. Тургор. Плазмолиз и деплазмолиз.
14. Физико-химические свойства гиалоплазмы. Ее значение в жизнедеятельности клетки.
15. Что такое органеллы? Какова их роль в клетке? Классификация органелл.
16. Мембранные органеллы. Митохондрии, их структура и функции.
17. Комплекс Гольджи, его строение и функции. Лизосомы. Их строение и функция, типы лизосом.
18. Эндоплазматическая сеть, ее разновидности, роль в процессах синтеза веществ.
19. Немембранные органеллы. Рибосомы, их структура и функции. Полисомы.
20. Цитоскелет клетки, его строение и функции. Микроворсинки, реснички, жгутики.
21. Ядро. Его значение в жизнедеятельности клетки. Основные компоненты и их структурно функциональная характеристика. Эухроматин и гетерохроматин.
22. Ядрышко. Его строение и функция. Ядрышковый организатор.
23. Что такое пластиды? Какова их роль в клетке? Классификация пластид.
24. Что такое включения? Какова их роль в клетке? Классификация включений.
25. Происхождение эукариотической клетки. Эндосимбиотическая теория происхождения ряда органоидов клетки.
26. Строение и функции хромосом.
27. Принципы классификации хромосом. Денверская и Парижская классификация хромосом, их сущность.
28. Цитологических методов исследования. Световая и электронная микроскопия. Постоянные и временные препараты биологических объектов.

Самостоятельные работы
для студентов 1 курса педиатрического факультета
по модульной единице 1.1. Биология клетки.

1. Конспектирование научной статьи: Фаворова О.О., Сохранение ДНК в ряду поколений: репликация ДНК.
Ссылка для скачивания статьи: http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9604_011.pdf
2. Конспектирование научной статьи: Инге-Вечтомов С.Г., Цитогены и прионы: цитоплазматическая наследственность без ДНК?
Ссылка для скачивания статьи: http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9605_011.pdf
3. Конспектирование научной статьи: Спирин А.С., Принципы функционирования рибосом.
Ссылка для скачивания статьи: http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9904_002.pdf
4. Конспектирование научной статьи: Ченцов Ю.С., Современные представления о строении митотических хромосом.
Ссылка для скачивания статьи: http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9608_014.pdf
5. Конспектирование научной статьи: Филиппов П.П., Как внешние сигналы передаются внутрь клетки.
Ссылка для скачивания статьи: http://www.pereplet.ru/nauka/Soros/pdf/9803_028.pdf
6. Микроэлементы и ультрамикроэлементы: их биологическая роль.
7. Особенности жизненного цикла различных групп вирусов. Трансдукция.
8. Микро-РНК (microRNA) и РНК-интерференция.
9. Формы молекулы ДНК: их биологическое значение.
10. Прионные болезни: история открытия, причины возникновения, симптомы, диагностика, лечение.
11. Апоптоз (запрограммированная гибель клеток). Определение понятия и его биологическое значение. Развитие и этапы апоптоза.
12. Механизм движения хромосом в ходе клеточного цикла. Веретено деления, центриоли, кинетохор и их участие в делении клетки. Ошибки в расхождении хромосом при митозе, и при мейозе.
13. Особенности репликации ДНК у про- и эукариот.
14. Особенности трансляции у про- и эукариот.
15. Рецепторная роль плазматической мембраны. Мембранные рецепторы. Сигнальные G-белки.
16. Сравнить синтез белков на свободных цитоплазматических рибосомах и на рибосомах, связанных с мембраной гранулярного ЭПР.
17. Ядерные белки, их роль в строении и функционировании хромосом.
18. Уровни организации хромосом эукариот. Изменения организации (спирализации) хромосом в митотическом цикле клеток.
19. Межклеточные соединения, их типы и структурно-функциональная характеристика. Молекулы клеточной адгезии. Стр 164
20*. Перевод научной статьи (английский язык).
МОДУЛЬ 2. БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ И СТАРЕНИЯ

Биологизация медицины в современном научно-техническом формате предусматривает появление и преумножение числа технологий, допускающих вмешательство врача в фундаментальные биоинформационные, биоэнергетические, регуляторные, метаболические, клеточно-биологические механизмы жизнеобеспечения и развития.
Биология развития – стремительно прогрессирующая биологическая дисциплина. Она представляет собой науку о становлении организма в ходе онтогенеза. Динамично развивающаяся биология развития, в настоящее время, приближается к пониманию молекулярно-клеточных механизмов возникновения живых организмов. Именно ей принадлежит объединяющая роль в отношении разных биологических дисциплин. Она дает основу для интеграции молекулярной биологии, физиологии, биохимии, морфологии, онкологии, иммунологии, а также эволюционных и экологических исследований.
Индивидуальное развитие представляет собой целостный непрерывный процесс, в котором отдельные события увязаны между собой в пространстве и времени. Существует несколько вариантов периодизации онтогенеза, каждый из которых наилучшим образом подходит для решения конкретных научных, образовательных или практических задач. С общебиологической точки зрения, важнейшее событие онтогенеза половое размножение. Различные временные отрезки онтогенеза соотнесены со способностью особи осуществлять функцию размножения,
Об успехах биологии развития свидетельствует тот факт, что в течение 10 лет (с 1995 по 2005 гг.) Нобелевский комитет трижды принимал решение о присуждении премии по физиологии или медицине за решение проблем из области эмбриологии.
Особенности проявления общебиологических закономерностей (биологического “наследства”) жизнедеятельности и развития (в частности, индивидуального) людей имеет значение для их здоровья и, следовательно, для практического здравоохранения.
Люди исключительно после рождения осваивают обязательную для их развития в качестве биосоциальных и одухотворенных живых существ вторую информационную программу – культурного или социального наследования. Период стабильного функционирования для человека включает не только эффективное участие в репродуктивном процессе, но также осуществление трудовой деятельности; нельзя забывать и о духовной жизни людей, полноценном выполнении ими функций гражданина своей страны.

Цель и задачи изучения модуля: сформировать представление об основных формах размножения организмов, оплодотворении, индивидуальном развитии, стадиях эмбрионального развития, постэмбриональном развитии и биогенетическом законе; научиться охарактеризовывать и сравнивать между собой фазы митоза и мейоза, давать полную характеристику строению и функциям половых клеток, показывать взаимосвязь между мейозом и оплодотворением и митозом и их ролью при сохрании постоянного числа хромосом и наследственных признаков вида при размножении.

Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК): способностью и готовностью анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);
Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):
общепрофессиональные: способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);
способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);
в научно-исследовательской деятельности: способностью и готовностью изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);
Знать:
1. общие закономерности развития жизни;
2. правила техники безопасности и работы с приборами;
3. основные закономерности развития и жизнедеятельности организма на основе структурной организации клеток, тканей и органов.
Уметь:
1. пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности;
2. пользоваться биологическим оборудованием;
3. работать с увеличительной техникой (микроскопами, оптическими и простыми лупами);
4. объяснять характер отклонений в ходе развития, ведущих к формированию вариантов, аномалий и пороков.
Владеть:
1. навыками микроскопирования и анализа электронных микрофотографий.


ЗАНЯТИЕ 1.2.1.
КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ.
СПОСОБЫ ДЕЛЕНИЯ КЛЕТКИ. МИТОЗ. МЕЙОЗ.


Цель занятия: Познакомиться с последовательными морфологическими изменениями, происходящими в клетке при кариокинезе. Изучение характерных особенностей митоза и мейоза.
Практические навыки и умения: биологическое значение митоза, мейоза и основные этапы клеточного цикла. Этапы клеточного деления и различия между ними; различать стадии митоза, мейоза на препарате. Дифференцировать основные морфологические особенности каждой стадии клеточного деления.
Материалы и оборудование: таблицы
Перечень микропрепаратов:
1. митоз в корешке лука
2. митоз в яйце лошадиной аскариды
3. митоз в печени аксолотля
4. амитоз в клетках мочевого пузыря
Вопросы для самоподготовки
1. Клеточный цикл и его периодизация. Динамика структуры хромосомы в клеточном цикле.
2. Понятие об интерфазе. Гетеросинтетическая интерфаза. Аутосинтетическая интерфаза и ее периоды.
3. Морфология митоза (про-, мета-, ана-, телофаза). Биологическое значение митоза.
4. Мейоз (сущность первого и второго деления).
5. Биологическое значение мейоза.
Литература для подготовки:
Основная:
1.Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, 1 т, c. 55-60, c.140-144, 192-208
2. Биология с общей генетикой. Слюсарев А.А., 2011, с. 103-105
Дополнительная:
1.Руководство к лабораторным занятиям по биологии/ В.А. Королев, Г.Н. Кривошеина, Э.Г. Полякова. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. - 213 с.
2. Руководство к лабораторным занятиям по биологии: Учеб. пособие /Под ред. Ю.К. Богоявленского. – М.: Медицина, 1988. – 329 с.: ил. – (Учеб.лит. Для студ. мед. ин-тов), с. 25-26

РАБОТА В АУДИТОРИИ
Работа № 1. Кариокинетическое деление растительной клетки.
Рассмотреть на большом увеличении микроскопа микропрепарат «митоз в корешке лука, найти зону интенсивного деления клетки, отыскать все стадии митоза, зарисовать:
А) клетка в интерфазе: отметить ядро, цитоплазму.
Б) клетка в профазе /поздняя/: отметить хромосомы в цитоплазме, отсутствие ядерной мембраны.
В) метафаза, отметить расположение хромосом по экватору клетки.
Г) анафаза, отметить расхождение хроматид к полюсам клетки.
Д) телофаза, отметить образование двух дочерних клеток с формированием ядра и цитоплазмы.

Фото №1 Митоз в корешке лука: 1 – профаза, 2 – метафаза, 3 – анафаза, 4 – телофаза
Работа № 2. Кариокинетическое деление животной клетки
А) Рассмотреть микропрепарат «Митоз в яйцеа скариды», зарисовать делящуюся клетку, отметить хромосомы, ахроматиновое веретено, центриоли.
Фото №2 Митоз в яйце аскариды.
Б) Митоз в печени аксолотля. Рассмотреть препарат под малым и большим увеличением микроскопа. Зарисовать телофазу, отметить цитокинез путем перешнуровки.

Работа № 3. Амитотическое деление в клетках мочевого пузыря /демонстрация/.
Рассмотреть на демонстрации амитотическое деление и зарисовать его, отметив, что при амитозепроисходит неравномерное разделение хроматина между двумя дочерними ядрами.



Рис. 1 Амитоз в клетках мочевого пузыря Фото №3 Амитоз в эпителии мочевого пузыря. 40х.
Работа № 4. Стадия профазы 1-го мейоза.
Зарисовать с рисунка простым карандашом все стадии профазы 1-го мейоза.
Кратко охарактеризуйте каждую стадию профазы 1-го мейоза.



Рис. 2 Схема стадий профазы первого деления мейоза: 1 –лептонема, 2 – зигонема, 3 – пахинема, 4 – диплонема, 5-диакинез.




Вопросы для самоконтроля
1. Какие периоды выделяют в аутосинтетической интерфазе?
2. В какой период митоза хромосомы лучше всего видны и почему?
3. Чем отличается цитокинез в растительной и животной клетке?
4. Чем отличается митотический цикл от клеточного.
5. Каково биологическое значение кроссинговера?

Практический тест по теме «Митоз. Мейоз»
1.Определите число хроматид во время данной фазы митоза клетки человека.

1.2 2. 8 3. 46 4. 92
2.Определите стадию клеточного деления на данной фотографии:

1.профаза митоза 2. анафаза I мейоза 3.метафаза II мейоза 4. анафаза митоза
3.Какое количество с ДНК в ядрах клеток, отмеченных стрелкой?

1.4с 2. 2с 3. 1с 4. 8с 5. 3с

4. Определите стадию клеточного деления в клетках, отмеченных стрелкой:

1. профаза мейоза2. метафаза митоза 3. профаза митоза 4 метафаза мейоза
Определите процесс, отмеченный микрофотографией на стрелке:

1.образование плотного запирающего контакта 2. цитокинез
3. образование десмосомы 4. образование ядерной мембраны
6. Определите структуры, отмеченные горизонтальными стрелками:

1.ядерный поровый комплекс 2. полудесмосомы
3. плотный запирающий контакт 4. клеточные включения
7. Определите структуры, поддерживающие и обеспечивающие подвижность хромосом:

1. актиновыефиламенты 2. мРНК
3. микротрубочки 4. промежуточные филаменты
8. Какая стадия деления изображена на фотографии?

1.профаза 2. метафаза 3. анафаза 4. телофаза



ЗАНЯТИЕ 1.2.2.
ГАМЕТОГЕНЕЗ. ОПЛОДОТВОРЕНИЕ.

Цель занятия: Ознакомиться с различными стадиями развития мужских половых клеток, и проследить за преобразованием клеток в процессе сперматогенеза. Ознакомиться со стадиями овогенеза, рассмотреть яичник млекопитающих животных и изучить строение женских половых клеток на различных стадиях овогенеза. Получить представление об изменениях половых клеток в ходе процесса оплодотворения.
Знать: Этапы процессов оогенеза и сперматогенеза. Строение и отличия женских и мужских половых клеток. Процесс оплодотворения и его механизмы.
Уметь: Узнавать на препарате женские и мужские половые клетки. Сравнивать половые клетки разных видов.
Вопросы для самоподготовки:
1. Какие стадии характерны для оогенеза? Какие изменения претерпевают клетки в ходе оогенеза?
2. Опишите структуру зрелого сперматозоида.
3.Охарактеризуйте основные стадии сперматогенеза.
4. Дайте сравнительную характеристику клеток, находящихся на разных стадиях сперматогенеза.
5. Каким образом осуществляется гормональная регуляция гаметогенеза?
6. Охарактеризовать процесс оплодотворения
Основная:
1.Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, 1 т, c. 55-60, c.140-144, 192-208
2. Биология с общей генетикой. Слюсарев А.А., 2011, с. 97-103
Дополнительная: 1.Руководство к лабораторным занятиям, с.228-230
Рекомендуемая: 1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 1984, с.39-41, с.52-64, 153-166
2. Учебник по биологии А.А.Слюсарева, с. 43-64.
Перечень микропрепаратов:
1. Сперматозоиды петуха;
2. Сперматозоиды морской свинки;
3. Яйцеклетка беззубки;
4. Яйцеклетка лягушки;
5. Яичник кошки.
6.Синкарион в яйцеклетках лошадиной аскариды;
7. Дробление яйцеклеток лошадиной аскариды.

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа № 1: Сперматозоиды петуха (окраска железный гематоксилин)
На малом увеличении найти участок препарата, где клетки лежат поодиночке и изучить их при большом увеличении. Эти сперматозоиды являются типичными, поскольку четко разделяются на головку и хвост. Их головки выглядят в виде штрихов или скобочек. В головке располагается крупное компактное ядро. В цитоплазме переднего отдела головки находится акросома, которая на световом уровне не видна. Шейка у данного вида сперматозоидов очень мала и незаметно переходит в промежуточный отдел хвостика. Рассмотреть микропрепарат при большом увеличении, зарисовать основные элементы строения сперматозоида петуха.



Рис. 1 Сперматозоиды петуха: 1 – головка, 2 – хвост.







Работа № 2. Сперматозоид морской свинки (окраска железным гематоксилином)
Сперматозоиды морской свинки также имеют типичное строение. На малом увеличении видно большое количество сперматозоидов. Некоторые из них склеены, поэтому создается впечатление, что один сперматозоид имеет несколько хвостов. Головка сперматозоида имеет грушевидную форму, содержит ядро, окруженное тонким слоем цитоплазмы и акросому. Акросома имеет вид колпачка окрашенного в темный цвет. В цитоплазме шейки находятся две центриоли, имеющие вид темных точек. За шейкой следует хвостик, состоящий из связующего и главного отделов. В связующем отделе (средняя часть) находится осевая нить хвостика и цитоплазма богатая митохондриями, гликогеном и другими макроэргическими веществами, обеспечивающими сперматозоид энергией. В концевом отделе хвостика осевая нить (аксонема) покрыта только цитоплазматической мембраной. Рассмотреть на большом увеличении микропрепарат, зарисовать основные элементы строения сперматозоида морской свинки.


Фото №1 Сперматозоиды морской Рис. 2 Сперматозоиды морской свинки:
свинки:1 – ядро, 2 – хвост, 3 –акросома1 – ядро, 2 –акросома, 3 – хвост

Работа № 3: Яйцеклетка беззубки (окраска гематоксилин – эозином)
Препарат представляет собой срез яичника беззубки. На малом увеличении найти в яичнике фолликулы с крупными, шарообразной формы яйцеклетками. Необходимо изучить и зарисовать яйцеклетку при большом увеличении. Фолликулы имеют относительно толстую стенку из желточных клеток цилиндрической формы с компактным ядром, цитоплазмой красноватого цвета. Среди этих клеток находятся ооциты первого порядка. В период большого роста яйцеклетка увеличивается в размерах и продвигается к просвету фолликула, цитоплазма ее становится оксифильной. На большом увеличении у яйцеклетки видна тонкая первичная оболочка. Вторичная оболочка имеет вид вуали со складками. Цитоплазма содержит зерна желтка.

Рис. 3 Яйцеклетки беззубки: 1 – оболочка, 2 – цитоплазма, 3 – хроматин,
4 – ядрышко, 5 – эпителиальная клетка.

Работа № 4: Яйцеклетка лягушки (окраска гематоксилин – эозином)
Препарат представляет собой срез яичника лягушки, на котором видны ооциты на разных стадиях большого роста, располагающиеся ближе к просвету, и оогонии - близ поверхности яичника. При просмотре препарата необходимо найти и зарисовать половые клетки на разных стадиях развития. При большом увеличении можно увидеть, что у покоящихся оогониев - лопастное ядро, сетчатый хроматин, слабобазофильная цитоплазма. Между оогониями находятся префолликулярные клетки уплощенной или конусовидной формы. Из них потом разовьется фолликулярный эпителий. Ооциты первого порядка находятся на разных этапах роста. У молодых –базофильная вакуолизированная цитоплазма, у более крупных - цитоплазма менее базофильная. Крупные ядра ооцитов имеют неровные контуры, гомогенную кариоплазму и много ядрышек. К цитоплазматической мембране ооцитов примыкает первичная желточная оболочка, которая в свою очередь ограничивается слоем фолликулярных клеток.

Рис. 4 Яйцеклетки лягушки: 1 – первичная оболочка,
2 – фолликулярная оболочка, 3 –амплифицированные ядрышки

Работа № 5: Яичник кошки окраска гематоксилин - эозином
Яичник млекопитающих - это плотный орган, содержащий соединительнотканную строму. Снаружи покрыт целомическим эпителием и белочной оболочкой и состоит из коркового и мозгового вещества. В корковом веществе располагаются яйцевые фолликулы с заключенными в них ооцитами на разных этапах роста.
Необходимо рассмотреть и зарисовать фрагменты коркового вещества на малом увеличении, где располагаются молодые и зрелые яйцеклетки. Самые мелкие фолликулы располагаются в поверхностных участках коркового вещества - это первичные фолликулы, имеющие оболочку из одного слоя фолликулярных клеток. Глубже располагаются вторичные, третичные и многослойные фолликулы, отличающиеся количеством слоев фолликулярных клеток. Кроме того, наиболее зрелые фолликулы окружены соединительнотканной оболочкой - текой. В теке находятся капилляры, питающие фолликул. Между цитоплазматической мембраной и фолликулярными клетками видна оболочка, окрашенная в розовый цвет - первичная блестящая оболочка (zona pellucida). Эта оболочка пронизана отростками фолликулярных клеток (corona radiata). На более поздних этапах роста ооцита в толще фолликулярных клеток появляется щель, которая заполняется серозной жидкостью. При этом ооцит постепенно освобождается от фолликулярных клеток и связывается со стенкой фолликула небольшим количеством фолликулярных клеток - яйценосный бугорок. Такая структура называется Граафов пузырек.

Рис. 5 Срез яичника кошки: 1 – поверхностный эпителий, 2 – белочная оболочка,
3 – соединительнотканная строма, 4 – первичный фолликул, 5 – вторичный фолликул, 6 – третичный фолликул, 7 –тека фолликула, 8 –атретический фолликул, 9 – фолликулярная жидкость, 10 –овоцит, 11 – старое желтое тело,
12 – кровеносный сосуд, 13 – яйценосный бугорок, 14 – лучистый венец.

Фото №2 Зрелый фолликул:1 – ядро ооцита и в нем, 2 –ядрышки, 3 – цитоплазма, 4 – блестящая оболочка, 5 – зернистый слой фолликулярных клеток.

Работа № 6: Синкарион в яйцеклетках лошадиной аскариды (окраска железным гематоксилином)
На малом увеличении в матке аскариды видно значительное количество яйцеклеток. Необходимо найти и зарисовать яйцеклетки, в которых завершился процесс делений созревания. Их цитоплазма содержит два пронуклеуса - ядра мужской и женской половых клеток с гаплоидным набором хромосом. В некоторых яйцеклетках происходит процесс митотического деления, который можно различить по наличию хромосомных структур характерных для различных стадии деления.

Рис. 6 Синкарион в яйцеклетах Фото №3 Синкарион в яйцеклетке
лошадиной аскариды: аскариды: 1 – зигота, 2 –женский
1 – соприкасающиеся пронуклеусы, 3 – мужской пронуклеус.
2 – зигота с синкарионом, 3 - первое редукционное тельце,
4 –околожелточное пространство,
5 – второе редукционное тельце, 6 - эпителий матки,
7 – митоз в оплодотворенной яйцеклетке.

Вопросы для самоконтроля:
1. Перечислите функции вспомогательных клеток №2.

2. Что такое фолликул. Какие изменения он претерпевает в ходе развития?
3. Когда формируется желтое тело и какова его роль?
4. Рассмотрите фото и дайте сравнительную характеристику клеток, находящихся на разных стадиях сперматогенеза (сперматиды и сперматоциты первого порядка).

5. В чем заключается акросомная реакция сперматозоида?
6. Что такое синкарион?
7. Дайте характеристику партеногенеза и приведите примеры.


ЗАНЯТИЕ 1.2.3.
БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ И СТАРЕНИЯ

Цель занятия: Ознакомиться с основными закономерностями и этапами эмбрионального (на примере амфибий), постэмбрионального развития, а также старения человеческого организма. Научиться объяснять взаимосвязь между происходящими в организме на разных этапах онтогенеза структурно-функциональными изменениями и их генетическими предпосылками.
Знать:Основные этапы пре- и постнатального онтогенеза человека и других хордовых животных. Принципы возникновения структурно-функциональной дифференцировки клеток. Сущность основных современных теорий старений.
Уметь:Узнавать этапы эмбрионального периода хордовых животных на примере амфибий, классифицировать возрастные изменения функциональных показателей человека.
Вопросы для самоподготовки
Понятие «онтогенез».Биогенетический закон Геккеля-Мюллера.
Основные этапы эмбрионального развития хордовых животных (бластула, гаструла, нейрула).
Критические периоды эмбрионального развития человека.
Периодизация постэмбрионального онтогенеза человека.
Современные теории старения (2-3 примера).
Основные закономерности динамики функциональных показателей в онтогенезе. Гетерохронность, гетеротопность и гетерокатефтетность.
Основная: Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, 1 т,c.288-330, 412-426, 439-453
Дополнительная: 1.Руководство к лабораторным занятиям, с.26-30
Рекомендуемая: 1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 1984, с.149-201
2. Учебник по биологии А.А. Слюсарева, с. 142-159.
Перечень микропрепаратов:
1. Дробление яйцеклеток лошадиной аскариды
2. Дробление яйца лягушки;
3. Бластула лягушки;
4. Гаструла лягушки;
5. Нейрула лягушки.

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа № 1: Дробление яйцеклеток лошадиной аскариды (окраска железным гематоксилином)
Дробление у аскариды полное, почти равномерное, билатерально - симметричное и имеет детерминированный характер. На малом увеличении хорошо видны зародыши на стадии 2-х и 4-х бластомеров. Необходимо найти и зарисовать начальные этапы дробления.

Фото №1 Дробление яйцеклетки аскариды
Рис. 1 Дробление яйцеклетки 1,2 – бластомеры 3,4 – яйцеклетки
лошадиной аскариды:
1 – эпителий матки
2 – оболочка оплодотворения
3 – стадия 2-х бластомеров
4 – стадия 4-х бластомеров
Работа № 2: Дробление яйца лягушки (окраска гематоксилин – пикрофуксином)
На препарате представлен меридиональный срез икринки, находящейся на ранних стадиях дробления. Рассматривать данный препарат следует на малом увеличении, ориентируя анимальным (пигментированным) полюсом вверх. Первые две борозды дробления проходят меридионально, разделяя яйцо на четыре одинаковые клетки. При этом борозды врезаются в поверхность яйца не одновременно на всем протяжении, а распространяются постепенно от анимального полюса к вегетативному, что связано с неравномерным распределением желтка. Третья борозда проходит по экватору и разделяет яйцо на микромеры и макромеры. С этого момента дробление становится неравномерным. Зарисовать дробление яйца лягушки, отметив неравномерное дробление бластомеров.


Рис. 2 Дробление яйца лягушки: 1 – анимальный полюс, 2 – вегетативный полюс,
3 – борозда дробления.
Работа № 3: Бластула лягушки (окраска гематоксилин – пикрофуксином)
На стадии 32 бластомеров появляется бластоцель - это ранняя бластула. Из - за неравномерности дробления бластоцель смещена к анимальному полюсу. Клетки ранней бластулы закруглены и местами неплотно соприкасаются между собой. Ранняя бластула называется бластомерной. Со стадии 128 бластомеров дробление становится беспорядочным. Вследствие этого стенка бластулы становится многослойной. В такой бластуле видна пигментированная часть зародыша - крыша. Обычно она состоит из 1 - 3 слоев клеток. Клетки здесь утрачивают округлую форму и плотно прилежат друг к другу по типу эпителиальных, поэтому данная бластула называется эпителиальной. Вегетативная часть бластулы - дно - представлена крупными клетками с большим содержанием желтка. Между анимальными и вегетативными частями располагается экваториальная (краевая) зона. Здесь стенка бластулы образована клетками средней величины, содержащими небольшое количество пигментных зерен и желточных включений. Зарисовать бластулу лягушки, отметив бластоцель, бластомеры, вегетативный и анимальный полюс.

Рис. 3 Бластулу лягушки: 1 – бластоцель, 2 – бластомер, 3 – анимальный полюс,
4 – вегетативный полюс, 5 – крыша бластулы, 6 – дно бластулы,
7 –бластодерма, 8 – краевая зона.




Фото №2 Бластула амфибий: 1 – бластоцель, 2 – бластодерма, 3 – крыша бластулы,
4 – дно бластулы, 5 – краевая зона






Работа № 4: Гаструла амфибий (сагиттальный срез) окраска гематоксилин – пикрофуксином.
На данном препарате представлен срез зародыша на стадии средней или поздней гаструлы. На срезе средней гаструлы видна возникшая вследствие удлинения и углубления серповидной бороздки полость первичной кишки (архентерон) - гастроцель, которая на этой стадии еще слабо выражена. Крыша гастроцеля образована подвернувшимся через дорсальную губу бластопора материалом серого серпа, представляющим зачаток хорды. Дно первичной кишки образовано клетками вегетативного полюса бывшей бластулы. В этой области формируется вентральная губа бластопора. На данном препарате хорошо выражена бластоцель, которая постепенно будет вытесняться формирующейся гастроцелью. Зарисовать гаструлу лягушки, отметив эктодерму, энтодерму, зачаток хорды, бластоцель.
а) средняя гаструла

Рис. 3 Гаструла лягушки: 1 - эктодерма 2 - зачаток хорды 3 - серповидная бороздка 4 - бластоцель 5 - энтодерма 6 - желточная пробка
Работа № 5: Нейрула лягушки (поперечный срез) окраска гематоксилин - эозином
При просмотре необходимо ориентировать срез спинной стороной кверху и изучить при малом увеличении. На спинной стороне эктодерма несколько утолщена, образует нервную пластинку, края которой приподнимаются в виде складок - нервных валиков. Нервная пластинка прогибается, принимая вид желобка, а нервные валики сближаются друг с другом. Остальная часть эктодермы является кожной. Она в основном однослойна, образована мелкими темноокрашенными клетками кубической формы, цитоплазма содержит пигментные зерна. Под нервным желобком находится хорда, состоящая из плотнорасположенных клеток с четко выраженными границами, цитоплазмой, содержащей небольшое количество пигментных зерен и желточных включений. Под хордой видна полость первичной кишки (гастроцель), которая затем преобразуется в полость вторичного кишечника. Нижняя стенка первичной кишки - более толстая и состоит из крупных клеток богатых желточными включениями. Верхняя стенка - тонкая, состоит из клеток, относящихся к кишечной энтодерме. Мезодерма, образовавшаяся из материала 'краевой зоны' бывшей бластулы, представлена плотным пластом однородных клеток и имеет вид двух клиньев, соединяющихся на брюшной стороне зародыша. Широкие основания этих крыльев располагаются по бокам от хорды, а их узкие вершины располагаются вентрально между экто- и энтодермой. Зарисовать (схематично) нейрулу лягушки, отметив нервный желобок, эктодерму, энтодерму, мезодерму.

Рис. 4 Нейрула лягушки: 1 – нервный желобок, 2 – эктодерма, 3 – энтодерма,
4 – гастроцель, 5 – хорда, 6 – мезодерма.

Работа № 6. Основные этапы постэмбрионального онтогенеза. Критические периоды развития.
А) Какие этапы эмбрионального развития являются критическими и почему?
1.

2.

3.

Б) Укажите, на какие основные этапы классифицируется постнатальный онтогенез человека, и отметьте их сроки:

Название этапа
Начало
Конец

1.




2.




3.




4.





Работа № 7. Возрастные изменения функциональных показателей жизнедеятельности.
Дайте определение терминам
Гетерохронность–
Гетерокатефтентность -
Гетеротопность - __________________________________________________
Классифицируйте перечисленные ниже функциональные показатели в зависимости от характера их изменений в онтогенезе и укажите, какие из них А) возрастают, В) снижаются, С) остаются относительно стабильными в процессе старения:
1) Артериальное давление; 2) частота сердечных сокращений; 3) уровень гонадотропного гормона; 4) уровень мелатонина; 5) уровень тестостерона; 6) уровень эстрогенов; 7) уровень сахара; 8) уровень холестерина; 9) уровень эритроцитов; 10) сократительная сила миокарда; 11) интенсивность гликолиза; 12) интенсивность тканевого дыхания в митохондриях; 13) уровень тироксина; 14) уровень гемоглобина; 15) уровень лейкоцитов;16) периферическое сопротивление сосудов; 17) митотическая активность клеток.
А:
B:
C:

Работа № 8. Хронобиология развития и старения. Общие принципы изменения суточных ритмов в онтогенезе человека. Концепция “волчка”.
Зарисуйте с таблицы хронодезмы амплитуды суточного (циркадианного) ритма некоторых функциональных показателей в относительных единицах к их величине в зрелом возрасте (последняя принята за 100%).
Сделайте вывод, согласно какому принципу изменяется амплитуда суточных ритмов в онтогенезе:
Общий вывод:

Вопросы для самоконтроля:
1. Дайте характеристику процесса дробления амфибий. Объясните, что такое анимальный полюс и вегетативный полюс бластулы.
2.Какие особенности характерны для гаструлы амфибий.
3. Охарактеризуйте процесс образования нейрулы амфибий?
4. Какова дальнейшая судьба клетокнервного гребня?
5. Объяснить, в чем заключается основная роль структурного цистрона, цистрона-оператора и цистрона-регулятора.
6. Объясните, каким образом свободные радикалы могут способствовать старению и развитию новообразований?
7. Как и почему изменяется амплитуда суточных ритмов в онтогенезе?


ЗАНЯТИЕ 1.2.4.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ ПО МОДУЛЬНОЙ ЕДИНИЦЕ 2 (КОЛЛОКВИУМ)

Индивидуальное развитие ( реализация наследственной информации в онтогенезе. Жизненный цикл организмов как отражение их эволюции.
Теории происхождения многоклеточных Э. Геккеля и И.И. Мечникова.
Биогенетический закон Геккеля-Мюллера и его применение в построении концепций происхождения многоклеточных.
Гипотеза пангенезиса. Преформизм и эпигенез. Роль взглядов К.М. Бэра на развитие современной эмбриологии.
Современные представления о молекулярно-генетических механизмах онтогенеза. Теория информации.
Гипотеза Жакоба и Моно о внутриклеточной регуляции. Дифференциация и интеграция в развитии. Избирательная активность генов.
Организм как саморегулирующаяся система. Гомеостаз, гомеорез, гомеоклаз. Гипотеза эргон/хронона (Л. Гедда).
Реализация принципа системности в онтогенезе. Целостность онтогенеза. Различия ассимиляции и диссимиляции на разных этапах онтогенеза.
Механизм онтогенеза на клеточном уровне (процесс синтеза белка на основе экспрессии гена( деление клеток, миграция, сортировка и избирательная гибель. Опыты Г. Шпемана, Х.Тидемана, Г.В. Лопашова в исследовании эмбриональной индукции. Генетический контроль: избирательная активность генов в ходе дифференцировки клеток и тканей. Морфогенез.
Средняя и видовая продолжительность жизни человека. Понятие о геронтологии и гериатрии. Проблемы долголетия. Особенности биоритмов в старческом возрасте.
Календарный и биологический возраст. Методы определения биологического возраста. Роль наследственности и среды в онтогенезе. Близнецовый метод генетики. Его роль в понимании проблем медицины.
Постнатальный онтогенез и его периоды. Роль эндокринных желез. Гипофиз, эпифиз, мелатонин. Сущность старения. Генетические, клеточные и системные механизмы старения. Факторы старения и долголетия.
Теории старения (И.И. Мечников, И.П. Павлов, А.А. Богомолец, И. Пригожин, В.М. Дильман, В.В. Фролькис, Л. Хейфлик). Теломерная теория, теория ошибок, энергетическая теория.
Клиническая и биологическая смерть. Реанимация. Дайте определение понятию “живая система”, ее главные критерии.
Критические периоды развития. Роль А.Н. Трифоновой и П.Г. Светлова в изучении критических периодов.Тератогенные факторы среды.
Избирательная активность гена в развитии( роль цитоплазматических факторов яйцеклетки, контактных взаимодействий клеток, межтканевых взаимодействий, гормональных влияний. Рецепторы клеточных мембран и их роль в экспрессии генов.
Проблема клонирования животных и человека. Биоэтика.
Закон Гомперца-Мейкема и его сущность. Проблема продолжительности жизни.
Гипотеза ограниченной надежности организма.

ВАРИАНТЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ

Вариант №1
1. дайте определение термина «гаструла»
2. перечислите основные этапы постэмбрионального онтогенеза
3. Главным провизорным органом при внутриутробной форме развития организма является
1. алантоис 2. амнион 3. желточный мешок 4. плацента
4. Прогрессивным признаком амниот является
1. желточный мешок 2. желточный стебелек
3. желточная оболочка 4. амниотическая оболочка
5. как объясняет процесс старения теория свободных радикалов?

Вариант №2
1. дайте определение термина «бластула»
2. перечислите основные этапы эмбрионального периода онтогенеза человека
3. Критическими периодами в развитии зародышей называются
1. заключительные этапы эмбриогенеза
2. периоды с малой восприимчивостью к влиянию внешних факторов
3. периоды с наибольшей восприимчивостью к влиянию внешних факторов
4. этапы развития до стадии бластуляции
4. Целом у зародышей земноводных располагается между
1. энто- и мезодермой 2. экто- и мезодермой
3. листками боковой мезодермы 4. экто- и энтодермой
5. как объясняет процесс старения теломерная теория?

Вариант №3
1. дайте определение термина «нейрула»
2. перечислите основные периоды постэмбрионального онтогенеза человека
3. В критические периоды развития у зародышей
1. изменяется метаболизм 2. ускоряется темп роста
3. содержание РНК в клетках не изменяется 4. резко ослабляется дыхание
4. На эмбриональной стадии развития желточный мешок имеется у зародышей и эмбрионов
1. человека 2. птиц 3. низших млекопитающих 4. плацентарных млекопитающих
5. как объясняет процесс старения элевационная теория?

Вариант №4
1. дайте определение термина «дробление»
2. перечислите основные типы постэмбрионального развития
3. Процесс движения эмбриональных клеток за стадией образования бластулы называется
1. гистогенезом 2. гаструляцией 3. бластуляцией 4. нейруляцией
4. Врастающая в матку наружная оболочка эмбриона называется:
1. амнион 2. аллантоис 3. хорион 4. желточный мешок
5. как объясняет процесс старения энергетическая теория?

Вариант №5
1. дайте определение термина «онтогенез»
2. перечислите основные тератогенные факторы (2-3 примера)
3. Эмбриональная регуляция – это
способность элементов зародыша воспринимать индуцирующие воздействия
различные направления развития элемента, которые могут осуществиться в ходе эмбриогенеза
взаимодействие различных элементов зародыша в ходе эмбриогенеза
восстановление нормального хода развития зародыша после его повреждения
4. Превращение архентерона во вторичный кишечник завершается во время
1. нейруляции 2. бластуляции 3. гаструляции 4. дробления
5. как объясняет процесс старения теория ошибок?

Вариант№6
1. дайте определение термина «филогенез»
2. перечислите основные критические периоды в развитии человека
3. Совокупность митотических делений зиготы называется
1. моруляцией 2. бластуляцией 3. гаструляцией 4. дроблением
4. У рыб, рептилий, птиц к провизорным органам относится
1. аллантоис 2. хорион 3. желточный мешок 4. амнион
5. как объясняет процесс старения теория апоптоза?

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов
Составить таблицу, в которой перечислить различные подходы к периодизации онтогенеза животных организмов. Таблица должна содержать следующие колонки: подход, периоды, пример организма.
Составить таблицу видоизменений периодов онтогенеза. Таблица должна содержать следующие колонки: видоизменение, сущность, эволюционное значение, пример.
Партеногенез в живой природе. Таблица должна содержать следующие колонки: вид партеногенеза, описание, пример животного организма.
Диктиотена яйцеклетки и другие виды инактивации яйцеклеток животных организмов. Таблица должна содержать следующие колонки: вид инактивации, сущность процесса инактивации, пример животного организма, эволюционное значение.
Составить таблицу в две колонки правил Сакса-Гертвига. Эволюционное значение данных правил.
Эмбриональная индукция. Таблица должна содержать следующие колонки: опыт, автор, результат, вывод.
Провизорные органы зародышей. Таблица из следующих колонок: вид провизорного органа, пример животного, имеющего данный орган, значение в эмбриогенезе, дальнейшая судьба органа.
Уравнение Гомперца-Мейкема и его практическое применение.
Тератогенные факторы. Составить таблицу современных тератогенных факторов (5 факторов не позднее 2000 года). Колонки таблицы: фактор, тератогенное действие на организм.
Классификация врожденных пороков человека в виде таблицы. Колонки таблицы: вид порока, срок эмбриогенеза, эволюционное значение.
Составить таблицу положений теории морфогенеза Ч.Чайлда. Колонки таблицы: название положения, основная суть положения, значение.
Клеточные механизмы онтогенеза представить в виде таблицы или схемы. Колонки таблицы: название механизма, значение в онтогенезе, особенности данного механизма (деление клеток, миграция клеток, сортировка клеток, гибель клеток).
Механизмы онтогенеза представить в виде таблицы или схемы. Колонки следующие: название механизма, значение в онтогенезе, особенности механизма (дифференцировка клеток, генетический контроль, эмбриональная регуляция).
14. Виды репаративной регенерации и ее значение в эволюции живой природы. Таблица должна содержать следующие колонки: способ регенерации, сущность процесса, пример органа, пример животного организма.
15. Представить в виде таблицы или схемы изменения органов и систем органов в процессе старения.
16. Оценить влияние условий жизни на процесс старения. Представить в виде шкалы рейтинга от максимального фактора до минимального.
17. Сделать перевод статьи с английского языка на тему «Становление хронотипа человека в процессе онтогенеза», «Онтогенез человека». Год издания статьи не позднее 2008 года.
18. Проанализировать статью из любого журнала: «Физиология человека», «Нормальная физиология», «Здоровье ребенка» за 2013 год на тему «Формирование хронотипа человека в процессе индивидуального развития человека». В анализе представить следующие пункты: цель исследования, результаты исследования, выводы. Объем анализа 1 лист А4 можно с обеих сторон.
19. Сделать презентацию на любую тему с №1 по №16.
20. Сделать модель на любую тему с №1 по №16.



МОДУЛЬ 3. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

Генетику определяют как науку о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. Основоположником генетики является Г. Мендель. Значительный вклад в развитие генетики внесли Т.Х. Морган и его школа.
Наследственность – это неотъемлемое свойство всех живых существ сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития. Наследственность обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе передачи наследственных задатков, ответственных за формирование признаков и свойств организма. Благодаря наследственности некоторые виды (например, кистеперая рыба латимерия, жившая в девонском периоде) оставались почти неизменными на протяжении сотен миллионов лет, воспроизводя за это время огромное количество поколений. Существует несколько видов наследственности.

Таблица. Основные виды наследственности (Болгова И.В., 2006)
Наследственность

Цитоплазматическая
Связана с действием генов, расположенных в органоидах цитоплазмы, содержащих ДНК (митохондрии, пластиды, плазмиды). Такие гены способны к автономной репликации и равномерному распределению между дочерними клетками.
Ядерная

Связана с хромосомами, находящимися в ядре клетки, в состав которых входит ДНК и белковые компоненты. Хорошо изучена: для нее установлены закономерности наследования свойств и признаков.

Плазмидная
Связана с генами, расположенными в плазмидах (коротких кольцевых молекулах ДНК, находящихся вне нуклеотида бактериальной клетки), обеспечивает наследование устойчивости бактерий к действию лекарственных препаратов благодаря защитным белкам колицинам (к антибиотикам, сульфаниламидам и др.).
Пластидная
Выявлена при наследовании пестролистности у растений ночной красавицы, львиного зева и др. (чередование окрашенных и неокрашенных участков в листьях). Связана с наличием в их клетках только зеленых или только бесцветных пластид или их смеси.
Митохондриальная
Связана с генами, локализованными в митохондриях. С нею связано наследование нарушений в действии дыхательных ферментов у дрожжей, а также устойчивости и чувствительности дрожжей к действию антибиотиков.


Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Благодаря изменчивости организмы могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды обитания. Изменчивость выражается в том, что в любом поколении отдельные особи чем-то отличаются и друг от друга, и от своих родителей. Причиной этого является то, что признаки и свойства любого организма есть результат взаимодействия двух факторов: наследственной информации, полученной от родителей, и конкретных условий внешней среды, в которых шло индивидуальное развитие каждой особи. Поскольку условия среды никогда не бывают одинаковыми даже для особей одного вида или сорта (породы), становится понятным, почему организмы, имеющие одинаковые генотипы, часто заметно отличаются друг от друга по фенотипу, т.е. по внешним признакам. Различают две основные формы изменчивости: наследственную и ненаследственную.
Наследственная, или генотипическая, изменчивость – изменения признаков организма, обусловленные изменением генотипа. Она, в свою очередь, подразделяется на комбинативную и мутационную. Комбинативная изменчивость возникает вследствие перекомбинации наследственного материала (генов и хромосом) во время гаметогенеза и полового размножения. Мутационная изменчивость возникает в результате изменения структуры наследственного материала вследствие возникновения мутаций.
Ненаследственная, или фенотипическая, или модификационная, изменчивость – изменения признаков организма, не обусловленные изменением генотипа. Среда обитания играет большую роль в формировании признаков организмов. Каждый организм развивается и обитает в определенной среде, испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические и физиологические свойства организмов, т.е. их фенотип. Модификационная изменчивость характеризуется следующими основными свойствами: ненаследуемость; групповой характер изменений (особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные признаки); соответствие изменений действию фактора среды; зависимость пределов изменчивости от генотипа.
Ген – элементарная генетическая единица наследственности
Ген – фрагмент молекулы ДНК, физически никак не отдифференцированный от остальной хромосомы. Иными словами, ген – участок молекулы ДНК, ответственный за проявление какого-либо признака. Реализация признака у организма идет по схеме:



Гены располагаются в хромосомах линейно. Каждый ген в норме имеет свое постоянное место, которое называется локусом. Ген может существовать в разных состояниях, называемых аллелями.
Аллельными называются гены, расположенные в одинаковых локусах гомологичных хромосом, отвечающие за развитие альтернативных вариантов одного признака и обозначаемые одинаковыми символами, например А и а или А1 и А2. Если организм имеет два одинаковых аллеля одного гена А и А или а и а, то он называется гомозиготным по этому гену, соответственно гомозиготный доминантный или гомозиготный рецессивный. Если же ген в одном организме находится в разных состояниях – доминантном и рецессивном, то такой организм называется гетерозиготным по этому гену.
Неаллельными называются гены, расположенные либо в разных локусах одной хромосомы, либо в хромосомах из разных пар. Они обычно отвечают за развитие разных признаков и обозначаются разными символами, например А и В или А1 и А2.
Каждый ген отвечает за развитие какого-либо признака. Признаки бывают моногенные и полигенные. Если за развитие одного признака отвечает одна пара аллельных генов, то такой признак называют моногенным или менделирующим, т.е. наследуемым по законам Г. Менделя.
Полигенные признаки определяются действием нескольких неаллельных генов.
Совокупность всех генов организма называют генотипом. Совокупность всех признаков организма называют фенотипом. Фенотипы обозначаются теми же символами, что и гены.
Термины «генотип» и «фенотип» можно применять и в отношении отдельных генов и признаков.
Доминантные гены проявляют свое действие и в гомозиготном, и в гетерозиготном состоянии (генотип АА или Аа; фенотип А – доминантный признак). Рецессивные гены проявляют свое действие только в гомозиготном состоянии (генотип аа; фенотип а – рецессивный признак).
Таблица. Сравнительная характеристика аллельных и неаллельных генов (Гигани О.Б., 2012)
аллельные гены
неаллельные гены

1.отвечают за проявление альтернативных признаков
1.отвечают за проявление не альтернативных признаков

2.локализуются в гомологичных хромосомах в одних и тех же локусах
2.локализуется:в одной хромосоме; в гомологичных хромосомах, но в разных локусах; в негомологичных хромосомах

3.не могут быть сцеплены
3. могут быть сцеплены и не сцеплены

4.обозначаются одной буквой латинского алфавита
4.обозначаются разными буквами латинского алфавита или одинаковыми буквами, но с разными нижними индексами(а1,а2,а3)


Таблица. Формы взаимодействия генов (Гигани О.Б., 2012)
АЛЛЕЛЬНЫЕ ГЕНЫ
НЕАЛЛЕЛЬНЫЕ ГЕНЫ

Полное доминирование – форма взаимодействия аллельных генов, при которой доминантный ген полностью подавляет проявление рецессивного гена в гетерозиготном состоянии. фенотипы гомозиготного доминантного организма и гетерозиготного совпадают
Комплементарное действие генов – форма взаимодействия доминантных неаллельных генов, при которой формируется в случае присутствия в генотипе организма хотя бы двух доминантных неаллельных генов

Неполное доминирование (промежуточное действие гена) – форма взаимодействия аллельных генов, при которой доминантный ген не подавляет проявление рецессивного гена в гетерозиготном состоянии. Генотипы гомозиготного доминантного организма и гетерозиготного не совпадают
Эпистаз – форма взаимодействия неаллельных генов, при которой один из неаллельных генов(супрессор) подавляет действие другого неаллельного гена. эпистаз бывает доминантный(доминантный ген является супрессором) и рецессивный (рецессивный ген является супрессором)

Кодоминировние – форма взаимодействия аллельных генов, при которой независимо друг от друга функционируют оба аллеля и у гетерогзиготного организма формируется новый признак
Полимерия – форма взаимодействия неаллельных доминантныхгеногв, при которой степень проявление признака – экспрессивность – зависит от общего числа доминантных аллелей взаимодействующих генов

Выделяют 4 закономерности наследования генов:
наследование аллельных генов аутосом;
наследование неаллельных генов, локализованных в негомологичных хромосомах (наследование неаллельных генов несцепленных);
наследование генов половых хромосом;
наследование неаллельных генов, локализованных в гомологичных хромосомах (наследование неаллельных генов сцепленных).
Существует несколько типов скрещиваний (табл.)

Таблица. Типы скрещиваний и их характеристика (Гигани О.Б., 2012)
Тип скрещивания
Символическая запись
Характеристика

Моногибридное
АА Ч аа
ААВВ Ч ааbb
Родители различаются по одной паре аллельных генов

Дигибридное
ААВВ Ч ааbb
ААВВСС Ч ааbbСС
Родители различаются по двум парам аллельных генов

Равноценное
Аа Ч Аа
Родители не различаются по парам аллельных генов

Анализирующее
АА Ч аа
ААВb Ч ааbb
Изучаемый организм скрещивается с гомозиготным рецессивным организмом


В генетической информации заложена способность развития определенных свойств и признаков. Любой признак в организме является следствием сложных взаимодействий между генами в генотипе и условий среды. Одна и та же наследственная информация в измененных условиях может проявляться по-разному. Диапазон изменчивости, в пределах, которой в зависимости от условий среды один и тот же генотип способен давать различные фенотипы, называется нормой реакции. В ряде случаев у гена, в зависимости от всего генотипа и внешних условий, возможна различная полнота фенотипического проявления – от полного отсутствия, контролируемого геном признака до полной его выраженности. Степень фенотипического проявления признака в зависимости от взаимодействия гена с генотипической средой и условиями среды, называется экспрессивностью. Следовательно, экспрессивность отражает качественное проявление гена в признаке и связана с изменчивостью признака в пределах нормы реакции. Экспрессивность может выражаться в изменении морфологических признаков, биохимических, иммунологических, патологических и других. Например, содержание хлора в поте человека составляет 40 моль/л, при наследственной болезни муковисцедозе колеблется от 40 до 150 моль/л. Наследственное заболевание фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) проявляется от легкой степени умственной отсталости до глубокой имбицильности. В процессе онтогенеза не все гены реализуются в признак. Некоторые из них оказываются блокированными другими неаллельными генами, или проявлению признаков препятствуют неблагоприятные внешние условия. Пробиваемость гена в признак называется пенетрантностью. Пенетрантность выражается в процентах числа особей, несущих признак, к общему числу носителей гена, т.е. это количественный показатель. Если мутантный ген проявляется у всех особей, пенетрантность полная и равна 100%. В остальных случаях о неполной пенетрантности указывает процент особей, проявляющих ген. Например, наследуемость групп крови у человека имеет 100% пенетрантность, эпилепсия – 67%, сахарный диабет – 65%, врожденный вывих бедра – 20%. Термины «экспрессивность» и «пенетрантность» введены в 1927 г. Н.В. Тимофеевым-Ресовским. Обе закономерности необходимо иметь в виду при изучении наследственности у человека.
В естественных условиях в силу воздействия на фенотипы организмов комплекса факторов отбор осуществляется по многим направлениям в результате формируются генофонды, сбалансированные по набору и частотам аллелей, обеспечивающие в данных условиях достаточную выживаемость популяции. Генетический полиморфизм является основой межпопуляционной и внутрипопуляционной изменчивости людей. Изменчивость проявляется в неравномерном распределении на планете некоторых заболеваний, тяжести их протекания в разных человеческих популяциях, в разной степени предрасположенности людей к определенным болезням, индивидуальных особенностях развития патологических процессов, различиях в реакции на лечебное воздействие. Наследственное разнообразие долго было препятствием к успешному переливанию крови. В настоящее время оно же создает большие трудности в решении проблемы пересадок тканей и органов.

Цель изучения модуля: изучить законы наследственности и закономерности наследования генов и цитологические основы закономерностей наследования генов.
Задачи модуля: изучить и правильно использовать основные генетические понятия и термины; изучить правила составления генетических схем скрещивания; решать генетические задачи, используя генетическую символику; анализировать полученные в скрещиваниях результаты; определять генотипы потомства по генотипам и фенотипам родителей; определять генотипы родительского поколения по расщеплению потомства по генотипам и фенотипам; изучить этапы генетического анализа; определять локализацию генов, расстояние между генами по частоте кроссинговера по результатам ди- и полигибридных скрещиваний; составлять генетические карты.

Изучение данного учебного модуля направлено на формирование у обучающихся следующих компетенций, предусмотренных ФГОС-3 по направлениям подготовки – 060201 «лечебное дело» и 060103 «педиатрия»:
а) общекультурные (ОК):
способностью и готовностью анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);
б) профессиональные (ПК)
способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);
способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);
способностью и готовностью анализировать роль биологических факторов в развитии болезней, генотипические и фенотипические проявления наследственных болезней, генетические основы врожденных нарушений челюстно-лицевого аппарата, владеть современными методами исследования генетики человека, принципами медико-генетического консультирования; объяснять характер отклонения в ходе развития, способных привести к формированию вариантов, аномалий и пороков развития (ПК-26).
В результате освоения модуля студент должен:
Знать:
основные генетические понятия и термины;
закономерности наследования аллельных и неаллельных генов и признаков, контролируемых их действием;
законы Г. Менделя;
основы хромосомной теории наследственности;
закономерности наследования пола;
типы и механизмы разных видов изменчивости;
особенности мультифакторных заболеваний человека
Уметь:
уметь применять закономерности наследования аллельных и неаллельных генов аутосом и признаков, контролируемых их действием, для определения генотипов и фенотипов родителей и потомков;
уметь решать генетические задачи на моно- и дигибридное скрещивание при разных формах взаимодействия генов и правильно анализировать полученные результаты;
объяснять причины и возможные механизмы рождения детей с хромосомными болезнями, иллюстрировать ответ схемами;
уметь дифференцировать хромосомы человека; определять половой хроматин в клетках; уметь определять аномалии хромосом в мутантном кариотипе человека.
применять методы вариационной статистики для количественной оценки статистического диапазона модификационной изменчивости (нормы реакции); строить вариационный ряд и вариационную кривую; прогнозировать возможность проявления наследственной патологии в признак; уметь обосновывать невозможность наследования благоприобретенных признаков.
составлять родословные, используя стандартные обозначения; анализировать родословные.
Владеть:
навыками работы с микроскопом;
навыками отображения изучаемых объектов на рисунках;
навыками определения кариотипов;
подходами к решению генетических задач;
стандартными обозначениями для составления родословных;
Денверской системой классификации хромосом для анализа идиограмм.




ЗАНЯТИЕ 1.3.1.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ МОНО- И ДИГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ. МНОЖЕСТВЕННЫЕ АЛЛЕЛИ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛЬНЫХ И НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ.

Цель занятия: изучить основные генетические понятия и термины; освоить правила составления генетических схем скрещиваний; изучить закономерности моно- и дигибридного скрещиваний; изучить закономерность наследования аллельных и неаллельных генов аутосом и признаков, контролируемых их действием.
Практические навыки и умения: уметь правильно использовать основные понятия генетики; уметь применять закономерности наследования аллельных и неаллельных генов аутосом и признаков, контролируемых их действием, для определения генотипов и фенотипов родителей и потомков; уметь решать генетические задачи на моно- и дигибридное скрещивание при разных формах взаимодействия генов и правильно анализировать полученные результаты.
Материалы и оборудование: учебные таблицы (); мультимедийная установка, презентация.
Вопросы для самоподготовки:
Основные понятия генетики (генотип, феонотип, гомо- и гетерозигота, доминантность и рецессивность, гомологичные и негомологичные хромосомы, локус, ген, аллельные и неаллельные гены, пенетрантность, эксперссивность).
Основные типы скрещиваний и их характеристика.
I и II законы Г. Менделя (опишите эксперименты Г. Менделя по скрещиванию гороха, различающегося по цвету семян).
III закон Г. Менделя (опишите эксперименты Г. Менделя по скрещиванию гороха, различающегося по цвету и форме семян).
Каковы закономерности наследования аллельных генов аутосом и их цитологические основы.
Каковы закономерности наследования неаллельных генов аутосом и их цитологические основы.
Как происходит наследование групп крови у человека.

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа 1. Образование гамет.
Задача 1. Сколько типов гамет и какие образует организм: а) гомозиготный по рецессивному гену; б) гетерозиготный; в) гомозиготный по доминантному гену?
Задача 2. Сколько типов гамет и какие продуцирует человек с III группой крови?
Задача 3. Сколько и какие типы гамет продуцирует гетерозиготный организм, если гены взаимодействуют по типу неполного доминирования?

Работа 2. Решение задач на моногибридные скрещивания.
Пример решения генетической задачи на моногибридное скрещивание
Задача. Фенилкетонурия (наследственное заболевание обмена веществ) наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите вероятность рождения больного ребенка в семье, где один из родителей болен, а второй здоров и имеет гомозиготный генотип.
Обозначим ген фенилкетонурии «а», а нормальный ген – «А», тогда страдать фенилкетонурией могут организмы с генотипом аа.
Оформление схемы скрещивания:

P
· аа Ч
· АА

G а А

F Аа

Ответ: вероятность рождения в семье больного ребенка равна 0.

Задача 1. Синдактилия (сращение пальцев) наследуется как доминантный аутосомный признак. Какова вероятность рождения детей со сросшимися пальцами в семье, где один из родителей гетерозиготен по анализируемому признаку, а другой имеет нормальное строение пальцев?
Задача 2. У человека умение владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина - правша, мать которого была левшой, женился на женщине - правше, имевшей трех братьев и сестер, двое из которых левши. Определите возможные генотипы женщин и вероятность того, что дети, родившиеся от этого брака, будут левшами.
Задача 3. Миоплегия (периодические параличи) передается по наследству как доминантный признак. Определите вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией.
Задача 4. У человека ген полидактилии (шестипалость) доминирует над нормальным строением кисти. А) определить вероятность рождения шестипалых детей в семье, где оба родителя гетерозиготные. Б) в семье, где один из родителей имеет нормальное строение кисти, а второй шестипалый, родился ребенок с нормальным строением кисти. Какова вероятность рождения следующего ребенка тоже без аномалий?
Задача 5. Детская форма амавротической семейной идиотии Тей-Гакса наследуется как аутосомно рецессивный признак и заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. Первый ребенок умер от анализируемой болезни в то время, когда должен родиться второй. Какова вероятность того, что ребенок будет страдать той же болезнью?

Работа 3. Решение задач на дигибридные и полигибридные скрещивания.

Пример решения генетической задачи на моногибридное скрещивание
Задача. Глухота у человека может быть обусловлена неаллельными рецессивными генами, локализованными в негомологичных хромосомах. Какова вероятность рождения глухого ребенка у дигетерозиготных родителей?
Признак
Ген
Генотип

Глухота
a, b
AAbb, Aabb, aaBB, aaBb, aabb

Отсутствие глухоты
A, B
AABB, AaBB, AABb, AaBb


Оформление схемы скрещивания:

P
· AaBb Ч
· АaBb

G AB Ab аB ab

F Решение такой задачи удобнее оформить с помощью решетки Пеннета.

Гаметы
AB
Ab
aB
ab

AB
AABB
здоровый
AABb
здоровый
AaBB
здоровый
AaBb
здоровый

Ab
AABb
здоровый
Aabb
глухой
AaBb
здоровый
Aabb
глухой

aB
AaBB
здоровый
AaBb
здоровый
aaBB
глухой
aaBb
глухой

ab
AaBb
здоровый
Aabb
глухой
aaBb
глухой
Aabb
глухой


Ответ: При таких генотипах родителей вероятность проявления патологического признака у детей составляет 7/16.

Помните, что гетерозиготы всегда образуют четное количество сортов гамет, равно 2n, где n – число «гетеро»пар аллельных генов (например, в генотипе AaBB 1 «гетеро»пара Аа, т.е. n=1, значит 21=2, и число типов гамет будет 2). Гаметы образуются в соответствии с правилом чистоты гамет (правило не смешивания каждой пары в гаметах гибридного организма, в его основе лежит цитологический механизм мейоза).
При определении вероятности генетиски обусловленных событий можно использовать второе и третье правила вероятностей.
Согласно второму правилу, вероятность наступления одного из несовместимых событий равна сумме вероятностей каждого из них (правило сложения вероятностей).
Третье правило вероятностей утверждает, что вероятность одновременного появления двух независимых событий равна произведению их вероятностей (правило умножения вероятностей).

Задача 1. У человека имеются две формы глухонемоты, которые определяются рецессивными аутосомными несцепленными генами. А) какова вероятность рождения детей глухонемыми в семье, где мать и отец страдают одной и той же формой глухонемоты, а по второй паре генов глухонемоты каждый из них гетерозиготен? Б) какова вероятность рождения детей глухонемыми в семье, где оба родителя страдают разными формами глухонемоты, а по второй паре генов глухонемоты они гетерозиготные?
Задача 2. Некоторые формы катаракты и глухонемоты у человека передаются как аутосомные рецессивные не сцепленные между собой признаки. Отсутствие резцов верхней челюсти также может передаваться как рецессивный признак. Какова вероятность рождения детей со всеми тремя аномалиями в семье, где один из родителей страдает катарактой и глухонемотой, но гетерозиготен по третьему признаку, а второй супруг гетерозиготен по катаракте и глухонемоте, но страдает отсутствием резцов и клыков в верхней челюсти?
Задача 3. Глухота и болезнь Вильсона (нарушение обмена меди) – рецессивные признаки. От брака глухого мужчины и женщины с болезнью Вильсона родился ребенок с обеими аномалиями. Какова вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?
Задача 4. Короткопалость, близорукость и альбинизм контролируют рецессивные аллели трех генов, расположенных в разных парах хромосом. Короткопалый, близорукий с нормальной пигментацией мужчина женился на здоровой женщине альбиносе. Их первый ребенок был короткопал. Второй – близорук. Третий – альбинос. Определить генотипы родителей и детей.
Задача 5. У человека праворукость доминирует над леворукостью, а ахондроплазия – над нормальным строение скелета. Мужчина и женщина, оба правши, страдающие ахондроплазией, вступили в брак. У них родилось трое детей: правша с ахондроплазией, левша с ахондроплазией и правша с нормальным строением скелета. Какова вероятность рождения левши с ахондроплазией?

Работа 3. Решение задач при разных формах взаимодействия генов.
Задача 1. Одна из форм цистинурии (нарушение обмена четырех аминокислот) 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.
Задача 2. Пельгеровская анемия сегментирования ядер лейкоцитов наследуется как аутосомный неполностью доминирующий признак. У гомозигот по этому признаку сегментация ядер полностью отсутствует, у гетерозигот она необычна. Определите характер ядра сегментоядерных лейкоцитов у детей в семье, где у одного их супругов ядра лейкоцитов не сегментированные, у другого нормальные.
Задача 3. Талассемия (анемия Кули) наследуется как не полностью доминантный аутосомный признак. У гомозигот заболевание оканчивается смертельным исходом в 90-95% случаев. У гетерозигот анемия Кули 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?
Задача 4. У человека имеется несколько форм наследственной близорукости. Умеренная форма (от 2,0 до 4,0) и высокая (выше 5,0) передается как аутосомный, доминантный несцепленный между собой признак (Малиновский А.А., 1970). В семье, где мать была близорукой, а отец имел нормальное зрение, родилось двое детей: сын и дочь. У дочери умеренная близорукость, а у сына высокая. Какова вероятность рождения следующего ребенка в семье без аномалии, если известно, что у матери близорукостью страдал только один из родителей? Следует иметь в виду, что у людей, имеющих гены обеих форм близорукости, проявятся только одна высокая.
Задача 5. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно лишь ограничиться тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие – доминантные признаки и рост 180 см.
а) Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов.
б) Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см, 160 см, 155 см и 150 см.
Определите генотипы родителей и их рост.

Работа 4. Решение задач на наследование групп крови у человека.
Группы крови  это генетически наследуемые признаки, не изменяющиеся в течение жизни при естественных условиях. Группа крови представляет собой определённое сочетание поверхностных антигенов эритроцитов (агглютиногенов) системы АВО. Основная система классификации крови - система ABO. Гpуппы кpoви обозначают по наличию или отсутствию определенного типа «склеивающего» фактора (агглютиногена): 0 (I) 1-я группа крови; А (II) 2-я; В (III) 3-я; АВ (IV) 4-я группа крови.
В локусе гена АВО возможны три варианта (аллеля) - 0, A и B, которые экспрессируются по аутосомно-кодоминантному типу. Это означает, что у лиц, унаследовавших гены А и В, экспрессируются продукты обоих этих генов, что приводит к образованию фенотипа АВ (IV). Фенотип А (II) может быть у человека, унаследовавшего от родителей два гена А или гены А и 0. Соответственно фенотип В (III) - при наследовании двух генов В или В и 0. Фенотип 0 (I) проявляется при наследовании двух генов 0. Таким образом, если оба родителя имеют II группу крови (генотипы AА или А0), кто-то из их детей может иметь первую группу (генотип 00). Если у одного из родителей группа крови A (II) с возможным генотипом АА и А0, а у другого B (III) с возможным генотипом BB или В0 - дети могут иметь группы крови 0 (I), А (II), B (III) или АВ (IV).
Задача 1. У человека группа крови определяется тремя аллелями одного локуса. Гены принято записывать Jє, JА , JВ. В различных сочетаниях генов образуется четыре группы крови:
Первая с генотипом______________
Вторая _________ или____________
Третья _________или____________
Четвертая ______________________
Задача 2. Мать со второй группой крови имеет ребенка с первой группой крови. Установите возможные группы крови отца.
Задача 3. У матери первая группа крови, а у отца четвертая. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из родителей?
Задача 4. У кареглазых родителей родилось четыре ребенка: два голубоглазых и два кареглазых. Голубоглазые имеют группы крови О и АВ, кареглазые – А и В. Какова вероятность того, что следующий ребенок будет кареглазым с группой крови О? (Карий цвет доминирует над голубым и обусловлен аутосомным геном).
Задача 5. У фермера было два сына. Первый родился, когда фермер был молод, и вырос красивым сильным юношей, которым отец очень гордился. Второй, родившийся много позже, рос болезненным ребенком, и соседи убеждали фермера подать в суд для установления отцовства. Основанием для иска должно было послужить то, что являясь отцом такого складного юноши, каким был его первый сын, фермер не мог быть отцом такого слабого создания, как второй. Члены семьи фермера имели кровь следующих групп: фермер – О; его жена – АВ; первый сын - А; второй сын – В. Можно ли на основании этих данных считать, что оба юноши являются сыновьями этого фермера? Каковы генотипы всех членов семьи?

Работа 5. Решение задач на наследование признаков с разной пенетрантностью.
Пример решения генетической задачи с учетом пенетрантности гена
Задача. Витилиго (нарушение пигментации) наследуется как аутосомно-доминантный признак с пенетрантностью 70 %. Какова вероятность рождения ребенка с витилиго, если у одного из родителей имеется витилиго?
Обозначим ген витилиго «А», а нормальный ген – «а», тогда страдать витилиго могут организмы с генотипами АА и Аа. Поэтому нужно рассмотреть 2 варианта скрещиваний.
1 вариант:

P
· АА Ч
· аа

G А а

F Аа

Вероятность появления генотипа Аа в первом поколении составляет 100 %. Имея в виду, что пенетрантность доминантного гена 70 %, можно сделать вывод, что вероятность рождения в семье ребенка с витилиго составит 70 %.

2 вариант:

P
· Аа Ч
· Аа

G А а а

F Аа; аа

Все потомки с генотипом аа (50 %) оказываются здоровыми. Потомки с генотипом Аа также рождаются с вероятностью 50 %, но только 70 % из них будут с витилиго. Следовательно, вероятность рождения ребенка с витилиго – 35 %.

Задача 1. Подагра определяется доминантным аутосомным геном. По некоторым данным (Эфроимсон В.П., 1968) пенетрантность гена у мужчин составляет 20%, а у женщин она равна нулю. а) Какова вероятность заболевания подагрой в семье гетерозиготных родителей? б) Какова вероятность заболевания подагрой в семье, где один из родителей гетерозиготен, а другой нормальный по анализируемому признаку?
Задача 2. Ангиоматоз сетчатки глаза обусловливается доминантным аутосомным геном, пенетрантность которого 50 %. Какова вероятность (в процентах) рождения больного ребенка в семье, где оба супруга гетерозиготны по данному гену?
Задача 3. Отосклероз (очаговое заболевание косточек среднего уха, способное вызвать глухоту) наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Гипертрихоз (вырастание волос на краю ушной раковины) наследуется как признак, сцепленный с Y-хромосомой с полным проявлением к 17 годам. Жена здоровая и гомозиготна по исследуемому признаку, муж имеет обе аномалии. Какова вероятность рождения детей с отосклерозом?
Задача 4. Отосклероз (очаговое заболевание косточек среднего уха, способное вызвать глухоту) наследуется как доминантный аутосомный признак с пенетрантностью 30%. Отсутствие боковых резцов наследуется как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак с полной пенетрантностью. Определите вероятность рождения детей с обеими аномалиями одновременно в семье, где мать гетерозиготна в отношении обоих признаков, а отец не страдает отсутствием резцов, но гетерозиготен по гену отосклероза.


ЗАНЯТИЕ 1.3.2.
СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ И ГРУППЫ СЦЕПЛЕНИЯ ГЕНОВ. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КРОССИНГОВЕРА.

Цель работы: изучить закономерности наследования сцепленных генов; изучить закономерности наследования пола и генов, локализованных в половых хромосомах; изучить цитологические основы закономерностей наследования пола и генов половых хромосом.
Практические навыки и умения: уметь применять закономерности наследования неалельных генов сцепленных и признаков, контролируемых их действием; знать основные положения хромосомной теории наследственности, особенности наследование признаков, сцепленных с половыми хромосомами; уметь применять полученные знания для решения генетических задач на закономерности наследования сцепленных признаков.
Материалы и оборудование: учебные таблицы (); мультимедийная установка, презентация.
Вопросы для самоподготовки:
Наследование признаков, сцепленных с полом.
Сцепление генов и кроссинговер.
Линейное расположение генов. Генетические карты.
Основные положения хромосомной теории наследственности.
Химическая природа и тонкая структура гена.
Какие патологические состояния наследуются сцеплено с полом?
Какое значение имеет процесс кроссинговера для эволюции?

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа 1. Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом.

Пример решения генетической задачи на наследование генов половых хромосом

Задача. Ихтиоз может быть обусловлен как рецессивным геном, локализованным в Х-хромосоме, так и аутосомно-доминантным геном. Какова вероятность патологического признака у детей при различных генотипах и фенотипах родителей?
Условия задачи:
Признак
Ген
Генотип

Аутосомный ген

Ихтиоз
А
АА, Аа

Отсутствие ихтиоза
а
Аа

Ген локализован в Х-хромосоме

Ихтиоз
Хб
ХбХб, XбY

Отсутствие ихтиоза
ХБ
ХБХБ, ХБХб, XБY


Рассмотрим один из вариантов среди возможных скрещиваний:

P
· Aa ХБХб Ч
· Аa XбY

F Решение такой задачи удобнее оформить с помощью решетки Пеннета.

Гаметы
AХБ
аХБ
АXб
aXб

AXб
AA ХБХб
больной
Aа ХБХб
больной
AА ХбХб
больной
Aa ХбХб
больной

аXб
Aа ХБХб
больной
аa ХБХб
здоровый
Aa ХбХб
больной
аa ХбХб
больной

АY
AА XБY
больной
Aa XБY
больной
АА XбY
больной
Аa XбY
больной

aY
Aa XБY
больной
аa XБY
здоровый
Аa XбY
больной
аa XбY
больной


Ответ: при таких генотипах родителей вероятность патологического признака у детей составляет 14/16 или 7/8.

Задача 1. Гипоплазия эмали наследуется как сцепленный с х- хромосомой доминантный признак. В семье, где оба родителя страдали отмеченной аномалией, родился сын с нормальными зубами. Каким будет их второй сын?
Задача 2. Классическая гемофилия передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. А) мужчина, больной гемофилией женился на женщине, не имеющей этого заболевания. У них рождаются нормальные дочери и сыновья, которые вступают в брак с не страдающими гемофилией. Обнаружится ли у внуков гемофилия и какова вероятность появления больных в семье дочери и сына? Б) больной гемофилией мужчина вступает в брак с нормальной женщиной, отец которой страдает гемофилией. Определите вероятность рождения в этой семье здоровых детей.
Задача 3. Ангидрозная эктодермальная дисплазия (аномалия развития) у людей передается как рецессивный, сцепленный с х- хромосомой признак. Юноша, не страдающий этим недостатком, женится на девушке, отец которой лишен потовых желез, а мать и ее предки здоровы. Какова вероятность того, что дети от этого брака будут страдать отсутствием потовых желез? Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них рождаются больная девочка и здоровый сын. Определите вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.
Задача 4. Потемнение зубов может определяться двумя доминантными генами, один из которых расположен в аутосомах, другой в Х-хромосоме. В семье родителей, имеющих темные зубы, родились девочка и мальчик с нормальным цветом зубов. Определите вероятность рождения в этой семье следующего ребенка тоже без аномалии, если удалось установить, что темные зубы матери обусловлены лишь геном, сцепленным с Х-хромосомой, а темные зубы отца- аутосомным геном, по которому он гетерозиготен.
Задача 5. Одна из форм агаммаглобулинемии (первичное врожденное иммунодефицитное состояние) наследуется как аутосомно-рецессивный признак, другая - как рецессивный, сцепленный с х- хромосомой. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где известно, что мать гетерозиготна по обеим парам генов, а отец здоров и имеет лишь доминантные гены анализируемых аллелей.
Задача 6. У человека дальтонизм (одна из форм цветовой слепоты) обусловленная сцепленным с Х- хромосомой рецессивным геном. Один из видов анемии - талассемия наследуется как аутосомный доминантный признак и наблюдается в двух формах: у гомозигот – тяжелая, часто смертельная, у гетерозигот менее тяжелая. Женщина с нормальным зрением, но легкой формой талассемии в браке со здоровым мужчиной, но дальтоником, имеет сына дальтоника с легкой формой талассемии. Какова вероятность рождения следующего сына без аномалии?
Задача 7. У человека классическая гемофилия наследуется как рецессивный сцепленный с Х-хромосомой признак. Альбинизм (отсутствие пигментации) обусловлен аутосомным рецессивным геном. У одной супружеской пары, нормальной по этим признакам, родился сын с обеими аномалиями. Какова вероятность, что у второго сына в этой семье проявятся также обе аномалии одновременно?
Задача 8. Пигментный ретинит (прогрессирующее сужение поля зрения и усиливающаяся ночная слепота, нередко приводящая к полной слепоте) может наследоваться тремя путями: как аутосомный доминантный признак, как аутосомный рецессивный и как рецессив, сцепленный с Х-хромосомой. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где мать больна пигментным ретинитом и является гетерозиготной по всем трем признакам. Отец нормален и гомозиготен.
Задача 9. У родителей со II группой крови родился сын с I группой крови и гемофилик. Оба родителя не страдают этой болезнью. Определите вероятность рождения второго ребенка здоровым и его возможные группы крови. Гемофилия наследуется как рецессивный, сцепленный с х-хромосомой признак.

Работа 2. Решение генетических задач на явление сцепления признаков и эффект кроссинговера

Пример решения генетической задачи на сцепленное наследование

Задача. Гены, контролирующие у человека резус-фактор и обуславливающие заболевание эллиптоцитоз (доминантный признак), локализованы в одной аутосоме. Частота кроссинговера между ними 3 %. Определите вероятность рождения детей с различными фенотипами, если один из супругов дигетерзиготен, причем гены резус-отрицательности и эллиптоцитоза он унаследовал от одного из своих родителей, а второй родитель имеет два рецессивных признака.

Условия задачи:
Признак
Ген
Генотип

Rh+
R
RR, Rr

Rh-
r
rr

Эллиптоцитоз
Е
ЕЕ, Ее

Отсутствие эллиптоцитоза
е
ее

По условию задачи гены резус-фактора и эллиптоцитоза сцеплены, при этом один из родителей оказывается дигетерозиготным, унаследовав мутантные гены (r и Е) от одного из родителей, т.е. гены r и Е лежат в одной хромосоме.
Исходя из этого, скрещивание можно записать так:

P
· Re//rE Ч
· re//re

G Re rE RE re re

48,5% 48,5% 1,5% 1,5% 100%
Вероятность генотипов (здесь и фенотипов) потомков рассчитываются как произведения вероятностей соответствующих гамет.

F Re//re rE//re RE//re re//re
Rh+, здоровый Rh-, больной Rh+, больной Rh-, здоровый
48,5% 48,5% 1,5% 1,5%

Задача 1. У человека резус-фактор сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов и находится от него на расстоянии 3-х морганид. Резус-положительность и эллиптоцитоз определяются доминантными аутосомными генами. Одни из супругов гетерозиготен по обоим признакам. При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, эллиптоцитоз – от другого. Второй супруг резус-отрицательный и имеет нормальные эритроциты. Определите процентное соотношение вероятных генотипов и фенотипов в этой семье.
Задача 2. Синдром дефекта ногтей и коленной чашечки определяется полностью доминантным аутосомным геном. На расстоянии 10 морганид от него находятся локус группы крови по системе АВО. Один из супругов имеет вторую группу крови, а другой – третью. Тот, у которого вторая группа страдает дефектом ногтей и коленной чашечки. Известно, что его отец был с первой группой крови и не имел этих аномалий, а мать – с четвертой группой крови имела оба дефекта. Супруг, имеющий третью группу крови нормален в отношении дефекта ногтей и коленной чашечки и гомозиготен по обоим парам анализируемых генов. Определите вероятность рождения детей в этой семье, страдающих дефектом ногтей и коленной чашечки и их возможные группы крови.
Задача 3. Классическая гемофилия и дальтонизм наследуются как рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой. Расстояние между генами определено в 9,8 морганиды. А) девушка, отец которой страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом, а мать здорова и происходит из благополучной семьи по этим заболеваниям, выходит замуж за здорового мужчину. Определите вероятные генотипы детей от этого брака. Б) женщина, мать которой страдает дальтонизмом, а отец гемофилией, вступает в брак с мужчиной, страдающим обоими заболеваниями. Определите вероятность рождения детей в этой семье с обоими заболеваниями.
Задача 4. Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными (т.е. не обнаруживающими кроссинговера) генами. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию от отца. Ее муж нормален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного появления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих этих признаков или наличие только одной аномалии - катаракты или полидактилии?
Задача 5. У человека ген, определяющий синдром дефекта ногтей и коленной чашечки, и ген, определяющий группу крови по системе АВО, сцеплены между собой и находятся на расстоянии 10 морганид. Ген, определяющий резус-фактор, и ген эллиптоцитоза находятся в другой хромосоме и расположены друг от друга на расстоянии 3 морганид. Синдром дефекта ногтей, эллиптоцитоз и резус-фактор положительный наследуются по доминантному признаку. Один супруг гетерозиготен по всем анализируемым признакам и имеет четвертую группу крови, известно, что в предшествовавших поколениях ни у кого кроссинговера не было, а синдром дефекта ногтей он унаследовал от отца вместе с геном второй группы крови. Второй супруг гомозиготен по всем рецессивным генам и имеет первую группу крови. Определите вероятные фенотипы от этого брака.
Задача 6. 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 двумя аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но мать ее страдала ночной слепотой, а отец - цветовой слепотой. Муж же 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.

Задачи повышенной сложности
Задача 1. 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.
а) Гетерозиготная по всем признакам женщина, 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.
б) Резус-положительная женщина с нормальным зрением выходит замуж за мужчину резус-отрицательного с эллиптоцитозом и страдающего ночной слепотой. Известно, что отец женщины был резус-отрицательным и не различал цвета, а мать различала цвета нормально, но страдала ночной слепотой. У мужчины страдал эллиптоцитозом лишь отец, а мать тоже страдала ночной слепотой. Определите вероятность рождения в этой семье резус-отрицательных детей без других аномалий.
б) 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.
Задача 2. У человека ген гемофилии и ген цветовой слепоты расположены в х- хромосоме на расстоянии 9,8 морганиды. Оба гена рецессивны. Ген синдрома дефекта ногтей и коленной чашечки находится в аутосоме, а на расстоянии 10 морганид от него расположен ген, определяющий группу крови по системе АВО. Ген синдрома дефекта ногтей и коленной чашечки - доминантный ген.
а) Женщина с IV группой крови и гетерозиготная по всем остальным анализируемым признакам выходит замуж за мужчину с 1 группой крови и нормального по остальным признакам. Определите вероятность рождения детей в этой семье без анализируемых заболеваний и их группы крови, если известно, что отец женщины страдал одновременно гемофилией и ночной слепотой, имел дефект ногтей и II группу крови.
б) Женщина со II группой крови и гетерозиготная по остальным анализируемым признакам выходит замуж за мужчину с III группой крови, дальтоника и нормального по остальным анализируемым признакам. Определите вероятность рождения детей в этой семье без анализируемых заболеваний и их группы крови, если известно, что у матерей супругов была 1 группа крови и обе они страдали только цветовой слепотой.
в) Женщина имеет II группу крови и гетерозиготна по синдрому дефекта ногтей и коленной чашечки, эллиптоцитозу и резус-фактору. Ее супруг тоже гетерозиготе н по всем признакам и имеет III группу крови. Известно, что матери супругов имели 1 группу и были резус-положительными, а дефект ногтей и эллиптоцитоз имели только их отцы. Определите вероятные фенотипы детей у этой супружеской пары, зная, что ген синдрома дефекта ногтей и коленной чашечки находится в одной группе сцепления с геном, определяющим группу крови по системе АВО и расстояние между ними 10 морганид, а ген резус-фактора и ген эллиптоцитоза находятся в другой группе сцепления на расстоянии 3 морганид. Синдром дефекта ногтей и коленной чашечки, эллиптоцитоз и резус-положительность передаются как доминантные признаки.

ЗАНЯТИЕ 1.3.3.
ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ (МОДИФИКАЦИОННАЯ)
И ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Цель занятия: изучить основные формы изменчивости, причины их возникновения; изучить классификацию и механизмы возникновения мутаций.
Практические навыки и умения: применять методы вариационной статистики для количественной оценки статистического диапазона модификационной изменчивости (нормы реакции); строить вариационный ряд и вариационную кривую; прогнозировать возможность проявления наследственной патологии в признак; уметь обосновывать невозможность наследования благоприобретенных признаков.
Материалы и оборудование: учебные таблицы (); мультимедийная установка, презентация, микроперпараты..
Вопросы для самоподготовки:
Основные формы изменчивости
Ненаследственная изменчивость организмов, ее причины и механизмы.
Что такое норма реакции?
Что такое генокопирование и фенокопирование?
Значение модификационной изменчивости для понимания физиологических и патологических процессов в организме человека.
Какая изменчивость называется онтогенетической, каковы ее механизмы и значение?
Комбинативная изменчивость, ее механизмы.
Мутационная изменчивость и ее роль в возникновении новых вариантов генов.
Классификация мутагенов. Примеры.
Основные типы мутаций.
Что такое миссенс и нонсенс мутации?
Что такое репарация? Приведите примеры основных механизмов репарации.
Какие мутации (генные, хромосомные или геномные) встречаются в человеческих популяциях чаще и почему?
В чем состоит общебиологическое и медицинское значение наследственной и ненаследственной изменчивости организмов?

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа 1. Построение вариационного ряда.
На выбор можно использовать разные показатели (масса тела или объем грудной клетки). Исследуемые 100 единиц наблюдения составят выборочную совокупность. Выпишите цифровые показатели (варианты), например, массы тела, отдельных индивидуумов в порядке убывания или нарастания величин. Совокупность вариантов, расположенных в определенной последовательности, составит вариационный ряд. Определите крайние варианты ряда, или лимиты изменчивости, т.е. наименьшую и наибольшую массу тела (42 и 70 кг). Крайние варианты, или лимиты, показывают, в каких пределах изменяется признак.

Таблица 2.4. Цифровые показатели модификационной изменчивости (100 единиц наблюдения)
Масса тела, кг
Объем груди, см3

54 70 66 48
90,0 97,5 87,5 90,0

62 56 54 47
82,5 92,5 100,0 90,0

65 53 64 52
97,5
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
· 87,5 92,5 85,0

50 53 51 54
95,0 85,0 92,5 85,0




























Однако большое количество вариант (100), расположенных в один ряд, не дает возможности получить наглядную картину изменчивости признака. Более показательным является построение сгруппированного вариационного ряда. Для этого следует разбить все варианты на группы. Количество групп выбирается произвольно(8-10). Затем определите величину интервала между группами. Для этого разделите разницу между наибольшей и наименьшей величиной признака на число групп. Если, например, эти величины равны 42 и 70 кг, а число групп 7, то величина интервала равняется:70-42=28:7=4 кг. Отсюда границы 1-й группы – 42-45 кг,2-й группы – 46-49 кг,3-й группы – 50-53 кг и т.д.
После определения границ группы распределите все варианты по группам и вычислите среднее значение каждой группы; среднее значение равно сумме ее крайних вариант, деленной на 2.
Расположив средние значения групп в порядке нарастания или убывания, получите сгруппированный вариационный ряд, в котором роль отдельных вариант выполняют средние значения групп.
Затем определите частоту каждой группы, т.е. распределение вариант по группам. Увидите, что частота групп неодинакова, средние члены вариационного ряда встречаются чаще.
После этого определите моду (Мо), или модальную группу, т.е. величину, которая встречается наиболее часто в данной совокупности.
Составьте таблицу из двух вертикальных граф. В первую впишите средние значения групп, во вторую – соответствующую им частоту.
Определите среднюю арифметическую (М) данного вариационного ряда (выраженности признака) по формуле:
М = 13 EMBED Equation.3 1415,
где М – средняя арифметическая данного вариационного ряда, v – варианта (длина листа), р – частота встречаемости варианты, n – общее число вариант вариационного ряда.

Работа 2. Построение вариационной кривой

Изобразите вариационный ряд графически. Для этого на оси абсцисс (горизонтальная линия) расположите средние значения групп (массы тела), а по оси ординат (вертикальная линия) – частоту каждой группы. Затем, соединив все точки линиями, получите вариационную кривую (рис.).

Рис. Вариационная кривая – графическое отображение частоты встречаемости каждой варианты.

Различные варианты распределены в вариационной кривой по закону Кетле. Согласно этого закона, варианты со средними показателями встречаются чаще, чем варианты с крайними показателями. Это называется «нормальным распределением». Кривая на графике бывает, как правило, симметричной.

Работа 3. Определение степени вариабельности признака (среднеквадратическое отклонение)

Величина варьирования признака (масса тела) в изучаемой совокупности (100 мужчин) является важным показателем изменчивости. Она определяется с помощью среднеквадратического отклонения(
·) и позволяет определить величину колебаний значений вариант по отношению к средней арифметической вариационного ряда.
Определяется среднеквадратическое отклонение по формуле:

· =
·
·(v-M)2p/n,
где М – средняя арифметическая ряда, v – среднее значение группы, р – частота данной группы, n – число вариантов в совокупности.

Найдите отклонения среднего значения группы от среднеарифметической ряда (v-М) . При этом получите как положительные, так и отрицательные значения.
Возведите в квадрат полученные отклонения, вследствие чего все величины становятся положительными.
Суммируйте отклонения, возведенные в квадрат.
Вычислите среднеквадратическое отклонение (
·) по указанной выше формуле.

Работа 4. Вычисление коэффициента вариации

Коэффициент вариации (V) является числом относительным и позволяет сравнить между собой изменчивость различных признаков в разных совокупностях. В зависимости от величины коэффициента различают небольшре варьирование (0 – 10%), среднее (11 – 20%), большое (свыше 20 %). Коэффициент вариации вычисляется по формуле: V = (
·/М)Ч100 %, где
· – среднеквадратическое отклонение, М – средняя арифметическая.

Работа 5. Изучение нормальных особей мухи дрозофилы

Рассмотрите внешнее строение мухи дрозофилы на микропрепарате и рисунке и определите пол особей. Мухи дрозофилы имеют мелкие размеры, отелы тела хорошо разграничены. Самки несколько крупнее самцов (рис. 1). Брюшко у самки более округлое с заострённым концом; у самца оно боле цилиндрическое с притуплённым концом и сильно пигментированными (чёрными) несколькими последними тергитами. Тергитами у насекомых называют скелетные хитиновые пластинки брюшка со спинной стороны. У самки имеется 8 хорошо развитых тергитов, у самца – 6 .
У нормальных мух тело серого цвета, глаза красного цвета. Глаза расположены по бокам головы. Кроме того, на ней расположены короткие стяжки. Грудной отдел серого цветы несет три пары членистых конечностей и пару прозрачных плоских крыльев. Обратите внимание, что длина крыльев превышает длину тела.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Рис.1. Дрозофила: 1 - самка: 2 - самец.

Работа 6. Изучение фенотипического проявления генных мутаций мухи дрозофилы. Изучение мутантных вариантов мухи дрозофилы.

Таблица. Мутации мухи дрозофилы

Название мутации
Фенотипическое проявление
Тип наследования
Локус, тип мутации

Bar
Узкие (полосковидные) глаза
Доминантный
Хромосома 1, локус 1,5; хромосомная перестройка (дупликация)

White
Белые глаза
Рецессивный
Хромосома 1, локус 1,5; генная мутация

Black
Чёрное тело
-//-
Хромосома 2, локус 48,5; генная мутация

Yellow
Жёлтое тело
-//-
Хромосома 1, локус 0,0; генная мутация

Curly
Загнутые кверху крылья
Доминантный
Хромосома 2, локус (?), генная мутация

Vestigial
Зачаточные крылья
Рецессивный
Хромосома 2, локус 67, генная мутация

Cut
Вырезка крыла
-//-
Хромосома 1, локус 20, генная мутация



Рис. Некоторые мутации Drosophila melanogaster, выражающиеся главным образом в нарушении нормального строения крыльев. Все самки. По Т. Моргану, 1919, и Т. Моргану и др., 1925
1  notch (наплывы на продольных жилках крыла), 
2  beaded (пузыревидные крылья), 
3  rudimentary (рудиментарные крылья), 
4  curled (загнутые кверху крылья), 
5  vestigial (зачаточные крылья).


Рассмотреть и зарисовать при малом увеличении микроскопа или при помощи лупы:
А) дикий тип (темно-красные глаза обычной формы, нормальные крылья (длина крыльев превышает длину тела), серый цвет тела).
Б) мутацию White eyes – белый цвет глаз
В) мутацию Vestigial wings – зачаточные крылья
Г) мутацию Ebony body – черная окраска тела
Д) мутацию Apterous wings – бескрылая форма.


Работа 7. Решение ситуационных задач.
Задача 1. Один из монозиготных близнецов поднялся высоко в горы, другой – остался на равнине. У первого количество эритроцитов в крови увеличилось, тогда как у второго не изменилось. Объясните причину данного явления. Назовите форму изменчивости.
Задача 2. Классическая форма наследственной болезни фенилкетонурии развивается у людей, гомозиготных по мутантному (рецессивному) гену фермента финилалалнингидроксилазы, необходимого для нормального обмена незаменимой аминокислоты фенилаланина. Нарушение обмена фениаланина приводит, как правило, к снижению интеллекта. Но, если с первых недель жизни в диете гомозиготного ребенка уменьшить количество фенилаланина, интеллект его будет практически нормальным. Как называется такая форма изменчивости?
Задача 3. Врожденная глухота может возникнуть в результате наличия мутантного гена в генотипе плода, но она может развиться и у организма с нормальным генотипом: а) чем можно объяснить наличие глухоты при нормальном генотипе; б) нужно ли выяснять природу этой аномалии у пациента, если лечение в обоих случаях одинаково?
Задача 4. В медико-генетическую консультацию обратились две супружеские пары, у которых родились дети с незаращением твердого нёба («волчья пасть»). Изучив родословную каждой семьи и выяснив их бытовые и производственные условия, врачи пришли к заключению, что у супругов А. все последующие дети, а также внуки не должны иметь этого дефекта, но у супругов Б. существует большая вероятность появления его у детей и внуков. Укажите возможные механизмы появления данного дефекта у ребенка в семьях А. и Б.
Задача 5. Ликвидаторы аварии на Чернобыльсокй АЭС чаще, чем в среднем в популяции, заболевают лейкозом и раком щитовидной железы. Объясните, почему? Как называется такая форма изменчивости?
Задача 6. Фрагмент гена инсулина имеет следующую нуклеотидную последовательность: ACACGAAGACAACAATAT. Как измениться первичная структура белка, если во всех кодонах третий нуклеотид замениться на: а) гуаниловый; б) цитидиловый? Как называются генные мутации в обоих случаях?
Задача 7. У мужчины, длительное время курившего трубку, на нижней губе развилась опухоль. При гистологическом исследовании ткани опухоли обнаружено множество клеток на разных стадиях митоза, встречаются клетки с различными хромосомными аберрациями и полиплоидные. К какому типу мутаций (спонтанным, индуцированным, соматическим, генеративным) относятся обнаруженные нарушения в генетическом материале клеток опухоли? Передаются ли эти мутации потомкам?
Задача 8. У здоровых родителей родился ребёнок с наследственным заболеванием фенилкетонурией (аутосомно-рецессивный тип наследования).Объясните причину рождения больного ребёнка.Какой вид изменчивости проявился в данном случае? Назовите все возможные механизмы возникновения такой изменчивости.
Задача 9. Аутосомный рецессивный ген d обуславливает предрасположение к сахарному диабету. Пенетрантность этого признака равно 20 %. В семье муж болен диабетом, а у жены болел диабетом отец.Каков тип наследования сахарного диабета? Что такое пенетрантность гена? Проявлением какой формы изменчивости она является? Какова вероятность предрасположения к заболеванию у ребенка в этой семье? 
Задача 10. Укажите виды изменчивости, проявлением которых служат перечисленные ниже явления:
1) У родителей с нормальным кариотипом родилась дочь, в клетках которой обнаружили три Х-хромосомы.
2) В результате кроссинговера в одной из гомологичных хромосом произошла потеря небольшого участка, а в другой, наоборот, удвоение этого участка хромосомы.
3) В течение года у человека наблюдается сезонное изменение интенсивности функционирования желез внутренней секреции.
4) В процессе интенсивного занятия спортом у спортсмена произошло увеличение массы и силы мускулатуры.
5) У одного из монозиготных близнецов выявлена опухоль глаза - ретинобластома, которую относят к наследственным заболеваниям.


ЗАНЯТИЕ 1.3.4.
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ У ЧЕЛОВЕКА: ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ И БЛИЗНЕЦОВЫЙ.

Цель: определить роли клинико-генеалогического и близнецового методов в изучении наследственных болезней человека (возможности и ограничения); познакомиться с характером распределения наследственных признаков в семье при разных типах наследования; изучить особенности мультифакторных заболеваний человека.
Практические навыки и умения: уметь составлять генеалогическую схему и анализировать ее; знать практическое значение близнецового метода длч определения вклада генотипа и среды в развитие признака.
Материалы и оборудование: учебные таблицы (); мультимедийная установка, презентация
Вопросы самоподготовки:
Каковы особенности человека как объекта генетических исследований.
Методы изучения наследственности человека.
На чем основан близнецовый метод? Для чего он применяется?
Понятия «конкордантность» и «дискордантность».
Болезни с наследственным предрасположением. Характеристика мультифакторных болезней, примеры.
Генеалогический метод изучения наследственности.
Генеалогическое древо, принцип построения.

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа 1. Анализ дерматоглифических карт человека
1. Используя лупу, проведите качественный анализ папиллярных узоров пальцев левой и правой рук человека.
Виды папиллярных узоров
А – дуга (А)

Б – петля (L)

В – завиток (W)

2. С помощью лупы произведите подсчет папиллярных линий на пальцах, представленных в дермато-глифической карте, с учетом количества и места локализации трирадиусов.
3. Полученные результаты занести в таблицу.
Таблица дерматоглифических данных
Пальцы
I
II
III
IV
V
Угол atd

Узор







Гребневой счет








4. Оцените величину угла atd (см. приложение 1).






Угол atd образован пересечением линий, которые соединяют трирадиусы указательного пальца и мизинца с осевым трирадиусом ладони.
В норме он меньше или равен 40 градусам.

Решите задачу:
При дерматоглифическом анализе у пациента установлено следующее:
- на обеих ладонях имеется четырех пальцевая борозда
- на 4 и 5 пальцах обеих рук имеются радиальные петли
- главный ладонный угол составляет 77о. 
Можно ли на основе этих данных предположить наличие у пациента наследственной патологии?

Работа 2. Решение ситуационных задач (составление и анализ родословных (генеалогических) схем)

Условные обозначения для графического изображения родословной:


Задача 1. Пробанд – здоровая женщина – имеет двух здоровых братьев и двух братьев больных алькаптонурией (выделение с мочой гомогенотензиновой кислоты). Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болеет алькаптонурией и является двоюродным дядей своей жены. У него есть здоровый брат и здоровая сестра. Бабка по линии отца была больной и состояла в браке со своим двоюродным здоровым братом. Бабка и дед пробанда по линии матери здоровы, отец и мать деда также здоровы, при этом мать деда является родной сестрой деда пробанда со стороны отца. Определите вероятность рождения больных алькаптонурией детей в семье пробанда при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину, мать которого страдала алькаптонурией.
Задача 2. 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 дальше известно: бабушка больна, а дед здоров; прадедушка (отец бабушки) страдал ночной слепотой, сестра и брат прадедушки были больны; прапрадедушка болен, его брат, имеющий больную дочь и двух больных сыновей, также болен. Жена пробанда, ее родители и родственники здоровы. Определите вероятность рождения больных детей в семье пробанда.
Задача 3. Пробанд страдает легкой формой серповидноклеточной анемии. Его супруга здорова. Они имеют дочь также с легкой формой анемии. Мать и бабка пробанда страдали этой же формой серповидноклеточной анемии. Остальные родственники ее матери и отца здоровы. У жены пробанда есть сестра, больная легкой формой анемии, вторая сестра умерла от анемии. Мать и отец жены пробанда страдали анемией, кроме того, известно, что у отца было два брата и сестра с легкой формой анемии и что в семье сестры отца двое детей умерло от серповидноклеточной анемии. Определите вероятность рождения детей с тяжелой формой анемии в семье дочери пробанда, если она выйдет замуж за такого же мужчину как ее отец.
Задача 4. Пробанд – больная мозжечковой атаксией женщина. Ее супруг здоров. У них 6 сыновей и 3 дочери. Один сын и одна дочь больны мозжечковой атаксией, остальные здоровые дети. Пробанд имеет здоровую сестру и трех больных братьев. Здоровая сестра замужем за здоровым мужчиной и имеет здорового ребенка. Три больных брата пробанда женаты на здоровых женщинах. В семье одного два здоровых сына и одна здоровая дочь, в семье второго брата здоровый сын и больная дочь, в семье третьего – два сына и три дочери здоровы. Отец пробанда болен, а мать здорова. Какова вероятность появления больных детей у больной дочери пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину?
Задача 5. Пробанд страдает дефектом ногтей и коленной чашечки, а его брат нормален. Этот синдром был у отца пробанда, а мать была здорова. Отец пробанда имеет трех братьев и четырех сестер, из них два брата и две сестры с синдромом дефекта ногтей и коленной чашечки. Больной дядя по линии отца женат на здоровой женщине и имеет двух дочерей и сына. Все они здоровы. Определите вероятность появления детей с заболеванием в семье пробанда, если его супруга не будет иметь дефекта ногтей и коленной чашечки.
Задача 6. Одна из форм рахита не излечивается обычными дозами витамина Д. Пробанд – юноша, страдающий этой формой рахита. Его сестра здорова. Мать пробанда больна рахитом, отец здоров. У матери пробанда было трое братьев – все здоровы. Дед пробанда по линии матери болен, бабка здорова. Дед имел двух здоровых братьев и одного больного. У здоровых братьев деда от здоровых жен было пять здоровых сыновей (у одного четыре сына, у другого - один). У больного брата деда жена была здорова. У двух больных дочерей брата деда пробанда от здоровых мужей было по одной здоровой дочери. Еще у одной больной дочери брата деда пробанда, состоящего в браке со здоровым мужчиной, два сына, один из которых болен, и больная дочь. У здоровых сыновей брата деда пробанда жены здоровы, здоровы и их дети. Определите вероятность рождения больных рахитом детей в семье пробанда в случае, если он вступит в брак со своей больной троюродной сестрой.
Задача 7. У пробанда полидактилия (шестипалость). Отец его также шестипалый, а мать с нормальным строением кисти. Дальнейшая родословная известна только по линии отца. У отца есть брат и сестры с нормальным строением кисти и брат и сестры многопалые. Многопалый дядя пробанда был дважды женат на женщинах с нормальным строением кисти. От одного брака у него была дочь с полидактилией, и два сына и одна дочь с нормальным строением кисти. Тетя пробанда была замужем за мужчиной без анализируемой аномалии (она тоже здорова). У них было три мальчика и три девочки с нормальным строением кисти. Дед пробанда без аномалии, а бабушка многопалая. Какова вероятность рождения многопалых детей в семье пробанда, если он вступит в брак с женщиной, имеющей нормальное строение кисти?
Задача 8. Роза и Алла – родные сестры и обе, как и родители, страдают ночной слепотой. У них есть еще сестра с нормальным зрением, а также сестра и брат, страдающие ночной слепотой. У Розы и Аллы мужья с нормальным зрением. У Аллы было две девочки и четыре мальчика, страдающих ночной слепотой. У Розы два сына и дочь с нормальным зрением и еще один сын, страдающий ночной слепотой. Какова вероятность появления у Розы и Аллы внуков, страдающих ночной слепотой, при условии, что все их дети вступят в брак с лицами нормальными в отношении зрения.
Задача 9. Проведите анализ и определите характер наследования признака по родословной, представленной на рисунке


Работа 3. Решение некоторых вопросов генетики человека с использованием близнецового метода.
Задача 1. Муж и жена являются гетерозиготами по аутосомному рецессивному гену фенилкетонурии.
А) Если у них родится пара дизиготных близнецов, то какова вероятность того, что оба близнеца будут больными? Какова вероятность того, что оба будут здоровыми?
Б) Определите вероятность того, что один из дизиготных близнецов будет болен фенилкетонурией, а второй будет здоров.
В) Если у супругов родится пара монозиготных близнецов, то какова вероятность того, что оба близнеца будут страдать фенилкетонурией?
Задача 2. Проанализируйте приведенные в таблице данные и сделайте заключение об относительной роли наследственности и факторов среды в развитии указанных заболеваний человека.

Таблица. Конкордантность некоторых заболеваний, установленная при исследовании пар моно- и дизиготных близнецов
Заболевание
Конкордантность у монозиготных близнецов, %
Конкордантность у дизиготных близнецов, %

Шизофрения
80
13

Эпилепсия
56
10

Сахарный диабет
84
37

Туберкулез
32,8
20,6


Работа 4 (самостоятельная работа). Изучение вклада генетической и средовой компонент в изменчивость динамики роста.
Изучите цифровые данные, приведенные в таблицах 2 или 3.
Подставляя в формулу Холцингера соответствующие коэффициенты корреляции, найдите величины H, а затем Е, для каждой возрастной группы: (Н – генетическая компонента, Е – средовая).
Постройте оси координат. На абсциссе (ось Х) отложите показатели возраста, на ординате (ось Y) значения Н, а на ординате 2 - значения Е.
Вычертите графики изменчивости Н и Е, отметьте зависимость между Н и Е. Сделайте вывод.
Формула Холцингера (формула для вычисления коэффициента наследуемости на основе коэффициентов конкордантности близнецов):
r МЗ – r ДЗ Е = 1 – Н
H = ------------------- ;
1 - r ДЗ
Таблица 2. Возрастная изменчивость коэффициентов корреляции роста у монозиготных - rМЗ и дизиготных rДЗ близнецов (девочки)
Таблица 3. Возрастная изменчивость коэффициентов корреляции роста у монозиготных - rМЗ и дизиготных rДЗ близнецов (мальчики)

Возраст
r МЗ
r ДЗ
Возраст
r МЗ
r ДЗ

0
0.77
0.72
5 лет
0.83
0.62

3 мес.
0.70
0.36
6 лет
0.86
0.69

6 мес.
0.68
0.36
7 лет
0.83
0.55

9 мес.
0.65
0.50
8 лет
0.79
0.25

12 мес.
0.64
0.31
9 лет
0.65
0.14

2 года
0.61
0.39
10 лет
0.69
0.04

3 года
0.69
0.63
11 лет
0.80
0.74

4 года
0.78
0.59
 
 
 


Возраст
r МЗ
r ДЗ
Возраст
r МЗ
r ДЗ

0
0.71
0.69
5 лет
0.72
0.55

3 мес.
0.62
0.43
6 лет
0.78
0.60

6 мес.
0.60
0.56
7 лет
0.77
0.45

9 мес.
0.67
0.49
8 лет
0.70
0.49

12 мес.
0.70
0.48
9 лет
0.79
0.61

2 года
0.57
0.40
10 лет
0.85
0.46

3 года
0.63
0.61
11 лет
0.88
0.51

4 года
0.81
0.67
 





ЗАНЯТИЕ 1.3.5.
ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ
НАСЛЕДСТВЕННОСТИ У ЧЕЛОВЕКА

Цель обучения: определить роль цитогенетического метода в изучении наследственных болезней человека (возможности и ограничения); познакомиться с методами изучения кариотипа человека и выявления хромосомных заболеваний человека.
Практические навыки и умения: уметь дифференцировать хромосомы человека; определять половой хроматин в клетках; уметь определять аномалии хромосом в мутантном кариотипе человека.
Материалы и оборудование: учебные таблицы (); мультимедийная установка, презентация
Вопросы самоподготовки:
Что изучают с помощью цитогенетического метода?
Половой хроматин и методы его определения.
Хромосомное определение пола у человека.
Хромосомные заболевания у человека, их классификация, механизмы возникновения, диагностика.
Болезни импринтинга. Примеры.
Этапы медико-генетического консультирования.
Принципы лечения, методы диагностики и профилактики наследственных заболеваний.

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа 1. Определение полового хроматина в клетке эпителия слизистой полости рта человека.
Используется мазок слизистой полости рта с внутренней стороны щеки.
Описание методики: Мазок получают быстрым скользящим движением шпателя по слизистой рта. Предварительно проглотить слюну. Полученный соскоб перенести на предметное стекло, нанести 1-2 капли раствора краски ацетоарсеина и накрыть покровным стеклом. Большим пальцем надавить на покровное стекло через 3-4 слоя мягкой ткани в течение 2-3 секунд, а затем остатки краски вокруг покровного стекла удалить. Под иммерсионным увеличением микроскопа изучить ядра клеток эпителия слизистой оболочки полости рта. Обращают внимание на гладкую оболочку ядер и зернистую кариоплазму, в которой глыбка полового хроматина (если есть) хорошо видна, она овальной треугольной формы.
Рис-23. Половой хроматин в клетках женщины.
А-ядро клетки эпидермиса; 1-кариолемма; 2-хроматин; 3-половой хроматин.
Зарисовать клетку эпителия полости рта женщины. На рисунке отметить глыбки полового хроматина, прилегающие к оболочке ядра. Зарисовать клетку эпителия слизистой полости рта мужчины, в ядрах которого отсутствует половой хроматин.
Заполнить таблицу, где указать возможные наследственные заболевания, при которых наблюдается соответствующее отсутствие или проявление телец Барра.

Таблица. Глыбки полового Х-хроматина (тельца Барра)
в ядрах соматических клеток человека
Соматическая клетка
Вариант проявления
(норма или соответствует заболеванию)

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
















Работа 2. Цитогенетическая диагностика хромосомных заболеваний человека.
На фотокариограммах нормального и аномального хромосомного набора человека провести цитогенетический анализ кариотипа; определить, в какой группе хромосом возникла аномалия. Вначале установить число хромосом (на фотографии), затем необходимо распределить их на 5 уровней, на первом уровне будут расположены хромосомы группы А (3 пары) и В (2 пары), на втором уровне С (7 пар), на третьем уровне D (3 пары) и Е (3 пары), на четвертом уровне F (2 пары) и G (2 пары), на пятом уровне – половые хромосомы ХХ или ХУ.


Рис. Хромосомный набор женщины. Рис. Хромосомный набор мужчины.
Метафаза и кариограмма. Хромосомы обозначены по классификации Денвера.


Рис-21. Идиограмма хромосомного набора человека.

Рис-22. Обощения схема хромосом человека составленная на основе дифференциального окрашивания.

Сначала определите хромосомы 1-й и 2-й пан – наиболее крупные по размерам. Пара 3 хромосом имеет меньшую длину, чем хромосомы 1-2-й пар, по форме относится к метацентрическим. Пары хромосом 1- 3- образуют группу А.
Хромосомы пар 4 и 5 очень сходны по размеру и форме (субметацентрические), поэтому дифференцировать их не нужно, важно отнести их в группу В.
Хромосомы, относящиеся к 6 – 12-й парам, составляют группу С. Они имеют средние размеры, в осноном субметацентрические, хотя различие в длине плеч несколько варьирует. Точно идентифицировать отдельные пары в пределах группы трудно и делать этого не нужно. С хромосомами 8-й пары этой группы по размеру и форме сходна Х – хромосома.
Хромосомы 13-15-й пар (группа D) легко найти, т.к. они имеют средние размеры и типичную акроцентрическую форму.
Пары 16-18 (группа Е) представлены хромосомами меньших размеров, мета- и субметацентрическими. Среди них легче всего идентифицировать 16-ю пару, поскольку она метацентрическая.
Хромосомы 21-й и 22-й пар (группа G) самые короткие, акроцентрические.
Пара хромосом 23 у женщин представлена двумя Х-хромосомами, одинаковыми по строению.
У мужчин 23-я пара состоит из хромосом Х и Y. Y-хромосома имеет типичную акроцентрическую форму.
Напишите сделанный на основании анализа фотокариограммы вывод. Укажите количество хромосом, нормальный кариотип или нет, мужской или женский и почему.
Группы хромосом
Пациент 1
Пациент 2
Пациент 3

A (1 – 3)




B (4 – 5)




C (6 – 12)




D (13 – 15)




E (16 – 18)




F (19 – 20)




G (21 – 22)




Половые (XY)





Вывод






Работа 3. Цитогенетическая и фенотипическая характеристика хромосомных болезней человека.
Заполнить таблицу, отражающую цитогенетическую и фенотипическую характеристику хромосомных болезней человека.
Хромосомные синдромы
Кариотип
Число телец  Х-хроматина
Фенотип

Шерешевского-Тернера




Клайнфельтера




Трисомии-Х




Полисомии-Y




Дауна




Патау




Эдвардса




«кошачьего» крика






Работа 4. Решение ситуационных задач.
Задача 1. Мужчина фенотипически здоров, но у него была обнаружена сбалансированная транслокация хромосомы 21 на хромосому 15. Может ли эта мутация отразиться на его потомстве?
Задача 2. Некоторые клетки больного человека имеют нормальный кариотип, другие – 47 или 45 хромосом. Укажите название и возможные механизмы этого явления.
Задача 3. Все клетки больного мужчины имеют 47 хромосом за счет лишней Х-хромосомы. Укажите название этой мутации и все возможные механизмы, а также вероятность передачи ее потомству.
Задача 4. Сколько телец полового хроматина можно обнаружить в большинстве интерфазных клеток людей с кариотипами: 1) 46, XX; 2) 46, XY; 3) 47, XXY; 4) 48, XXXY; 5) 45, X; 6) 47,XXX; 7) 48, XXXX; 8) 49, XXXXX?
Задача 5. В одной из хромосом сперматозоида человека есть нехватка. Индивид, получивший эту хромосому, становится аномальным. Какие типы потомков и в какой пропорции может произвести этот индивид?
Задача 6. Ребенок с синдромом Дауна имеет 46 хромосом вместо 47, постоянно обнаруживаемых при этой болезни (лишняя хромосома № 21). Исследование кариотипа показало, что одна из его хромосом № 15 длиннее обычной. У матери больного, а также у тетки по материнской линии (с нормальной конституцией) обнаружено 45 хромосом с удлиненной хромосомой № 15. Чем можно объяснить наблюдающееся в этой
семье явление?
Задача 7. Если зигота человека имеет лишнюю хромосому № 21, то из нее развивается ребенок с синдромом Дауна; если в зиготе не хватает одной хромосомы № 21, то она гибнет (спонтанный аборт). Мать имеет 45 хромосом, так как одна из 21-й пары хромосом транслоцирована на хромосому из 15-й пары (это можно изобразить как 15/21), а отец нормальный. Какие по генотипу могут образоваться зиготы и какова их дальнейшая судьба?

Работа 5 (самостоятельная работа). Знакомство с методами, применяемыми при генетическом консультировании в г. Тюмени в консультативном центре «Семьи и брака».
Цитогенетический: А) определение полового хроматина; Б) кариотипирование
Генеалогический анализ – до трех поколений
Синдромологический (описание фенотипа, внутренних органов, микропризнаков и т.д.).
Пренатальная диагностика
А) биопсия хориона – определение кариотипа плода в 6-7-8 недель.
Б) Биохимический анализ (- и (-протеинов (определение риска рождения ребенка с синдромом Дауна) – 16-17 недель.
В) Кордоцентоз – 20 недель.
Г) ультразвуковая диагностика (24-36 недель) – можно выявить крупные пороки развития.

Работа 6. (самостоятельная работа). Типы браков и их медико-генетические аспекты.
I.Типы браков и их медико-генетические аспекты.
Состав и частота аллелей у людей, в популяциях во многом зависят от типов браков. В связи с этим изучение типов браков и их медико-генетических последствий имеет важное значение.
Браки могут быть: избирательными, неизбирательными.
К неизбирательным относятся панмиксные браки. Панмиксия (греч.nixis – смесь) – сводные браки между людьми с различными генотипами.
Избирательные браки: 1.Аутбридинг – браки между людьми, не имеющими родственных связей по заранее известным генотипом, 2.Инбридинг – браки между родственниками, 3.Положительно-ассортативные – браки между индивидами со сходными фенотипами между (глухонемыми, низкорослые с низкорослыми, высокие с высокими, слабоумные со слабоумными и др.). 4.Отрицательно-ассортативные-браки между людьми с несходными фенотипами (глухонемые-нормальные; низкорослые-высокие; нормальные – с веснушками и др.). 4.Инцесты – браки между близкими родственниками (между братом и сестрой).
Инбредные и инцестные браки во многих странах запрещены законом. К сожалению, встречаются регионы с высокой частотой инбредных браков. До недавнего времени частота инбредных браков в некоторых регионах Центральной Азии достигала 13-15%.
Медико-генетическое значение инбредных браков весьма отрицательное. При таких браках наблюдается гомозиготизация, частота аутосомно-рецессивных болезней увеличивается в 1,5-2 раза. В инбредных популяциях наблюдается инбредная депрессия, т.е. резко возрастает частота возрастает частота неблагоприяиных рецессивных аллелей, увеличивается детская смертность. Положительно-ассортативные браки тоже приводят к подобным явлениям. Аутбридинги имеют положительное значение в генетическом отношении.
При таких браках наблюдается гетерозиготизация. Установлено, что одной из причин акселерации является гетерозиготизация.
В генетике человека большое значение имеет определение степени родства между вступающими в брак. Сведения о степенях родства приведены в таблице 10.


Таблица 10.
СТЕПЕНИ РОДСТВА И ОБЩНОСТЬ ГЕНОВ
Степень родства
Родственники
Общность генов

I
Родители - дети


Сибсы

Дизиготные близнецы
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415


Монозиготные близнецы
1

II
Дед, бабушка-внук, внучка дядя,
тетя-племянник, племянница
13 EMBED Equation.3 1415

III
Двоюродные сибсы
13 EMBED Equation.3 1415

IV
Троюродные сибсы
13 EMBED Equation.3 1415


I.Коэффициент родства – определяется для двух лиц, имеющих общих предков. Это вероятность идентичности случайно выбранного гена в одном локусе лица А, гену такого же локуса лица В.
II.Коэффициент инбридинга – определяется для одного лица, и отражает генетическое родство его родителей. Это – вероятность идентичности аллелей одного локуса гомологичных хромосом индивида. Для определения коэффициента чаще пользуются следующие уравнением F=A13 EMBED Equation.3 1415
F –коэффициент инбридинга
А-число аллелей у общих предков
В-число поколений с материнской линии
С-число аллелей с отцовской линии
Коэффициент инбридинга определяется также для популяций. В большинстве стран определяются низкие показатели коэффициента инбридинга. В малых популяциях, а также популяциях с религиозными, географическими, этническими изоляциями определяется высокий коэффициент инбридинга. Рост экономики, жизненного уровня населения, усиление миграции и метисизации, уменьшение инбредных браков являются факторами, уменьшающими коэффциент инбридинга.

ЗАНЯТИЕ 1.3.6.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ ПО МОДУЛЬНОЙ ЕДИНИЦЕ 3 (КОЛЛОКВИУМ)

Предмет и задачи генетики. Основные генетические понятия: наследственность, наследование, генотип, фенотип, аллельные и неаллельные гены. Гомо- и гетерозиготные организмы. Генотип и фенотип.
Уровни организации наследственного материала, их характеристика.
Роль ядра в передаче наследственных признаков. Опыты Б.Л. Астаурова по андрогенезу.
Особенности молекулярного строения ДНК и РНК. Модель структуры ДНК Уотсона-Крика. Правило Э. Чаргаффа. Комплиментарность структуры ДНК. Проблема избыточности ДНК.
Современные представления о генетическом коде. Опыты Ниринберга. Репликация, транскрипция, трансляция. Транскрипция 4-хзначного кода первичной генетической информации в 20-значный аминокислотный код белков. Мультимерная организация белков (гемоглобин человека).
Закономерности наследования на организменном уровне: законы Менделя, условия выполнения третьего закона Менделя.
Гибридологический метод, его основные положения. Гипотеза «чистоты» гамет. Менделирующие признаки человека.
Закономерности наследования на клеточном уровне: сцепленное наследование, как отклонение от законов Менделя. Полное и неполное сцепление. Кроссинговер.
Хромосомная теория наследственности Т. Моргана, ее основные положение. Группы сцепленных генов.
Хромосомное определение пола. Сцепленное с полом наследованием (Х – сцепленное и голандрическое – У наследование).
Половой хроматин и его значение в выявлении хромосомных болезней.
Взаимодействие аллельных генов: полное и неполное доминирование, сверхдоминирование, кодоминирование. Множественные аллели. Наследование групп крови человека по системе АВ0.
Взаимодействие неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, полимерия.
Теория гена: основные положения теории гена на современном этапе. Свойства гена как функциональной единицы: дискретность, стабильность, лабильность, специфичность, плейотропия. Понятия о пенетрантности, экспрессивности.
Эволюция понятия гена. Взгляды Н. Кольцова на биохимическую структуру гена. Экспериментальные доказательства роли ДНК в передаче наследственной информации (явление трансформации в опытах Гриффитса, трансдукция, эксперименты Френкель-Конрата с вирусом табачной мозаики, опыт Херши и Чейз с бактериофагом).
Молекулярное строение генов прокариот и эукариот. Концепция гена «цистрона» для прокариот и «мозаичного» для эукариот.
Ген – функциональная единица наследственности. Гипотеза «один ген – один фермент» и ее развитие в концепцию «один цистрон – один полипептид». Центральная догма биологии.
Требования, предъявляемые к материальному субстрату, ответственному за несение генетической информации. Цистрон-регулятор, цистрон-оператор, структурные цистроны. Этапы транскрипции и трансляции.
Общие принципы генетического контроля экспрессии генов. Роль генетических факторов в регуляции генной активности и негенетический контроль (гормоны, белки гистоны, синтез неактивных белков, накопление и – РНК в цитоплазме).
Изменчивость и ее формы. Понятие о фенотипической изменчивости. Фенокопии.
Комбинативная изменчивость, ее механизмы и биологическое значение.
Понятия о мутационной изменчивости. Мутации в зависимости от места возникновения (соматические, генеративные), значение. Примеры. Основные положения мутационной теории.
Мутации в зависимости от причины возникновения (спонтанные, индуцированные), значение, примеры. Мутагенные факторы. Канцерогенез.
Мутации на генном и геномном уровне организации наследственного материала. Значение в медицине, примеры.
Мутации на хромосомном уровне организация наследственного материала. Хромосомные аберрации, их значение для биологии и медицины.
Цитоплазматическая наследственность. Наследственность и среда.
Генетика человека как наука, и предмет ее изучения, задачи. Человек как специфический объект генетических исследований.
Методы изучения генетики человека: генеалогический, близнецовый, биохимический. Примеры.
Методы генетики человека, изучающие хромосомные болезни: цитогенетический, дерматоглифический. Примеры.
Сущность молекулярных болезней человека. Возможности их профилактики и лечения. Серповидноклеточная анемия, гемофилия, дальтонизм, альбинизм, фенилкетонурия, болезнь Вильсона-Коновалова, муковисцидоз, наследственная гиперхолестериненемия, идиотия Тея-Сакса.
Наследственные болезни с нетрадиционным наследованием (митохондриальные болезни: пример с наследованием зрительной невропатии Лебера).
Медицинская генетика, ее задачи. Понятие о наследственных заболеваниях и врожденных пороках. Медико-генетическое консультирование, их организация. Методы проведения.
Геном человека: реализованные и предстоящие задачи, общие представления о протеоме человека. Причины несоответствия количества белков протеома количеству генов генома человека. Проект «геном человека»: цели, задачи, основные результаты, перспективы для здравоохранения. Проблема клонирования. Тканевая инженерия и применение стволовых клеток в медицине – базовые принципы.
Основные направления генной инженерии и генной терапии. Генная терапия моногенных болезней.

Рекомендуемая литература по модулю
Основная: Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, 1 т.
Дополнительная:
1. Бочков Н.П. Клиническая генетика: учебник. - 2-е изд., перераб. и доп. - М: ГЭОТАР-МЕД, 2001. - 448 с.: ил. - (XXI век). 
3. Генетика человека / под ред. Н.П. Бочкова. Т. 1. – 1986. – С. 32 – 34.
4. Заяц Р.Г. Общая и медицинская генетика / Заяц Р.Г., Бутвиловский В.Э. и др. – М. : - 2002. – С. 76 – 164.
5. Лекции по генетике.


Варианты тестовых заданий

Гены не являются неаллельными, если расположены в:
Одной хромосоме
Одинаковых локусах гомологичных хромосом
Разных локусах негомологичных хромосом
Одинаковых локусах негомологичных хромосом
Организм, гетерозиготный по трем парам менделирующих признаков, образует:
2 типа гамет
4 типа гамет
6 типов гамет
8 типов гамет
К одному из положений хромосомной теории наследственности не относится выражение:
Аллельные гены занимают одинаковые локусы гомологичных хромосом
Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом
Число групп сцепления равно диплоидному набору хромосом
Между гомологичными хромосомами возможен кроссинговер
Количество групп сцепления в организме соответствует:
Диплоидному набору хромосом
Количеству половых хромосом
Гаплоидному набору хромосом
Количеству аутосом
К типу взаимодействия аллельных генов не относится:
Полное доминирование
Неполное доминирование
Эпистаз
Сверхдоминирование
Экспрессивность:
Множественное действие гена
Многосложность гена
Степень выраженности признака
Частота проявления гена
Признак, который наследуется независимо, называется:
Комплементарным
Менделирующим
Анализирующим
Сцепленным
Гены, определяющие один и тот же признак, называются:
Аллельными
Альтернативными
Неаллельными
Гомологичными
Плейотропия:
Множественное действие гена
Многосложность гена
Степень выраженности признака
Частота проявления гена
Совокупность всех генов организма:
Генофонд
Генотип
Геном
Кариотип
Пенетрантность:
Множественное действие гена
Многосложность гена
Степень выраженности признака
Частота проявления гена
I закону Менделя соответствует выражение:
Независимое комбинирование признаков
Расщепление гибридов
Единообразие гибридов первого поколения
Аллельное состояние генов
III закону Менделя соответствует выражение:
Расщепление гибридов
Независимое комбинирование признаков
Аллельное состояние генов
Единообразие гибридов второго поколения
Гетерозигота – клетка (или организм), содержащая:
Комбинацию конкретных генов аллелей сцепленных локусов на одной хромосоме
Два различных аллеля в конкретном локусе гомологичных хромосом
Все гены, локализованные в одной хромосоме
Генетически неоднородное потомство
Фенотип представляет собой:
Совокупность генов, находящихся в диплоидном наборе хромосом
Признаки у одной и той же особи, которые не являются неальтернативными
Организм, имеющий две идентичные копии данного гена в гомологичных хромосомах
Совокупность всех внутренних и внешних признаков организма
Методом изучения генома человека не является:
Генеалогический
Близнецовый
Гибридологический
Цитогенетический
Обмен участками между гомологичными (не сестринскими) хроматидами в процессе мейоза-I, называется:
Хромосомная аберрация
Генетический риск
Мутагенез
Кроссинговер
Комбинативная изменчивость не формируется за счет:
Расхождения хромосом и хроматид при мейозе
Возникновения мутаций
Случайного сочетания гамет при оплодотворении
Перекомбинации генов при кроссинговере
Для аутосомно-доминантного типа наследования признака характерно:
Встречается только у женщин
Проявляется в каждом поколении
Не проявляется в каждом поколении
Встречается только у мужчин
Дизиготные близнецы:
Развиваются из одной зиготы
Имеют в среднем 50% общих генов
Генетически идентичны
Имеют один пол
Признаки, гены которых локализованы в y-хромосоме, называются:
Антиморфными
Аутосомно-доминантными
Голандрическими
Аутосомно-рецессивными
Признак сцеплен с полом, если:
Ход наследования зависит только от условий окружающей среды
В потомстве у детей одного пола этот признак встречаете чаще, чем у детей другого пола
Появление признака зависит от возраста матери
Ход наследования не зависит от того, родителем какого пола вносится в скрещивание тот или иной аллель
Цитогенетический метод позволяет установить:
Тип наследования признака
Хромосомные мутации
Генные мутации
Вклад среды в формирование признака
Генеалогический метод позволяет установить:
Тип наследования признака
Хромосомные мутации
Генные мутации
Вероятность генной мутации
Биохимический метод позволяет установить:
Вклад среды в формирование признака
Тип наследования признака
Вероятность генной мутации
Хромосомные мутации
Близнецовый метод позволяет установить:
Тип наследования признака
Генные мутации
Хромосомные мутации
Вклад наследственности в формировании признака
На медико-генетическое консультирование направляют:
Все супружеские пары
Мужчин с хроническими заболеваниями
Супружеские пары, у которых родился ребенок с синдромом дауна
Женщин с хроническими заболеваниями
Хромосомной мутацией не является:
Дупликация
Инверсия
Моносомия
Транслокация
Результатом функционирования генома является:
Формирование фенотипа целостного организма
Формирование отдельных признаков организма
Перекомбинация единиц наследственности
Нестабильность генотипа
Фенотипическое проявление информации, заключенной в генотипе, характеризуется показателями:
Модификациями
Мутациями
Нормой реакции
Пенетрантностью и экспрессивностью

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

Создать иллюстрированный атлас векторов генной инженерии
Схематично проиллюстрировать способы клонирования (отметить перспективы и проблемы)
Подготовить электронную версию плаката «Полимеразная цепная реакция»
Применение амплификации днк (составить схему)
Значение генной инженерии и ее этические аспекты (в виде реферата с указанием использованной литературы)
Иммуногенетика. Примеры иммунодефицитных синдромов. Создать 3 истории болезни.
Наследственные нарушения свертываемости крови. Создать 3 истории болезни.
Генетика болезней нервной системы. Создать 3 истории болезни.
Генетика психических заболеваний. Создать 3 истории болезни.
Наследственные поражения сердечно-сосудистой системы. Создать 3 истории болезни.
Наследственные поражения эндокринной системы. Создать 3 истории болезни.
Наследственные поражения дыхательной системы. Создать 3 истории болезни.
Наследственные поражения пищеварительной системы. Создать 3 истории болезни.
Наследственные поражения опорно-двигательного аппарата. Создать 3 истории болезни.
Возможна ли профилактика наследственных заболеваний? (презентация с конкретными примерами профилактики наследственных заболеваний человека)
Пренатальная диагностика: методы и их эффективность. Система медико-генетического консультирования в Тюмени и Тюменской области (презентация)
Генетика рака (предложить схему механизмов развития)
Аналитический обзор «Геном человека». Вклад России в проект «Геном человека».
Картирование генов человека и идентификация генов болезней. два альтернативных подхода, получивших названия картирования сверху вниз (top-down mapping) и картирования снизу вверх (bottom-up mapping). (презентация)
Составить 5 задач на взаимодействие неаллельных генов.


МОДУЛЬ 4. МЕДИЦИНСКАЯ ПАРАЗИТОЛОГИЯ

Паразитизм – форма взаимоотношения организмов, при которой один организм использует другой в качестве среды обитания и источника пищи, принося ему вред. В ряду экологических отношений паразитизм является формой симбиоза и стоит между комменсализмом и мутуализмом. Паразитизм чрезвычайно широко распространён в живой природе, паразиты встречаются во всех группах живых организмов.
Медицинская паразитология – раздел паразитологии, изучающий паразитов человека и вызываемые ими заболевания, способы лечения и профилактики паразитарных инвазий.
В организме человека паразитируют представители нескольких крупных систематических групп животных, соответственно этому медицинская паразитология делится на несколько разделов в зависимости от изучаемых возбудителей заболеваний: медицинская протистология изучает паразитических простейших, медицинская гельминтология – представителей плоских и круглых червей, арахноэнтомология – членистоногих (арахнология – паукообразных, энтомология – насекомых).

Цель модуля: изучить особенности морфологии и диагностические признаки основных представителей паразитических организмов, имеющих медицинское значение.
Задачи: изучить особенности морфологии простейших, гельминтов и членистоногих - паразитов человека;
уметь различать по диагностическими признакам основные виды паразитов;
изучить особенности жизненных циклов важнейших паразитов человека, их промежуточных хозяев, пути заражения, методы профилактики паразитарных инвазий.

Изучение данного учебного модуля направлено на формирование у обучающихся следующих компетенций, предусмотренных ФГОС-3 по направлениям подготовки – 060201 «лечебное дело» и 060103 «педиатрия»:
а) общекультурные (ОК):
способностью и готовностью анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);
б) профессиональные (ПК)
способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);
способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);
способностью и готовностью анализировать роль биологических факторов в развитии болезней, паразитизм как причину заболеваний, пути проникновения и инвазивные стадии паразитов, владеть современными методами паразитологических исследований; объяснять природу паразитарных инвазий (ПК-26).

В результате освоения модуля студент должен:
Знать:
основные термины и понятия медицинской паразитологии;
основы систематики;
пути заражения человека паразитарными инвазиями;
переносчиков трансмиссивных заболеваний;
особенности морфологии паразитических животных;
диагностические признаки основных паразитов человека;
циклы развития паразитов.
Уметь:
идентифицировать по диагностическим признакам основных паразитов человека;
диагностировать гельминтозы методами гельминтоовоскопии;
идентифицировать членистоногих – паразитов человека и переносчиков трансмиссивных заболеваний;
решать ситуационные задачи.
Владеть:
навыками работы с микроскопом;
навыками отображения изучаемых объектов на рисунках;
методами диагностики паразитарных инвазий;
подходами к решению ситуационных задач.


ЗАНЯТИЕ 2.4.1.
МЕДИЦИНСКАЯ ПРОТИСТОЛОГИЯ

Цель занятия: изучить особенности морфологии и диагностические признаки паразитических простейших, их циклы развития и пути заражения.
Практические навыки и умения: диагностические признаки, методы диагностики, пути заражения и циклы развития основных представителей простейших – паразитов человека; узнавать по диагностическим особенностям цисты дизентерийной амебы, лямблии, вегетативные формы трипаносомы и лейшмании, стадии цикла развития малярийного плазмодия и токсоплазму в клетках человека.
Материалы и оборудование:
1. Микроскопы
2. Микропрепараты: цисты дизентерийной амебы; цисты лямблии; лейшмании (амастиготы и промастиготы); трипаносомы; малярийный плазмодий в эритроцитах; токсоплазмы
3. Таблицы постоянные
4. Таблицы ламинированные «Представители типа Простейшие»
5. Слайды

Вопросы для самоподготовки:
1.Общая характеристика простейших.
2. Характеристика саркодовых.
Амебная дизентерия. Характеристика возбудителя, путь заражения, профилактика.
3. Характеристика жгутиконосцев. Диагностика, цикл развития, пути заражения и профилактика заболеваний, вызванных жгутиконосцами.
4. Инфузории. Характеристика группы, патогенные представители.
5. Характеристика споровиков. Токсоплазма.
6. Цикл развития, пути заражения, диагностика, профилактика малярийного плазмодия.

Протисты – большая и полиморфная группа живых организмов, тело которых состоит из одной клетки. Систематика протист за последние годы претерпела значительные изменения, и формат и объем крупных надвидовых таксонов еще не устоялся. Традиционная систематика разделяет простейших на несколько классов, в основу классификации которых положены различные типы локомоторных аппаратов. Во всех крупных группах простейших есть виды, перешедшие к паразитическому образу жизни.

Работа № 1. Диагностические признаки цист дизентерийной амебы.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип Protozoa - Простейшие
Класс: Sarcodina - Саркодовые
Семейство: Entamoebidae
Представитель: Entamoeba histolytica – Дизентерийная амеба.
Амебы – наиболее просто устроенные простейшие, для которых характерно передвижение с помощью псевдоподий. Несколько видов рода Entamoeba встречаются в ротовой полости и кишечнике человека. Патогенной является дизентерийная амеба, которая при снижении иммунитета переходит в крупную вегетативную форму и может разрушать стенку кишечника и попадать в кровоток. Диагностируются амебы по цистам, обнаруживаемым в фекалиях и служащих для расселения и сохранения во внешней среде.
Некоторые свободноживущие представители саркодовых могут быть факультативными паразитами, и, попадая в организм человека вызывать тяжелые заболевания и смерть.
Рассмотреть цисты дизентерийных амеб и зарисовать, отметив диагностические признаки: круглую форму, плотную двухконтурную оболочку, наличие 1-4 ядер.

Работа № 2. Диагностические признаки цист лямблий.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип Protozoa - Простейшие
Класс: Flagellata – Жгутиконосцы
Семейство: Hexamitidae
Представитель: Giardia intestinalis (синонимы Lamblia intestinalis, Giardia lamblia) – Лямблия.
Для жгутиконосцев характерно наличие локомоторного органа – жгутика. По патогенности лямблии схожи с дизентерийной амебой и поражают в основном детей и людей с ослабленным иммунитетом, в остальных случаях имеет место бессимптомное носительство. Вегетативная форма лямблии имеет характерную грушевидную форму, уплощенное тело, 2 ядра, прикрепительный диск и 4 пары жгутиков. Диагностика осуществляется по цистам.
Рассмотреть под иммерсией и зарисовать цисту лямблий. Отметить диагностические признаки цист: овальную форму, 2-4 ядра, расположенные полярно.

Работа № 3. Диагностические признаки и цикл развития трипаносомы.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип Protozoa - Простейшие
Класс: Flagellata – Жгутиконосцы
Семейство: Trypanosomatidae - Трипаносомовые
Представители: Trypanosoma brucei – возбудитель африканского трипаносомоза (сонной болезни);
Trypanosoma cruzi – возбудитель болезни Шагаса.
Представители кинетопластид, к которым относятся трипаносомы и лейшмании, имеют специальный органоид – кинетопласт, расположенный у основания жгутика. Трипаносомы, патогенные для человека, встречаются в Африке и Южной Америке, вызывая тяжелые заболевания – сонную болезнь (возбудитель Trypanosoma brucei) и болезнь Чагаса (Trypanosoma cruzi) соответственно. Для трипаносом характерно наличие переносчиков – мух це-це у T. brucei, и триатомовых клопов у T. cruzi. Трипаносомы в разных средах организма хозяина и переносчика могут встречаться в виде разных жизненных форм, основная – трипомастигота – имеет веретеновидную форму тела, жгутик прикреплен близ задней части клетки и связан на всем протяжении с ней ундулирующей мембраной.
Рассмотреть и зарисовать препарат мазка крови с трипаносомами. Отметить диагностические признаки: ядро, кинетопласт, ундулирующую мембрану, жгутик.

Работа № 4. Диагностические признаки и цикл развития лейшманий.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип Protozoa - Простейшие
Класс: Flagellata – Жгутиконосцы
Семейство: Trypanosomatidae – Трипаносомовые.
Представители: Leishmania donovani возбудитель висцерального лейшманиоза;
Leishmania tropica возбудитель кожного лейшманиоза.
Лейшмании распространены в теплых регионах, и вызывают ряд опасных заболеваний человека – кожный и висцеральный лейшманиоз. Морфологически близки к трипаносомам, для лейшманий характерно две формы – промастиготная (лептомонадная) в насекомом – переносчике, имеющая вытянутую форму с длинным жгутиком, расположенным на переднем конце и амастиготная (лейшманиальная) – внутри клеток хозяина, округлая, без жгутика.
Рассмотреть препарат с лейшманиями, зарисовать две формы паразита, отметить диагностические признаки: у амастиготы – отсутсвие жгутика, округлая форма, наличие ядра и кинетопласта; у промастиготы – удлиненная форма, жгутик, кинетопласт и ядро.

Работа № 5. Диагностические признаки и цикл развития малярийного плазмодия.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип Protozoa - Простейшие
Класс: Sporozoa - Споровики
Семейство: Plasmodiidae
Представители: Plasmodium vivax - возбудитель трехдневной малярии;
Plasmodium malariae возбудитель четырехдневной малярии;
Plasmodium falciparum возбудитель тропической малярии;
Plasmodium ovale возбудитель овале-малярии.
Малярийный плазмодий является представителем споровиков – простейших, все представители которых перешли к паразитизму. Как представитель кровяных споровиков, плазмодий развивается в крови человека и вызывает одно из наиболее распространенных и опасных протозойных заболеваний – малярию. Для них характерен сложный жизненный цикл, включающий промежуточного и окончательного хозяев и состоящий из нескольких этапов, на каждом из которых паразит имеет различающиеся стадии и происходит половое или бесполое размножение.
А. Особенности жизненного цикла малярийного плазмодия.
Рассмотреть на таблицах и изучить цикл развития малярийного плазмодия. Записать основные этапы жизненного цикла в организме промежуточного и окончательного хозяина.
В. Стадии шизогонии в эритроцитах.
В организме человека паразитирует 4 вида плазмодиев, которые различаются клинической картиной вызываемых ими форм малярии – продолжительностью промежутков между приступами лихорадки. Морфологически они отличаются на стадии эритроцитарной шизогонии. Шизогония – процесс бесполого размножения, позволяющего быстро увеличить численность. Изучить на таблицах стадии эритроцитарной шизогонии, отметить различия у разных видов.
Рассмотреть под микроскопом мазок крови с шизонтами Plasmodium vivax на разных стадиях развития и зарисовать, указав диагностические отличия:
а) молодой шизонт на стадии кольца – имеется большая центральная вакуоль, ядро расположено на периферии, шизонт напоминает кольцо с камнем;
б) амебовидный шизонт – при созревании шизонта вакуоли исчезают, он увеличивается в размерах, в эритроцитах наблюдается крупная зернистость Шюффнера;
в) стадия шизогонии – можно видеть 14-22 мерозоита;
г) половая форма – гамонт (гаметоцит) – имеет крупные размеры, округлую форму, макрогамонт с более компактным ядром и интенсивной окраской.

Работа № 6. Особенности морфологии токсоплазмы.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип Protozoa - Простейшие
Класс: Sporozoa - Споровики
Семейство: Sarcocystidae
Представитель: Toxoplasma gondii – Токсоплазма.
Токсоплазма – представитель споровиков, паразитирующий у многих хозяев, в том числе и человека. Окончательным хозяином является кошка, особенностью этого паразита является то, что при поедании одним промежуточным хозяином другого, токсоплазма не погибает, а переходит к новому хозяину. В связи с этим, основным путем заражения человека является поедание мяса инвазированных животных. По форме токсоплазма напоминает полумесяц или дольку мандарина, передний конец заострен, задний закруглен. В центре располагается крупное рыхлое ядро.
Рассмотреть под микроскопом мазок с токсоплазмами, зарисовать и отметить диагностические признаки – форма полумесяца, крупное рыхлое ядро.

Работа № 7. Решение ситуационных задач.
1. У больного с жалобами на хроническую диарею в кале выявлены цисты простейших округлой формы с 4 ядрами в центре. Какой диагноз будет поставлен больному?
2. У больного при дуоденальном зондировании обнаружена вегетативная форма представителя простейших: двусторонняя симметрия тела, органоиды парные, 4 пары жгутиков. Какой диагноз можно поставить больному? Написать систематику этого паразита.
3. У туриста, вернувшегося из Афганистана, появились приступы лихорадки, периодически повторяющиеся через каждые 72 часа. В эритроцитах крови обнаружены простейшие. Какой можно поставить диагноз больному?
4. У больного на лице появились незаживающие язвы. Лабораторная диагностика показала, что в содержимом язв обнаружены паразиты, имеющие следующее строение: овальная форма, ядро, кинетопласт. Какой диагноз поставит врач больному? Каким путем произошло заражение? Написать систематику этого паразита.
5. В больницу поступил мальчик 12 лет со следующей клинической картиной: непериодическое повышение температуры, увеличены селезенка и печень, количество эритроцитов в крови снижено. В пунктате грудины и лимфатических узлов были обнаружены паразиты овальной формы, с одним ядром и базальным тельцем, установлено, что ребенок был с отцом по турпутевке в Африке, где наблюдается лет мухи цеце. Какой диагноз поставит врач больному? Ответ обоснуйте.



ЗАНЯТИЕ 2.4.2.
МЕДИЦИНСКАЯ ГЕЛЬМИНТОЛОГИЯ (ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И ЦИКЛОВ РАЗВИТИЯ СОСАЛЬЩИКОВ).

Цель занятия: изучить особенности строения и циклы развития плоских червей-сосальщиков.
Практические навыки и уменния: диагностические признаки, пути заражения и методы диагностики паразитических плоских червей класса сосальщики, методы профилактики вызываемых ими гельминтозов; узнавать по морфологическим особенностям половозрелые и личиночные стадии сосальщиков, особенности их промежуточных хозяев.
Материалы и оборудование:
1. Микроскопы, лупы
2. Микропрепараты: кошачьей двуустки; ланцетовидной двуустки; печеночного сосальщика; японской двуустки; китайской двуустки; церкарии и редии;
3. Влажные препараты:
- метацеркарий в мясе рыбы
- описторхи в печени человека
- цикл развития ланцетовидной двуустки
- карповые рыбы - промежуточные хозяева описторха
4. Таблицы постоянные
5. Таблицы ламинированные «Представители класса Сосальщики»
6. Слайды.

Вопросы для самоподготовки:
1. Общая характеристика плоских червей.
2. Характеристика класса сосальщики.
3.Особенности строения и диагностические признаки сибирского, ланцетовидного, печеночного сосальщиков, японской и китайской двуусток.
4. Особенности цикла развития сосальщиков, характеристика личиночных стадий, промежуточные хозяева и пути заражения.

Сосальщики (трематоды, двуустки) – класс плоских червей, все представители которых перешли к паразитическому образу жизни. Как и другие плоские черви, сосальщики имеют уплощенное тело, лишенное полости. Сосальщики близки к свободноживущим турбелляриям, имеют листовидное тело, однако вследствие паразитического образа жизни многие системы органов претерпели упрощение, прежде всего органы чувств. Взамен у сосальщиков сильно развита половая система. Абсолютное большинство трематод гермафродиты, в их развитии имеется сложный жизненный цикл, связанный с одним или двумя промежуточными хозяевами.

Работа №1. Типичная морфология сосальщиков на примере кошачьей
двуустки.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Trematoda – Сосальщики
Отряд: Plagiorchiida
Семейство: Opisthorchiidae
Представитель: Opisthorchis felineus – Кошачья двуустка (кошачий сосальщик).
Сосальщики имеют листовидную форму тела, две присоски – ротовую, окружающую ротовое отверстие, и брюшную. В следствие эндопаразитического образа жизни, покровы прозрачны, что позволяет детально изучить внутреннее строение. Пищеварительная система включает короткий пищевод и две слепо заканчивающиеся ветви кишечника. Половая система чрезвычайно сложно устроена: женская часть включает пару желточников, расположенных по бокам тела, оотип, яичник, семяприемник, разветвленную матку. Мужская часть половой системы состоит из двух семенников, семяпроводов и семяизвергательный канала. Протоки обоих систем открываются в половой клоаке, расположенной в районе брюшной присоски.
Рассмотреть под малым увеличением микроскопа препарат кошачьей двуустки, зарисовать, указав на рисунке органы: ротовую и брюшную присоски, пищевод, ветви кишечника, желточники, яичник, семяприемник, матку, пару семенников. Отметить диагностические признаки кошачьей двуустки: длина 8-13 мм, розетковидные семенники расположены позади матки. Записать систематику.

Работа №2. Адаптивные особенности строения печеночной двуустки.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Trematoda - Сосальщики
Отряд: Plagiorchiida
Семейство: Fasciolidae
Представитель: Fasciola hepatica – Печеночный сосальщик.
Печеночная двуустка является одним из наиболее крупных представителей сосальщиков. Крупные размеры позволяют детально рассмотреть строение различных систем органов паразита и выявить наличие адаптаций.
А. Рассмотреть препарат пищеварительной системы печеночной двуустки.
Пищеварительная система паразита сильно разветвлена. Отметить: ротовую присоску и ротовое отверстие, глотку, пищевод, две слепо заканчивающиеся ветви кишечника, сильно разветвленные боковые ветви кишечника.
В. Рассмотреть препарат выделительной системы печеночной двуустки.
Выделительная система представлена сильно разветвленными протонефридиями. Протонефридиальная выделительная система представляет собой систему канальцев, разветвляющихся по всему телу. Конечные разветвления этих канальцев заканчиваются крупными звездчатыми клетками (циртоцитами) с мерцательным пламенем – пучком ресничек, входящим в полость канальцев. Ток жидкости в канальцах создается благодаря мерцанию ресничек. Мелкие канальцы объединяются в крупные, которые открываются наружу выделительными порами.
С. Рассмотреть препарат половой системы печеночной двуустки.
Половые органы сосальщиков в связи с паразитическим образом жизни обладают очень сложным строением и занимают большую часть тела червя. Найти на препарате и отметить матку, разветвленные желточники, разветвленные семенники.
Зарисовать схематично три системы органов, указать диагностические признаки: крупные размеры (2530 мм), сильно разветвленные органы. Записать систематику. Сделать вывод о том, что сильная разветвленность органов фасциолы обусловлена ее крупными размерами тела и сильной уплощенностью.

Работа №3. Диагностические признаки различных представителей сосальщиков – возбудителей заболеваний человека.
А. Ланцетовидная двуустка - возбудитель дикроцелиоза.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Trematoda - Сосальщики
Отряд: Plagiorchiida
Семейство: Dicrocoeliidae
Представитель: Dicrocoelium lanceatum - Ланцетовидная двуустка.
Рассмотреть под слабым увеличением микроскопа препарат ланцетовидной двуустки. Зарисовать, указать диагностические признаки: размер 5 - 12 мм, ланцетовидная форма тела, расположение семенников впереди матки. Записать систематику.
B. Китайская двуустка – возбудитель клонорхоза.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Trematoda - Сосальщики
Отряд: Plagiorchiida
Семейство: Opisthorchiidae
Представитель: Clonorchis sinensis – Китайская двуустка.
Рассмотреть тотальный препарат китайской двуустки. Описать и отметить, что по морфологии клонорх близок к кошачьей двуустке, многолопастные семенники расположены позади матки.
C. Японская двуустка – возбудитель шистосомоза.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Trematoda - Сосальщики
Отряд: Strigeidida
Семейство: Schistosomatidae
Представитель: Schistosoma japonicum – Японская двуустка.
Рассмотреть на препарате японскую двуустку. Отметить и описать диагностические признаки: форма тела, раздельнополость (условная), на брюшной стороне самца находится желобок, в котором лежит самка.

Работа №4. Промежуточные хозяева сосальщиков.
У всех представителей класса сосальщиков имеется сложный цикл развития, включающий одного или двух промежуточных хозяев. При этом первым промежуточным хозяином, за редчайшими исключениями, являются брюхоногие моллюски. Личинки сосальщиков обладают высокой гостальной специфичностью, и выбирают в качестве промежуточного хозяина моллюсков определенного вида. Так, для кошачьей двуустки первым промежуточным хозяином являются моллюски рода Bithynia.
А. Рассмотреть коллекционный материал, ознакомится с моллюсками – первыми промежуточными хозяевами кошачьей двуустки.
В. Рассмотреть на предоставленном влажном препарате со вторым промежуточным хозяином кошачьей двуустки – рыбой семейства карповых (язь, плотва, елец, лещ).

Работа №5. Личиночные формы сосальщиков.
В жизненном цикле сосальщиков присутствует несколько личиночных стадий, последовательно сменяющих друг друга. Часть стадий служит для расселения и заражения хозяина (промежуточного или окончательного), часть – для увеличения численности путем партеногенетического размножения. У разных видов сосальщиков число и состав личиночных стадий может варьировать, наиболее полно они представлены у кошачьей двуустки.
Рассмотреть под микроскопом и на демонстрационных материалах личиночные стадии кошачьей двуустки:
А. Мирацидии – личинка покрыта ресничками, имеет органы проникновения в промежуточного хозяина.
В. Редии - личинки вытянутой формы, рот с мускулистой глоткой, внутри находятся партеногенетические яйца, из которых развиваются церкарии.
С. Церкарии - имеют 2 присоски, глотку, 2-х ветвистый кишечник, зачатки половой системы, мускульный хвост.
D. Метацеркарии, инцистированные в мышцах рыбы. Под плотной соединительнотканной оболочкой и гиалиновой оболочкой цисты видна личинка с 2 присосками. Зарисовать и отметить диагностические признаки.

Работа № 6. Решение ситуационных задач.
1. Один из супругов болен описторхозом. Какова вероятность заражения описторхозом у второго супруга?
2. У больного обнаружено выделение крови с мочой и яйца с характерным шипом на одном из полюсов. Установлено, что больной был по турпутевке в Египте и купался в р. Нил. Какой гельминтоз возможно предположить в этом случае?
3. При исследовании водоема, в котором встречаются рыбы язь и плотва, обнаружено большое количество моллюсков рода битиния. Наличие какого паразита можно предполагать в рыбе из данного водоема?
4. Во время дачного сезона некоторые люди берут воду для мытья овощей прямо из заливных озер и с пойменных лугов. Почему этого не следует делать? Каким гельминтозом рискуют заболеть эти люди? Написать систематику этого гельминта.
5. Больному поставлен диагноз – дикроцелиоз. Каким путем произошло заражение этого человека? Написать систематику паразита, вызвавшего заболевание.


ЗАНЯТИЕ 2.4.3.
МЕДИЦИНСКАЯ ГЕЛЬМИНТОЛОГИЯ (ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ И ЦИКЛОВ РАЗВИТИЯ ЛЕНТОЧНЫХ ЧЕРВЕЙ).

Цель занятия: изучить морфологию и жизненные циклы ленточных червей, диагностические признаки и пути заражения ленточных червей – паразитов человека.
Практические навыки и умения: диагностические признаки, пути заражения и методы диагностики ленточных червей, методы профилактики вызываемых ими гельминтозов; узнавать по морфологическим особенностям половозрелые и личиночные стадии основных представителей ленточных червей, особенности их промежуточных хозяев.
Материалы и оборудование:
1. Микроскопы, лупы
2. Микропрепараты: члеников и сколексов бычьего цепня; члеников и сколексов свиного солитера; члеников и сколексов широкого лентеца; тотальный препарат эхинококка; карликового цепня; поперечный срез бычьего цепня; члеников и сколексов тыквовидного цепня; финна бычьего солитера (цистицерк); финна широкого лентеца – плероцеркоид; сколексы в выводковой капсуле финны эхинококка
3. Влажные препараты:
- цистицерк - финны в мясе
- финна эхинококка в печени
4. Таблицы постоянные
5. Таблицы ламинированные «Представители класса ленточные черви»
6. Слайды.
Вопросы для самоподготовки:
1.Общая характеристика класса ленточных червей.
2. Диагностические признаки отряда цепней и лентецов.
3. Систематика и диагностические признаки свиного, бычьего солитеров, карликового цепня, тыквовидного цепня, эхинококка и широкого лентеца.
4. Особенности жизненного цикла ленточных червей, морфология личинок, пути заражения.
Ленточные черви (цестоды), как и сосальщики, принадлежат к типу плоских червей. Однако, представители этого класса являются наиболее адаптированными к паразитическому образу жизни, что наложило значительный отпечаток на их строении и физиологии. К числу наиболее значимых адаптаций относится полная редукция пищеварительной системы, упрощение нервной системы и органов чувств, крупные размеры, связанные с паразитизмом в кишечнике, сегментированность тела, сильно развитая половая система и чрезвычайная плодовитость, как необходимое условие для успешного завершения жизненного цикла и нахождения окончательного хозяина.
Работа №1. Строение и диагностические признаки сколексов ленточных червей.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Cestoda – Ленточные черви
Отряд: Cyclophyllidea
Семейство: Taeniidae
Представитель: Taeniarhynchus saginatus – Бычий цепень.
Представитель: Taenia solium – Свиной цепень.
Отряд: Pseudophyllidea
Семейство: Diphyllobothriidae
Представитель: Diphyllobothrium latum – Широкий лентец.
Тело ленточного червя представляет собой стробилу, состоящую из отдельных члеников (проглоттид). На переднем конце располагается сколекс (головка), далее следует шейка (зона роста и дифференциации новых проглоттид) и членики.
Сколекс служит для закрепления в организме хозяина и вооружен определенными органами прикрепления (присосками, крючьями, ботриями (присасывательными щелями)). Наличие и комбинации этих органов является диагностическими признаками разных видов цестод.
Рассмотреть на препаратах и демонстрационных материалах сколексы трех видов ленточных червей - бычьего, свиного солитеров и широкого лентеца. Зарисовать три типа сколексов, отметить диагностические признаки: у бычьего цепня имеется четыре присоски, у свиного – присоски и венчик крючьев, у широкого лентеца – пара ботрий. Записать систематику.

Работа. №2. Морфология гермафродитного членика бычьего солитера.
На малом увеличении микроскопа рассмотреть гермафродитный членик бычьего цепня. Зарисовать и отметить органы половой системы: двулопастной яичник, желточники, матку, влагалище, оотип, семяпровод, семяизвергательный канал, циррус, половую клоаку; каналы выделительной системы.

Работа №3. Морфология зрелого членика и диагностические признаки в строении матки бычьего, свиного солитеров и широкого лентеца.
Зрелые членики ленточных червей содержат крупную матку с яйцами, занимающую большую часть проглоттиды. Форма, размеры матки и количество боковых ответвлений у разных видов различаются, и являются хорошими диагностическими признаками.
А. Рассмотреть постоянный препарат поперечного среза бычьего цепня, зарисовать, отметив кожно-мускульный мешок, зрелые яйца в центре и незрелые яйца по периферии среза.
В. Рассмотреть на постоянных препаратах, изучить строение и зарисовать зрелые матки трех видов цестод, отметив их диагностические признаки: количество ответвлений в матке у свиного цепня 7-14, у бычьего - 17-34, у широкого лентеца матка изогнута в виде розетки и имеет отверстие, расположенное на средней линии проглоттиды.

Работа №4. Диагностические признаки карликового цепня.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Cestoda – Ленточные черви
Отряд: Cyclophyllidea
Семейство: Hymelnolepididae
Представитель: Hymenolepis nana – Карликовый цепень.
Рассмотреть препарат карликового цепня и зарисовать, отметив диагностические признаки: размеры 1-4,5 см, стробила состоит из 100-200 члеников, сколекс несет 4 присоски и короткий втяжной хоботок с крючьями. Записать систематику.

Работа № 5. Диагностические признаки тыквовидного цепня.
Систематика (по: Павловский, 1947):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Cestoda – Ленточные черви
Отряд: Cyclophyllidea
Семейство: Dipylidiidae
Представитель: Dipylidium caninum – Тыквовидный (огуречный) цепень.
Тыквовидный цепень – паразит собак и кошек, человек (чаще дети) изредка заражается им при проглатывании блох и власоедов домашних питомцев.
Рассмотреть препарат, записать диагностические признаки: размеры 30-50 см, сколекс с 4 присосками и хоботком, вооруженным несколькими рядами крючьев, членики имеют форму огуречного семени.

Работа № 6. Личиночные стадии цепней.
В цикле развития ленточных червей отряда цепней обычно присутствует две личиночных стадии: онкосфера и финна. Первая стадия попадая в кишечник из проглоченного промежуточным хозяином яйца, пробуравливает стенку кишечника и попадает в кровоток, по которому разносится по всему организму, где локализуется в тканях и органах, превращаясь в финну. Финны разных видов можно разделить на несколько типов, из которых наибольший медицинский интерес представляют два – цистицерк и эхинококк, хозяином которых может становиться человек.
А. Цикл развития и строение финны цепней.
По таблицам изучить цикл развития свиного и бычьего цепня, описать строение личинки – онкосферы. Рассмотреть на влажных и тотальных препаратах финну бычьего или свиного солитера. Финны этих видов относятся к типу цистицерк, для которого характерно наличие одного сколекса, ввернутого внутрь пузыря. Зарисовать финну, отметив сколекс, шейку, пузырь. Указать промежуточных хозяев и пути заражения.
В. Финна эхинококка.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Plathelminthes – Плоские черви
Класс: Cestoda – Ленточные черви
Отряд: Cyclophyllidea
Семейство: Taeniidae
Представитель: Echinococcus granulosus – Эхинококк.
Человек служит для эхинококка промежуточным хозяином, в котором развиваются финны. У эхинококка представлен особый тип финны, часто также назывемый эхинококком. Особенность этих финн – наличие в пузыре дочерних пузырей (выводковых капсул), в которых созревают многочисленные сколексы.
Рассмотреть препарат финны эхинококка при большом увеличении микроскопа и зарисовать многочисленные сколексы с крючьями в выводковой капсуле. Указать пути заражения, записать систематику.

Работа № 6. Личиночные стадии широкого лентеца.
Жизненный цикл широкого лентеца более сложен в сравнении с цепнями, проходит в водной среде и включает двух промежуточных хозяев: первый хозяин - планктонные веслоногие рачки (циклопы), второй – многие виды рыб, в первую очередь – щука, налим, окунь, ерш и др.
А. Изучить по таблицам жизненный цикл широкого лентеца, особенности первой личиночной стадии (корацидия).
В. Рассмотреть на предоставленном материале и изучить особенности строения процеркоида в рачке.
С. Рассмотреть на препарате финну широкого лентеца - плероцеркоид в мышцах рыбы. Зарисовать, отметив ботрии. Записать промежуточных хозяев и возможные пути заражения.

Работа № 7. Решение ситуационных задач.
1. Во время отдыха на рыбалке в р. Обь была выловлена щука. Рыбаки извлекли икру, посолили ее и, сделав бутерброды, съели. Каким гельминтозом могли заразиться рыбаки?
2. Владельцу говяжьей туши после ветосмотра на рынке сообщили, что говядина поражена личинками гельминта. О каком гельминтозе идет речь, и какие меры должен принять владелец говядины?
3. К невропатологу направлен больной с жалобами на сильные головные боли. На рентгеновском снимке обнаружены признаки опухоли. Установлено, что больной – владелец собаки и в прошлом работал чабаном.
Какой диагноз, помимо опухоли, возможно предположить в этом случае?
4. При копрологических исследованиях обнаружены членики свиного солитера. Поставлен диагноз: тениоз. Какое осложнение может дать это заболевание?
5. У ребенка в кале обнаружены членики гельминта, напоминающие огуречное зернышко. Известно, что ребенок часто играл с домашней собакой. Какой диагноз можно поставить?


ЗАНЯТИЕ 2.4.4.
МЕДИЦИНСКАЯ ГЕЛЬМИНТОЛОГИЯ (КРУГЛЫЕ ЧЕРВИ).

Цель занятия: изучить особенности строения и циклов развития круглых червей, основные диагностические особенности и пути заражения нематод – паразитов человека.
Практические навыки и умения: диагностические признаки, пути заражения, циклы развития паразитических круглых червей, методы профилактики вызываемых ими гельминтозов; узнавать по морфологическим особенностям половозрелые стадии и различать представителей разных полов человеческой аскариды, острицы, власоглава, кривоголовок и личинку трихинеллы.
Материалы и оборудование:
1. Микроскопы
2. Микропрепараты: поперечный срез аскариды; острица; некатор; власоглав; трихинелла в мышцах человека; медицинская пиявка (поперечный срез)
3. Влажные препараты: аскариды; трихинеллезное мясо
4. Таблицы постоянные
5. Таблицы ламинированные «Представители класса круглые черви»
6. Слайды.
Вопросы для самоподготовки:
1.Общая характеристика класса круглых червей.
2.Морфологические особенности аскариды (наружная и внутренняя морфология).
3.Морфологические особенности детской острицы, трихинеллы, кривоголовок, власоглава.
4. Циклы развития и пути заражения круглыми червями.
5. Общая характеристика и биологическое значение типа кольчатых червей и их представителя – медицинской пиявки.

Нематоды – одна из наиболее крупных как по числу видов, так и по численности групп животных. Среди круглых червей встречаются как свободноживущие формы, так и паразиты, при этом их различия в строении невелики. Для круглых червей характерна первичная полость тела, не имеющая собственного эпителия. В зависимости от типа принимаемой пищи и способа питания, рот может быть снабжен различными образованиями (губами, кутикулярными зубами, стилетом и т.п.). Все нематоды раздельнополы, у многих видов четко выражен половой диморфизм.
Большинство нематод относится к геогельминтам, и часть их цикла развития (обычно яйцо) проходит в почве. Жизненный цикл проходит без метаморфоза, личинка несколько раз линяет в ходе развития. Особенностью жизненного цикла многих видов является необходимость для личинки в кислороде для дальнейшего развития, в связи с чем они совершают специфические миграции в организме окончательного хозяина.

Работа № 1. Особенности внешнего строения и полового диморфизма круглых червей на примере аскариды.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Nemathelminthes – Круглые черви
Класс: Nematoda – Собственно круглые черви
Семейство: Ascarididae
Представитель: Ascaris lumbricoides – Аскарида человеческая.
Нематоды характеризуются удлиненным веретеновидным телом, круглым в сечении. Тело покрыто плотной кутикулой, защищающей тело червя. Аскариды имеют четко выраженный половой диморфизм в размерах (самки крупнее – 20-40 см, самцы – 15-20 см), задний конец тела самца загнут и несет 2 спикулы. Половое отверстие самки на границе трети тела с брюшной стороны, у самца связано с анальным отверстием. На переднем конце тела аскариды имеется ротовое отверстие в виде трехгранной щели, окруженной тремя губами.
Рассмотреть на влажных препаратах и демонстрационных материалах аскарид, зарисовать внешний вид самца и самки, отметить диагностические особенности, размеры и половые отличия, указать пути заражения. Записать систематику.

Работа № 2. Внутренняя морфология аскариды.
Рассмотреть влажные и тотальные препараты с продольным и поперечным срезом тела аскариды. На поперечном срезе хорошо видна покрывающая тело кутикула, гиподерма с 4 валиками, в которых проходят каналы выделительной системы (в боковых) и нервные стволы (в дорзальном и вентральном). Под слоем гиподермы хорошо видны 4 ленты мышц, разделенных гиподермальными валиками. В центре первичной полости тела виден кишечник и несколько раз перерезанная половая система – наименьший диаметр имеют яичники, несколько больший с недоразвитыми яйцами – яйцеводы и наиболее крупные со сформированными яйцами – матка.
Зарисовать поперечный срез аскариды и отметить перечисленные органы.

Работа № 3. Диагностические признаки и половой диморфизм острицы.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Nemathelminthes – Круглые черви
Класс: Nematoda – Собственно круглые черви
Семейство: Oxyuridae
Представитель: Enterobius vermicularis – Острица детская.
Острица детская имеет небольшие размеры (самка до 10 мм, самец до 5 мм), задний конец тела самца закручен на брюшную сторону. На переднем конце тела вокруг рта находится везикула – вздутие, позволяющее прикрепляться к стенке кишечника, пищевод имеет сосательное расширение – бульбус.
Рассмотреть под малым увеличением микроскопа самца и самку острицы, зарисовать, указав диагностические отличия - везикулу, бульбус, размеры и признаки полового диморфизма. Записать систематику.

Работа № 4. Диагностические признаки власоглава.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Nemathelminthes – Круглые черви
Класс: Nematoda – Собственно круглые черви
Семейство: Trichocephalidae
Представитель: Trichocephalus trichiurus - Власоглав.
Власоглав имеет характерную внешность – передняя часть тела червя волосовидная, в 3-4 раза тоньше задней и служит для закрепления червя в стенке кишечника. Размеры самки - 3550 мм, самец несколько меньше – 30-40 мм, задняя часть тела закручена.
Рассмотреть постоянный препарат власоглава. Зарисовать самца и самку, отметить диагностические признаки - волосовидная передняя часть тела, размеры, указать систематику.

Работа № 5. Диагностические признаки кривоголовок.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Nemathelminthes – Круглые черви
Класс: Nematoda – Собственно круглые черви
Семейство: Ancylostomatidae
Представитель: Ancylostoma duodenale - Анкилостома.
Представитель: Necator americanus - Некатор американский.
Анкилостоматиды – мелкие нематоды (размеры 10-15 мм), распространенные преимущественно в странах с теплым климатом, и паразитирующее в двенадцатиперстной кишке. Особенностью строения кривоголовок является загнутый на передний конец тела с ротовой капсулой, которой нематоды захватывают слизистую оболочку кишечника. Ротовая капсула вооружена кутикулярными образованиями: четырьмя загнутыми зубами у анкилостомы и двумя режущими пластинками у некатора, что является их отличительными признаками.
Изучить препараты с анкилостомой и некатором под большим увеличением микроскопа. Рассмотреть и зарисовать загнутый передний конец обоих видов, указать ротовую капсулу, зубы у анкилостомы и пластинки у некатора, записать систематику.

Работа № 6. Строение и цикл развития трихинеллы.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Nemathelminthes – Круглые черви
Класс: Nematoda – Собственно круглые черви
Семейство: Trichinellidae
Представитель: Trichinella spiralis - Трихинелла.
Трихинелла, в отличие от большинства нематод, является типичным биогельминтом – все ее развитие происходит в организме хозяев без выхода во внешнюю среду. При поедании пораженного трихинеллой мяса, личинка в кишечнике заканчивает развитие, после оплодотворения самка рожает живых личинок, которые попадают в кровоток и разносятся по всему организму, локализуясь в мышцах. Инцистированные личинки покрываются соединительнотканной капсулой, которая со временем обызвествляется.
Рассмотреть препарат с личинкой трихинеллы в мышцах. Личинка в скрученном состоянии располагается внутри овальной капсулы, имеющей размеры 0,3-0,5 мм. Зарисовать препарат, отметить личинку и капсулу, описать пути заражения. Записать систематику.

Работа № 7. Поперечный срез медицинской пиявки.
Систематика (по: Догель, 1981):
Тип: Annelida – Кольчатые черви
Класс: Hyrudinea – Пиявки
Семейство: Hyrudinidae
Представитель: Hyrudo medicinalis – Медицинская пиявка.
Кольчатые черви – тип вторичнополостных животных, ведущих преимущественно свободноживущий образ жизни. Однако, часть представителей класса пиявок перешла ко временному паразитизму на позвоночных, в т.ч. на человеке. Из встречающихся в нашем регионе пиявок только медицинская способна прокусить кожу человека.
Рассмотреть на влажных препаратах и демонстрационных материалах внешнее строение медицинской пиявки, зарисовать цветными карандашами, отметить сегментированное тело, наличие двух присосок и особенности окраски, служащие важным диагностическим признаком. На малом увеличении микроскопа рассмотреть поперечный разрез, зарисовать, отметить кожный эпителий, мышечные слои, карманы кишечника, паренхиму и лакуны. Записать систематику.

Работа № 8. Решение ситуационных задач.
1. В ходе работы квалифицированной бригады «Врачей без границ» в небольшом африканском городке выявлено больных с диагнозами «лоа-лоаз», «бругиаз» и «онхоцеркоз» в 2,5 раза больше, чем по данным местных врачей, которые проводили анализы биологического материала в разное время суток. Каковы могли быть причины расхождения в диагностике? Объясните причины и напишите систематику возбудителей.
2. В лесу группой охотников был добыт кабан. Несмотря на термическую кулинарную обработку у двух человек через 30 дней поднялась высокая температура, появились головные и мышечные боли, кишечные расстройства, общая слабость. Какое заболевание возможно предположить в данном случае? Назвать возможные пути заражения человека этим заболеванием и меры профилактики.
3. У ребенка 8 лет следующие симптомы: плохой сон, раздражительность, расчесы в анальной области. Какой диагноз можно у него предполагать?
4. У больного боли в животе, тошнота, кишечная непроходимость. Известно, что больной – садовод-любитель, использующий в качестве удобрения человеческие экскременты. Какой гельминтоз можно у него предполагать?
5. Часто в шахтах наблюдаются антисанитарные условия, и отхожие места бывают сильно загрязнены фекалиями. Из-за высокой температуры многие шахтеры ходят босиком. Какой гельминтоз широко распространен у этой группы населения?




ЗАНЯТИЕ 2.4.5.
МЕДИЦИНСКАЯ ГЕЛЬМИНТОЛОГИЯ. (ГЕЛЬМИНТООВОСКОПИЯ).

Цель занятия: изучить диагностические признаки яиц разных видов гельминтов и их адаптивные особенности к выходу и расселению во внешней среде.
Практические навыки и умения: диагностические особенности яиц гельминтов – паразитов человека; узнавать с помощью микроскопии яйца паразитических гельминтов, вызывающих заболевания у человека.
Материалы и оборудование:
1. Микроскопы
2. Микропрепараты: смесь яиц гельминтов; яйцо печеночной двуустки; яйцо кошачьей двуустки; яйцо ланцетовидной двуустки; яйцо острицы; яйцо карликового цепня; яйцо власоглава; яйцо аскариды; яйцо цепней; яйца шистоcом
3. Определительные таблицы
4. Таблицы постоянные.

Вопросы для самоподготовки:
1. Диагностические признаки яиц плоских и круглых червей.
2.Адаптация яиц гельминтов к выходу, расселению и сохранению во внешней среде.
3. Методы диагностики гельминтозов.

Зачастую распознавание гельминтозов на основании клинических проявлений затруднено. Важнейшей составляющей диагностики гельминтозов является гельминтоовоскопия. Гельминтоовоскопия, или овогельминтоскопия - обнаружение яиц гельминтов в различных выделениях организма, главным образом в фекалиях, моче, соскобах перианальных складок и др.
Яйца гельминтов хорошо адаптированы к выживанию и расселению во внешней среде, при этом, в зависимости от особенностей жизненного цикла, они имеют различные морфологические адаптации. Адаптации отражаются на внешнем строении яиц, что позволяет эффективно идентифицировать их видовую принадлежность.

Работа № 1. Адаптация яиц к выходу личинок в водную среду.
Ряд паразитов имеет жизненный цикл, включающий водную стадию, самостоятельно разыскивающую промежуточного хозяина – мирацидий у сосальщиков, корацидий у лентецов. Яйца этих видов снабжены крышечкой, облегчающей выход из них личинки при попадании в воду.
Рассмотреть под микроскопом и зарисовать:
А) яйца печеночной двуустки;
В) яйца широкого лентеца.
Отметить наличие крышечки, указать размеры.

Работа № 2. Адаптация яиц к выходу личинок в кишечник промежуточного хозяина – водного или наземного моллюска.
Ряд видов сосальщиков не имеют свободно передвигающейся стадии, инвазивной для первого промежуточного хозяина. Яйцо проглатывает первый промежуточный хозяин – брюхоногий моллюск, в кишечнике которого происходит дальнейшее развитие.
А). Рассмотреть под микроскопом яйца кошачьей двуустки. Крышечка яйца нефункциональна, мирацидий покидает яйцо под действием пищеварительных ферментов в кишечнике хозяина. Зарисовать яйцо, отметить крышечку, указать размеры.
В). Рассмотреть под микроскопом яйца ланцетовидной двуустки. Развитие этого вида происходит на земле, поэтому яйца имеют плотную оболочку и темную окраску, крышечка не открывается. Зарисовать, указав диагностические признаки и размеры.

Работа № 3. Адаптация яиц к развитию в наземной среде.
Яйца многих видов ленточных червей и нематод способны сохранятся в течение длительного времени в почве, пока их не проглотит окончательный хозяин. Такие яйца имеют плотную оболочку, защищающую их от воздействия окружающей среды.
Рассмотреть под микроскопом, зарисовать и указать основные диагностические признаки и размеры:
а) яйца власоглава б) яйца аскариды в) яйца тениид.

Работа № 4. Морфологические особенности яиц червей с кратковременным периодом развития во внешней среде.
Ряд видов имеет краткий период развития яйца (около 6 часов у острицы), после которого оно становится инвазивным. Яйца некоторых видов (карликового цепня) могут созревать до того момента, как покинут кишечник и быть способными к аутоинвазии. Для таких яиц характерна тонкая прозрачная оболочка.
А). Рассмотреть под микроскопом яйца острицы. Зарисовать и отметить ассиметричную форму и прозрачную оболочку. Указать размеры.
В). Рассмотреть яйца карликового цепня. Зарисовать, указать размеры и отметить наличие тонкой прозрачной оболочки.

Работа № 5. Адаптация яиц к выходу из кровеносного русла.
Сосальщики рода Schistosoma паразитируют в кровеносном русле человека. Для продолжения развития, им необходимо обеспечить выход яиц из организма. Яйца шистосом имеют крупные размеры и снабжены шипом, с помощью которого они проникают через стенку сосуда и выходят в мочевой пузырь (у S. hematobium) или в просвет толстой кишки (у других видов).
Рассмотреть под микроскопом яйца шистосом, зарисовать, отметив наличие шипа, указать размеры.

Работа № 6. Определение яиц гельминтов.
На препарате «смесь яиц гельминтов» найти, и пользуясь приведенной ниже таблицей, определить яйца всех представленных видов.

ОПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА ЯИЦ ВАЖНЕЙШИХ ПАРАЗИТИЧЕСКИХ ЧЕРВЕЙ, ИМЕЮЩИХ МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ
1(8). На верхнем полюсе яйца имеется крышечка.
2(3). Длина яиц больше 100 мкм. Яйца овальные, крупные (130-145x70-85 мкм), желтовато-коричневого цвета. Оболочка толстая, гладкая. Яйцеклетка окружена многочисленными желточными клетками. На нижнем полюсе имеется плоский бугорок. - Fasciola hepatica.
3(2). Длина яиц меньше 100 мкм.
4(5). Яйца с толстой темно-бурой оболочкой, без бугорка на нижнем полюсе, ассиметричные, 38-45x25-30 мкм. Содержат зрелый мирацидий с двумя крупными клетками. - Dicrocoelium lanceatum.
5(4). Яйца светло-желтые или светло-серые, на нижнем полюсе имеется бугорок.
6(7). Яйца мелкие, 26-32x11-15 мкм, отношение длины к ширине 2,5:1, бледно-желтоватого или сероватого цвета. Верхняя часть яйца слегка сужена. Верхняя структура мелкозерниста. - Opisthorchis felineus.
7(6). Размеры яиц 68-75x45-50 мкм, отношение длины к ширине 1,5:1. Яйца желтоватые, широко овальные. Оболочка относительно гладкая, тонкая, с небольшим бугорком, расположенным слегка эксцентрично на нижнем полюсе. Яйцеклетка окружена желточными клетками. - Diphyllobothrium latum.
8(1). На верхнем полюсе яйца крышечка отсутствует.
9(14). На яйце имеется толстый шип.
10(13). Яйца овальные, вытянутые, крупные (150х60-70 мкм), шип хорошо развит.
11(12). Шип расположен терминально. - Schistosoma haematobium.
12(11). Крючкообразный шип расположен сбоку яйца. - Schistosoma mansoni.
13(10). Яйца широкоовальные, мельче (80х60 мкм), шип боковой рудиментарный. – Schistosoma japonicum.
14(9). Шип на яйце отсутствует.
15(16). Яйца ассиметричные, продолговатые, одна сторона яйца заметно уплощена, другая выпуклая, размеры 50-60x30-32 мкм. Оболочка тонкая, гладкая, бесцветная. - Enterobius vermicularis.
16(15). Яйца симметричные.
17(24). Яйца не содержат эмбриональных крючьев.
18(19). Яйца лимонообразные, оболочка темно-коричневого цвета, толстая. На обоих полюсах светлоокрашенные пробковидные образования. Размеры 50-54x23-26 мкм. - Trichocephalus trichiurus.
19(18). Яйца широкоовальные, пробковидные образования на полюсах отсутствуют.
20(23). Яйца бурого цвета, оболочка яйца плотная, бугристая.
21(22). Наружная оболочка крупнобугристая, толстая, коричневая. Содержимое яйца не плотно прилегает к скорлупе. Яйца овальные, реже шаровидные, 50-70x40-50 мкм. Яйцеклетка мелкозернистая, шаровидная. - Ascaris lumbricoides.
22(21). Наружная оболочка мелкобугристая, менее толстая, яйцо чаще удлиненное, 50-100x40-50 мкм. Содержимое яйца плотно прилегает к скорлупе, все внутреннее пространство заполнено большим количеством желточных зерен - Ascaris lumbricoides (неоплодотворенное яйцо).
23(20). Оболочка яйца тонкая, прозрачная, размеры 56-76x34-40 мкм. – Сем. Ancylostomatidae (яйца разных видов внешне неразличимы).
24(17). Яйца шаровидные, содержат 6 эмбриональных крыльев.
25(26). Оболочка яйца желто-коричневая, толстая, с радиальной исчерченностью. Размеры 31-40x20-30 мкм. – Сем. Taeniidae (яйца разных видов внешне неразличимы).
26(25). Оболочка яйца бесцветная, тонкая, гладкая.
27(28). Яйца одиночные, широкоовальные или округлые, 36-43х45-53 мкм, с двумя прозрачными оболочками, между которыми проходят извивающиеся нити. - Hymenolepis папа.
28(27). Яйца собраны в пакеты по 5-30 штук, нити между оболочками отсутствуют. - Dipylidium caninum.

Работа № 7. Решение ситуационных задач.
1. У больного при копрологических исследованиях обнаружены яйца размером 40 мкм, с толстой радиально исчерченной оболочкой, шаровидной формы, внутри 6 крючьев, также обнаружены членики с маткой, имеющей 7-14 ответвлений. Какой диагноз врач поставит больному?
2. При копрологических исследованиях у больного обнаружены следующие яйца: 50 мкм, овальные с двойной нежной прозрачной оболочкой, внутри крючья онкосферы. Какой гельминтоз можно предположить?
3. У больного при копрологических исследованиях обнаружены яйца: размер 50 мкм, лимонообразная форма, на полюсах пробковидные образования. Назовите вид гельминта.
4. У больного – заядлого рыбака выявлены яйца с крышечкой, 70 мм в длину, с гладкой, тонкой оболочкой. Какой можно поставить диагноз больному?
5. У больного обнаружены яйца мелкого размера (25 мкм), бледно-желтого цвета с тонкой скорлупой и нефункционирующей в оде крышечкой. Какой диагноз будет поставлен, исходя из этих данных?


ЗАНЯТИЕ 2.4.6.
МЕДИЦИНСКАЯ АРАХНОЛОГИЯ.

Цель занятия: изучить особенности строения и диагностические признаки паразитических клещей и ядовитых паукообразных.
Практические навыки и умения: диагностические признаки, особенности цикла развития паразитических клещей, передающиеся ими заболевания; узнавать основных представителей клещей и ядовитых паукообразных, стадии развития клещей.
Материалы и оборудование:
1. Микроскопы
2. Микропрепараты клещей: иксодовых; аргазовых; гамазовых; чесоточного зудня
3. Сухие и влажные коллекции паукообразных
4. Таблицы постоянные.

Вопросы для самоподготовки:
1.Общая характеристика типа членистоногих.
2. Характерные черты класса паукообразных.
3. Ядовитые паукообразные.
4. Диагностические признаки и эпидемиологическое значение иксодовых, аргазовых, гамазовых, пылевых клещей, чесоточного зудня.

Паукообразные – крупная группировка членистоногих животных, в полной мере освоивших наземную среду обитания. Для паукообразных характерно сложное строение и наличие многих ароморфозов, позволяющих выживать в наземной среде. К ним относятся появление эпикутикулы – третьего слоя покровов, препятствующего испарению влаги, специфических органов выделения – мальпигиевых сосудов и органов дыхания – легких и трахей. В процессе эволюционного развития паукообразных, как и в других группах членистоногих, наблюдается явление олигомеризации гомологичных органов, связанное с сокращением числа сегментов и парных органов у более высоко организованных представителей. В тоже время, для некоторых групп паукообразных характерно явление миниатюризации, позволяющее достигать высокой численности и занимать недоступные более крупным видам ниши. Данное явление сопряжено с упрощением строения и редукцией многих органов и наиболее полно выражено у клещей.

Работа № 1. Диагностические признаки иксодовых клещей.
Иксодовые клещи – виды, перешедшие к временному эктопаразитизму (гематофагии) на позвоночных животных. Для иксодовых клещей характерно уплощенное несегментированное тело с плотными складчатыми покровами, значительно увеличивающимися при питании. На спине находится дорсальный щиток, закрывающий у самца всю спинную поверхность, у самки – только переднюю часть. Ротовые органы расположены терминально, представлены пальпами, хелицерами и гипостомом. Органы дыхания представлены парой стигм, открывающихся на специфических пористых участках – перитреммах, расположенных позади 4 пары ног. Клещи являются временными паразитами и связаны с хозяином только во время питания, при этом на каждой стадии развития клещи питаются только один раз. Самцы многих видов иксодовых клещей не питаются, но могут форезировать.
Многие виды иксодовых клещей способны питаться на человеке и являются важными природными резервуарами и переносчиками различных инфекций.
А. Таёжный клещ.
Систематика (по: Захваткин, 2012):
Тип: Arthropoda - Членистоногие
Класс: Arachnida - Паукообразные
Отряд: Parasitiformes – Паразитиформные клещи
Семейство: Ixodidae - Иксодовые
Представитель: Ixodes persulcatus – Таёжный клещ.
Таежный клещ широко распространен в таежных лесах Сибири и севера европейской части России. Южнее в европейском регионе он замещается близким видом – собачьим клещом, очень схожим по морфологии. От других видов таежный клещ отличается одноцветным черно-бурым спинным щитком, анальной бороздкой, огибающей анус спереди и отсутствием глаз. У таежного клеща выражен половой диморфизм, заключающийся в размерах (самки крупнее самцов) и расположение спинного щитка.
Таежный клещ имеет важное эпидемиологическое значение как специфический переносчик клещевого энцефалита и болезни Лайма.
Рассмотреть на постоянном препарате самца и самку таежного клеща, зарисовать самца и самку со спинной стороны, и самку с брюшной стороны. Указать диагностические признаки – цвет, отсутствие глаз, анальная бороздка огибает анус спереди, и половые различия – у самца спинной щиток покрывает все тело, у самки – только переднюю часть. Указать эпидемиологическое значение, записать систематику.
В. Клещи рода Dermacentor.
Систематика (по: Захваткин, 2012):
Тип: Arthropoda - Членистоногие
Класс: Arachnida - Паукообразные
Отряд: Parasitiformes – Паразитиформные клещи
Семейство: Ixodidae - Иксодовые
Представитель: Dermacentor marginatus - Пастбищный клещ.
Представитель: Dermacentor reticulatus (синоним Dermacentor pictus) -Луговой клещ.
Клещи рода Dermacentor отличаются наличием глаз, перламутровым щитком, фистонами на заднем конце брюшка. Эпидемиологическое значение - переносчик возбудителей омской геморрагической лихорадки, клещевого энцефалита, туляремии и других инфекций.
Рассмотреть на препаратах клещей рода Dermacentor, записать диагностические признаки, указать эпидемиологическое значение.
С. Клещи рода Hyalomma.
Систематика (по: Захваткин, 2012):
Тип: Arthropoda - Членистоногие
Класс: Arachnida - Паукообразные
Отряд: Parasitiformes – Паразитиформные клещи
Семейство: Ixodidae - Иксодовые
Представитель: Hyalomma marginatum.
Представители рода схожи с пастбищным и луговым клещом, однако хорошо более крупными размерами, одноцветным щитком, длинными пальпами и крупными, хорошо заметными глазами. Размеры сытой самки могут превышать 2 сантиметра. Hyalomma населяет южные регионы, встречаясь в пустынях и степях. Hyalomma marginatum является переносчиком крымской геморрагической лихорадки. Рассмотреть на препаратах хиаломму, записать диагностические признаки, указать эпидемиологическое значение.
Работа № 2. Особенности развития иксодовых клещей.
Цикл развития иксодовых клещей включает следующие стадии: яйцо, личинку, нимфу, половозрелого клеща. Личинки и нимфы отличаются меньшими размерами и питаются на мелких млекопитающих, от численности которых зависит и численность всей популяции клещей.
А. Изучить на малом увеличении микроскопа личинку таежного клеща. Для личинок характерны мелкие размеры, три пары конечностей, неразвитые половые органы. Описать строение и диагностические признаки личинок.
В. Рассмотреть строение нимфы таежного клеща. Нимфы иксодовых клещей по строение схожи с голодными самками, но имеют гораздо меньшие размеры. Половые органы недоразвиты. Описать нимфу таежного клеща, указать диагностические признаки.

Работа № 3. Диагностические признаки аргасовых клещей.
Систематика (по: Захваткин, 2012):
Тип: Arthropoda - Членистоногие
Класс: Arachnida - Паукообразные
Отряд: Parasitiformes – Паразитиформные клещи
Семейство: Argasidae - Аргасовые
Представитель: Ornithodorus papillipes - Поселковый клещ.
К семейству аргасовых относятся наиболее крупные представители клещей. Виды семейства распространены в теплом климате, нападают на хозяев ночью, поселковый клещ часто заселяет жилища человека. Спинной щиток отсутствует, кожа морщинистая или бородавчатая. Ротовые органы смещены на вентральную сторону и сверху не видны. В связи с особенностями местообитания (многие виды встречаются в пустынях), аргасовые клещи способны долго (в течение многих лет) голодать, питание на хозяине происходит очень быстро. Эпидемиологическое значение: переносчик клещевого возвратного тифа.
Рассмотреть клещей под малым увеличением микроскопа или лупой, описать, зарисовать, отметив диагностические признаки – крупные размеры, вентральное расположение ротовых органов, отсутствие спинных щитков, морщинистые покровы. Указать эпидемиологическое значение.

Работа № 4. Диагностические признаки гамазовых клещей.
Систематика (по: Захваткин, 2012):
Тип: Arthropoda - Членистоногие
Класс: Arachnida - Паукообразные
Отряд: Parasitiformes – Паразитиформные клещи
Семейство: Dermanyssidae
Представитель: Dermanyssus gallinae - Куриный клещ.
Представитель: Ornithonyssus bacoti – Крысиный клещ.
Гамазовые клещи имеют мелкие размеры, лишены глаз, с вентральной стороны имеется тритостернум – чувствительный орган в виде вилочки, стигмы расположены сбоку возле 2-4 пары конечностей. Ряд видов гамазовых клещей является паразитами, некоторые из них способны нападать на человека. Укусы куриного клеща, распространенного практически повсеместно и паразитирующего на курицах, голубях и других птицах, вызывают дерматит. Крысиный клещ является переносчиком крысиного сыпного тифа.
Рассмотреть на препарате гамазовых клещей, зарисовать и отметить диагностические признаки, указать эпидемиологические значение.

Работа № 5. Диагностические признаки чесоточного зудня.
Систематика (по: Захваткин, 2012):
Тип: Arthropoda - Членистоногие
Класс: Arachnida - Паукообразные
Отряд: Acariformes – Акариформные клещи
Семейство: Sarcoptidae
Представитель: Sarcoptes scabiei – Чесоточный зудень.
Облигатный внутрикожный паразит человека, вызывающий чесотку. Имеет микроскопические размеры (самец - 0,2 мм, самка - 0,45 мм), беловатую окраску, уплощенное тело, конечности укорочены с длинными щетинками. На двух передних парах конечностей (у самца также на 4) располагаются присоски.
Рассмотреть на демонстрации чесоточного зудня описать, отметив диагностические признаки, указать медицинское значение.

Работа № 6. Пылевые клещи.
Систематика (по: Генис, 1991):
Тип: Arthropoda - Членистоногие
Класс: Arachnida - Паукообразные
Отряд: Acariformes – Акариформные клещи
Семейство: Pyroglyphidae
Представитель: Dermatophagoides pteronyssinus – Пылевой клещ.
Пылевые клещи встречаются в жилище человека, где обитают в коврах, мягкой мебели, постельном белье. Питаются отслоившимися частицами эпидермиса человека и домашних животных. Имеют очень мелкие размеры (0,1-0,5мм). Продукты жизнедеятельности пылевых клещей служат причиной многочисленных аллергических реакций. Рассмотреть на демонстрации изображение пылевых клещей, описать, указать медицинское значение.

Работа № 7. Решение ситуационных задач.
1. Мужчина обратился с жалобами на сильный зуд, наиболее выраженный между пальцами, внизу живота и в паху. Зуб резко усиливался ночью. Назовите причину заболевания, и пути передачи.
2. Женщина, разводящая кур, страдает от дерматита и сильного зуда. Какова возможная причина этого заболевания?
3. Мужчина, путешествующий по пустыне в Средней Азии, остановился на ночевку в небольшой пещере. Наутро он обнаружил, что его тело покрыто укусами, на месте которых образовались пузырьки, заполненные кровянистой жидкостью. Нападению кого подвергся путешественник? Чем опасны укусы этих животных?
4. Турист в тайге обнаружил на себе присосавшегося клеща с одноцветным темным щитком, не полностью покрывающим тело сверху. Через несколько дней вокруг места укуса образовалось кольцевидное покраснение. Наряду с этим, у туриста повысилась температура, появилась головная боль и сильная слабость. Назовите вид клеща, и заболевание, которым заразился турист.
5. Весной, прогуливаясь по опушке леса, мужчина обнаружил на себе присосавшегося клеща с перламутровым щитком и фестончатым задним краем тела. Что это за клещ, каково его эпидемиологическое значение?


ЗАНЯТИЕ 2.4.7.
МЕДИЦИНСКАЯ ЭНТОМОЛОГИЯ.

Цель занятия: изучить морфологические особенности, диагностические признаки и особенности метаморфоза насекомых – паразитов человека и переносчиков трансмиссивных заболеваний.
Практические навыки и умения: диагностические признаки, особенности метаморфоза, медицинское значение насекомых – временных и облигатных паразитов человека; узнавать представителей насекомых, имеющих медицинское значение, различия на разных стадиях метаморфоза.
Материалы и оборудование:
1. Микроскопы
2. Микропрепараты: личинки комаров; куколки комаров; головы имаго обыкновенного и малярийного комаров; яйца малярийного комара; москиты; вши; блохи; клоп
3. Сухие коллекции насекомых
4. Таблицы постоянные.

Вопросы для самоподготовки:
1. Общая характеристика насекомых.
2. Медицинское значение синантропных видов насекомых.
3. Диагностические признаки строения имаго, яиц и личинок обыкновенного и малярийного комаров.
4.Эпидемиологическое значение компонентов гнуса.
5. Морфологические особенности имаго синантропных мух и мух - возбудителей факультативных и облигатных миазов.
6. Особенности морфологии и эпидемиологическое значение вшей, блох, постельного клопа.

Насекомые – наиболее успешная группа животных, имеющая наибольшее среди всех живых организмов число видов и занявшая все возможные ниши в наземно-воздушной, почвенной и пресноводной среде обитания. Все насекомые имеют три отдела тела – голову, грудь и брюшко. Голова несет пару антенн и ротовые конечности, грудной отдел, состоящий из трех сегментов – три пары конечностей и у большинства представителей одну или две пары крыльев, брюшко лишено конечностей и служит вместилищем внутренних органов. Наличие крыльев позволило насекомым занять массу ранее свободных ниш, и стать доминирующей группой в большинстве наземных экосистем.
Для насекомых характерно сложное строение, адаптированное к обитанию в наземно-воздушной среде, зачастую сопряженному с нехваткой влаги. Тело насекомых покрыто прочной трехслойной хитиновой кутикулой, играющей роль наружного скелета. Имеется сложная мышечная система, состоящая из поперечно-полосатых мышечных волокон, жировое тело, позволяющее запасать питательные вещества и долго обходится без пищи. Выделительная система (мальпигиевы сосуды) позволяют выделать продукты обмена без потери влаги. Сложно дифференцированная нервная система с головным мозгом, состоящим из трех основных отделов, обеспечивает сложное поведение.
Развитие насекомых проходит с метаморфозом – неполным (гемиметаболия) – при котором личинка сходна с имаго и через ряд последовательных линек становится взрослым насекомым, присущем более примитивным формам. Полное превращение (голометаболия) характерно для более эволюционно продвинутых отрядов, в цикле развития присутствует стадия куколки, в которой происходит коренное преобразование организма.
Огромно медицинское значение насекомых. Многие насекомые перешли к временному эктопаразитизму – гематофагии, и лишь незначительное время находятся на хозяине, питаясь кровью. Кровососущие двукрылые формируют т.н. гнус, достигающий во влажных местах высокой численности и приносящий сильное беспокойство своими укусами. Велико эпидемиологическое значение компонентов гнуса в качестве специфических и механических переносчиков многих инфекций и паразитарных инвазий.
Ряд видов насекомых является облигатными эктопаразитами. Яд некоторых видов жалящих перепончатокрылых насекомых опасен для человека. Синантропные виды насекомых. Живущие в жилищах человека являются механическими переносчиками многих кишечных инфекции и яиц гельминтов, а хитин, содержащийся в их линочных шкурках - экзувиях является сильным аллергеном.

Работа № 1. Особенности строения и диагностические признаки имаго обыкновенного и малярийного комаров.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Diptera – Двукрылые
Семейство: Culicidae – Комары
Представитель: Culex pipiens – Обыкновенный комар
Представитель: Anopheles maculipennis – Малярийный комар.
Кровососущие комары имеют наибольшее значение среди двукрылых как переносчики возбудителей многих заболеваний. Малярийные комары рода Anopheles передают возбудителей малярии, другие виды являются переносчиками многих опасных инфекций и инвазий: туляремии, филяриозов, желтой лихорадки и многих других.
А. Внешнее строение комаров.
На коллекционных материалах и демонстрационных таблицах рассмотреть внешнее строение самки обыкновенного и малярийного комара. Отметить размеры, окраску. Описать отличия в строении двух видов: ноги у малярийного комара длиннее, при питании самка обыкновенного комара сидит параллельно поверхности или наклонив брюшко к телу, самка анофелеса - подняв конец брюшка наклонно кверху.
В. Диагностические отличия в строение головы обыкновенного и малярийного комара.
Рассмотреть под микроскопом головы самцов и самок обыкновенного и малярийного комаров. Представители разных полов и видов имеют значительные отличия, позволяющие четко диагностировать вид. Зарисовать головы комаров и указать диагностические признаки:
Culex, самка – антенны слабо опушены, щупики короче хоботка;
Сulex, самец – антенны сильно опушены, щупики длиной с хоботок, не утолщенные на концах;
Anopheles, самка – щупики длиной с хоботок, антенны слабо опушены;
Anopheles, самец – антенны сильно опушены, щупики на концах с булавовидными утолщениями.
Указать эпидемиологическое значение обыкновенного и малярийного комаров. Записать систематику.

Работа № 2. Метаморфоз комаров.
Для комаров, как и прочих представителей двукрылых, характерно полное превращение. Развитие комара происходит в небольших стоячих водоёмах, лужах, куда самки откладывают яйца. Все стадии развития малярийного и обыкновенного комах хорошо различаются, что позволяет обнаружить места выплода анофелесов и использовать многочисленные средства для борьбы с личинками.
А. Диагностические особенности яиц комаров.
Рассмотреть на постоянных препаратах яйца обыкновенного и малярийного комара, зарисовать и отметить диагностические отличия: яйца малярийного комара откладываются поодиночке и имеют по бокам воздушные камеры, яйца обыкновенного комара склеены в плотики, без воздушных камер.
В. Диагностические признаки личинок.
При малом увеличении микроскопа рассмотреть препараты личинок обыкновенного и малярийного комаров, зарисовать, отметив диагностические признаки: Culex – на последнем сегменте имеется дыхательный сифон в форме трубки, личинки плавают вниз головой под углом к поверхности воды; Anopheles – на последнем сегменте дыхательного сифона нет, имеется пара стигм на 8 сегменте брюшка, личинки плавают параллельно поверхности воды.
. Диагностические особенности куколок.
Рассмотреть на препаратах куколок обыкновенного и малярийного комаров, отметить диагностические признаки: у куколок Сulex – дыхательный сифон цилиндрической формы, у Anopheles – воронкообразный.

Работа № 3. Диагностические признаки и эпидемиологическое значение москитов.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Diptera – Двукрылые
Семейство: Phlebotomidae – Москиты
Представитель: Phlebotomus papatasi.
Москиты распространены в теплом климате. Это мелкие насекомые, (размеры 1,5-3 мм), тело опушено, цвет – желтоватый или коричневатый. Ротовой аппарат колюще-сосущий. Крылья широкие, заостренные на вершине. Развитие происходит на суше, во влажных местах. Москиты имеют важное эпидемиологическое значение в качестве специфических переносчиков возбудителей лихорадки паппатачи, кожного и висцерального лейшманиоза.
Изучить постоянный препарат москита при малом увеличении микроскопа. Описать, указав размеры и диагностические признаки. Указать эпидемиологическое значение москитов, записать систематику.

Работа № 4. Морфологические особенности и эпидемиологическое значение комнатной мухи и ее метаморфоз.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Diptera - Двукрылые
Семейство: Muscidae – Настоящие мухи
Представитель: Musca domestica – Комнатная муха.
Комнатная муха – типично синантропный вид двукрылых, широко распространенный по всей территории России. Имеет размеры 6-8 мм, серого-бурого цвета, сверху на груди 4 более светлые продольные полосы, низ брюшка желтоватый. Развитие мух происходит с полным превращением, червеобразные личинки развиваются в разнообразных гниющих субстратах. Ротовой аппарат мух фильтрующего типа, состоит преимущественно из нижней губы, верхние и нижние челюсти редуцированы и имеет на конце оральный диск с псевдотрахеями, позволяющими эффективно отфильтровывать полужидкую пищу. Комнатные мухи имеют важное эпидемиологическое значение в качестве переносчиков большого количества инфекций, преимущественно кишечных, таких как дизентерия, брюшной тиф, холера, паратифы, туберкулез, дифтерия, а также яйца гельминтов.
Рассмотреть имаго комнатной мухи, описать ее, указать диагностические признаки – окраску, размеры, тип ротового аппарата. Зарисовать лапку комнатной мухи. Указать эпидемиологическое значение.

Работа № 5. Морфологические особенности мух – возбудителей факультативных и облигатных миазов.
Миазы – заболевания, вызываемые паразитированием в организме человека личинок мух. Личинки непаразитических мух вызывают случайные миазы. Они развиваются при употреблении пищевых продуктов, содержащих личинки мух (кишечный миаз), при откладывании яиц на бельё, соприкасающемся с телом, и проникновении личинок в уретру (урогенитальный миаз), конъюнктивальный мешок (глазные миазы), через ухо, рот, нос (полостные миазы). Факультативные миазы вызываются личинками непаразитирующих видов мух, которые обитают в трупах, навозе, гниющих растениях. Заболевание возникает при откладывании мухами яиц в раны, язвы, носовые ходы и наружный слуховой проход при наличии в них воспалительного процесса. Миазы могут вызывать личинки многих видов мух, в том числе комнатной, малой комнатной мухи, синей, серой и зеленой падальных мух, дрозофил. С другой стороны, личинки некоторых мух, поселяясь в открытых ранах, могут способствовать их защите от инфекций и быстрому заживлению.
Облигатные миазы вызывают мухи, в жизненном цикле которых присутствует обязательная стадия паразитической личинки.
А. Малая комнатная муха.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Diptera – Двукрылые
Семейство: Muscidae – Настоящие мухи
Представитель: Fannia sp. – Малая комнатная муха.
Взрослая малая комнатная муха имеет размеры 4-6 мм, темно-серого цвета Личинки имеют характерную внешность благодаря наличию большого количества выростов. Имаго фанний, часто встречающиеся в домах, являются переносчиками ряда инфекций. Личинки малых комнатных мух способны вызывать кишечные (при проглатывании яиц), ректальные, назальные, кожные и офтальмомиазы.
На коллекционном материале рассмотреть малую комнатную муху, описать ее, отметить сходство в строении и окраске с комнатной мухой, как отличие – меньшие размеры. Записать диагностические признаки, указать эпидемиологическое значение.
Б. Вольфартова муха.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Diptera – Двукрылые
Семейство: Sarcophagidae
Представитель: Wohlfahrtia magnifica – Вольфартова муха.
Крупная муха светло-серого цвета, имеет размеры 10-13 мм, на груди три темные продольные полосы, на брюшке – темные пятна. Для них характерно живорождение, самка откладывает личинок на поверхность кожи и слизистые оболочки человека и других животных.
Изучить на коллекционных материалах строение имаго и личинки вольфартовой мухи, указать диагностические признаки.

Работа № 6. Диагностические признаки и эпидемиологическое значение вшей.
Вши – облигатные эктопаразиты теплокровных животных. Три вида вшей паразитируют на человеке. Для вшей характерны небольшие размеры, уплощенное тело, колюще-сосущий ротовой аппарат, короткие ноги с крючковидными когтями, позволяющими удерживаться за волосы. Для вшей характерно неполное превращение, яйца вшей – гниды прикрепляются к волосам и нитям одежды.
А. Головная и платяная вошь – возбудители педикулеза.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Phthiraptera
Семейство: Pediculidae
Представитель: Pediculus humanus humanus – Вошь платяная
Представитель: Pediculus humanus capitis – Вошь головная.
Платяная и головная вши относятся к одному виду и лаборатории могут скрещиваться и давать потомство, при этом на хозяине не происходит. На человеке подвиды имеют разную локализацию и морфологически различаются.
Головная вошь локализуется в волосяном покрове головы человека, размеры самца – 2-3 мм, самки до 4 мм, серого цвета, антенны относительно короткие и толстые, имеются глубокие боковые вырезки на брюшке между сегментами. Головная вошь также может переносить возбудителей тифа.
Платяная вошь локализуется в одежде человека, там же откладывает яйца, временно переходя на покровы тела человека для питания. Отличается более крупными размерами (самец 2-3,75 мм, самка до 4,75 мм), светло-серой или беловатой окраской, антенны тоньше и длиннее, вырезки между члениками брюшка менее глубокие. Платяные вши являются основными переносчиками возбудителей сыпного и возвратного тифа.
На постоянных препаратах изучить строение и зарисовать головную и платяную вошь. Отметить диагностические признаки и эпидемиологическое значение каждого подвида.
В. Лобковая вошь – возбудитель фтириаза.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Phthiraptera
Семейство: Pediculidae
Представитель: Phthirus pubis – Лобковая вошь.
Лобковая вошь локализуется на теле человека в области лобка, реже на других оволосненных участках, но не на волосистой части головы. Имеет мелкие размеры (самец – 1 мм, самка 1,5 мм), грудной отдел сильно расширен, брюшко сужается к вершине. Лобковая вошь не является переносчиком инфекций и инвазий, при паразитизме на человеке вызывает сильный зуд.
Рассмотреть препарат лобковой вши под микроскопом, зарисовать, указать морфологические особенности.

Работа № 7. Диагностические признаки блох.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Siphonaptera
Семейство: Pulicidae
Представитель: Pulex irritans – Блоха человеческая.
Имаго всех видов блоха паразитирует на различных видах теплокровных животных. Личинки свободноживущие. Особенностями строения является сильно уплощенное с боков тело и прыгательные задние конечности, позволяющие передвигаться среди густого меха хозяев – млекопитающих. На человека, помимо человеческой блохи, могут нападать некоторые другие виды, в частности, южная крысиная блоха (Xenopsylla cheopis) – важнейший переносчик возбудителя чумы. Помимо чумы, различные виды блох переносят возбудителей сыпного тифа, туляремии, являются промежуточными хозяевами нескольких видов гельминтов.
На постоянном препарате рассмотреть строение блохи. Зарисовать, указать диагностические признаки. Записать систематику и указать эпидемиологическое значение.

Работа № 8. Диагностические признаки постельного клопа.
Систематика (по: Ярыгин, 2008):
Тип: Arthropoda – Членистоногие
Класс: Insecta – Насекомые
Отряд: Hemiptera – Полужесткокрылые
Семейство: Cimicidae
Представитель: Cimex lectularius – Постельный клоп.
Постельные клопы – насекомые с неполным превращением, колюще-сосущим ротовым аппаратом, представленным трехчленистым хоботком, питающиеся кровью человека и других животных. Тело постельного клопа длиной 5-8 мм, сильно уплощено в дорзовентральном направлении. Питание происходит ночью, днем клопы прячутся под обоями, в плинтусах, старых вещах и т.д. В организме постельных клопов могут достаточно длительное время сохраняться возбудители многих инфекций, однако возможность их передачи не доказана.
На постоянном препарате рассмотреть и зарисовать внешний вид постельного клопа, отметить диагностические признаки.

Работа № 9. Решение ситуационных задач.
1. В народе бытует поверье, что мухи осенью, предчувствуя гибель, со злости начинают кусать людей. Ответьте, существуют ли реальные предпосылки у этого поверья?
2. Археологи, работавшие в Средней Азии, поймали песчанку, и посели ее у себя в качестве питомца. Через некоторое время, они обнаружили следы укусов на теле, оставляемых мелким, хорошо прыгающим насекомым. Какое насекомое могло покусать археологов? Чем опасны эти укусы?
3. Существуют данные, что в последнее время, в связи с модой на полную эпиляцию интимных мест, этот вид насекомых во многих странах находится на грани полного исчезновения. Что это за насекомое? Укажите его медицинское значение.
4. В годы первой мировой войны, в условиях, когда большие группы людей проводили длительное время в окопах в условиях антисанитарии, регулярно случались эпидемии сыпного тифа и волынской лихорадки, известной также под названием «окопной лихорадки», в настоящее время не регистрируемой. Что являлось причиной эпидемий?
5. Турист в Египте обратил внимание, что его укусил комар с длинными ногами и пятнистыми крыльями, который при питании сидел, подняв конец брюшка кверху. Назовите род, к которому принадлежит этот экземпляр. Стоит ли опасаться укуса этого комара?


ЗАНЯТИЕ 2.4.8.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ КОНТРОЛЬ ПО МОДУЛЬНОЙ ЕДИНИЦЕ 4 (КОЛЛОКВИУМ).

Паразитизм как экологический феномен.
Виды и формы паразитизма, классификация паразитов и их хозяев.
Учение академика Е.П. Павловского о природно-очаговых заболеваниях.
Роль отечественных ученых в развитии общей и медицинской паразитологии.
Взаимоотношения в системе «паразит - хозяин».
Общая характеристика типа простейших, систематика и общая характеристика классов.
Систематика, морфологические особенности и циклы развития дизентерийной амебы. Патогенез амебиаза.
Систематика, особенности морфологии, патогенез возбудителя висцерального и кожного лейшманиоза, трипаносомоза. Природная очаговость.
Систематика 4-х видов малярийного плазмодия. Цикличность приступов лихорадки, ее этиология. Профилактика малярии.
Цикл развития малярийного плазмодия.
Патогенные инфузории. Систематика, морфологические особенности, пути заражения.
Общая характеристика класса сосальщиков.
Циклы развития сосальщиков на примере кошачьей двуустки.
Особенности морфологии и основные представители ленточных червей.
Цикл развития ленточных червей на примере свиного и бычьего солитеров.
Типы финн ленточных червей. Цистицеркоз у человека.
Особенности цикла развития широкого лентеца.
Общая характеристика круглых червей.
Особенности циклов развития нематод – геогельминтов. Значение аэробиоза яиц и личинок в профилактике и патогенезе аскаридоза.
Особенности циклов развития нематод - биогельминтов.
Общая характеристика типа членистоногие.
Общая характеристика класса паукообразные.
Систематика, диагностические признаки представителей иксодовых клещей, их эпидемиологическое значение.
Особенности метаморфоза иксодовых клещей и его значение в природной очаговости. Трансовариальная и трансфазовая передача возбудителей заболевания.
Систематическое положение, диагностические признаки, эпидемиологическое значение аргазовых клещей.
Систематическое положение, диагностические признаки и эпидемиологическое значение гамазовых клещей.
Систематика, морфологические особенности, цикл развития чесоточного зудня.
Общая характеристика класса насекомых.
Кровососущие комары. Морфологическая диагностика обыкновенного и малярийного комаров на разных фазах развития. Эпидемиологическое значение.
Гнус, его компоненты. Эпидемиологическое значение представителей гнуса.
Особенности наружной морфологии, образа жизни и метаморфоз комнатной мухи. Эпидемиологическая роль.
Миазы животных и человека. Возбудители облигатных и факультативных миазов.
Систематическое положение, морфологическая диагностика, эпидемиологическое значение вшей. Блохи и их эпидемиологическое значение.

Варианты тестовых заданий

1. Цисты округлой формы с 4 ядрами характерны для:
1. Кишечной амебы
2. Дизентирийной амебы
3. Лейшмании
4. Трихомонады
2. Переносчиком возбудителей американского трипаносомоза являются:
1. Муха це-це
2. Москиты
3. Триатомовые клопы
4. Тараканы
3. Переносчиком лейшманиоза являются:
1. Москиты
2. Муха це-це
3. Слепни
4. Мошки
4. Диагностическим признаком кошачьей двуустки является:
1. Сильно разветвленные семенники в средней части тела
2. Раздельнополость
3. Лопастные семенники позади брюшной присоски
4. Лопастные семенники в задней части тела
5. Особенности половой системы, характерные для Clonorchis sinensis:
1. Сильно разветвленные семенники в средней части тела
2. Раздельнополость
3. Лопастные семенники позади брюшной присоски
4. Сильно изрезанные семенники в задней части тела
6. Диагностические признаки шистосом:
1. Сильно разветвленные семенники в средней части тела
2. Раздельнополость
3. Лопастные семенники позади брюшной присоски
4. Сильно изрезанные семенники в задней части тела
7. Диагностические признаки печеночного сосальщика:
1. Сильно разветвленные семенники в средней части тела
2. Раздельнополость
3. Лопастные семенники позади брюшной присоски
4. Сильно изрезанные семенники в задней части тела
8. Диагностические признаки ланцетовидной двуустки:
1. Сильно разветвленные семенники в средней части тела
2. Раздельнополость
3. Лопастные семенники позади брюшной присоски
4. Сильно изрезанные семенники в задней части тела
9. Первой личиночной стадий сосальщиков является:
1. Мирацидий
2. Спороциста
3. Редия
4. Церкария
10. Инвазивной для человека стадией кошачьей двуустки является:
1. Мирацидий
2. Адолескария
3. Церкария
4. Метацеркария
11. Инвазивной для человека стадией печеночного сосальщика является:
1. Мирацидий
2. Адолескария
3. Церкария
4. Метацеркария
12. Обнаружение яиц в дневной моче больного является признаком для диагностики следующего гельминта:
1. Fasciola hepatica
2. Opisthorchis felineus
3. Schistosoma haematobium
4. Schistosoma japonicum
13. Какой тип финны характерен для свиного и бычьего солитеров?
1. Цистицерк
2. Ценур
3. Цистицеркоид
4. Эхинококк
14. Кто является вторым промежуточным хозяином для широкого лентеца?
1. Моллюски
2. Рыбы семейства карповых
3. Хищные рыбы
4. Циклопы
15. Диагностические признаки зрелых члеников бычьего цепня:
1. Матка имеет 7-14 ответвлений
2. Матка имеет 17-34 ответвлений
3. Матка открытая, розетковидная
4. Членики имеют форму огуречного семени
16. Диагностические признаки широкого лентеца:
1. Матка имеет 7-14 ответвлений
2. Матка имеет 17-34 ответвлений
3. Матка открытая, розетковидная
4. Членики имеют форму огуречного семени
17. Типичным биогельминтом является следующий представитель круглых червей:
1. Аскарида
2. Власоглав
2. Острица
4. Трихинелла
18. Каким путем происходит заражение человека трихоцефалезом?
1. Алиментарным
2. Трансмиссивным
3. Перкутанным
4. Гемоконтактным
19. Каким путем происходит заражение человека анкилостомидозом?
1. Алиментарным
2. Трансмиссивным
3. Перкутанным
4. Гемоконтактным
20. Каким путем происходит заражение человека филяриатозом?
1. Алиментарным
2. Трансмиссивным
3. Перкутанным
4. Гемоконтактным
21. Диагностическими признаками Ixodes persulcatus является:
1. Щиток одноцветный, анальная бороздка огибает анус спереди, глаз нет
2. Щиток одноцветный, анальная бороздка огибает анус сзади, глаза есть
3. Щиток перламутровый, анальная бороздка огибает анус сзади, глаза есть
4. Хоботок расположен вентрально, спинных щитков нет, кожа морщинистая
22. Диагностическими признаками клещей рода Dermacentor является:
1. Щиток одноцветный, анальная бороздка огибает анус спереди, глаз нет
2. Щиток одноцветный, анальная бороздка огибает анус сзади, глаза есть
3. Щиток перламутровый, анальная бороздка огибает анус сзади, глаза есть
4. Хоботок расположен вентрально, спинных щитков нет, кожа морщинистая
23. Диагностическими признаками Ornithodorus papillipes является:
1. Щиток одноцветный, анальная бороздка огибает анус спереди, глаз нет
2. Щиток одноцветный, анальная бороздка огибает анус сзади, глаза есть
3. Щиток перламутровый, анальная бороздка огибает анус сзади, глаза есть
4. Хоботок расположен вентрально, спинных щитков нет, кожа морщинистая
24. Продолжительность жизни аргасовых клещей может составлять:
1. 1-2 месяца
2. 2-3 года
3. 10-15 лет
4. 20-25 лет
25. Каково эпидемиологическое значение гамазовых клещей?
1. Переносчики крысиного сыпного тифа
2. Переносчики клещевого энцефалита, болезни Лайма
3. переносчики лейшманий и трипаносом
4. Не имеют эпидемиологического значения
26. Факультативные миазы вызывают:
1. Оводы
2. Вольфартова муха
3. Малая комнатная муха
4. Малярийные комары
27. Облигатные миазы вызывают:
1. Малая комнатная муха
2. Вольфартова муха
3. Комары
4. Синяя мясная муха
28. Не имеет эпидемиологического значения:
1. Pediculus humanus humanus
2. Pediculus humanus capitis
3. Phthirus pubis
4. Pulex irritans
29. Самки комаров рода Culex имеют следующие диагностические признаки:
1. Антенны слабо опушены, щупики короче хоботка
2. Антенны сильно опушены, щупики длиной с хоботок, не утолщенные на концах
3. Антенны слабо опушены, щупики длиной с хоботок
4. Антенны сильно опушены, щупики на концах с булавовидными утолщениями
30. Самки комаров рода Anopheles имеют следующие диагностические признаки:
1. Антенны слабо опушены, щупики короче хоботка
2. Антенны сильно опушены, щупики длиной с хоботок, не утолщенные на концах
3. Антенны слабо опушены, щупики длиной с хоботок
4. Антенны сильно опушены, щупики на концах с булавовидными утолщениями.

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

Создать анимационную модель цикла развития малярийного плазмодия (на примере P. vivax)
Создать анимационную модель цикла трипаносом и лейшманий (на примере T. brucei и L.tropica)
Создать анимационную модель цикла развития сосальщиков (на примере O. felineus)
Создать анимационную модель цикла развития цепней (на примере T. solium)
Создать анимационную модель цикла развития лентецов (на примере D. latum)
Создать анимационную модель цикла развития круглых червей биогельминтов (на примере T. spiralis)
Создать анимационную модель цикла развития круглых червей - микрофилярий (на примере Loa loa)
Создать анимационную модель цикла развития факультативного паразита (на примере S. stercoralis)
Подготовить презентацию по теме «Дифференциальная диагностика яиц гельминтов»
Подготовить презентацию по теме «Дифференциальная диагностика сосальщиков по морфологическим признакам»
Подготовить презентацию по теме «Особенности циклов развития круглых червей - геогельминтов»
Подготовить презентацию по теме «Особенности циклов развития круглых червей - биогельминтов»
Подготовить презентацию по теме «Особенности циклов развития круглых червей – возбудителей трансмиссивных филяриатозов»
Подготовить презентацию по теме «Дифференциальная диагностика клещей – паразитов человека по морфологическим признакам»
Подготовить презентацию по теме «Дифференциальная диагностика эхинококкоза и альвеококкоза»
Подготовить презентацию по теме «Возбудители облигатных и факультативных миазов – клиническое значение»
Подготовить презентацию по теме «Дифференциальная диагностика комаров Culex, Anopheles и Aedes на каждой стадии их развития»
Подготовить презентацию по теме «Гирудотерапия и апитерапия в клинической практике»
Подготовить презентацию по теме «Ядовитые животные в клинической практике»
Подготовить презентацию по теме «Транзитные паразиты человека: их циклы развития и медицинское значение»

Рекомендуемая литература по модулю:
Обязательная:
Биология. Под ред. В.Н. Ярыгина, 2-й том. М., 2008 г.
Дополнительная:
Беклемишев В.Н. Биоценологические основы сравнительной паразитологии.- М.: Наука, 1970. - 248 с
Виноградов А.Б., Глумов С.Г, Афонина Т.Д. и др. Медицинская паразитология. Пермь: Феникс, 2006.
Гапонов С.П. Паразитология. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 2011. – 776 с.
Генис Д.Е. Медицинская паразитология. - М., 1991.
Гинецинская Т.А., Добровольский А.А. Частная паразитология. Паразитические черви, моллюски и членистоногие. - М.: Высшая школа, 1978. Т.1-2.
Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа, 1981. - 606 с.
Догель В.А. Курс общей паразитологии. Л., 1947.
Заяц Р.Г., Рачковская И.В., Карпов И.А. Основы общей и медицинской паразитологии. Ростов-на-Дону: Феникс. - 2002.
Захваткин Ю.А. Акарология – наука о клещах. История развития. Современное состояние. Систематика. – 2012. – 192 с.
Кеннеди К. Экологическая паразитология. М.: Мир, 1978. - 227 с.
Крылов М.В. Возбудители протозойных болезней домашних животных и человека. Т. 1, 2. СПб, 1994.
Павловский Е.Н. Руководство по паразитологии человека с учением о переносчиках трансмиссивных болезней. Т.1-2 - М.-Л., 1946-1948.
Паразитоценология (под. ред. А.П. Маркевича). – Киев: Наукова Думка, 1985. - 245 с.
Ройтман В.А., Беэр С.А. Паразитизм как форма симбиотических отношений. - М., 2008.
Теоритические и прикладные проблемы паразитологии. - М.: "Наука", 2002. -335 с.
Шульц Р.С., Гвоздев Е.В. Основы общей гельминтологии. М., 1970-76. Т.1-3.
МОДУЛЬ 5. ЭКОЛОГИЯ. БИОСФЕРА.

Популяционная генетика – раздел генетики, изучающий генофонд популяций и его изменение в пространстве и во времени.
Популяция – это совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций. Популяция обладает только ей присущими особенностями: численностью, плотностью, пространственным распределением особей. Различают возрастную, половую, размерную структуру популяции. Соотношение разных по возрасту и полу групп в популяции определяют ее основные функции. Соотношение разных возрастных групп зависит от двух причин: от особенностей жизненного цикла вида и от внешних условий.
Для популяции так же характерны такие свойства, как частоты генотипов и аллелей.
Закон Харди – Вайнберга: В популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение.
p2 + 2pq+q2=1 – Уравнение Харди – Вайнберга.
Следует помнить что формула Харди-Вайнберга применима при определенных условиях: 1) для одной пары аутосомных аллелей; 2) если спаривание особей и сочетание гамет при оплодотворении в популяции совершается случайно; 3) если прямые и обратные мутации происходят настолько редко, что их частотой можно принебречь; 4 если популяция достаточно многочислена; 5) если особи разных генотипов имеют одинаковую жизнеспособность, плодовитость и, следавательно, не подвергаются отбору, очевидно, что в природных популяциях это далеко не всегда осуществляется, ограничивая тем самым формула Харди – Вайнберга.
Хронобиология - одна из молодых и быстро развивающихся наук ХХ-ХХ1 веков, изучает временную организацию биосистем на всех уровнях организации живого. Из года в год возрастает интерес к проблемам хронобиологии, методологические принципы которой уверенно проникают в исследования всех уровней организации живого - от молекулярного до биосферного. Основа хронобиологии - биоритмология. Ритмичность - фундаментальное свойство живого. В настоящее время временная организация биологических систем рассматривается как один из основных принципов их организации. Хронобиология является междисциплинарной наукой, которая проникает буквально во все разделы биологии. Хронобиология составляет фундамент хрономедицины, которая в настоящее время выглядит как дерево со многими ответвлениями (хронодиагностика, хронопрофилактика, хронофармакология, хронотерапия, хроногигиена и т.д.).
Биоритмы - это регулярные количественные и связанные с ними качественные изменения биологических процессов, происходящие на различных уровнях организации живого: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом органном, организменном популяционно-биосферном. Главными составляющими параметрами ритма являются период, МЕЗОР, амплитуда, акрофаза (табл. 1).
Классификация биологических ритмов.
Класс ритмов:
1) Высокой частоты (период менее 0,5 ч.) (микроритмы)
Название ритмов: Специальных названий пока нет.
Пример: Ритмы электроэнцефалограммы (альфа-, бета и др.)
Минутные волны. Секундные волны
Период: От тысячной до сотой доли мкрсек. От 30 мс до 2 мс
Минутные волны; до 30 мин
Секундные волны: от 1с до 1мин
Функции, которые присущи данным ритмам: осцилляции на молекулярном уровне, ЭЭГ, дыхание, перистальтика кишечника, ЭКГ.



Рисунок 1. Схематическое изображение ритма и его показателей. Период (Т) - время между повторениями событий или время, требуемое для завершения цикла. Обратная величина периода, в единицах циклов в единицу времени - частота ритма. МЕЗОР (М) - средний уровень показателя. Амплитуда (А) - расстояние от МЕЗОРа до пика, максимума показателя (наибольшее отклонение полезного сигнала от МЕЗОРа). Акрофаза - момент времени, соответствующий регистрации максимального значения полезного сигнала (когда ритм описывается косинусоидой, пик кривой обозначается термином акрофаза, 0).

Цель изучения модуля: Ознакомить студентов с задачами и методами экологии, дать понятие о роли экологических факторов в биосфере. Изучить взаимосвязь человека и окружающей среды. Ознакомиться с основными характеристиками популяции. Освоить основные понятия хронобиологии.
Задачи модуля: Научить студентов применять закон Харди-Вайнберга для человеческих популяций. Ознакомить студентов с основными понятиями хронобиологии.

Изучение данного учебного модуля направлено на формирование у обучающихся следующих компетенций, предусмотренных ФГОС-3 по направлениям подготовки – 060201 «лечебное дело» и 060103 «педиатрия»:
а) общекультурные (ОК):
способностью и готовностью анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);
б) профессиональные (ПК)
способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);
способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);
способностью и готовностью анализировать роль биологических факторов в развитии болезней, генотипические и фенотипические проявления наследственных болезней, генетические основы врожденных нарушений челюстно-лицевого аппарата, владеть современными методами исследования генетики человека, принципами медико-генетического консультирования; объяснять характер отклонения в ходе развития, способных привести к формированию вариантов, аномалий и пороков развития (ПК-26).

В результате освоения модуля студент должен:
Знать:
основные принципы и эволюционные механизмы, действующие в человеческих популяциях.;
сущность, математическое выражение и практическое использование закона Харди-Вайнберга.;
цели и задачи современной хронобиологии, базовые термины хронобиологии, классификацию ритмов и их основные параметры;
главные механизмы регуляции суточной ритмичности.
Уметь:
применить полученные знания для расчета генетической структуры популяции по имеющимся данным о частоте встречаемости признака;
самостоятельно обосновать значение хронобиологии для медицины.;
получить ориентировочные расчеты основных параметров ритма (мезора, амплитуды, периода и акрофазы) по нескольким точкам во временном ряду.
Владеть:
подходами к решению популяционно-генетических задач;
навыками построения биоритмов в виде графика.




ЗАНЯТИЕ 2.5.1.
Генетическая структура человеческой популяции. Популяционная генетика. Практическое использование закона Харди – Вайнберга.

Цель занятия: Ознакомиться с характеристикой популяции, законом Харди-Вайнберга, с условиями его действия. Научиться определять частоту встречаемости аллелей и генотипов в популяции и определять характер исследования признаков.
Знать: Основные принципы и эволюционные механизмы, действующие в человеческих популяциях. Сущность, математическое выражение и практическое использование закона Харди-Вайнберга.
Уметь: Применить полученные знания для расчета генетической структуры популяции по имеющимся данным о частоте встречаемости признака.
Материалы и оборудование: Два мешочка, в каждом из которых имеется по 100 гамет – 30 белых (рецессивной аллель «а») и 70 черных (доминантная аллель «А»).

Вопросы самоподготовки:
1. Генофонд популяции, как основа эволюционной и экологической пластичности вида. Консервативность и пластичность генофонда. Аллелофонд.
2. Вид. Критерии вида. Значение полового процесса для существования вида. Динамичность вида. Различия популяции и вида. Почему понятие «вид» не может быть применено к размножающимся бесполым путем агамным, самооплодотворяющимся и строго партеногетическим организмам.
3. Популяция. Экологическая и генетическая характеристика популяции. Генетическа стабильность популяции. Типы расселения популяций.
4. Закон Харди-Вайнберга, условия его проявления. Практическое применение закона Харди-Вайнберга для анализа человеческих популяций. Частоты аллелей и генотипов. Менделевская популяция, причины их отсутствия в природе.
5. Элементарные эволюционные факторы популяции: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор, дрейф генов.
6. Видообразование. Наследственный полиморфизм природных популяций. Генетический груз и мутационный груз и их биологическая сущность.
7. Популяционная структура вида. Взаимодействие между генами полное и неполное доминирование, экспрессивность, пенетрантность.
8. Популяция людей. Дем. Изолят. Демографические показатели.
9. Действие эволюционных факторов на популяции людей: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов, естественный отбор.
10. Генетический полиморфизм. Генетический полиморфизм человечества. Генетический груз в популяциях людей.

Литература обязательная:
Учебник по биологии. Под ред. В.Н.Ярыгина, 2008, 2 т. c. 2-51.
Литература дополнительная:
1. «Генетика» под ред. Н.В.Лобашова
2. «Введение в медицинскую генетику» В.Л.Эфроимсон
3. Лекции по генетике

Работа №1. Составление модельных панмиктических популяций при заданных частотах гамет.
Изучение наследования в популяциях связано с изучением их генотипического состава в сменяющихся поколениях, т.е. с определением частот различных генотипов и аллелей. Частота определенного генотипа в популяции – это относительное количество особей данного генотипа, выраженное в долях единицы или процентах (за единицу или 100% принимается общее число особей в популяции или исследуемой выборке). Аналогичным образом рассчитываются и частоты аллелей.
Инбридинг – близкородственное скрещивание, скрещивание организмов, имеющих общих предков, приводящее к гомозиготизации. У человека к такому же результату приводят родственные браки.
Панмиксия – это свободное скрещивание особей в популяции с различными генотипами. Поскольку в панмиктической популяции следующее поколение воспроизводится за счет разнообразных сочетаний различных гамет, произведенных родительскими организмами, численность особей того или иного генотипа будет определяться частотой разных типов гамет родителей.
В двух мешочках имеется по 100 гамет – окрашенные кружочки с аллелью «А» (30 с рецессивной аллелью и 70 с доминантной аллелью). В одном мешочке «яйцеклетки», в другом «сперматозоиды». Один из студентов вытаскивает, не глядя в мешочек, по одному кружочку – «яйцеклетку», другой «сперматозоид», третий записывает сочетание гамет, т.е. «зиготу» (АА, Аа, аа). Каждый кружок возвращается на место и тщательно перемешивается. Эта процедура повторяется 100 раз. Подсчет результатов работы проводится по правилу конвертов согласно таблице 1.



Таблица 1. Учет фактической частоты генотипов панмиктической популяции.
Генотипы
АА
Аа
аа

Число




Теоретически ожидаемое соотношение генотипов для данного случая можно рассчитать по таблице 2. Для выражения результатов в целых числах необходимо полученные величины умножить на 100.
Таблица 2. Расчет теоретически ожидаемых частот генотипов в модельной панмиктической популяции (указана частота образования гамет для мужчин и женщин).

·
·
0,7 А
0,3 а

0,7 А
0,49 АА
0,21 Аа

0,3 а
0,21 Аа
0,09 аа

В таблицу 3 внести фактически полученные и теоретически ожидаемые частоты и, сравнив их методом (2 (кси-квадрат), доказать соответствие фактов. Вероятности «р» для критериев (2 даны в табл.4
Таблица 3 Расчет величины (2.
Показатели
Частоты генотипов


АА
Аа
аа
Всего

Фактически полученные (х)





Теоретически ожидаемые (у)
49
42
9
100


·2 (
·2 = (х-у)2 )













Достоверность полученных данных оценивать с помощью таблицы 4.
Таблица 4. Критическая (процентная) точка для вероятности Р=0,05
при числе степеней свободы k=1. (по Г.Ф. Лакину, 1990).
k
Р=0,05

1
3,841

k=1, т.к. учитывается только один фактор: частота аллелей в популяции.
Уровень значимости, или вероятность ошибки, допускаемой при оценке принятой гипотезы, может различаться. Обычно при проверке статистических гипотез принимают три уровня значимости: 5%-ный (вероятность ошибочной оценки Р=0,05), 1%-ный (Р=0,01) и 0,1%-ный (Р=0,001). В биологических исследованиях часто считают достаточным 5%-ный уровень значимости. Если значение (2 меньше или равно 3,841, то полученные результаты являются достоверными, так как теоретические и фактические данные близки между собой. Если значение (2 больше 3,841, то полученные фактические результаты являются недостоверными.

Пример решения и оформления задачи:
Допустим, что случайным образом у нас образовалось 52 зиготы с генотипом АА, 37 – с генотипом Аа и 11 – с генотипом аа. Необходимо сравнить теоретические и фактические полученные данные и выяснить, существуют ли между ними различия и случайны ли они.

Таблица 5. Ход решения задачи.
Показатели
Частоты генотипов


АА
Аа
аа
Всего

Фактически полученные (х)
52
37
11
100

Теоретически ожидаемые (у)
49
42
9
100

(
·2)
(52-49)2=9
(37-42)2=25
(11-9)2=4



(2 = 9/49 + 25/42 + 4/9 = 1,223
Ответ: Так как 1,223 < 3,841 (таблица 4), то полученные данные являются достоверными, потому что в фактически существующей популяции с такими же частотами аллелей «А» и «а» возможно такое распределение аллелей между потомками.

Работа №2. Решение задач на частоту гомо- и гетерозигот в популяции.
Различные способы выражения Расчет частоты,
выраженной частоты аллеля в долях единицы
или генотипа в популяции

В исследуемой популяции 84 человека 84 : 420 = 0, 2
из 420 имели доминантный признак.
В одной из популяций встречаемость 15 : 100 = 0,15
людей с резус-положительной кровью
(рецессивный признак) составляет 15 %.
Встречаемость больных, страдающих 10-4 = 1 : 10000 = 0,0001
фенилкетонурией, равна 10-4.
В европейских популяциях 0,02 : 1000 = 0,00002
распространенность ахондроплазии
составляет 0,02 на 1000 новорожденных.
Алкаптонурия встречается с частотой 1 : 100 000 = 0,00001
1 : 100 000.
Изучаемый признак характеризуется 0,09 : 0,3 = 0,3
неполной пенетрантностью, равной
30%, и встречается в популяции с
частотой 0,09.
Частота генотипа – доля особей в популяции, имеющих данный генотип, среди всех особей популяции.
Частота аллеля – доля конкретного аллеля среди всех имеющихся в популяции аллелей изучаемого гена.

·
·
А (р)
а (q)

А (р)
0,49 АА (р2)
0,21 Аа (рq)

а (q)
0,21 Аа (рq)
0,09 аа (q2)

р – частота аллеля «А» в популяции
q – частота аллеля «а» в популяции
Закон Харди-Вайнберга:
р2 + 2рq + q2 = 1; р + q = 1.
Пример: Альбинизм общий наследуется как аутосомный рецессивный признак. Заболевание встречается с частотой 1 : 20 000. Вычислите частоту гетерозигот в популяции.
Решение:
Таблица “Признак - ген”

Пара альтернативных Аллели Возможные генотипы
признаков гена

Альбинизм а (q) аа (q2)
Отсутствие альбинизма А (р) А _ (р2 + 2рq): АА (р2) или Аа (2рq)

Частота гомозигот по рецессивному признаку в популяции:
q2 = 1 : 20 000 = 0,00005
Частота рецессивного аллеля в популяции:
q = = 0,07

Частота доминантного аллеля в популяции:
р = 1 – q = 1– 0,07 = 0,93
Частота гетерозигот в популяции:
2рq = 2 * 0,07 * 0,93 = 0,1302 (13 %)
Ответ: Частота гетерозигот в популяции 13 %.

1. Одна из форм фруктозурии (ослабление усвоения фруктозы и повышенное ее содержание в мече) проявляется субклинически. Дефекты обмена снижаются при исключении фруктозы из пищи. Заболевание наследуется аутосомно-рецессивно и встречается с частотой 7:1000000 (В.П. Эфроимсон, 1968 г.) Определить частоту гетерозигот в популяции.
2. Врождённый вывих бедра наследуется доминантно, средняя пенетрантность гена 25%. Заболевание встречается с частотой 0,06% (В.П. Эфроимсон, 1968). Определите число гомозиготных особей по рецессивному гену.
3. В одной панмиктической популяции частота аллелей b равна 0,1, а в другой – 0,9. В какой популяции больше гетерозигот?
4. Болезнь Тей-Сакса, обусловленная аутосомным рецессивным геном, неизлечима; люди, страдающие этим заболеванием, умирают в детстве. В одной из больших популяций частота рождения больных детей составляет 1:5000. Сколько здоровых людей будет проживать в популяции численностью 400 000 человек?
5. Кистозный фиброз поджелудочной железы (муковисцидоз) поражает индивидуумов с рецессивным гомозиготным фенотипом и встречается среди населения с частотой 1 на 2000. Вычислите частоту гена кистозного фиброза в популяции численностью 1 000 000 человек.
6. В популяции встречаются три генотипа по гену цвета глаз в соотношении: 9/16АА, 6/16Аа и 1/16аа. Карий цвет глаз – это аутосомный доминантный признак с постоянной пенетрантностью. Находится ли данная популяция в состоянии генетического равновесия?
7. Аниридия наследуется как доминантный аутосомный признак и встречается с частотой 1:10000 (В.П. Эфроимсон). Определить генетическую структуру популяции.
8. Хорея Генгингтона наследуется как аутосомно-доминантный признак с пенетрантностью 82,5%. В популяции на 100 тысяч человек приходится 4 больных. Определите процент людей-носителей данного заболевания в популяции.
9. Популяционная частота дизостоза черепно-лицевого – 1:25 000. Этот признак наследуется аутосомно-доминантно с пенетрантностью 50%. Сколько людей в популяции будут носителями данного гена.
10. Подагра встречается у 2% людей и обусловлена аутосомным доминантным геном. У женщин ген подагры не проявляется, у мужчин пенетрантность его равна 20% (В.П. Эфроимсон, 1968). Определите генетическую структуру популяции.
11. Из ниже приведенных заболеваний укажите те, чью популяционную численность можно рассчитать с помощью закона Харди-Вайнберга: Синдром Патау, синдром Джейкоба, фенилкетонурия, полидактилия, серповидно-клеточная анемия, синдром кошачьего крика, гипертрихоз, дальтонизм.
12. Туберозный склероз (эпилойя) наследуется как аутосомный доминантный признак. По данным Пенроза (1972), данное заболевание встречается с частотой 1 : 600 000. Один из симптомов данного заболевания – факома глазного дна (опухоли сетчатки) – обнаруживается у 80% всех гомозигот и у 20% предположительно гетерозиготных, у которых нет других клинических симптомов. Определите частоту встречаемости доминантного гена (решение задачи по желанию студента).

Работа № 3. Решение задач по популяционной генетике при множественном аллелизме.
1) В некоторой популяции по данным станции переливания крови, так представлены группы крови:
IoIo = 36% IoIa= 28% IoIb= 28% IaIb =8%
0,36 IaIa 0,28 IbIb 0,28 0,08
А) Рассчитать частоту генов 2 и 3 группы крови. Б) Рассчитать процент гомо- и гетерозигот в популяции.

2) Известно, что частота аллелей групп крови в популяции следующая: Io = 0,5; Ia = 0,1; Ib = 0,4. Рассчитать процент гомо- и гетерозигот в популяции.

3) У кроликов сплошная темная окраска обусловлена доминантным аллелем (А), а белая – рецессивным (а), но существуют еще аллели асh (шиншилловая окраска) и аh (гималайская окраска). Вся серия аллелей по доминированию может быть представлена в виде ряда: А > асh > аh > а. Определить процент кроликов с различной окраской в популяции, если известны частоты аллелей: А=0,25; асh=0,15; аh=0,33; а=0,27 (решение задачи по желанию студента).


ЗАНЯТИЕ 2.5.2.
Медицинские аспекты хронобиологии.

Цель обучения: Освоить основные понятия хронобиологии и параметры биоритмов на примере циркадианных ритмов. На конкретных примерах суточной динамики температуры тела, частоты пульса показать существование суточных ритмов физиологических процессов в организме человека. Научиться разбираться в основных характеристиках суточного ритма. Раскрыть значение хронобиологии для медицины.
Знать: Цели и задачи современной хронобиологии, базовые термины хронобиологии, классификацию ритмов и их основные параметры. Главные механизмы регуляции суточной ритмичности.
Уметь: Самостоятельно обосновать значение хронобиологии для медицины. Получить ориентировочные расчеты основных параметров ритма (мезора, амплитуды и акрофазы) по нескольким точкам во временном ряду.
Материалы и оборудование:
Домашнее задание к занятию( каждый студент должен измерить у себя и записать значение температуры тела и частоты пульса в следующие часы суток( 700, 1100, 1500, 1900 и 2300.
Вопросы для самоподготовки:
1. Динамическая устойчивость обмена веществ. Сущность определения “гомеостаз”, “здоровье”, “норма”.
2. Гомеостаз и биоритмы. Основные параметры ритма.
3. Здоровье и биоритмы.
4. Хронобиология и ее роль в теории и практике медицины (хронофизиология, хронопатология, хронодиагностика, хронотерапия, хроногигиена, хронопрофилактика).
5. Биологические ритмы в онтогенезе человека. Медицинское значение хронобиологии. Хронобиологическая концепция оценки биологического возраста и темпа старения.

Работа №1. Суточный ритм температуры тела человека.
Предварительно каждый студент в подмышечной области измеряет у себя температуру тела в 7, 11, 15, 19, 23 часа, по полученным данным строится кривая динамики температуры тела, при этом на оси абсцисс указывается время (в часах), а на оси ординат – значение температуры тела в градусах. Затем, используя данные 10 или более человек, заполняется следующая таблица:
№ обследуемого
7:00
11:00
15:00
19:00
23:00

1






2






3






4






5






6






7






8






9






10






11






12






13






Средняя арифметич. по часам






Студенты находят среднюю арифметическую по часам величину («условный «МЕЗОР»), строят суточную кривую температуры тела по среднечасовым значениям с указанием минимального и максимального значения. Определяют размах колебаний, который находится как разность между максимальным и минимальным среднечасовым значением, амплитуду колебаний, отклонение от среднесуточного значения до максимума.
По рассчитанным показателям строится индивидуальный и групповой график, где по оси абсцисс обозначается время суток, а по оси ординат полученное значение показателя.
Записывается вывод: температура тела у человека существенно изменяется в течение суток с периодом в 24 часа. По полученным данным максимальное значение наблюдается в . Часов, среднесуточный уровень составляет градусов, размах колебаний , амплитуда колебаний .
Обратите внимание на особенности индивидуальных хронограмм температуры тела и ЧСС. При заболеваниях и утомлении структура биоритма меняется.

Работа №2. Суточный ритм пульса у человека.
По данным регистрации частоты пульса в покое в 7, 11, 15, 19, 23 часа строится индивидуальная суточная кривая. Затем заполняется следующая таблица, в которой используются результаты 10 человек и более. Находится средняя арифметическая по часам, МЕЗОР. Затем нужно построить суточную кривую частоты пульса (по среднечасовым значениям). Определяется размах колебаний, амплитуда, акрофаза.
№ обследуемого
7:00
11:00
15:00
19:00
23:00

1






2






3






4






5






6






7






8






9






10






11






12






13






Средняя ариф. по часам






По рассчитанным показателям строится индивидуальный и групповой график, где по оси абсцисс обозначается время суток, а по оси ординат полученное значение показателя.
Делается вывод: Частота сердечных сокращений у человека изменяется в течение суток. По полученным данным максимальное значение отмечается в часов, размах колебаний , амплитуда колебаний ударов в минуту.

Работа №3. Решение ситуационных задач
1. В течении язвенной болезни наблюдается сезонность обострений. Неблагоприятное время года для многих больных – весна и осень. Под влиянием климатических условий (температура воздуха, колебания барометрического давления и других факторов) нарушается реактивность организма. Изменения наступают главным образом в нервной и эндокринной регулирующих системах. Они приводят к нарушению функции органов пищеварения (желудка и двенадцатиперстной кишки). Как можно объяснить данный факт?
2. Установлено, что психически больные люди начинают чувствовать себя хуже, когда световой день весной увеличивается на два часа и осенью на эти же два часа уменьшается. Здоровый человек ощущает в этот период вялость, снижение работоспособности, раздражительность, но он в состоянии преодолеть эти неприятные ощущения и ведет обычную жизнь. Поясните данную зависимость с точки зрения хронобиологии.
3. Распределите ниже перечисленные циклы по трем группам: годовые циклы, лунные циклы и суточные циклы. Обоснуйте свое распределение.
Температура тела, менструальный цикл, обострение психических заболеваний, частота дыхания, колебания рождаемости, пульс, артериальное давление, колебания инфарктов миокарда и апоплексических инсультов.
4. Эпифиз вырабатывает гормон мелатонин, который тормозит действие гонадотропных гормонов. Секреция изменяется в зависимости от освещенности: увеличение светового дня уменьшает секрецию мелатонина, что приводит к секреции половых гормонов. Как повлияло на человека возникновение круглосуточного искусственного освещения? На ком больше отразились эти изменения: на людях живущих ближе к экватору или живущих ближе к полярному полюсу?
5. В животном мире зимняя спячка, перелет птиц, вскармливание потомства и диапауза, как и смена формы у насекомых – самые распространенные формы годовых ритмов. Объясните, почему в северном и южном полушарии они протекают со сдвигом в полгода? Зависят ли эти ритмы от широты?
6. Человек, и голубь (дневные типы животных), а также кошка, хомячок, мышь и таракан (ночные типы) были помещены на неделю в условия постоянной темноты. Что произойдет с параметрами циркадианного ритма двигательной активности у представителей этих видов. Что изменится, если их поместить в условия постоянного освещения. Используйте правило Ашоффа.

Постоянная темнота
Постоянное освещание

Ночные животные
Период сокращается
Период увеличивается

Дневные животные
Период увеличивается
Период сокращается


7. Известно следующее: синхронное сопряжение между парными СХЯ гипоталамуса снижается с возрастом. В некоторых Средиземноморских странах, например Италии, существует сиеста – дневной отдых и сон. Некоторые лекарственные препараты назначаются два раза в день – утром и вечером. Что общего между всеми этими факторами с точки зрения хронобиологии, что может увидеть на графиках АД кардиолог при анализе данных амбулаторного мониторинга артериального давления у пожилого итальянца, придерживающегося сиесты и получающего лечение от артериальной гипертонии.
8. Антибиотики обладают либо бактерицидным (убивают бактерий), либо бактериостатическим действием (не дают им размножаться), последних большинство. Ниже приведен график пролиферации (размножения) госпитального штамма 2888 Staphylococcus aureus. Как вы оцените эффективность антибиотика с бактериостатическим действием, который не знающий этого, врач назначил в 8 и 17 часов? Оправдана ли будет 3-х разовая схема назначения данного антибиотика?

9. Основной белок ключевых генов биологических часов клетки, вырабатывающийся в течение всей фазы активности у человека носит название PER. Наиболее активные ферменты, выводящие «из игры» белок PER путем его фосфорилирования – это несколько разновидностей казеинкиназ (ck). Если фосфорилирование белка PER происходит слишком быстро – биологические часы ускоряют свой ход, если слишком медленно – замедляют. Подумайте, какие молекулярно-генетические особенности могут способствовать вечерним («совам») и, наоборот, утренним («жаворонкам») хронотипам?
10. Изучите представленные ниже рисунки суточной динамики систолического АД и ЧСС в двух различных широтах Тюменской области. Интерпретируйте их исходя их региональных особенностей (Север – Ямал, 68° с.ш.) и Тюмень (55° с.ш.). Какие факторы и механизмы могут быть лежать в основе и использованы для объяснения наблюдаемых здесь закономерностей.

11. Приведите собственные примеры биоритмов в природе и для человека.





Терминология к занятию
1. Акрофаза (расчетная, 0) – момент времени, соответствующий регистрации максимального значения полезного сигнала (зависит от момента времени соотнесения).
2. Акрофаза внутренняя – акрофаза, рассчитанная по отношению к акрофазе некого другого физиологического события.
3. Амплитуда (А) – величина наибольшего отклонения полезного сигнала от МЕЗОРа.
4. Ауторитмометрия (АР) – набор данных, полученных путем самостоятельных измерений с автоматической записью физиологических показателей как функции времени.
5. Ациркадианный (аЦД) – относящийся к биологическим колебаниям или ритмам ультра- и инфрадианных областей, отличным от циркадианного диапазона.
6. Батифаза (надир; ортофаза) – момент времени, соответствующий регистрации минимального значения полезного сигнала (зависит от времени соотнесения).
7. Биологическая временная структура – сумма предсказуемых, зависимых от времени биологических измерений, включающих наряду с ростом, развитием и старением спектр различных частот.
8. Внешняя десинхронизация – десинхронизация биологических ритмов от циклов окружающей среды (например, при преодолении нескольких часовых поясов на самолете).
9. Внутренняя десинхронизация – десинхронизация одного от другого из двух или более ритмов в биосистеме путем появления ранее отсутствующих различий в частоте и (или) изменения во временном отношении двух ритмов с той же частотой (например, при алкоголизации).
10. Время соотнесения (reference time) – момент времени, принимаемый за начало отсчета (00:00), по отношению к которому рассчитывается акрофаза и батифаза.
11. Десинхроноз – заболевание (патологическое состояние), вызванное внешней и (или) внутренней десинхронизацией биологических ритмов.
12. Десинхронизация – состояние двух или более ранее синхронизированных ритмических переменных, переставших показывать те же частоты и (или) акрофазные взаимоотношения и демонстрирующие изменения временных взаимосвязей (явление или процесс изменения нормальных, естественных фазовых взаимоотношений между двумя или более физиологическими показателями – может быть транзиторной или устойчивой (персистирующей)).
13. Диапазон колебаний (двойная амплитуда, 2А) – величина между акрофазой и батифазой.
14. Инфрадианный – относящийся к биологическим колебаниям или ритмам с частотой ниже циркадианного диапазона (т.е., с периодом длиннее 28 часов).
15. Косинор-анализ – оценка параметров ритма методом наименьших квадратов или его вариациями.
16. Косинородезм – динамическая норма реакции физиологической величина, аппроксимированная косинусоидой.
17. Мезор – статистическая срединная ритма (полезного сигнала); при равноудаленных данных совпадает со средней арифметической.
18. Период (Т) – промежуток времени, за который совершается один полный цикл.
19. Синхронизатор – внешняя периодичность, определяющая временное положение данного ритма кратной частоты.
20. Синхронизация – состояние системы, когда два или более показателя проявляют сходную периодичность и их акрофазы целыми множителями одна другой.
21. Спектр биологических ритмов – эндогенные биологические ритмы с различной частотой.
22. Фазовый сдвиг (сдвиг по фазе) – отдельное, относительно резкое или постепенное изменение ритма, описываемое разностью между начальной (исходной) и конечной акрофазами.
23. Ультрадианный – относящийся к биологическим колебаниям или ритмам с частотой выше циркадианного диапазона (т.е с периодом короче 20 часов).
24. Циркадианный (ЦД, околосуточный) – относящийся к биологическим колебаниям или ритмам с частотой 1 цикл в 24± 4 часа.
25. Циркасемидианный (ЦСД, околополусуточный) – относящийся к биологическим колебаниям или ритмам с частотой 1 цикл в 12 часов.
26. Циркаселтанный (ЦС, околонедельный) – относящийся к биологическим колебаниям или ритмам с частотой около 1 цикла в 168 часов.
27. Циркасемисептанный (ЦСС, околополунедельный) – относящийся к биологическим колебаниям или ритмам с частотой около 1 цикла в 1 в 84 часа.
28. Хронобиология – отрасль науки, объективно исследующая и количественно оценивающая механизмы биологической временной структуры, включая ритмические проявления жизнедеятельности (наука, изучающая закономерности организации жизнедеятельности биологических систем во времени).
29. Хронограмма – изображение данных как функции времени
30. Хронодезм – норма реакции физиологической величины, специфицированная во времени,
31. Хроном – термин, обозначающий комплексную временную организацию живых систем независимо от их уровня организации и сложности, происходит от трех корней (латинских chronos – время, nomos – правило и английского chromosome – хромосома), чем подчеркивается, что временная организация биологических систем закономерно организована во времени и генетически детерминирована, но находится под модифицирующим влиянием внешней среды. Хроном состоит из трех взаимосвязанных аспектов: ритмы разных частот, модулирующие друг друга, тренды, обуславливаемые возрастными изменениями, заболеваниями, лечение и выздоровлением и т.д., а также области шумов (хаотических изменений – недоступных описанию каких-либо закономерностей современными математическими средствами).
32. Хронопатология – изменения биологической временной структуры индивидуума, предшествующие функциональным расстройствам или органическим заболеваниям и (или) зависящим от времени проявления болезни.


ЗАНЯТИЕ 2.5.3.
Промежуточный контроль по модульной единице 5 (Коллоквиум).

1. Окружающая среда, как фактор, влияющий на здоровье человека.
2. Экология как наука. Задачи экологии. Методы экологии: полевой, экспериментальный, математические моделирование и другие. Понятие об открытых и закрытых системах.
3. Экологические факторы. Биологический оптимум. Оптимальные значения и пределы выносливости (границы терпимости факторов). Лимитирующие факторы. Эврибионты и стенобионты.
4. Абиотические факторы. Фотопериодизм, пойкилотермные и гомойотермные животные, анабиоз, оцепенение, спячка. Охарактеризовать солнечный свет, температуру, влажность, соленость воды, барометрическое давление, состав атмосферного воздуха как абиотические факторы.
5. Биотические факторы. Взаимосвязи между живыми существами: конкуренция, хищничество, антибиоз, мутуализм, квартиранство, нахлебничество, паразитизм, коадаптация.
6. Антропогенные факторы. Положительное и отрицательное воздействие человека на окружающую среду. Экологические катастрофы XX – XXI веков.
7. Экологические ниши. Морфологические особенности животных, обитающих в различных условиях среды. Адаптации организмов к среде обитания. Биологическая целесообразность организации живых существ.
8. Биотоп. Биоценоз. Биогеоценоз. Саморегуляция биогеоценозов. Компоненты экологических систем: вещество, факторы, организмы. Регуляция численности популяций в экологических системах.
9. Цепи питания. Правило 10%. Правило экологической пирамиды. Привести примеры цепей питания в различных экологических нишах.
10. Широтно-зональное (от экватора к полюсам) и вертикально-поясное (от глубин океанов до вершин гор) распределение животных по Земному шару в зависимости от экологических факторов.
11. Роль растений в сукцессии. Причины сукцессии.
12. Учение о биосфере. Ноосфера, литосфера, гидросфера, атмосфера. Границы биосферы.
13. Агроценозы, их отличие от биоценозов. Пути повышения продуктивности агроценозов. Мелиорация земель. Гидропоника и аэропоника. Значение селекции при создании агроценозов.
14. Состав биосферы: живое вещество, косное вещество, биокосное вещество. Роль живого вещества в круговороте веществ: биогеохимические функции.
15. Круговорот веществ в природе: азота, кислорода, водорода, углерода, фосфора, железа, серы, калия, кальция.
16. Роль человека в круговороте веществ. Промышленное загрязнение окружающей среды. Привести примеры отрицательного влияния научно-технического прогресса на биосферу.
17. Восполнимые и невосполнимые природные ресурсы.
18. Круговорот энергии в природе. Биомасса суши и Мирового океана.
19. Роль международных организаций в охране биосферы. ЮНЕСКО. Красная книга. Заповедники, заказники, национальные парки. памятники природы.
20. Мероприятия по защите окружающей среды, проводимые в России и Тюменской области.
21. Генофонд популяции, как основа эволюционной и экологической пластичности вида. Консервативность и пластичность генофонда. Аллелофонд.
22. Вид. Критерии вида. Значение полового процесса для существования вида. Динамичность вида. Различия популяции и вида. Почему понятие «вид» не может быть применено к размножающимся бесполым путем агамным, самооплодотворяющимся и строго партеногетическим организмам.
23. Популяция. Экологическая и генетическая характеристика популяции. Генетическа стабильность популяции. Типы расселения популяций.
24. Закон Харди-Вайнберга, условия его проявления. Практическое применение закона Харди-Вайнберга для анализа человеческих популяций. Частоты аллелей и генотипов. Менделевская популяция, причины их отсутствия в природе.
25. Элементарные эволюционные факторы популяции: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор, дрейф генов.
26. Видообразование. Наследственный полиморфизм природных популяций. Генетический груз и мутационный груз и их биологическая сущность.
27. Популяционная структура вида. Взаимодействие между генами полное и неполное доминирование, экспрессивность, пенетрантность.
28. Популяция людей. Дем. Изолят. Демографические показатели.
29. Действие эволюционных факторов на популяции людей: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов, естественный отбор.
30. Генетический полиморфизм. Генетический полиморфизм человечества. Генетический груз в популяциях людей.
31. Биологические ритмы в онтогенезе человека. Медицинское значение хронобиологии. Хронобиологическая концепция оценки биологического возраста и темпа старения.
32. Хронобиология и ее роль в теории и практике медицины (хронофизиология, хронопатология, хронодиагностика, хронотерапия, хроногигиена, хронопрофилактика).


Рекомендуемая литература по модулю
Литература обязательная:
1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н.Ярыгина, 2008, 1 т, c. 404-405.
2. Учебник по биологии. Под ред. В.Н.Ярыгина, 1985, с.221-229
3. Учебник по биологии А.А.Слюсарева, с.211-214.
Литература дополнительная:
1. Лекция «Медицинские аспекты хронобиологии».
2. Губин Г.Д., Герловин Е.Ш. «Суточные ритмы биологических процессов», 1980
3. Руководство «Хронобиология и хрономедицина» под ред. Комарова Ф.И., 1989
4. Тезисы международного симпозиума СССР-ГДР, 1982

Варианты задания для самостоятельной работы студентов
1. Подготовить анимацию по теме: Круговорот кислорода в природе.
2. Подготовить анимацию по теме: Круговорот углерода в природе.
3. Подготовить анимацию по теме: Круговорот водорода в природе.
4. Подготовить анимацию по теме: Круговорот азота в природе.
5. Подготовить анимацию по теме: Круговорот серы в природе.
6. Подготовить анимацию по теме: Круговорот железа в природе.
Требования к анимациям по темам № 1 – 6:
а) указать уравнения химических реакций происходящих в круговороте веществ;
б) указать все звенья круговорота веществ;
в) отметь влияние живых организмов на круговорот веществ.
7. Подготовить анимацию по теме: Сукцессия. Смена биогеоценозов в природе.
8. Составить и решить пять задач по популяционной генетике, где признак будет обусловлен 2 аллелями. Признаки в задачах не должны повторяться.
9. Составить и решить три задачи по популяционной генетике, где признак будет обусловлен множественным аллелизмом. Признаки в задачах не должны повторяться.
10. Подготовить презентации по теме: Эврибионтные животные в природе.
11. Подготовить презентации по теме: Стенобионтные животные в природе.
12. Подготовить презентации по теме: Максимально допустимые уровни антропогенного загрязнения окружающей среды. ПДК.
13. Подготовить презентации по теме: Возникновение биосферы. Указать все теории возникновения жизни на Земле.
14. Подготовить презентации по теме: История развития биосферы. Указать все геологические эпохи развития Земли.
15. Подготовить презентации по теме: Пищевые цепи в природе. Правило 10%.
16. Заболевания пищеварительной системы человека, обусловленные экологическими факторами.
17. Заболевания нервной системы человека, обусловленные экологическими факторами.
18. Заболевания эндокринной системы человека, обусловленные экологическими факторами.


Варианты тестовых заданий
1. Таксон, который существует в природе реально, это
а) род б) популяция в) вид г) царство
2. Вид – это
а) совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию, скрещивающихся между собой и производящих плодовитое потомство.
б) самовоспроизводящаяся группа особей с высоким уровнем панмиксии.
в) группа популяций.
3) Популяция – это
а) группа видов
б) минимальную самовоспроизводящуюся группа особей одного вида, населяющих определенную территорию в течение многих поколений, изолированная от других популяций вида и с высоким уровнем панмиксии.
в) совокупность особей, сходных по основным морфологическим и функциональным признакам, кариотипу, поведенческим реакциям, имеющих общее происхождение, заселяющих определенную территорию, скрещивающихся между собой и производящих плодовитое потомство.
4) Экологической характеристикой популяции является
а) численность особей б) генетическое единство
в) наследственное разнообразие г) наследственная изменчивость
5) Генетической характеристикой популяции является
а) численность особей б) наследственное разнообразие
в) возрастная структура в) ареал
6) Колебания реснитчатого эпителия по периоду относят к
а) коротковолновым биоритмам
б) средневолновым биоритмам
в) длинноволновым биоритмам
7) Частоту сердцебиения по периоду относят к
а) коротковолновым биоритмам
б) средневолновым биоритмам
в) длинноволновым биоритмам
8) Ограничивающим называется фактор
а) снижающий выживаемость вида
б) наиболее приближенный к оптимальному
в) с широким диапазоном значений
г) любой антропогенный
9) Актиния и рак-отшельник находятся в отношениях
а) хищнических б) паразитических
в) нейтральных г) симбиотических
10) Фактор, вызывающий сезонные изменения в живой природе, – это
а) атмосферное давление 3) влажность воздуха
в) долгота дня г) температура воздуха
11) К биотическим факторам не относят
а) органические остатки растений и животных в почве
б) количество кислорода в атмосфере
в) симбиоз, квартиранство, хищничество
г) численность популяции
12) Биогеоценоз образован
а) растениями и животными
б) животными и бактериями
в) растениями, животными, бактериями
г) территорией и организмами
13) Процесс саморегуляции в биогеоценозе влияет на
а) соотношение полов в популяциях разных видов
б) численность мутаций, возникающих в популяциях
в) соотношение хищник – жертва
г) внутривидовую конкуренцию

14) Если общая масса полученной потребителем 2-го порядка равна 10 кг, то какова была совокупная масса продуцентов, ставших источником пищи для данного потребителя?
а) 1000 кг б) 10000 кг
в) 500 кг г) 100 кг
15) Исходным источником энергии в биоценозе является энергия
а) органических соединений
б) неорганических соединений
в) Солнца
г) хемосинтеза
16) Быстрее всего к сукцессии биогеоценоза может привести
а) распространение в нем инфекций
б) повышенное количество осадков
в) распространение инфекционных заболеваний
г) хозяйственная деятельность человека
17) Обычно первыми поселяются на скалах
а) грибы б) травы
в) лишайники г) кустарнички
18) Наиболее устойчивая экосистема:
а) поле пшеницы
б) фруктовый сад
в) степь
г) культурное пастбище
19) Целенаправленно созданное человеком сообщество называют:
а) биоценозом б) биогеоценозом
в) агроценозом г) биосферой
20) Залежи нефти, каменного угля, торфа образовались в процессе круговорота:
а) кислорода б) углерода
в) азота г) водорода
21) Бактерии, расщепляющие мочевину до ионов аммония и углекислого газа, принимают участие в круговороте
а) кислорода и водорода
б) азота и углерода
в) фосфора и серы
г) кислорода и углерода
22) Солнечная энергия улавливается
а) продуцентами
б) консументами первого порядка
в) консументами второго порядка
г) редуцентами
23) Усилению парникового эффекта, по мнению ученых, в наибольшей степени способствует:
а) углекислый газ б) двуокись азота
в) пропан г) озон
24) Озон, который образует озоновый экран, формируется в:
а) гидросфере
б) атмосфере
в) в земной коре
г) в мантии Земли
25) В основе круговорота веществ лежат такие процессы, как
а) расселение видов б) фотосинтез и дыхание
в) мутации г) естественный отбор
МОДУЛЬ 6. ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ. АНТРОПОГЕНЕЗ.


Живые существа отличает сложность их организации, координация отдельных частей в организме, согласованность биохимических и физиологических реакций, целесообразность их строения и поведения, адаптивность их жизненной стратегии и тактики и разнообразие форм от бактерии до человека.
Биологическая эволюция - естественный процесс развития [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], сопровождающийся изменением генетического состава [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], формированием [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] видов, преобразованием экосистем и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в целом. Существует несколько эволюционных теорий, объясняющих механизмы, лежащие в основе эволюционных процессов. В данный момент наиболее общепринятой является [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (СТЭ), являющаяся синтезом классического [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. СТЭ позволяет объяснить связь материала эволюции (генетические [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) и механизма эволюции ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). В рамках СТЭ эволюция определяется как процесс изменения частот [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] генов в популяциях организмов в течение времени, превышающего продолжительность жизни одного поколения.
Открытия в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] оказали огромное влияние не только на традиционные области биологии, но и на другие академические дисциплины, например, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Представления об эволюции стали основой современных концепций [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], широко используются в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и многих других областях человеческой деятельности.
Филогенетически обусловленные пороки у человека.
Филогенетически обусловленными называются такие признаки у человека, которые при нормальных условиях у них не встречаются, но присутствуют у предков. Такие признаки называются атавизмами. Атавизмы, снижающие жизнеспособность и проявляющиеся как морфологические аномалии называются атавистическими или анцестральными пороками развития. В зависимости от механизмов формирования различают 3 варианта анцестральных пороков
1. Пороки, связанные с недоразвитием органов, на тех этапах морфогенеза, когда они рекапитулировали предковое состояние, к ним относятся:
1) 2-х , 3-х камерное сердце;
2) недоразвитие диафрагмы;
3) срединная расщелина твердого нёба;
4) анэнцефалия;
5) отсутствие коры больших полушарий;
6) отсутствие извилин в коре – агирия;
7) малое количество утолщенных извилин – олигогирия с пахигерией;
8) прозэнцефалия – не разделение больших полушарий.
II. Пороки связанные с персистированием (сохранением) эмбриональных структур, рекапитулирующих морфологию, характерную для предков. К ним относятся:
1) персистирование боталлова протока. Боталлов проток функционирует во время эмбриогенеза, направляет кровь из спавшихся органов в аорту. После рождения он зарастает в пределах 10 недель. Если остаётся у взрослых приводит к сердечной недостаточности, развивается застой крови в легких, повышается давление в малом кругу кровообращения, что приводит к сердечной недостаточности;
2) сохранение наряду с левой и правой дуги аорты. Одна из них выходя из сердца, охватывает пищевод и трахею справа, а другая слева, после чего они соединятся в непарную спинную аорту. В результате пищевод и трахея оказываются в кольце (отсюда порок получил название аортального кольца). С возрастом аортальное кольцо может сжиматься. Это приводит к нарушению глотания;
3) сохранение вместо правой левой дуги аорты, дуга аорты берёт начало из левого желудочка, но делает изгиб вправо (возникает нарушение функции соседних органов);
4) сохранение двух верхних полых вен. Если они обе впадают в правое предсердие, то эта аномалия клинически не проявляется, если в левое - это приводит к сбросу венозной крови в большой круг кровообращения;
5) наличие рёбер связанных с шейным отделом позвоночника;
6) боковые свищи шеи;
7) гомодонтная зубная система. Все зубы одинаковые конической формы не дифференцированные (как у акул);
8) сверхкомплектные зубы в ряду, а иногда и на твердом нёбе (как у земноводных);
9) персистирование клоаки, при которой половые пути и прямая кишка объединены. При нормальном развитии после восьмой недели эмбриогенеза клоака должна полностью дифференцироваться на прямую кишку, мочевыводящие и половые протоки.
III. Атавистические пороки, связанны с нарушением перемещения органов в эмбриогенезе, в результате они располагаются в тех частях тела, где при нормальных условиях находятся у предковых форм.
1. Часто наблюдается тазовое расположение почки, связанное с нарушением её перемещения на 2 – 4 месяце зародышевого развития из области таза в поясничный отдел.
2. Шейная эктопия сердца. Место закладки и положение сердца в филогенетическом ряду позвоночных, полностью рекапитулируют у млекопитающих и человека. Закладывается сердце на 20 сутки эмбриогенеза, позади головы, позже перемещается в средостение. При шейной эктопии сердце задерживается в области первоначальной закладки, при этом ребёнок погибает сразу после рождения.

Общие цели и задачи модуля: Сформировать у студента знания основ эволюционного процесса, эволюцию человека (антропогенез) и особенностей действия эволюционных факторов в популяциях людей, а также основных закономерностей эволюционного преобразования органов и систем органов человека; умения объяснять характер отклонений в ходе развития, ведущих к формированию вариантов, аномалий и пороков.

Изучение данного учебного модуля направлено на формирование у обучающихся следующих компетенций, предусмотренных ФГОС-3 по направлениям подготовки – 060201 «лечебное дело» и 060103 «педиатрия»:
а) общекультурные (ОК):
способностью и готовностью анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);
б) профессиональные (ПК)
способностью и готовностью выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);
способностью и готовностью к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);
способностью и готовностью анализировать роль биологических факторов в развитии болезней, генотипические и фенотипические проявления наследственных болезней; объяснять характер отклонения в ходе развития, способных привести к формированию вариантов, аномалий и пороков развития (ПК-26).
В результате освоения модуля студент должен:
Знать:
гипотезы возникновения жизни на Земле;
учение Ч. Дарвина о механизмах эволюции живой природы;
макро- и микроэволюцию;
учение А.Н. Северцова о филэмбриогенезах;
положение человека в системе животного мира и особвенности человека как биосоциального существа;
факторы и этапы антропогенеза
Уметь:
выявлять филогенетические отношения между организмами;
дифференцировать этапы и стадии антропогенеза
Владеть:
навыками отображения изучаемых объектов на рисунках.

ЗАНЯТИЕ 2.6.1.
Филогенез сердечнососудистой и дыхательной систем, выделительной и мочеполовой систем.

Цель: Изучить эволюционные преобразования сердечнососудистой и дыхательной, выделительной и половой систем и показать их становление у человека.
Знать: основные ароморфозы в эволюции млекопитающих и человека, значение ароморфоза для жизнедеятельности организма, значение особенностей филогенеза мочеполовой системы, отличия протонефридиальной от метанефридиальной системы.
Уметь: определять взаимосвязь систем, взаимообусловленность строения и функции системы, иллюстрировать биогенетический закон; доказывать единство происхождения всех животных организмов, выявлять взаимосвязь онтогенеза и филогенеза мочеполовой системы, кровеносной и дыхательной систем.
Материалы и оборудование: набор цветных карандашей.
Вопросы для самоподготовки:
1. Кровеносная и дыхательная системы( кольчатых червей; членистоногих; ланцетника; рыб; земноводных; рептилий; птиц и млекопитающих
2. Ароморфозы в развитии сердца у позвоночных.
3. Особенности выделительной и половой систем у плоских и круглых червей.
4. Особенности выделительной и половой систем у кольчатых червей.
5. Эволюция выделительной системы у хордовых( соляноциты, предпочка, первичная почка.
6. Каковы принципы строения протонефридиальной и метанефридиальной выделительных систем?
7. Какие ароморфозы можно выделить в эволюции выделительной и половой систем?

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа № 1. Кровеносная и дыхательная система у кольчатых червей.
Рассмотреть под малым увеличением микроскопа(
а) постоянный препарат – разрез дождевого червя. Найти спинной и брюшной кровеносные сосуды. Сделать записи, отметив функцию спинного сосуда – пульсирующий орган (сердце).
б) постоянный препарат параподии кольчатого червя – нереиды. Сделать записи, отметив функцию – своеобразная жабра.

Работа № 2. Кровеносная и дыхательная система ланцетника.
а) рассмотреть тотальный препарат ланцетника и описать схему кровообращения, отметив направление движения крови по сосудам.
б) рассмотреть препарат ланцетника и описать дыхательную систему.

Работа № 3. Кровеносная и дыхательная система круглоротых.
а) рассмотреть влажный препарата миноги, отметив 7 жаберных щелей по бокам головы, отметить в записях их олигомеризацию.
б) рассмотреть влажный препарат миноги( поперечный срез в области сердца, отметить в записях этот важный ароморфоз.

Работа № 4. Кровеносная и дыхательная системы у наземных позвоночных на примере лягушки.
Рассмотреть влажный препарат вскрытой лягушки. Описать особенности дыхания и кровообращения в связи с выходом на сушу.

Работа № 5. Эволюция сердца у позвоночных.
Рассмотреть влажный препарат( строение сердца представителей класса позвоночных и, используя рисунки учебника (доп. материалов), зарисовать сердце с отходящими от него сосудами, отметить его эволюцию от двухкамерного венозного до 4-х камерного, появление теплокровности и сокращение дуг аорты.

Работа № 6. Протонефридиальная выделительная система плоских червей на примере печеночного сосальщика.
Рассмотреть с помощью лупы постоянный препарат и описать особенности протонефридиальной выделительной системы( замкнутая система разветвленных канальцев, начинающихся терминальными клетками с мерцательным эпителием, заканчивающихся выводными протоками, удаляющая продукты со всех участков тела.

Работа № 7. Метанефридиальная выделительная система кольчатых червей на примере дождевого червя.
Изучить влажный препарат вскрытого дождевого червя, а также рассмотреть под малым увеличением микроскопа его поперечный срез, найти метанефридии, описать особенности метанефридиальной выделительной системы( парная система канальцев с нефростомом (воронкой с ресничками) со стороны целома с выделительным отверстием.
Работа № 8. Развитие выделительной и половой систем у позвоночных.
а) рассмотреть вскрытый препарат лягушки, обратить внимание на туловищные почки – мезонефрос.
б) изучить влажный препарат мочеполовой системы млекопитающих (крысы), обратить внимание на тазовые почки.
в) изучить и зарисовать схему развития выделительной и половой систем у позвоночных от пронефроса к мезо- и метанефросу. Отметить, что выделительная система эволюционно, морфологически и функционально тесно связана с половой системой. В процессе эмбриогенеза млекопитающих некоторые части предпочки – пронефроса и первичной почки – мезонефроса преобразуются в органы половой системы, другие части редуцируются.
У самок млекопитающих предпочка вместе с мочеточником (Мюллеров канал) преобразуется в яйцевод. У самцов млекопитающих предпочка вместе с мочеточником редуцируется.
Первичная почка у самок млекопитающих редуцируется вместе с ее мочеточником. У самцов первичная почка дает придаток семенника – эпидидимис, а ее мочеточник (Вольфов канал) преобразуется в семяпровод.
Преобразующиеся из предпочки яйцеводы млекопитающих дифференцируются на 3 отдела – маточные трубы, матка и влагалище. В норме у человека парные матка и влагалище в процессе эмбриогенеза срастаются. Нарушение эмбриогенеза ведет к аномалиям. Недостаточное развитие нижних отделов Мюллеровых каналов ведет к отсутствию влагалища – аплазии влагалища.
Нарушение процесса соединения нижних отделов Мюллеровых каналов ведет к удвоению матки и влагалища или одному влагалищу и двойной, либо двурогой матке.
Недоразвитие или нарушение развития верхних отделов Мюллеровых каналов ведет к аномалии маточных труб. Описаны случаи отсутствия одной или обеих труб.


Рисунок из: Development of the Vertebrate Kidney. Source: Developmental Biology. 8th edition.
ЗАНЯТИЕ 2.6.2.
Эволюционная иммунология.

Наука иммунология происходит от латинского слова immunitas (освобождение). Она изучает весь комплекс событий, которые приводят к уничтожению антигенно чужеродных веществ, с которыми приходит в контакт организм. Традиционное понимание иммунитета как способа защиты от инфекционных микроорганизмов (вирусов, бактерий, простейших) сегодня изменилось. Иммунные механизмы защиты проявляются всегда, когда конкретный организм сталкивается с теми или иными чужеродным в антигенном отношении материалом – будь то бактерии, вирусы, мутационно измененные собственные клетки тела, тканевые и органные трансплантаты или простые химические соединения, которым приданы иммунногенные свойства. В настоящее время иммунитет рассматривается как способ защиты организма от всех антигенно чужеродных веществ как экзогенной, так и эндогенной природы; биологический смысл подобной защиты – обеспечение генетической целостности особей вида в течение их индивидуальной жизни.
Таким образом, иммунитет выступает в качестве фактора стабильности онтогенеза (т.е. стабильности его гомеостаза). Необходимое условие передачи наследственного материала от поколения к поколению (осуществления генетического гомеостаза) – это сохранение уникального набора генов и их полноценной работы.
Два основных механизма иммунной защиты:
Неспецифический иммунитет – система защитных факторов организма, присущих данному виду как наследственно обусловленное свойство.
Включает: А) Барьерную функцию эпителия;
Б) Гуморальные факторы
( лизоцим слюны и слизистых секретов, лейкоцитов – нейтрофилов, эозинофилов и макрофагов;
( дефенсины фагоцитирующих лейкоцитов;
( интерфероны вирус-инфицированных клеток;
( система комплемента – сывороточные белки, неактивные «полуфабрикаты», конвертируемые в активную форму при контакте с антигеном (специфический путь), либо с другими патогенами (неспецифический путь);
В) Эндоцитоз (фаго - и пиноцитоз)
Г) Комплексная реакция воспаления (calor, dolor, rubor, tumor, functia lese) – повышение температуры, появление боли в очаге, покраснение, опухоль и нарушение функции. Способствует миграции фагоцитирующих лейкоцитов из сосудистого русла в очаг повреждения;
Д) Активность NK-клеток (натуральных «киллеров») – крупных гранулярных лимфоцитов без четкой Т- или В-дифференцировки, оказывающих прямое цитотоксическое на вирус-инфицированные, злокачественно трансформированные и патоген-содержащие (поглотившие патоген) клетки.
Специфический иммунитет – комплексная адаптационная (приобретенная) система реакций, характеризующихся высокой специфичностью в распознавании антигена, индуцибельностью и формированием иммунологической памяти.
Включает:
Центральные органы иммунной системы (ИС): тимус, костный мозг – места образования лимфоцитов – основных клеток, ответственных за специфический иммунитет и
Периферические органы ИС: селезенка, лимфатические узлы и сосуды, лимфоидная ткань ЖКТ (желудочно-кишечного тракта): пейеровы бляшки, аппендикс, миндалины; диффузно распределенные лимфоциты почек, печени и соединительной ткани – локусы миграции и локализации лимфоцитов из центральных органов.
Лимфоциты относятся к той категории клеток, которые широко распространены по организму. Различные типы организации лимфоцитов обеспечивают наиболее эффективную работу ИС при встрече с чужеродными антигенами. Клетки, принимающие участие в становлении и функционировании ИС можно разделить на две группы:
Т- и В-лимфоциты и их субпопуляции
Макрофаги.
Становление и роль иммунитета, рассмотренные в эволюционном аспекте, позволяют также понять, что прогресс в мире животных по линии увеличения абсолютного количества соматических клеток (от типа Губки и Типа Кишечнополостные к Типу Хордовые и его представителю – человеку) и обеспечивает эволюцию специфического иммунитета.
Неоценимый вклад в развитие эволюционной иммунологии вообще внесли исследование П. Медавара, продемонстрировавшие иммунологический конфликт как основную причину несовместимости трансплантата донора и организма реципиента и показавшие, что причина кроется в антигенных различиях между двумя организмами, заведомо обладающими генетической уникальностью и, следовательно, специфическими белковыми составами. Именно в недрах трансплантационной иммунологии выяснена роль тимуса в реакциях клеточного реагирования и окончательно сформировано представление о двух формах иммунного ответа – клеточного и гуморального.
М.Ф. Бернет (1964) первым определил иммунитет как реакцию организма, направленную на подержание генетической целостности организма (генетического гомеостаза). Действительно, рост интенсивности спонтанного мутагенеза в соматических клетках является неизбежным следствием возрастающего числа клеток у многоклеточных особей. Чем больше делящихся и дифференцирующихся соматических клеток в организме, тем выше вероятность генетических ошибок в их геноме и тем эффективнее должен быть контроль за мутационным процессом.

Цель: Изучить главные эволюционные пути становления отдельных форм иммунной системы от одноклеточных и первых многоклеточных до наиболее совершенных типов и классов животных.
Знать: Современное определение иммунитета, виды иммунитета, основные эволюционные этапы формирования иммунной защиты, основные звенья иммунной системы млекопитающих.
Уметь: Применить общий эволюционный принцип к пониманию становления эволюции иммунной защиты и многоклеточности.
Материалы и оборудование: рабочая тетрадь, ручка, простой карандаш, набор цветных карандашей, калькулятор.
Вопросы для самоподготовки:
1. Основные положения учения Ч. Дарвина.
2. Современное понятие «иммунитет».
3. Специфический и неспецифический (врожденный) иммунитет.
4. Клетки, такни и органы иммунной системы (костный мозг, тимус – центральные органы иммунитета; селезенка, лимф. узлы и др. периферические структуры иммунной системы
5. B- и T- системы иммунитета
6. Эволюция иммунной системы от т. Простейшие до т. Хордовые
7. Основные ароморфозы в эволюции иммунитета
8. Коэволюция специфического иммунитета и многоклеточности в филогенезе. Причина?

РАБОТА В АУДИТОРИИ

Работа № 1. Соотношение между различными формами иммунитета и уровнем организации в мире животных. (Рассмотреть и зарисовать схему-рисунок по В.Г. Галактионову, 2005 с некоторыми изменениями):

13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Работа № 2. Элементы неспецифического (врожденного) иммунитета:
А) Отметить барьерную функцию эпителия на конкретных примерах: Зарисовать таблицу и пояснения к ней.
Б) Перечислите гуморальные факторы неспецифического иммунитета

Таблица. Механизмы антибактериальной защиты, осуществляемые эпителием (по Галактионову В.Г., 2005).
Фактор защиты
Эффекторы

Механический
Плотные межклеточные контакты, смыв микроорганизмов жидкостными секретами и пассажем воздуха вдоль эпителиальных покровов

Химический
Жирные кислоты кожи, лизоцим (слюна, слезы, пот), низкий pH (желудок); пепсин (кишечник), антибактериальные пептиды дефенсины (кишечник)

Микробиологический
Конкуренция с нормальной микрофлорой кишечника за источники питания и преимущественную колонизацию эпителия, продукция бактериями специфических химических соединений


Работа № 3. Принципиальная схема развития воспалительного процесса:
Изучить и зарисовать таблицу и отметить, что характерные признаки комплексной воспалительной реакции: повышение температуры, появление боли в очаге, покраснение, опухоль и нарушение функции направлены на усиление кровотока, возрастание проницаемости и приток фагоцитарных клеток для осуществления фагоцитоза и активации цитокинов.

Работа № 4. Принципиальные механизмы поддержания генетического гомеостаза в животном мире.
Изучить с использованием материалов вышеуказанного методического пособия по теме занятия, существование трех звеньев защиты генетической целостности организма и описать их сущность: 1) внутриядерной системы репарации ДНК; 2) внутриклеточной системы самоуничтожения мутационно поврежденных клеток путем запуска механизма апоптоза; 3) иммунной системы защиты макроорганизма от потенциально опасных мутационно измененных клеток.
1) Два основных способа «починки» разрывов двойной спирали ДНК. Первый способ (негомологичное соединение концов) чреват неточностями потерей или вставкой лишних нуклеотидов в районе разрыва. Второй более точен, но требует наличия «запасной копии» поврежденного фрагмента ДНК. В наших клетках в течение суток могут быть исправлены лишь несколько структурных изменений ДНК.



2) Апоптозом называют механизм программируемой и регулируемой гибели клеток. Механизм апоптоза включается, в частности, при повреждениях систем репарации ДНК и накоплении повреждений ДНК. Эти изменения активируют ряд специфических протеаз в клетке, которые, в свою очередь, активируют эндонуклеазы (разрывающие связи внутри НК).


3) Эффективность работы разнообразных звеньев Т - клеточного иммунитета – одно из важнейших условий защиты организма от злокачественных новообразований. На усиление этих звеньев направлена и специфическая терапия при онкологических заболеваниях. (источник рисунка: интернет-ресурс shvarz.livejournal.com/310996.html)






Работа № 5. Основы генетической уникальности индивидуума (иммуногенетики) и проблемы трансплантационного иммунитета.
На примере главного генетического комплекса гистосовестимости HLA (human leukocyte antigen) показать высокую степень генетической и белковой уникальности индивидуумов в человеческой популяции.
Антигены генетического комплекса HLA 6-й хромосомы кариотипа человека играют главную роль в тканевой совместимости донора и реципиента. Локус ABC комплекса HLA имеет протяженность 2 морганиды и содержит 15 аллельных вариантов гена А, 20 аллелей гена B и 5 аллелей гена С. Учитывая затруднительность расчета возможных форм взаимодействия этих генов и, следовательно, фенотипов, возможно, тем не менее, установить число уникальных вариантов генотипов. Рассчитайте приблизительное число лиц с одинаковыми генотипами по локусу АВС в г. Тюмени (население около 600 000 чел.), в России (около 140 млн. человек) и на планете Земля (около 6 млрд. человек), если всего существует 120 комбинаций генотипов по аллелю А, 210 – по аллелю В и 15 – по аллелю С.
Алгоритм действий:
1) Рассчитать вероятность полного совпадения генетического полиморфизма у двух человек по локусам А,B и C, используя закон умножения вероятностей:
1/120 x1/210 x 1/15 = 1/378000.
2) Рассчитать приблизительное число лиц с одинаковыми генотипами по г. Тюмени, России и Земному шару.
ЗАНЯТИЕ 2.6.3.
Промежуточный контроль по модулю 6 (коллоквиум)

История эволюционного учения. Борьба трансформизма с креационизмом.
Учение Ж.Б. Ламарка (факторы эволюции по Ламарку, отрицательные стороны ламаркизма, неоламаркизм и генетика).
Эволюционное учение Ч. Дарвина (исторические предпосылки, наследственность, изменчивость по Дарвину, избыточное воспроизводство потомства, борьба за существование, естественный и искусственный отбор, социал-дарвинизм, три стороны исторического значения учения Ч. Дарвина). Значение эволюционной теории для развития медицины, развития учения Ч. Дарвина отечественными учеными А.О. Ковалевским, И.И. Мечниковым, К.А. Тимирязевым, А.Н. Северцовым, И.И. Шмальгаузеном.
Учение академика А.Н. Северцова о путях достижения биологического прогресса.
Учение академика А.Н. Северцова о филэмбриогенезах.
Ароморфозы в эволюции беспозвоночных.
Ароморфозы в эволюции позвоночных.
Идиоадаптация, ценогенезы, морфофизиологический прогресс и регресс.
Теория происхождения жизни.
Закон Харди-Вайнберга применительно к генетике человека.
Синтетическая теория эволюции (СТЭ). Роль мутаций, отбора и миграций в эволюции.
Генетико-автоматический процесс (дрейф генов) в генетике человека.
Взаимоотношения мутационного процесса и отбора в популяции (С.С. Четвериков).
Биологический вид ( качественный этап эволюции.
Популяционная структура вида. Популяция ( элементарная единица эволюции. Первичное эволюционное явление.
Популяционная структура человечества. Балансированный полиморфизм.
Проблемы генетического груза.
Макро- и микроэволюция.
Филогенез выделительной системы.
Филогенез половой системы.
Филогенез кровеносной системы.
Филогенез дыхательной системы.

Литература по модулю:
Основная: Учебник по биологии. Под ред. В.Н.Ярыгина, 2008, 2 т.
Дополнительная: Галактионов В.Г. Эволюционная иммунология М. Академкнига, 2005., Лекции по эволюции.
Рекомендуемая: 1. Учебник по биологии. Под ред. В.Н. Ярыгина, 1985, с.327-337
2. Учебник по биологии А.А. Слюсарева, 1987, с.254-256, 247-249
3. «Биология с общей генетикой» А.А.Слюсарев, 1987, с. 247-249, 254-256
4. Галактионов В.Г. Очерки эволюции иммунитета М. Наука, 1995.
5. Лекции по эволюции иммунной системы.
Варианты тестовых заданий:

Тесты конструктивные:
1. Какое явление способно привести к исчезновению нейтральных или даже позитивных аллелей в популяциях малой численности:
2. Ароморфозом в становлении специфического иммунитета, возникшем на уровне Кишечнополостных (по В.Н. Беклемишеву), стоит считать появление следующего типа клеток:
3. Протонефридиальный тип выделительной системы возникает у представителей следующего Типа:
4. Ароморфоз в виде двух полностью изолированных кругов кровообращения характерен для следующих двух Типов животных:
5. С каким системным ароморфозом связано появление гомойотермии (теплокровности):
6. У какого типа животных впервые возникает сердечнососудистая и дыхательная системы.
7. Элементарное эволюционное явление, или событие – это:
8. Элементарная единица эволюции, на уровне которой происходит микроэволюция и видообразование – это:
9. К какому варианту филэмбриогенезов по А.Н. Северцову (анаболии, девиации, или архаллаксису) относится развитие волос и меха у Млекопитающих:
10. Для каких видов животных морфофизиологический регресс, или общая дегенерация являются способом достижения биологического прогресса:

Тесты различия:
1 Автором концепции происхождения жизни путем абиогенеза является:
а) А.И. Опарин
б) З.А. Ваксман
в) Ж. Кювье
г) Э.Ж. Сент-Илер
2 Возраст первых клеток составляет:
а) 3,5-4 млрд. лет
б) 2,5-3,5 млрд. лет
в) 2-2,5 млрд. лет
г) 1-1,5 млрд. лет
3 Инопланетное происхождение жизни на Земле поддерживает теория:
а) абиогенеза
б) панспермии
в) экзоэволюции
г) креационизма
4 В чем заключается биологическое единство рас как вида?
а) в едином ареале обитания
б) в отсутствии генетической изоляции
в) в наследуемости расовых отличий
г) в отсутствии пространственной изоляции
5 Одним из путей достижения биологического прогресса по А.Н. Северцову является:
а) изменчивость
б) наследственность
в) морфофизиологический регресс
г) естественный отбор
6 Кто является творцом «галечной культуры» (первые орудия труда)?
а) Homo sapiens
б) Homo ergaster
в) Homo erectus
г) Homo habilis
7 Назовите общих с человекообразными обезьянами предков:
а) австралопитеки
б) рамапитеки
в) плиопитеки
г) дриопитеки
8 Схождение признаков в процессе эволюции - это:
а) дивергенция
б) мимезия
в) конвергенция
г) мимикрия
9 Основные факторы эволюции по Ч. Дарвину это:
а) наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор
б) борьба за существование и естественный отбор
в) наследственность, изменчивость, естественный отбор
г) наследственность, изменчивость, естественный отбор, стремление к внутреннему совершенствованию
10 К атавистическим аномалиям развития человека не относится:
а) волчья пасть" - расщелина твердого неба
б) ихтиоз
в) трехкамерное сердце
г) сохранение двух дуг аорты

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция специфического иммунитета»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция кровеносной системы»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция дыхательной системы»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция пищеварительной системы»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция выделительной системы»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция нервной системы»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция циркадианной системы»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюция эндокринной системы»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Примеры ароморфозов в эволюции животных» (не менее 4-х примеров)
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Примеры идиоадаптаций в эволюции животных» (не менее 4-х примеров)
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Примеры морфофизиологического регресса как пути биологического прогресса в эволюции животных» (не менее 4-х примеров)
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Эволюционное древо Кольчатых червей и его место в эволюции»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Коэволюция иммунитета и многоклеточности и ее факторы»
Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Рыб»
Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Земноводных»
Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Рептилий»
Подготовить анимационную модель «Гемодинамика кругов кровообращения у Млекопитающих»
Подготовить анимационную модель «Функционирование нефрона у Млекопитающих»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Филогенез структуры нефрона у Позвоночных – от пронефроса до матанефроса»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Филогенетически обусловленные врожденные пороки развития кровеносной системы у человека»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Филогенетически обусловленные врожденные пороки развития мочеполовой систем у человека»
Подготовить анимацию (презентацию) по теме «Антропогенез современного человека Home sapiens sapiens»



Список использованной литературы

Ватти К.В., Тихомирова М. М. Руководство к практическим занятиям по генетике. Под ред. Проф. М. Е. Лобашева. Учеб. Пособие для студентов биол. факультетов педагогических инмтитутов. М., «Просвещение», 1972. – 172 с.
Ярыгин В.Н., Васильева В.И., Волков И.Н., Синельщикова В.В. Биология. Кн. 2. – М. «Высшая школа», 2008.
Биология. Руководство к лабораторным занятиям. Учебное пособие. Под ред. О.Б. Гигани – М., 2012 – 272 с.
Биология. Руководство к лабораторным занятиям. Учебное пособие. Под ред. Н.В. Чебышева – М., 2013 – 384 с.
Новиков Ю.М. Генетика. Решение и оформление задач, основные термины, понятия и законы. – Томск, 2006. – 260 с.
Биология. Учебно-методическое пособие для студентов медицинских вузов. Под ред. В.П. Иванова – Курск, 2008. – 392 с.
Чебышев Н.В., Далии М.В., Гусев В.К., Гузикова Г.С., Карпенко Л.П., Демченко А.Н. Атлас по зоопаразитологии. - М., 1997.
Беклемишев В.Н. Биоценологические основы сравнительной паразитологии.- М.: Наука, 1970. - 248 с
Биология. Под ред. В.Н. Ярыгина, в 2-х т. М., 2008 г.
Гапонов С.П. Паразитология. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 2011. – 776 с.
Генис Д.Е. Медицинская паразитология. - М., 1991.
Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа, 1981. - 606 с.
Догель В.А. Курс общей паразитологии. Л., 1947.
Заяц Р.Г., Рачковская И.В., Карпов И.А. Основы общей и медицинской паразитологии. Ростов-на-Дону: Феникс. - 2002.
Захваткин Ю.А. Акарология – наука о клещах. История развития. Современное состояние. Систематика. – 2012. – 192 с.
Кеннеди К. Экологическая паразитология. М.: Мир, 1978. - 227 с.
Павловский Е.Н. Руководство по паразитологии человека с учением о переносчиках трансмиссивных болезней. Т.1-2 - М.-Л., 1946-1948.
Паразитоценология (под. ред. А.П. Маркевича). – Киев: Наукова Думка, 1985. - 245 с.
Галактионов В.Г. Эволюционная иммунология М. Академкнига, 2005., Лекции по эволюции.
Учебник по биологии А.А. Слюсарева, 1987
Галактионов В.Г. Очерки эволюции иммунитета М. Наука, 1995.
Веселов Е.А. Северцов А.Н. Жизнь, деятельность и научные труды. – М., 1975. – 190 с.
Биология. В 2 кн. Кн. 1: Учеб. для медиц. спец. Вузов / В.Н. Ярыгин, В.И.
Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; 2008 г.
Биология. Углубленный курс: учебник для бакалавров/ под ред. В.Н.Ярыгина. – 6-е издан., испр. и доп. – М.: Издательство Юрайт, 2013. – 763 с. Серия: Бакалавр. Углубленный курс.
Биология с общей генетикой. Слюсарев А.А. 3-е изд., стереотип. Перепечатка со второго издания 1978 г. – М: ООО «Издательство Альянс», 2011. – 472 с., ил.
Биология. А.А. Слюсарев, С.В. Жукова. – К.: Вища шк. Головное изд-во,1987. – 415с.
Гилберт С. Биология развития: В 3-х т. Т. I: Пер. с англ. М.: Мир, 1993. -228 с.
Руководство к лабораторным занятиям по биологии/ В.А. Королев, Г.Н. Кривошеина, Э.Г. Полякова. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. - 213 с.
Руководство к лабораторным занятиям по биологии: Учеб. пособие /Под ред. Ю.К. Богоявленского. – М.: Медицина, 1988. – 329 с.: ил. – (Учеб.лит. Для студ. мед. ин-тов).














13PAGE \* MERGEFORMAT14215



ген

белок

признак

































Тип Хордовые (Chordata)
П/т Позвоночные (Vertebrata)
Кл. Млекопитающие (Mammalia)
Кл. Птицы (Aves)
Кл. Рептилии (Reptilia)
Кл. Рыбы (Pisces)
Кл. Круглоротые (Cyclostomata)

С целомом

Трехслойные

Двухслойные многоклеточные
(тип Кишечнолостные)


Первичные многоклеточные
(тип Губки)


Одноклеточные (Protozoa)

Увеличение абсолютного числа клеток
Увеличение дифференцированных клеток и тканей
Увеличение времени зародышевого развития



Фагоцитоз
Неспецифический клеточный и гуморальный иммунитет



Аллогенная ингибиция



Специфический клеточный иммунитет



Антиген – распознающие рецепторы



т. Плоские черви
т. Круглые черви

т. Кольчатые черви
Annelides

т. Моллюски

т. Членистоногие
Arthropoda)

синтез иммуноглобулинов

?

I.Механическая система:







II.Оптическая система:


III.Осветительная система:



2

3

1

4

1 –
2 –
3 –
4 –




Приложенные файлы

  • doc 67120
    Размер файла: 10 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий