Мастер - класс «Генетика. Наследование признаков. Генетика крови»

Мастер - класс
«Генетика. Наследование признаков. Генетика крови»

Бурцева Н.П., к.п.н., преподаватель биологии и общепрофессиональных дисциплин, высшей категории

Государственное профессиональное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Московской области «Московский областной медицинский колледж №5»

Цель: познакомить как наследуются группы крови, показать методы решения генетических задач на наследование групп

крови (система АВ0) и резус-фактора.

Задачи:

1. Выяснить причины различия четырех групп крови по гену АВ0 и резус-фактору.

2. С помощью решения задач показать передачу по наследству групп крови у человека по гену с множественным аллелизмом АВ0.

3. На примере задачи доказать возможность рождения ребенка с отрицательным резус - фактором от родителей с положительными резус - факторами.

Оборудование: карточки - определители групп крови и генотип групп крови для каждого участника, ручки, листочки, карточки с решеткой Пеннета.

Ход занятия

1. Актуализация знаний. Постановка проблемного вопроса.

В молодой семье родился ребенок. Родители счастливы, малыш здоров, растет, прибавляет в весе. Все было хорошо, пока на очередном медосмотре не определили группу крови ребенка. В семье начались скандалы, да и было из-за чего: у родителей 2 и 3 группы крови, а у малыша первая группа крови.

Мужчина не является биологическим отцом ребенка? Младенца подменили в роддоме? Или беспокоится не о чем?

Такие ситуации не редкость в жизни. Не знания законов генетики часто разрушают семьи.

А вы, ребята, знаете свою группу крови? Группы крови своих родителей? (поднимите руки, кто знает). Молодцы!!!

Я знаю, что…

Хочу узнать…

1. бывают 4 группы крови

1. чем различаются группы крови

2. как определяют группу крови

3. как открыли группы крови

В ходе сегодняшнего урока мы ответим на поставленные вами вопросы

Вопрос: На чем основаны групповые различия?

Ответить на этот вопрос помогла наука генетика.

Мозговой штурм. Давайте, ребята, вспомним основные понятия генетики (генетика, наследственность, изменчивость, ген, признак, аллельные гены, гомозиготный организм, гетерозиготный организм, доминантный признак, рецессивный ген, генотип, фенотип)

Наследственными могут быть не только морфологические признаки - цвет волос, глаз, особенности строения, но по наследству могут передаваться и некоторые биохимические признаки - белки, встречающиеся в эритроцитах и плазме крови. Набор этих белков каждого человека строго постоянен! У разных людей эти наборы неодинаковы. Кровь, состоит из жидкой части - плазмы и различных клеток (форменных элементов). На мембранах эритроцитах находятся белки - антигены. Плазма содержит белки - антитела. Форменные элементы крови это эритроциты, лейкоциты, тромбоциты. Различия между людьми по группам крови - это различия по составу определенных антигенов и антител.

Как же наследуются группы крови? Это главный вопрос, на который мы должны с вами ответить.

У человека наследование групп крови системы АВ0 осуществляется по типу множественных аллелей. Группа крови определяется парой генов, каждый из которых может находиться в трёх аллельных состояниях: J^A, J^B, j^O. Эти гены находятся в 9 паре хромосом. Комбинируясь по два, эти гены могут образовать 6 генотипов: 00, АА, ВВ, А0, В0, АВ (показ на доске).

История изучения переливания крови.(Слайд)

Австрийский ученый Карл Ландштайнер, смешивая плазму крови одних людей с эритроцитами, взятыми из крови других, обнаружил, что при некоторых сочетаниях эритроцитов и плазмы происходит «склеивание» - слипание эритроцитов и образование сгустков, а при других - нет.

Изучая строение эритроцитов, Ландштайнер обнаружил особые вещества. Он поделил их на две категории А и В, выделив третью, куда отнес клетки, в которых их не было. Позже были обнаружены эритроциты, содержащие маркеры А- и В-типа одновременно.

В результате исследований возникла система деления по группам крови, которая получила название АВО. Этой системой мы пользуемся до сих пор.

I ( 0 ) - 1 группа в эритроцитах агглютиногенов нет, в плазме содержаться агглютинины a и b;

II ( А ) - 2 группа крови- в эритроцитах находится агглютиноген А, в плазме агглютинин b (бета);

III ( В ) - 3 группа крови - в эритроцитах находится агглютиноген В, в плазме агглютинин а (альфа)

IV( АВ ) - в эритроцитах содержаться агглютиногены А и В, в плазме агглютининов нет

Таблица групповых различий

Это открытие позволило избежать гибели людей при переливаниях, вызванных несовместимостью крови больных и доноров. Впервые удачные переливания проводились и раньше. Так, в истории медицины XIX века описано удачное переливание крови роженице. Получив четверть литра донорской крови, по ее словам, она ощутила, «будто сама жизнь проникает в ее организм».

Понятие о резус - факторе.

Слово учителя. Вместе с группой крови в медицинской практике обязательно проводят определение резус - фактора. Что же такое резус - фактор? Резус-фактор представляет собой антиген (белок), который находится в эритроцитах. Примерно 80-85% людей имеют его и соответственно являются резус-положительными. Те же, у кого его нет - резус-отрицательными. Наследование группы крови по первой классификации и резус-фактора происходят независимо друг от друга: люди с разной группой кровью могут быть с разным резус-фактором. Положительный резус-фактор обозначается Rh⁺ или R, и является доминантным (преобладающим) признаком, а отрицательный - rh^- или r ^- - рецессивным (подавляемым).

Если резус-отрицательному человеку перелить кровь резус-положительного, у реципиента начнется иммунная реакция, и в его плазме будут накапливаться антитела, уничтожающие резус белок. Если антител выработается немного, то первое переливание пройдет удовлетворительно. При повторных переливаниях эритроциты донора будут уничтожены, и реципиенту грозит гибель.

Тот же процесс может быть у резус-отрицательной женщины, если она вынашивает резус-положительного ребенка. Попадание в кровь матери эритроцитов плода, что случается при микротравмах, приводит к иммунной реакции организма женщины - выработке антител. Антитела, проникая в плод, разрушают его эритроциты. Если антител в плод попало немного, первая беременность может закончиться благополучно, но последующие будут проходить с осложнениями. Современная медицина способна предупредить их, но для этого необходимо вовремя обратиться к врачу.

3. Практическая часть.

Задача: родители имеют II и III группы крови. Какие группы крови можно ожидать у их детей?

Дано:

Р: II группа - АА или А0

III группа - ВВ или В0

♀ - женский организм

♂ - мужской организм

Найти: F₁ - ?

Решение: возможно 4 варианта.

1. Р: ♀ А0 х ♂ В0

II группа III группа

G: А 0 В 0

F₁: АВ, А0, В0, 00

IV гр II гр III гр I гр

2. Р: ♀ АА х ♂ В0

II группа III группа

G: А В 0

F₁: АВ, А0

IV гр II гр

3. Р: ♀ А0 х ♂ ВВ

II группа III группа

G: А 0 В

F₁: АВ, В0

IV гр III гр

3. Р: ♀ АА х ♂ ВВ

II группа III группа

G: А В

F₁: АВ

IV гр

1 вариант.

Решаем вместе с объяснениями.

♀

♂

А

0

В

АВ

IV группа

В0

III группа

0

А0

II группа

00

I группа

2,3, 4 вариант решаются по группам. Затем делаем вывод.

Ответ: У родителей, имеющих II и III группу крови, возможно рождение детей с любой группой крови.

Задание 1 группе (проблемная ситуация)

В родильном доме перепутали двух мальчиков (назовем их условно Икс и Игрек). Родители одного из них имеют 1и 4 группы крови, родители второго 2 и 3. Лабораторный анализ крови показал, что у Игрека -1 группа крови, а у Икса -2 группа крови. Определите, кто чей сын.

Ответ: ( Игрек (с генотипом ОО) - кто сын родителей, имеющих 1 и 3 группы крови; только у них вероятно рождение ребенка с 1 группой крови.

Задание 2 группе (проблемная ситуация)

В другом родильном доме перепутали двух девочек (назовем их условно Альфа и Бета). Родители одной из них имеют 2 и 4 группы крови, а родители другой -1 и 2 группы. Лабораторный анализ крови показал, что у Альфы - 1 группа крови, а у Беты 2 группа крови. Определите, кто чья дочь.

Ответ: Альфа дочь родителей имеющих 1 2 группы крови, только у них вероятно рождение ребенка с 1 группой крови; в другой семье вероятность рождения ребенка с 1 группой крови равна нулю, их дочь Бета.

Задание 3группе (проблемная ситуация)

Задача: Определите вероятность рождения резус - отрицательных детей у резус - положительных родителей, если бабушки были резус отрицательными.

Дано:

Р: R-?♀ - женский организм

и R-?♂ - мужской организм

R - доминантный признак

r - рецессивный признак

Найти: F₁ - вероятность рождения r r ?

Решение: бабушки передали своим детям (в задаче родителям) по одной хромосоме с рецессивным геном r. Значит родители гетерозиготы Rr.

Р: ♀ Rr х ♂ Rr

Есть резус Есть резус

G: R r R r

F₁:

♀ ♂

R R

Есть резус

Есть резус

Есть резус

Нет резуса

Решаем на доске, а решетки Пеннета выданы каждому участнику.

Ответ: вероятность рождения резус - отрицательных детей у резус - положительных родителей составляет 25%, или ¼ часть.

Учитель формулирует проблему:

«В суде слушается дело по взысканию алиментов. Мать имеет I группу крови, дети - II, III. Может ли быть отцом детей мужчина с IV группой крови?»

Подведение итогов.

Вывод делают учащиеся - чего хотели достичь и достигли ли.

Основные выводы по уроку (делают дети вместе с учителем)

Ребята, что можете сказать о наследовании групп крови?

Группы крови человека - наследственный фактор (признак), который передается по наследству по определенным законам.

Группа крови не меняется в течение всей жизни, принадлежность к той или иной группы не зависит ни от расы, ни от национальности.

Возникновение 4 группы крови - результат эволюции, влияния внешних факторов.

Кровь можно переливать от человека к человеку. Донорство - почетно, необходимо.

Знания своей группы крови можно использовать при соблюдении диеты

Девушкам имеющим резус-отрицательную кровь , необходимо помнить о резус-конфликте, обращаясь при этом в Центр планирования

Сейчас известно около 50 наследственных заболеваний крови человека. Основная причина их возникновения - мутация генов. Для их исследования, лечения необходимо развитие науки и медицины.

6.Оценки учащихся за урок. Все молодцы! Работали дружно!

7. Домашнее задание: провести исследовательскую работу. Все ли знают, какая группа крови у ваших родителей? А у вас? Узнать группы крови своих родителей.

Слово учителя.

Французский писатель 19 века Э.Золя сказал: «Великая поэзия нашего века - это наука с удивительным расцветом своих открытий…». Сегодня на уроке мы показали, что благодаря великим открытиям науки мы можем проникнуть в самые сокровенные таинства природы.

Рефлексия.

Полезным ли было занятие?

Благодарю вас за работу.

8. Литература

1. Газета «БИОЛОГИЯ». Приложение к газете «1-е сентября» №5 1995

2. В.Б.Захаров «Общая биология» учебник для 10-11 кл . общеобразовательных учебных заведений . М.: Дрофа, 2001

3. И.Д.Зверев «Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека» М.; «Просвещение» 1995

4. И.П.Карузина «Учебное пособие по основам генетики» Москва, «Медицина», 1980

5.В.Ю.Кретьянинов, Г.Б.Вайнер «Сборник задач по генетике с решениями»

6. «Общая биология» учебник для 10-11 кл. с углубленным изучением биологии в школе. В.К.Шумской, М.Д. Дымшиц, А.О.Рувинский. М., «Просвещение» 1995

7. Б.У. Соколовская «Сто задач по генетике и молекулярной биологии». Издательство «Наука», Новосибирск 1971

8. А.Т.Хрипкова «Физиология человека». М.; «Просвещение» 1983

9. Журнал «Питание и здоровье» №1 2003

Практикум по решению задач. Приложение 3.

Слайд 13.

Было у фермера два сына..

У фермера было два сына. Первый родился, когда фермер был еще молод. Первенец вырос красивым сильным юношей, которым отец очень гордился. Второй мальчик, родившийся намного позже, рос болезненным ребенком. Соседи сплетничали о том, что второй мальчик не его сын и убеждали фермера подать в суд для установления отцовства. Основанием по мнению "добродетелей" был тот факт, что фермер, являясь отцом такого складного юноши, каким был его первый сын, не мог быть отцом такого болезненного и слабого мальчика как второй. К тому же группы крови отца и первого сына совпадали, а вот второй мальчик имел группу крови отличную и от отца и от матери.

Группы крови в семье были следующие:

фермер - AB

мать - 00

первый сын - АВ

второй сын - В0

Учитель естествознания сельской школы, посмотрев на данные групп крови, лукаво улыбнулся и... отсоветовал фермеру подавать в суд. Почему он так поступил и можно ли на основании этих данных считать, что оба юноши являются сыновьями этого фермера? Свой ответ обосновать, назвав генотипы всех членов этой семьи.

Слайд .

Переполох в родильном доме.

В родильном доме в одну ночь почти одновременно родилось четыре младенца. Принимала роды одна акушерка, а чем занимался остальной медперсонал науке неизвестно. Но как бы там ни было, все роды прошли хорошо, и всё было бы ничего, да уставшая акушерка забыла надеть бирки на малышей. Малышей унесли, но вот когда пришло время кормления дело начало принимать скандальный оборот. Какой маме и какого новорожденного нести? Младенцы обладают группами крови 0, А, В, АВ.

Группы крови родительских пар:

Первая пара - 0 и 0

Вторая пара - АВ и 0

Третья пара - А и В

Четвертая пара - В и В

Четырех младенцев можно с полной достоверностью распределить по родительским парам. Помогите акушерке развесить бирочки.

Каковы генотипы всех родителей и детей?

Слайд .

В родильном доме перепутали двух мальчиков (назовем их условно «X» и «Y»). Родители первого имеют I и IV группы крови, родители второго - I и III группы крови. Анализ показал, что у «Y» - I, а у «X» - II группа крови. Определите, кто чей сын?