Задачи по цитологии на егэ по биологии с решением: Задачи по цитологии на ЕГЭ по биологии

Содержание

ЕГЭ по биологии на 100!

ЕГЭ по биологии на 100!   Пашаева Майя Эмирбековна, кандидат биологических наук, учитель…

ЕГЭ по биологии на 100!   Пашаева Майя Эмирбековна, кандидат биологических наук, учитель биологии  МБОУ «СОШ №29» г. Махачкалы, эксперт ЕГЭ по биологии. Биология является вторым по популярности предметом по выбору среди дагестанских выпускников, и одним из сложных экзаменов — основная сложность экзамена по биологии заключается в большом объеме школьного курса: биология как предмет начинается в школе с 5-6 класса, то есть проверке на экзамене подлежат знания по биологии, полученные минимум за шесть лет обучения в школе. Можно ли  самостоятельно готовиться к ЕГЭ по биологии? Такой вопрос задают себе многие. Ведь репетиторские услуги – это довольно дорого, и не все родители могут воспользоваться их услугами.  Как преподаватель биологии с многолетним стажем, могу сказать: да, можно  подготовиться к ЕГЭ по биологии самостоятельно. С чего начать подготовку к экзамену? На наш взгляд, с самодисциплины. Самое главное, начиная готовиться к экзамену, следует делать это регулярно. Желательно, чтобы была постоянная периодичность. Таким образом, если старшеклассник умеет организовывать себя, если он может сам составить план и следовать ему, то его ждет успех. Ведь есть школьники, которые без внешнего контроля — родительского, преподавательского, учительского — не могут себя организовать. Им трудно выработать план действий. Таким детям обязательно нужен педагог, нужно третье лицо, которое будет их регулировать и направлять. Начинать надо с  изучения структуры и содержания экзаменационной работы, т.е. изучить подробно кодификатор. В 2021 году структура и содержание экзаменационной работы не изменились, экзамен по-прежнему состоит из двух частей и включает в себя 28 заданий. Часть первая содержит 21 задание с кратким ответом — 12 заданий базового уровня и 9 заданий повышенного уровня сложности, из них: 6 – с множественным выбором ответов из предложенного списка; 6 – на установление соответствия элементов двух множеств; 3 – на установление последовательности систематических таксонов, биологических объектов, процессов, явлений; 2 – на решение биологических задач по цитологии и генетике; 1 – на дополнение недостающей информации в схеме; 2 – на дополнение недостающей информации в таблице; 1 – на анализ информации, представленной в графической или табличной форме. Во второй части — семь заданий разного уровня сложности с полным развернутым ответом. Эти задания высокого уровня и позволяют выпускникам продемонстрировать свой  уровень подготовки по биологии. Немаловажным является внимательное  отношение к подбору учебников и дополнительных учебных пособий, чтобы все разделы кодификатора ЕГЭ были в них отражены. Можно и нужно использовать рекомендации и учебные материалы ФИПИ. После изучения определенной темы, необходимо решать тематические задания по этой теме. Есть множество сборников тренировочных заданий именно в формате ЕГЭ. Их надо решать как можно больше. Главное  — практика. Самое главное, необходимы регулярные тренировки по выполнению экзаменационных заданий. Для этого существуют сборники тренировочных вариантов, а на сайте ФИПИ размещен открытый банк заданий ЕГЭ. Их нужно не просто просматривать, а вчитываться, обращая внимание на детали задания и поставленные к нему вопросы. На сайте ФИПИ опубликован демонстрационный вариант, необходимо изучить его и проанализировать виды заданий для осознания сложности экзамена.  И не забывать, что заниматься следует не один, два раза в неделю по несколько часов, а регулярно и систематически.  Ведь занимаясь даже 15 минут по 5 дней в неделю, вы добьетесь гораздо большего, чем если будете мучить себя весь день, но абсолютно нерегулярно. Отвлекаться также нежелательно, необходимо полностью погрузиться в изучение предмета. Советую выпускникам завести отдельную тетрадь по биологическим терминам.  Так как при выполнении заданий линий, где требуются знания терминов, выпускники допускают немало ошибок,  видимо недостаточно внимания уделяют усвоению именно этого материала. Таким образом, тщательно отрабатывать ключевые, системообразующие термины и понятия, на которых строится тот или иной раздел биологии.  Обратить особое внимание на методы биологических исследований, которые используют конкретные биологические науки, на объекты и процессы, которые изучают ботаника, зоология, анатомия; на определение уровней организации живого; В задании линии 1 и 2 необходимо в бланк ответов вписать слово или  словосочетание. Очевидно, что биологический термин должен быть написан орфографически верно, иначе он не распознается при проверке, и задание будет считаться неверно выполненным. Следующий совет — при решении тестов, а также на самом экзамене необходимо следовать еще одному очень важному правилу — внимательно читать вопрос! Очень многие экзаменуемые совершают глупые ошибки не от незнания, а от невнимательности. В заданиях линии 4 и  7 – даны правильные утверждения и необходимо выбрать«выпадающие». Многие выпускники допускают ошибки именно в этих заданиях. В задании линии 6 ошибки также  связаны с неправильным прочтением формулировки задания для решения простейшей генетической задачи. Внимательно прочитайте условие, особое внимание уделите вопросу — вариантов для записи ответа существует множество: соотношение фенотипов или генотипов в порядке возрастания или убывания, число получившихся фенотипов или генотипов, процентное соотношение. При выполнении задания необходимо быть крайне внимательным, подчеркивать ключевые слова и фразы, чтобы не допустить ошибок в записи ответа. Еще одно задание на внимательность — № 11, на восстановление последовательности. Оно несложное по содержанию, но требует конкретной точки отсчета: либо с наименьшей, либо с наибольшей. Во второй части экзамена, как и в первой, важно внимательно читать формулировку задания до конца, подчеркивая и выделяя важные элементы. Любой ответ на задания второй части, особенно в заданиях № 25 и № 26, требует объяснений, при формулировке которых важно быть кратким и точным. За нее баллы не добавляются, а при наличии ошибок балл будет снижен, так как оценивается вся информация в ответе учащегося. Необходимо также больше внимания уделять тем вопросам, которые вызывают обычно наибольшую сложность? Традиционно самые сложные разделы в биологии — это —  репликация ДНК, фотосинтез, реакции энергетического обмена, биосинтез белка и т. д. Следует регулярно выполнять задания по этим темам, чтобы у экзаменующегося выработался один алгоритм ответа. Проблемным разделом являются  ботаника. Ее изучают в 6-7 классе школы, а к 11 классу многое уже забывается. Усвоить перед экзаменом тему по ботанике с азов очень сложно. При выполнении заданий 2 части выпускник должен владеть не только знаниями, но и должен использовать структурно-функциональный подход и выстроить причинно-следственную связь. Помимо внутрипредметной интеграции в некоторых заданиях присутствует и межпредметная связь с химией, физикой. Не надо пугаться таких вопросов, просто надо вспомнить и объединить полученные в школе знания. Следует обратить внимание на решение заданий линии 27. При решении некоторых заданий этой линии необходимы глубокие знания процессов транскрипции и трансляции – выпускник обязан знать, что все виды РНК транскрибируются обязательно только с матричной цепи ДНК и только в направлении от 3’ к5’ – концу. Трансляция же происходит от5’- конца к 3’- концу молекулы и-РНК. В этих заданиях обязательно следует учитывать, что кодоны и-РНК и антикодоны т-РНК должны быть параллельны. Особое внимание надо уделить оформлению заданий второй части.  Например, ошибка, которая встречается во многих работах выпускников, – неправильное использование символов «n» и «с», применяемых для обозначения наборов хромосом и молекул ДНК (хроматид) соответственно с целью обозначить их количество на разных стадиях клеточного цикла. Нередко пишут «2n4с, то есть 28n56с», либо просто «количество хромосом -28n, молекул ДНК – 56с», что является биологической ошибкой. При выполнении экзаменационной работы, а особенно при переписывании, не допускайте биологических ошибок. Даже если ответы на вопрос даны верно, но в описании есть неточности или ошибки, могут снять балл. Третий совет: отвечайте на вопрос как можно более подробно и всесторонне, давайте определение биологическим терминам, даже если в задании это не прописано. И, наконец, на выполнение экзаменационной работы по биологии отводится 3 часа 55 минут (235 минут). Необходимо правильно распределить время и свои силы. Не волнуйтесь, внимательно прочитайте вопрос. Если сомневаетесь или не можете вспомнить тот или иной вопрос – выполняйте другие задания, к ним вернетесь позже. Удачи вам на экзамене и высоких баллов! Опубликовано:29 Мая 2021   Обновлено:29 Мая 2021

Источник: http://www.dagminobr.ru/

Решение задач по цитологии и генетике

1. Решение биологических задач по цитологии и генетике

Учитель биологии
МОУ«СОШ№ 103» Фартукова Т.Н.

2. Типы задач по цитологии

1тип.Определение процентного содержания
нуклеотидов в ДНК.
Определени количества водородных связей
между нуклеотидами
2 тип. Определение количества нуклеотидов
и триплетов в гене, аминокислотного
состава образующегося белка.
3тип.Транскрипцияи-РНК на одной из цепей
ДНК и определение аминокислотного состава
закодированного белка
4тип. Определение антикодонов т-РНК и
последовательности аминокислот
закодированных на и-РНК.
5тип. Определение нуклеотидной
последовательсти т- РНК
синтезированной на фрагменте ДНК и
аминокислоту которую будет переносить
определённая т –РНК.
6 тип. Определение хромосомного
набора в клетках(заростка и взрослого
растения папоротника)
7 тип. Определение количества ДНК
перед митозом, после митоза, после
первого и второго деления мейоза.
8 тип. Определение количества АТФ после
гликолиза, после кислородного этапа,
суммарный эффект диссимиляции .
Определение количества молекул глюкозы
подвергшихся расщеплению.
Дано:
иРНК –АУЦЦУГААГ.
Найти:1) Последовательность нуклеотидов ДНК.
2) Аминокислотный состав молекулы белка.
3) число тРНК.
Решение.1 Дан состав иРНК. В процессе транскрипции
иРНК по принципу комплементарности
подстраивается к ДНК, значит мы можем найти
состав ДНК:
ДНК ТАГГАЦТТЦ
иРНК АУЦЦУГААГ.
2.По таблице генетического кода определяем состав
белка, разделив иРНК на триплеты АУЦ –ЦУГ – ААГ.
Молекула белка иле – лей –лиз.
3. Каждую аминокислоту транспортирует
определённая аминокислота, значит в синтезе белка
участвует 3 молекулы тРНК
ОТВЕТ 1. Молекула ДНК ТАГГАЦТТЦ.
2. Молекула белка иле-лей- лиз
3. 3 молекулы тРНК

8. Правила решения генетических задач

1.Если при скрещивании двух фенотипических
одинаковых особей в их потомстве наблюдается
расщепление признаков, то эти особи
гетерозиготные.
2.Если в результате скрещивания особей,
отличающихся по одной паре признаков,
получается потомство, у которого наблюдается
расщепление по этой же паре признаков, то одна
из родительских особей была гетерозиготная, а
другая гомозиготная
3. Если при скрещивании фенотипических
одинаковых(по одной паре признаков) особей в
первом поколении гибридов происходит
расщепление признаков на три фенотипические
группы в соотношении 1:2:1, то это
свидетельствует о неполном доминировании, и о
том, что родительские особи гетерозиготные.
4.Если при скрещивании двух фенотипических
одинаковых особей в потомстве происходит
расщепление признаков в соотношении 9:3:3:1,
то исходные особи были дигетерозиготные.
5. Если при скрещивании двух фенотипических
одинаковых особей в потомстве происходит
расщепление признаков в отношениях 9:3:4,
9:6:1, 9:7, 12:3:1, 13:3, 15:1,то свидетельствует о
явлении взаимодействия генов;
при этом расщепление в отношениях в
отношениях 9:3:4, 9:6:1 и 9:7 свидетельствует о
комплементарном взаимодействии генов,
расщепление в соотношениях 12:3:1 13:3 –об
эпистатическом взаимодействии,
15:1 — о полимерном взаимодействии.
.

11. Задача

При скрещивании растения томата с белыми
дисковидными плодами с растениями
имеющим желтые шаровидные плоды, всё
потомство получилось с белыми
дисковидными плодами. Во втором
скрещивании фенотипических таких же
исходных особей получилось расщепление:
50% -с белыми дисковидными плодами,
50% -с желтыми шаровидными. Каковы
законы наследственности проявляются в этих
случаях?
Дано:
А-белые плоды
а –желтые,
В- дисковидные плоды
в- шаровидные
Р – белые дисковидные, ААВВ
желтые шаровидные,аавв
F1- белые дисковидные -100%
Р2 –исходные фенотипы
F2- белые дисковидные -50%
желтые шаровидные -50%
Найти: какие законы наследственности
проявляются?
Решение.
Задача на дигибридное скрещивание.
Р ААВВ x аавв
бел .дис
ж. шар
G АВ
ав
F1 — АаВв
б. д
Р2 АаВв x аавв
б д
жш
G АВ ав
ав
F2
АаВв
аавв
б д ж ш
50% 50%
Ответ: при первом скрещивании — 1закон Менделя –
закон единообразия гибридов;
во втором скрещивании – закон сцепленного
наследования, кроссинговер отсутствует.
Благодарю за внимание!

Проект «Создание алгоритмов решения задач по цитологии» • Наука и образование ONLINE

Автор: Грибанова Елена Вячеславовна

Место работы/учебы (аффилиация): МАОУ СОШ №12, г.Алапаевск, Свердловская область, 10 класс

Научный руководитель: Мисюрева Елена Александровна

Актуальность. Знание клеточной теории является неотъемлемой частью единого государственного экзамена. В используемых учебниках в разной степени раскрыт вопрос решения задач по цитологии. Однако, общая тенденция такова, что материал раскрыт не полностью, сжат, обозначен схематично. Так, в большинстве учебников отсутствуют схемы решения задачи, нет алгоритма для рассуждения, не объяснены особенности оформления задач разных типов. В различных пособиях по подготовке к ЕГЭ, полностью отсутствуют алгоритмы решения задач по молекулярной биологии. Как правило, в пособиях по подготовке к ГИА общего плана, включающих задания всех типов, даются только развернутые ответы (критерии оценивания), а как ученику подойти к правильному ответу, не объяснено.

Согласно аналитическим материалам по результатам ГИА по биологии 2020 года, по сравнению с предыдущими годами в 2020 году произошло снижение процента выполнения заданий № 27.  Это задания на решение задач по цитологии на применение знаний в новой ситуации.

Таким образом, очевидна проблема отсутствия пособий, позволяющих школьнику самостоятельно разобраться с особенностями решения цитологических задач разных типов.

Для решения этой проблемы направлена данная работа, связанная с созданием конкретных алгоритмов решения типовых цитологических задач.

Данная учебно-методическая работа может использоваться учащимися старших классов общеобразовательных школ и абитуриентами для повторения материала и самостоятельной подготовки к ГИА по биологии, а так же учителем во время объяснения нового материала по данной теме и выполнения практических работ по решению цитологических задач.

Цель: создать алгоритмы решения цитологических задач по биологии.

Задачи:

  1. Систематизировать информацию по цитологии.
  2. Изучить типологию задач по цитологии.
  3. Составить алгоритмы решения цитологических задач разных типов.
  4. Подготовить пособие «Алгоритмы решения цитологических задач» (в помощь старшеклассникам для подготовки к ЕГЭ).

Объект: задания по цитологии, представленные в банке ЕГЭ.

Предмет: систематизация заданий цитологического содержания и составление алгоритмов их решения.

Гипотеза: использование алгоритмов, представленных в пособии «Алгоритмы решения цитологических задач», упрощает решения цитологических задач.

Учебно-методическое пособие Решение задач по цитологии | Материал для подготовки к ЕГЭ (ГИА) по биологии (11 класс) на тему:

 РЕШЕНИЕ  ЗАДАЧ ПО ЦИТОЛОГИИ

Учебно-методическое пособие                  

                                                           

Новое Аделяково 2014

Составитель: учитель биологии Л.И. Денисова

Решение задач по цитологии. Для учащихся 9-11 классов / ГБОУ СОШ с.Новое Аделяково»; сост. Л.И.Денисова. –  Новое Аделяково , 2014.

Учебно-методическое пособие составлено с целью использования учителями биологии и обчающимися при подготовке к итоговой аттестации, а так же к олимпиадам по биологии. Пособие содержит краткий теоритический материал по каждому типу задач и примеры решения задач. Предназначено для обучающихся 9-11 классов общеобразовательных учреждений и учителей биологии.

РЕКОМЕНДОВАНО:

методической комиссией естественно-математического цикла

«_____» ноября 2012 г.

Председатель комиссии

______Л.А. Пашковская

ОБСУЖДЕНО:

на заседании педагогического совета школы

протокол №_______ от

«_____» ноября 2012 г.

УТВЕРЖДЕНО:

и. о. директора МБОУ «Новостроевская СОШ»

________С.В. Шулепова

«_____» ноября 2012 г.

Содержание:

Введение……………………………………………………………..

Глава 1. Общие рекомендации.

1.1  Основные моменты,  которые необходимо помнить при решения задач по цитологии.

1.2. Письменное оформление  решения задач.

Глава2. Типы задач по цитологии.

2.1 Задачи, связанные с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК

2.2. Расчетные задачи, посвященные определению количества аминокислот в белке, а также количеству нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК.

2.3. Задачи на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислот в полипептидной цепи. Работа  с таблицей генетического кода.

2.4.Задачи  на определение количества молекул ДНК и хромосом  в  процессе митоза и мейоза.

2.5. Задачи на определение длины отдельного участка ДНК или количества нуклеотидов в нем.

Глава 4. Примеры задач для самостоятельного решения.

Литература.

Введение.

Решение задач по цитологии входит в КИМ по биологии в ЕГЭ (39 задание). Выполнение этого задания предусматривают развернутый ответ и направлены на проверку умений

  • применять знания в новой ситуации;
  • устанавливать причинно-следственные связи;
  • анализировать, систематизировать и интегрировать знания;
  • обобщать и формулировать выводы.

По результатам анализа итогов ЕГЭ по биологии  к числу слабо сформированных у участников экзамена знаний и умений можно отнести следующие:

  1. определение хромосомного набора клеток в циклах развития растений;
  2. определение числа хромосом и ДНК в клетках в разных фазах митоза и мейоза;
  3. объяснение и обоснование полученного результата.

При изучении биологии на базовом уровне, недостаточно времени на практическую отработку решения задач по цитологии. После прохождения соответствующих тем, без постоянного повторения  практической отработки решения задач, навыки быстро забываются. Учащиеся могут иметь данное пособие всегда под рукой  для того чтобы вспомнить ход решения типовых задач. Тем более в сельской местности не у всех есть свободный доступ к Интернет ресурсам.

Задачи по цитологии, которые встречаются в ЕГЭ, можно разбить на несколько основных типов. В данном пособии предложены решения задач разных типов и приведены примеры для самостоятельной работы. В приложении дана таблица генетического кода, используемая при решении.

Данное учебно-методическое пособие составлено в помощь учителям биологии, обучающимся 9-11 классов общеобразовательных школ.

Глава 1. Общие рекомендации.

1.1  Основные моменты,  которые необходимо помнить при решения задач по цитологии.

  1. Каждая аминокислота доставляется к рибосомам одной тРНК, следовательно, количество аминокислот в белке равно количеству молекул тРНК, участвовавших в синтезе белка;
  2. каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами (одним триплетом, или кодоном), поэтому количество кодирующих нуклеотидов всегда в три раза больше, а количество триплетов (кодонов) равно количеству аминокислот в белке;
  3. каждая тРНК имеет антикодон, комплементарный кодону иРНК, поэтому количество антикодонов, а значит и в целом молекул тРНК равно количеству кодонов иРНК;
  4. иРНК комплементарна одной из цепей ДНК, поэтому количество нуклеотидов иРНК равно количеству нуклеотидов ДНК. Количество триплетов, разумеется, также будет одинаковым.

При решении ряда задач данного раздела необходимо пользоваться таблицей генетического кода. Правила пользования таблицей обычно указываются в задании, но лучше научиться этому заранее. Для определения аминокислоты, кодируемой тем или иным триплетом, необходимо выполнить следующие действия:

  1. первый нуклеотид триплета находим в левом вертикальном ряду,
  2. второй — в верхнем горизонтальном,
  3. третий — в правом вертикальном ряду.
  4. соответствующая триплету аминокислота находится в точке пересечения воображаемых линий, идущих от нуклеотидов.

1.2. Письменное оформление  решения задач.

Дано:

Решение:

Определить:

Ответ:

Важным моментом при решении заданий  является объяснение выполняемых действий, особенно если в задаче так и написано: «Ответ поясните». Наличие пояснений позволяет проверяющему сделать вывод о понимании учащимся данной темы, а их отсутствие может привести к потере очень важного балла. Задание 39 оценивается в три балла, которые начисляются в случае полностью верного решения. Поэтому, приступая к задаче, в первую очередь необходимо выделить все вопросы. Количество ответов должно им соответствовать.

Глава2. Типы задач по цитологии.

2.1 Задачи, связаные с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК

Еще до открытия Уотсона и Крика, в 1950 г. австралийский биохимик Эдвин Чаргафф установил, что в ДНК любого организма количество адениловых нуклеотидов равно количеству тимидиловых, а количество гуаниловых нуклеотидов равно количеству цитозиловых нуклеотидов (А=Т, Г=Ц), или суммарное количество пуриновых азотистых оснований равно суммарному количеству пиримидиновых азотистых оснований (А+Г=Ц+Т). Эти закономерности получили название «правила Чаргаффа».

Дело в том, что при образовании двойной спирали всегда напротив азотистого основания аденин в одной цепи устанавливается азотистое основание тимин в другой цепи, а напротив гуанина – цитозин, то есть цепи ДНК как бы дополняют друг друга. А эти парные нуклеотиды комплементарны друг другу (от лат. complementum – дополнение).

Почему же этот принцип соблюдается? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно вспомнить о химической природе азотистых гетероциклических оснований. Аденин и гуанин относятся к пуринам, а цитозин и тимин – к пиримидинам, то есть между азотистыми основаниями одной природы связи не устанавливаются. К тому же комплементарные основания соответствуют друг другу геометрически, т.е. по размерам и форме.  Таким образом, комплементарность нуклеотидов – это химическое и геометрическое соответствие структур их молекул друг другу.

В азотистых основаниях имеются сильноэлектроотрицательные атомы кислорода и азота, которые несут частичный отрицательный заряд, а также атомы водорода, на которых возникает частичный положительный заряд. За счет этих частичных зарядов возникают водородные связи между азотистыми основаниями антипараллельных последовательностей молекулы ДНК.

Задача. В молекуле ДНК насчитывается 23% адениловых нуклеотидов от общего числа нуклеотидов. Определите количество тимидиловых и цитозиловых нуклеотидов.

Дано:

В молекуле ДНК – 23% адениловых нуклеотидов

Решение:

1. По правилу Чаргаффа находим содержание тимидиловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: А=Т=23%.

 2. Находим сумму (в %) содержания адениловых и тимидиловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: 23% + 23% = 46%.

 3. Находим сумму (в %) содержания гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: 100% – 46% = 54%.

 4. По правилу Чаргаффа, в молекуле ДНК Г=Ц, в сумме на их долю приходится 54%, а по отдельности: 54% : 2 = 27%.

Определить:

Количество тимидиловых и цитозиловых нуклеотидов.

Ответ: Т=23%; Ц=27%

Задача  Дана молекула ДНК с относительной молекулярной массой 69 тыс., из них 8625 приходится на долю адениловых нуклеотидов. Относительная молекулярная масса одного нуклеотида в среднем 345. Сколько содержится нуклеотидов по отдельности в данной ДНК? Какова длина ее молекулы?

Дано:

M(r) ДНК – 69000

Кол-во А – 8625

M(r) нуклетида – 345

Определить:

Кол-во нуклетидов в

ДНК

Решение:

1. Определяем, сколько адениловых нуклеотидов в данной молекуле ДНК: 8625 : 345 = 25.

 2. По правилу Чаргаффа, А=Г, т.е. в данной молекуле ДНК А=Т=25.

 3. Определяем, сколько приходится от общей молекулярной массы данной ДНК на долю гуаниловых нуклеотидов: 69 000 – (8625х2) = 51 750.

 4. Определяем суммарное количество гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов в данной ДНК: 51 750:345=150.

 5. Определяем содержание гуаниловых и цитозиловых нуклеотидов по отдельности: 150:2 = 75;

 6. Определяем длину данной молекулы ДНК: (25 + 75) х 0,34 = 34 нм.

Ответ: А=Т=25; Г=Ц=75; 34 нм.

2.2. Расчетные задачи, посвященные определению количества аминокислот в белке, а также количеству нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК. 

  • Аминокислоты, необходимые для синтеза белка, доставляются в рибосомы с помощью т-РНК. Каждая молекула т-РНК переносит только одну аминокислоту.
  • Информация о первичной структуре молекулы белка зашифрована в молекуле ДНК.
  • Каждая аминокислота зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов. Эта последовательность называется триплетом или кодоном.

Задача: в трансляции участвовало 30 молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.

Дано:

Кол-во т-РНК — 30

Решение:

  1. Если в синтезе участвовало 30 т-РНК, то они перенесли 30 аминокислот.
  2. Одна аминокислота кодируется одним триплетом, значит число триплетов -30
  3. Один триплет – 3 нуклеотида, 3х30=90 нуклеотидов

Определить:

Кол-во а/к

Число триплетов

Число нуклеотидов

Ответ: Кол-во а/к – 30. Число триплетов – 30. Число нуклеотидов – 90.

Задача: По мнению некоторых ученых общая длина всех молекул ДНК в ядре одной половой клетки человека составляет около 102 см. Сколько всего пар нуклеотидов содержится в ДНК одной клетки (1 нм = 10–6 мм)?

Дано:

Длина ДНК – 102 см

Длина 1

нуклеотида – 0,34 нм.

Решение:

1. Переводим сантиметры в миллиметры и нанометры: 102 см = 1020 мм = 1 020 000 000 нм.

2. Зная длину одного нуклеотида (0,34 нм), определяем количество пар нуклеотидов, содержащихся в молекулах ДНК гаметы человека: (102 х 107) : 0,34 = 3 х 109 пар.

Определить:

Кол-во пар нуклетидов в ДНК

Ответ: 3х109 пар.

2.3. Задачи на построение молекулы и-РНК, антикодонов т-РНК и последовательности аминокислотв полипептидной цепи. Работа  с таблицей генетического кода.

  • Транскрипция (от лат. transcriptio — переписывание) — синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы..
  • Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности.
  • Трансля́ция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК, мРНК), осуществляемый рибосомой
  • Молекула т-РНК синтезируется на ДНК по правилу комплементарности.
  • Не забудьте, что в состав РНК вместо тимина входит урацил.
  • Антикодон — это последовательность из трех нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам кодона в и-РНК. В состав т-РНК и и-РНК входят одни те же нуклеотиды.
  •  

Задача: В состав РНК вместо тимина входит урацил. В биосинтезе белка участвовали т-РНК с антикодонами: УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих аденин, гуанин, тимин, цитозин в двухцепочечной молекуле ДНК

Дано:

 т-РНК  — УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ

Решение:

  1. Антикодоны т-РНК комплементарны кодонам и-РНК, а последовательность нуклеотидов и-РНК комплементарна одной из цепей ДНК.
  2. т-РНК: УУА, ГГЦ, ЦГЦ, АУУ, ЦГУ
  3. и-РНК: ААУ-ЦЦГ-ГЦГ-УАА-ГЦА
  4. 1 цепь ДНК: ТТА-ГГЦ-ЦГЦ-АТТ-ЦГТ
  5. 2 цепь ДНК: ААТ-ЦЦГ-ГЦГ-ТАА-ГЦА.
  6. В молекуле ДНК:

Число А=Т=7,  число Г=Ц=8

Определить:

 —    нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК

— число нуклеотидов, содержащих аденин, гуанин, тимин, цитозин в молекуле ДНК

Задача: фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ААГГЦТАЦГТТГ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка.

Дано:

 Фрагмент  одной цепи ДНК – ААГГЦТАЦГТТГ

Решение:

  1. По правилу комплементарности определяем фрагмент и-РНК
  2. Разбиваем его на триплеты: УУЦ-ЦГА-УГЦ-ААУ.
  3. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот: фен-арг-цис-асн.

Определить:

— нуклеотидную последовательность и-РНК                 — последовательность  аминокислот во фрагменте молекулы белка.

Ответ: фен-арг-цис-асн.

Задача: В пробирку поместили рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот и одинаковые молекулы и-РНК и т-РНК, создали все условия для синтеза белка. Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах.

Дано:

 Одинаковые молекулы и-РНК и т-РНК, рибосомы из разных клеток, весь набор аминокислот

Решение:

  1. Матрицей для синтеза белка является молекула и-РНК, а они в пробирке одинаковые.
  2.  К месту синтеза белка т-РНК транспортируют аминокислоты в соответствии с кодонами и-РНК

Определить:

Почему в пробирке будет синтезироваться один вид белка на разных рибосомах.

Ответ: На одной и-РНК синтезируется один и тот же белок, так как информация одна и та же.

  •  Задача: фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГАУГАГУАЦУУЦААА. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК.

Дано:

фрагмент и-РНК — ГАУГАГУАЦУУЦААА

  1. Решение:
  2. Разбиваем и-РНК на триплеты ГАУ-ГАГ-УАЦ-УУЦ-ААА.
  3. По таблице генетического кода определяем последовательность аминокислот — : асп-глу-тир-фен-лиз
  4. Антикодоны т-РНК определяем по правилу комплементарности: ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ
  5. По правилу комплементарности определяем фрагмент ДНК – ЦТАЦТЦАТГААГТТТ.

 Определить:

— антикодоны т-РНК

-последовательность аминокислот

— фрагмент молекулы ДНК

Ответ : Последовательность аминокислот — : асп-глу-тир-фен-лиз.  Антикодоны т-РНК — ЦУА, ЦУЦ, АУГ, ААГ, УУУ. Фрагмент ДНК – ЦТАЦТЦАТГААГТТТ

2.4.Задачи  на определение количества молекул ДНК и хромосом  в  процессе митоза и мейоза.

Митоз — основной способ деления эукариотических клеток, при котором сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение между дочерними клетками наследственного материала.

Митоз представляет собой непрерывный процесс, в котором выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Перед митозом происходит подготовка клетки к делению, или интерфаза. Период подготовки клетки к митозу и собственно митоз вместе составляют митотический цикл.

Интерфаза состоит из трех периодов: пресинтетического, или постмитотического, — G1, синтетического — S, постсинтетического, или премитотического, — G2.

Пресинтетический период (2n 2c, где n — число хромосом, с — число молекул ДНК) — рост клетки, активизация процессов биологического синтеза, подготовка к следующему периоду.

Синтетический период (2n 4c) — репликация ДНК.

ВНИМАНИЕ!

После удвоения хромосомный набор остаётся диплоидным (2n), так как сестринские хроматиды остаются соединёнными в области центромеры.

Постсинтетический период (2n 4c) — подготовка клетки к митозу, синтез и накопление белков и энергии для предстоящего деления, увеличение количества органоидов, удвоение центриолей.

Профаза (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом.

Метафаза (2n 4c) — выстраивание максимально конденсированных двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза (4n 4c) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами).

Телофаза (2n 2c в каждой дочерней клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия). Цитотомия в животных клетках происходит за счет борозды деления, в растительных клетках — за счет клеточной пластинки.

Мейоз — это особый способ деления эукариотических клеток, в результате которого происходит переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократная репликация ДНК.

Первое мейотическое деление (мейоз 1) называется редукционным, поскольку именно во время этого деления происходит уменьшение числа хромосом вдвое: из одной диплоидной клетки (2n 4c) образуются две гаплоидные (1n 2c).

Интерфаза 1 (в начале — 2n 2c, в конце — 2n 4c) — синтез и накопление веществ и энергии, необходимых для осуществления обоих делений, увеличение размеров клетки и числа органоидов, удвоение центриолей, репликация ДНК, которая завершается в профазе 1.

Профаза 1 (2n 4c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления, «исчезновение» ядрышек, конденсация двухроматидных хромосом, конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер.

Метафаза 1 (2n 4c) — выстраивание бивалентов в экваториальной плоскости клетки, прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом.

Анафаза 1 (2n 4c) — случайное независимое расхождение двухроматидных хромосом к противоположным полюсам клетки (из каждой пары гомологичных хромосом одна хромосома отходит к одному полюсу, другая — к другому), перекомбинация хромосом.

Телофаза 1 (1n 2c в каждой клетке) — образование ядерных мембран вокруг групп двухроматидных хромосом, деление цитоплазмы. У многих растений клетка из анафазы 1 сразу же переходит в профазу 2.

Второе мейотическое деление (мейоз 2) называется эквационным.

Интерфаза 2, или интеркинез (1n 2c), представляет собой короткий перерыв между первым и вторым мейотическими делениями, во время которого не происходит репликация ДНК. Характерна для животных клеток.

Профаза 2 (1n 2c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.

Метафаза 2 (1n 2c) — выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом; 2 блок овогенеза у человека.

Анафаза 2 (2n 2с) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.

Телофаза 2 (1n 1c в каждой клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием в итоге четырех гаплоидных клеток.

Задача: У крупного рогатого скота в соматических клетках 60 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках яичников в интерфазе перед началом деления и после деления мейоза I. Объясните, как образуется такое количество хромосом и молекул ДНК.

Дано:

в соматических клетках 60 хромосом

  1. Гаплоидный набор n = 30
  2. В интерфазе происходит удвоение хромосом —  2n4c —  2х30, 4х30 = 60хромосом и 120  молекул ДНК
  3. После мейозаI — 2n4c : 2 = 1n2с – одинарный набор двойных хромосом, это – 30 хромосом и 60 молекул ДНК

Определить:

 число хромосом и молекул ДНК в клетках яичников:

— в интерфазе

— поcле мейозаI

Ответ: В интерфазе — 60хромосом и 120  молекул ДНК. После мейозаI – 30 хромосом и 60 молекул ДНК.

Задача: Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре (клетке) семязачатка перед началом мейоза I и мейоза II. Объясните результаты в каждом случае.

Дано:

Хромосомный набор соматических клеток = 28

Решение:

  1. Гаплоидный набор (n) = 14
  2. Перед началом мейоза I — 2n4c = 28 хромосом, 56 молекул ДНК
  3. В первом делении мейоза количество хромосом уменьшается в 2 раза, но они остаются двойными — 1n2c = 14 хромосом, 28 молекул ДНК.

Определить:

 хромосомный набор и число молекул ДНК в ядре семязачатка:

— перед началом мейоза I

—  мейоза II.

Ответ:  Перед началом мейоза I = 28 хромосом, 56 молекул ДНК.  Перед началом мейоза II = 14 хромосом, 28 молекул ДНК

Задача: Известно, что в соматических клетках капусты содержится 18 хромосом. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и в анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Дано:

 в соматических клетках капусты — 18 хромосом

Гаплоидный набор n = 9

Перед началом мейоза 2n4c =18 хромосом, 36 молекул ДНК.

В анафазе мейоза I происходит расхождение двойных хромосом, но все хромосомы все еще находятся в одной клетке  — 18 хромосом, 36 молекул ДНК.

В анафазе II 18 одинарных хромосом еще находятся в одной клетке (18 хромосом, 18 молекул ДНК).

хромосомный набор и число молекул ДНК:

— перед началом мейоза,

— в анафазе мейоза I

— в анафазе мейоза II

Ответ: Перед началом мейоза  — 18 хромосом, 36 молекул ДНК. В анафазе мейоза I — 18 хромосом, 36 молекул ДНК. В анафазе  — 18 хромосом, 18 молекул ДНК.

2.5. Задачи на определение длины отдельного участка ДНК или количества нуклеотидов в нем.

Согласно модели американского биохимика Дж.Уотсона и английскогоо физика Ф. Крика,  молекулы ДНК представляют собой две правозакрученные вокруг общей оси полинуклеотидных цепи, или двойную спираль. На один виток спирали приходится примерно 10 нуклеотидных остатков. Цепи в этой двойной спирали антипараллельны, то есть направлены в противоположные стороны, так что 3′-конец одной цепи располагается напротив 5′-конца другой.  Размеры молекул ДНК обычно выражаются числом образующих их нуклеотидов. Эти размеры варьирует от нескольких тысяч пар нуклеотидов у бактериальных плазмид и некоторых вирусов до многих сотен тысяч пар нуклеотидов у высших организмов.

         

Линейная длина одного нуклеотида в нуклеиновой кислоте

 l н = 0,34 нм = 3,4 ангстрем

 

Средняя молекулярная масса одного нуклеотида

 Mr н = 345 а.е.м. (Da)

Задача. Контурная длина молекулы ДНК бактериофага составляет 17×10’6 м. После воздействия на него мутагенами длина оказалась 13,6×10-6 м. Определите, сколько пар азотистых оснований выпало в результате мутации, если известно, что расстояние между соседними нуклеотидами составляет 34×1011 м.

Дано:

Контурная длина молекулы ДНК — 17×10’6 м

После воздействия — 13,6×10-6 м

Расстояние между соседними нуклеотидами составляет  — 34×1011 м.

Решение.

1)        Вычислим общую длину отрезка ДНК бактериофага выпавшего в результате воздействия мутагенами. 17×10’6 — 13,6×106 = 3,4×10 6(м).

2)        Вычислим количество пар нуклеотидов в выпавшем фрагменте:

3,4×10-6 / 34×10’11 = 104 = 10 ООО (пар нуклеотидов)

Определить:

сколько пар азотистых оснований выпало в результате мутации

Ответ: 10 тысяч пар нуклеотидов.

         

Глава 4. Примеры задач для самостоятельного решения.

  1. В молекуле ДНК содержится 31% аденина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле содержится других нуклеотидов.
  2. В трансляции участвовало 50 молекул т-РНК. Определите количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка, а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.
  3. Фрагмент ДНК состоит из 72 нуклеотидов. Определите число триплетов и нуклеотидов в иРНК, а также количество аминокислот, входящих в состав образующегося белка.
  4. Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующее строение: ГГЦТЦТАГЦТТЦ. Постройте на ней и-РНК и определите последовательность аминокислот во фрагменте молекулы белка (для этого используйте таблицу генетического кода).
  5. Фрагмент и-РНК имеет следующее строение: ГЦУААУГУУЦУУУАЦ. Определите антикодоны т-РНК и последовательность аминокислот, закодированную в этом фрагменте. Также напишите фрагмент молекулы ДНК, на котором была синтезирована эта и-РНК (для этого используйте таблицу генетического кода).
  6. Фрагмент ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов АГЦЦГАЦТТГЦЦ. Установите нуклеотидную последовательность т-РНК, которая синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта т-РНК, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.
  7. В клетке животного диплоидный набор хромосом равен 20. Определите количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго деления мейоза.
  8. В диссимиляцию вступило 15 молекул глюкозы. Определите количество АТФ после гликолиза, после энергетического этапа и суммарный эффект диссимиляции.
  9. В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК. Определите количество АТФ после энергетического этапа, суммарный эффект диссимиляции и количество молекул глюкозы, вступившей в диссимиляцию.

Ответы:

  1. Т=31%, Г=Ц= по 19%.
  2. 50 аминокислот, 50 триплетов, 150 нуклеотидов.
  3. 24 триплета, 24 аминокислоты, 24 молекулы т-РНК.
  4. и-РНК: ЦЦГ-АГА-УЦГ-ААГ. Аминокислотная последовательность: про-арг-сер-лиз.
  5. Фрагмент ДНК: ЦГАТТАЦААГАААТГ. Антикодоны т-РНК: ЦГА, УУА, ЦАА, ГАА, АУГ. Аминокислотная последовательность: ала-асн-вал-лей-тир.
  6. т-РНК: УЦГ-ГЦУ-ГАА-ЦГГ. Антикодон ГАА, кодон и-РНК — ЦУУ, переносимая аминокислота — лей.
  7. 2n=20. Генетический набор:
  1. перед митозом 40 молекул ДНК;
  2. после митоза 20 молекулы ДНК;
  3. после первого деления мейоза 20 молекул ДНК;
  4. после второго деления мейоза 10 молекул ДНК.
  1. Поскольку из одной молекулы глюкозы образуется 2 молекулы ПВК и 2АТФ, следовательно, синтезируется 30 АТФ. После энергетического этапа диссимиляции образуется 36 молекул АТФ (при распаде 1 молекулы глюкозы), следовательно, синтезируется 540 АТФ. Суммарный эффект диссимиляции равен 540+30=570 АТФ.
  2. В цикл Кребса вступило 6 молекул ПВК, следовательно, распалось 3 молекулы глюкозы. Количество АТФ после гликолиза — 6 молекул, после энергетического этапа — 108 молекул, суммарный эффект диссимиляции 114 молекул АТФ.

Литература:

Контрольные задания по генетике и методические рекомендации к их выполнению. [сост. Л.И. Лушина, С.В. Залящев, А.А. Семенов, О.Н.Носкова]. – Самара: СГПУ, 2007, 142с.

http://ege-study.ru

http://licey.net

http://reshuege.ru

http://www.fipi.ru

Приложение I Генетический код (и-РНК)

Первое основание

Второе основание

Третье основание

У

Ц

А

Г

У

Фен

Сер

Тир

Цис

У

Фен

Сер

Тир

Цис

Ц

Лей

Сер

— 

А

Лей

Сер

Три

Г

Ц

Лей

Про

Гис

Арг

У

Лей

Про

Гис

Арг

Ц

Лей

Про

Глн

Арг

А

Лей

Про

Глн

Арг

Г

А

Иле

Тре

Асн

Сер

У

Иле

Тре

Асн

Сер

Ц

Иле

Тре

Лиз

Арг

А

Мет

Тре

Лиз

Арг

Г

Г

Вал

Ала

Асп

Гли

У

Вал

Ала

Асп

Гли

Ц

Вал

Ала

Глу

Гли

А

Вал

Ала

Глу

Гли

Г

Задача по генетике | ЕГЭ по биологии

Закономерности наследственности, их цитологические основы. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- и дигибридное скрещивание). Законы Т. Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека. Методы изучения генетики человека. Решение генетических задач. Составление схем скрещивания

Закономерности наследственности, их цитологические основы

Согласно хромосомной теории наследственности каждая пара генов локализована в паре гомологичных хромосом, причем каждая из хромосом несет только по одному из этих факторов. Если представить, что гены являются точечными объектами на прямых — хромосомах, то схематически гомозиготные особи могут быть записаны как A||A или a||a, тогда как гетерозиготная — A||a. При образовании гамет в процессе мейоза каждый из генов пары гетерозиготы окажется в одной из половых клеток.

Например, если скрестить двух гетерозиготных особей, то при условии образования у каждой из них только пары гамет возможно получение всего лишь четырех дочерних организмов, три из которых будут нести хотя бы один доминантный ген А, и только один будет гомозиготен по рецессивному гену а, т. е. закономерности наследственности носят статистический характер.

В тех случаях, если гены располагаются в разных хромосомах, то при образовании гамет распределение между ними аллелей из данной пары гомологичных хромосом происходит совершенно независимо от распределения аллелей из других пар. Именно случайное расположение гомологичных хромосом на экваторе веретена в метафазе I мейоза и их последующее расхождение в анафазе I ведет к разнообразию рекомбинаций аллелей в гаметах.

Число возможных сочетаний аллелей в мужских или женских гаметах можно определить по общей формуле 2n, где n — число хромосом, характерное для гаплоидного набора. У человека n = 23, а возможное число сочетаний составляет 223 = 8388608. Последующее объединение гамет при оплодотворении является также случайным, и поэтому в потомстве можно зафиксировать независимое расщепление по каждой паре признаков.

Однако число признаков у каждого организма во много раз больше числа его хромосом, которые можно различить под микроскопом, следовательно, каждая хромосома должна содержать множество факторов. Если представить себе, что у некоторой особи, гетерозиготной по двум парам генов, расположенных в гомологичных хромосомах, образуются гаметы, то следует учитывать не только вероятность образования гамет с исходными хромосомами, но и гамет, получивших измененные в результате кроссинговера в профазе I мейоза хромосомы. Следовательно, в потомстве возникнут новые сочетания признаков. Данные, полученные в экспериментах на дрозофиле, легли в основу хромосомной теории наследственности.

Другое фундаментальное подтверждение цитологической основы наследственности было получено при исследовании различных заболеваний. Так, у человека одна из форм рака обусловлена утратой маленького участка одной из хромосом.

Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- и дигибридное скрещивание)

Основные закономерности независимого наследования признаков были открыты Г. Менделем, который достиг успеха, применив в своих исследованиях новый на тот момент гибридологический метод.

Успех Г. Менделя был обеспечен следующими факторами:

  • удачным выбором объекта исследования (гороха посевного), который имеет короткий срок вегетации, является самоопыляемым растением, дает значительное количество семян и представлен большим количеством сортов с хорошо различимыми признаками;
  • использованием только чистых линий гороха, которые на протяжении нескольких поколений не давали расщепления признаков в потомстве;
  • концентрацией только на одном-двух признаках;
  • планированием эксперимента и составлением четких схем скрещивания;
  • точным количественным подсчетом полученного потомства.

Для исследования Г. Мендель отобрал только семь признаков, имеющих альтернативные (контрастные) проявления. Уже в первых скрещиваниях он обратил внимание, что в потомстве первого поколения при скрещивании растений с желтыми и зелеными семенами все потомство имело желтые семена. Аналогичные результаты были получены и при исследовании других признаков. Признаки, которые преобладали в первом поколении, Г. Мендель назвал доминантными. Те же из них, которые не проявлялись в первом поколении, получили название рецессивных.

Особи, которые давали расщепление в потомстве, получили название гетерозиготных, а особи, не дававшие расщепления, — гомозиготных.

Признаки гороха, наследование которых изучено Г. Менделем

Признак Вариант проявления
Доминантный Рецессивный
Окраска семян Желтая Зеленая
Форма семян Гладкая Морщинистая
Форма плода (боба) Простой Членистый
Окраска плода Зеленая Желтая
Окраска венчика цветка Красная Белая
Положение цветков Пазушные Верхушечные
Длина стебля Длинный Короткий

Скрещивание, при котором исследуется проявление только одного признака, называется моногибридным. В таком случае прослеживаются закономерности наследования только двух вариантов одного признака, развитие которых обусловлено парой аллельных генов. Например, признак «окраска венчика цветка» у гороха имеет только два проявления — красная и белая. Все остальные признаки, свойственные данным организмам, во внимание не принимаются и не учитываются в расчетах.

Схема моногибридного скрещивания такова:

Скрестив два растения гороха, одно из которых имело желтые семена, а другое — зеленые, в первом поколении Г. Мендель получал растения исключительно с желтыми семенами, независимо от того, какое растение было выбрано в качестве материнского, а какое — отцовского. Такие же результаты были получены и в скрещиваниях по другим признакам, что дало Г. Менделю основания сформулировать закон единообразия гибридов первого поколения, который также называют первым законом Менделя и законом доминирования.

Первый закон Менделя:

При скрещивании гомозиготных родительских форм, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны как по генотипу, так и по фенотипу.

А — желтые семена; а — зеленые семена.

При самоопылении (скрещивании) гибридов первого поколения оказалось, что 6022 семени имеют желтую окраску, а 2001 — зеленую, что примерно соответствует соотношению 3:1. Обнаруженная закономерность получила название закона расщепления, или второго закона Менделя.

Второй закон Менделя:

При скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения в потомстве будет наблюдаться преобладание одного из признаков в соотношении 3:1 по фенотипу (1:2:1 по генотипу).

Однако по фенотипу особи далеко не всегда удается установить ее генотип, поскольку как гомозиготы по доминантному гену (АА), так и гетерозиготы (Аа) будут иметь в фенотипе проявление доминантного гена. Поэтому для организмов с перекрестным оплодотворением применяют анализирующее скрещивание — скрещивание, при котором организм с неизвестным генотипом скрещивается с гомозиготой по рецессивному гену для проверки генотипа. При этом гомозиготные особи по доминантному гену расщепления в потомстве не дают, тогда как в потомстве гетерозиготных наблюдается равное количество особей как с доминантным, так и с рецессивным признаками:

Основываясь на результатах собственных экспериментов, Г. Мендель предположил, что наследственные факторы при образовании гибридов не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. Поскольку связь между поколениями осуществляется через гаметы, то он допустил, что в процессе их образования в каждую из гамет попадает только один фактор из пары (т. е. гаметы генетически чисты), а при оплодотворении пара восстанавливается. Эти предположения получили название правила чистоты гамет.

Правило чистоты гамет:

При гаметогенезе гены одной пары разделяются, т. е. каждая гамета несет только один вариант гена.

Однако организмы отличаются друг от друга по многим признакам, поэтому установить закономерности их наследования возможно только при анализе двух и более признаков в потомстве.

Скрещивание, при котором рассматривается наследование и производится точный количественный учет потомства по двум парам признаков, называется дигибридным. Если же анализируется проявление большего числа наследственных признаков, то это уже полигибридное скрещивание.

Схема дигибридного скрещивания:

При большем разнообразии гамет определение генотипов потомков становится затруднительным, поэтому для анализа широко используется решетка Пеннета, в которую по горизонтали заносятся мужские гаметы, а по вертикали — женские. Генотипы потомков определяются сочетанием генов в столбцах и строках.

$♀$/$♂$ aB ab
AB AaBB AaBb
Ab AaBb Aabb

Для дигибридного скрещивания Г. Мендель выбрал два признака: окраску семян (желтую и зеленую) и их форму (гладкую и морщинистую). В первом поколении соблюдался закон единообразия гибридов первого поколения, а во втором поколении было 315 желтых гладких семян, 108 — зеленых гладких, 101 — желтое морщинистое и 32 зеленых морщинистых. Подсчет показал, что расщепление приближалось к 9:3:3:1, но по каждому из признаков сохранялось соотношение 3:1 (желтые — зеленые, гладкие — морщинистые). Эта закономерность получила название закона независимого расщепления признаков, или третьего закона Менделя.

Третий закон Менделя:

При скрещивании гомозиготных родительских форм, отличающихся по двум и более парам признаков, во втором поколении будет происходить независимое расщепление данных признаков в соотношении 3:1 (9:3:3:1 при дигибридном скрещивании).

$♀$/$♂$ AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb

$F_2 {9A_B_}↙{\text»желтые гладкие»} : {3A_bb}↙{\text»желтые морщинистые»} : {3aaB_}↙{\text»зеленые гладкие»} : {1aabb}↙{\text»зеленые морщинистые»}$

Третий закон Менделя применим только к случаям независимого наследования, когда гены расположены в разных парах гомологичных хромосом. В тех случаях, когда гены расположены в одной паре гомологичных хромосом, действительны закономерности сцепленного наследования. Закономерности независимого наследования признаков, установленные Г. Менделем, также часто нарушаются и при взаимодействии генов.

Законы Т. Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов

Новый организм получает от родителей не россыпь генов, а целые хромосомы, при этом количество признаков и соответственно определяющих их генов гораздо больше, чем хромосом. В соответствии с хромосомной теорией наследственности, гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются сцепленно. Вследствие этого при дигибридном скрещивании они не дают ожидаемого расщепления 9:3:3:1 и не подчиняются третьему закону Менделя. Можно было бы ожидать, что сцепление генов является полным, и при скрещивании гомозиготных по данным генам особей и во втором поколении дает исходные фенотипы в соотношении 3:1, а при анализирующем скрещивании гибридов первого поколения расщепление должно составлять 1:1.

Для проверки этого предположения американский генетик Т. Морган выбрал у дрозофилы пару генов, контролирующих окраску тела (серое — черное) и форму крыла (длинные — зачаточные), которые расположены в одной паре гомологичных хромосом. Серое тело и длинные крылья являются доминантными признаками. При скрещивании гомозиготной мухи с серым телом и длинными крыльями и гомозиготной мухи с черным телом и зачаточными крыль ями во втором поколении действительно были получены в основном родительские фенотипы в соотношении, близком к 3:1, однако имелось и незначительное количество особей с новыми комбинациями этих признаков. Данные особи называются рекомбинантными.

Однако, проведя анализирующее скрещивание гибридов первого поколения с гомозиготами по рецессивным генам, Т. Морган обнаружил, что 41,5 % особей имели серое тело и длинные крылья, 41,5 % — черное тело и зачаточные крылья, 8,5 % — серое тело и зачаточные крылья, и 8,5 % — черное тело и зачаточные крылья. Он связал полученное расщепление с кроссинговером, происходящим в профазе I мейоза и предложил считать единицей расстояния между генами в хромосоме 1 % кроссинговера, впоследствии названный в его честь морганидой.

Закономерности сцепленного наследования, установленные в ходе экспериментов на дрозофиле, получили название закона Т. Моргана.

Закон Моргана:

Гены, локализованные в одной хромосоме, занимают определенное место, называемое локусом, и наследуются сцепленно, причем сила сцепления обратно пропорциональна расстоянию между генами.

Гены, расположенные в хромосоме непосредственно друг за другом (вероятность кроссинговера крайне мала), называются сцепленными полностью, а если между ними находится еще хотя бы один ген, то они сцеплены не полностью и их сцепление нарушается при кроссинговере в результате обмена участками гомологичных хромосом.

Явления сцепления генов и кроссинговера позволяют построить карты хромосом с нанесенным на них порядком расположения генов. Генетические карты хромосом созданы для многих генетически хорошо изученных объектов: дрозофилы, мыши, человека, кукурузы, пшеницы, гороха и др. Изучение генетических карт позволяет сравнивать строение генома у различных видов организмов, что имеет важное значение для генетики и селекции, а также эволюционных исследований.

Генетика пола

Пол — это совокупность морфологических и физиологических особенностей организма, обеспечивающих половое размножение, сущность которого сводится к оплодотворению, то есть слиянию мужских и женских половых клеток в зиготу, из которой развивается новый организм.

Признаки, по которым один пол отличается от другого, делят на первичные и вторичные. К первичным половым признакам относятся половые органы, а все остальные — ко вторичным.

У человека вторичными половыми признаками являются тип телосложения, тембр голоса, преобладание мышечной или жировой ткани, наличие оволосения на лице, кадыка, молочных желез. Так, у женщин таз обычно шире плеч, преобладает жировая ткань, выражены молочные железы, голос — высокий. Мужчины же отличаются от них более широкими плечами, преобладанием мышечной ткани, наличием оволосения на лице и кадыка, а также низким голосом. Человечество издавна интересовал вопрос, почему особи мужского и женского пола рождаются в соотношении приблизительно 1:1. Объяснение этому было получено при изучении кариотипов насекомых. Оказалось, что у самок некоторых клопов, кузнечиков и бабочек на одну хромосому больше, чем у самцов. В свою очередь самцы продуцируют гаметы, различающиеся по количеству хромосом, тем самым заранее определяя пол потомка. Однако впоследствии было выяснено, что у большинства организмов количество хромосом у самцов и самок все же не различается, но у одного из полов есть пара хромосом, которые не подходят друг другу по размерам, а у другого все хромосомы парные.

В кариотипе человека также обнаружили подобное различие: у мужчин есть две непарные хромосомы. По форме эти хромосомы в начале деления напоминают латинские буквы Х и Y, и поэтому были названы Х- и Y-хромосомами. Сперматозоиды мужчины могут нести одну из этих хромосом и определять пол будущего ребенка. В связи с этим хромосомы человека и многих других организмов делят на две группы: аутосомы и гетерохромосомы, или половые хромосомы.

К аутосомам относят хромосомы, одинаковые для обоих полов, тогда как половые хромосомы — это хромосомы, отличающиеся у разных полов и несущие информацию о половых признаках. В тех случаях, когда пол несет одинаковые половые хромосомы, например ХХ, говорят, что он гомозиготен, или гомогаметен (образует одинаковые гаметы). Другой же пол, имеющий разные половые хромосомы (XY), называется гемизиготным (не имеющим полного эквивалента аллельных генов), или гетерогаметным. У человека, большинства млекопитающих, мушки дрозофилы и других организмов гомогаметен женский пол (ХХ), а мужской — гетерогаметен (XY), тогда как у птиц гомогаметен мужской пол (ZZ, или XX), а женский — гетерогаметен (ZW, или XY).

Х-хромосома является крупной неравноплечей хромосомой, которая несет свыше 1500 генов, причем многие мутантные их аллели вызывают у человека развитие тяжелых наследственных заболеваний, таких как гемофилия и дальтонизм. Y-хромосома, напротив, очень маленькая, в ней содержится всего около десятка генов, в том числе специфические гены, ответственные за развитие по мужскому типу.

Кариотип мужчины записывается как $♂$ 46, XY, а кариотип женщины — как $♀$ 46, ХХ.

Поскольку гаметы с половыми хромосомами продуцируются у самцов с равной вероятностью, то ожидаемое соотношение полов в потомстве составляет 1:1, что и совпадает с фактически наблюдаемым.

Пчелы отличаются от других организмов тем, что самки у них развиваются из оплодотворенных яиц, а самцы — из неоплодотворенных. Соотношение полов у них отличается от указанного выше, так как процесс оплодотворения регулирует матка, в половых путях которой с весны запасаются сперматозоиды на весь год.

У ряда организмов пол может определяться иным способом: до оплодотворения или после него, в зависимости от условий внешней среды.

Наследование признаков, сцепленных с полом

Так как некоторые гены находятся в половых хромосомах, неодинаковых у представителей противоположных полов, то характер наследования признаков, кодируемых данными генами, отличается от общего. Такой тип наследования называется крис-кросс наследованием, поскольку мужчины наследуют признаки матери, а женщины — отца. Признаки, определяемые генами, которые находятся в половых хромосомах, называются сцепленными с полом. Примерами признаков, сцепленных с полом, являются рецессивные признаки гемофилии и дальтонизма, которые в основном проявляются у мужчин, так как в Y-хромосоме нет аллельных генов. Женщины болеют такими болезнями только в том случае, если и от отца, и от матери они получили такие признаки.

Например, если мать была гетерозиготным носителем гемофилии, то у половины ее сыновей свертываемость крови будет нарушена:

ХH — нормальное свертывание крови

Хh — несвертываемость крови (гемофилия)

Признаки, закодированные в генах Y-хромосомы, передаются сугубо по мужской линии и называются голандрическими (наличие перепонки между пальцами ног, повышенное оволосение края ушной раковины).

Взаимодействие генов

Проверка закономерностей независимого наследования на различных объектах уже в начале XX века показала, что, например, у ночной красавицы при скрещивании растений с красным и белым венчиком у гибридов первого поколения венчики окрашены в розовый цвет, тогда как во втором поколении имеются особи с красными, розовыми и белыми цветками в соотношении 1:2:1. Это навело исследователей на мысль, что аллельные гены могут оказывать определенное влияние друг на друга. Впоследствии было также установлено, что и неаллельные гены способствуют проявлению признаков других генов или подавляют их. Данные наблюдения стали основой представления о генотипе как о системе взаимодействующих генов. В настоящее время различают взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

Ко взаимодействию аллельных генов относят полное и неполное доминирование, кодоминирование и сверхдоминирование. Полным доминированием считают все случаи взаимодействия аллельных генов, при которых в гетерозиготе наблюдается проявление исключительно доминантного признака, как, например, окраска и форма семени у гороха.

Неполное доминирование — это тип взаимодействия аллельных генов, при котором проявление рецессивного аллеля в большей или меньшей степени ослабляет проявление доминантного, как в случае окраски венчика ночной красавицы (белая + красная = розовая) и шерсти у крупного рогатого скота.

Кодоминированием называют такой тип взаимодействия аллельных генов, при котором оба аллеля проявляются, не ослабляя эффектов друг друга. Типичным примером кодоминирования является наследование групп крови по системе AB0.

Наследование групп крови по системе AB0

Группа крови Фенотип Генотип
агглютиногены агглютинины
I (0) $α$, $β$ ii
II (A) А $β$ IAIA или IAi
III (B) В $α$ IBIB или IBi
IV (AB) А и В IAIB

Как видно из таблицы, I, II и III группы крови наследуются по типу полного доминирования, тогда как IV (АВ) группа (генотип — IAIB) является случаем кодоминирования.

Сверхдоминирование — это явление, при котором в гетерозиготном состоянии доминантный признак проявляется намного сильнее, чем в гомозиготном; сверхдоминирование часто используется в селекции и считается причиной гетерозиса — явления гибридной силы.

Особым случаем взаимодействия аллельных генов можно считать так называемые летальные гены, которые в гомозиготном состоянии приводят к гибели организма чаще всего в эмбриональном периоде. Причиной гибели потомства является плейотропное действие генов серой окраски шерсти у каракулевых овец, платиновой окраски у лис и отсутствие чешуи у зеркальных карпов. При скрещивании двух гетерозиготных по этим генам особей расщепление по исследуемому признаку в потомстве будет равняться 2:1 вследствие гибели 1/4 потомства.

Основными типами взаимодействия неаллельных генов являются комплементарность, эпистаз и полимерия. Комплементарность — это тип взаимодействия неаллельных генов, при котором для проявления определенного состояния признака необходимо присутствие как минимум двух доминантных аллелей разных пар. Например, у тыквы при скрещивании растений со сферическими (ААbb) и длинными (aaBB) плодами в первом поколении появляются растения с дисковидными плодами (AaBb).

К эпистазу относят такие явления взаимодействия неаллельных генов, при которых один неаллельный ген подавляет развитие признака другого. Например, у кур окраска оперения определяется одним доминантным геном, тогда как другой доминантный ген подавляет развитие окраски, в результате чего большинство кур имеет белое оперение.

Полимерией называют явление, при котором неаллельные гены оказывают одинаковое влияние на развитие признака. Таким образом чаще всего кодируются количественные признаки. Например, цвет кожи человека определяется как минимум четырьмя парами неаллельных генов — чем больше доминантных аллелей в генотипе, тем темнее кожа.

Генотип как целостная система

Генотип не является механической суммой генов, поскольку возможность проявления гена и форма его проявления зависят от условий среды. В данном случае под средой понимается не только окружающая среда, но и генотипическая среда — другие гены.

Проявление качественных признаков редко зависит от условий окружающей среды, хотя, если у горностаевого кролика выбрить участок тела с белой шерстью и прикладывать к нему пузырь со льдом, то со временем на этом месте вырастет черная шерсть.

Развитие количественных признаков намного сильнее зависит от условий окружающей среды. Например, если современные сорта пшеницы возделывать без применения минеральных удобрений, то ее урожайность будет существенно отличаться от генетически запрограммированных 100 и более центнеров с гектара.

Таким образом, в генотипе записаны лишь «способности» организма, однако проявляются они только во взаимодействии с условиями окружающей среды.

Кроме того, гены взаимодействуют друг с другом и, оказавшись в одном генотипе, могут сильно влиять на проявление действия соседних генов. Таким образом, для каждого отдельно взятого гена существует генотипическая среда. Возможно, что развитие любого признака связано с действием многих генов. Кроме того, выявлена зависимость нескольких признаков от одного гена. Например, у овса окраска цветочных чешуй и длина их ости определяются одним геном. У дрозофилы ген белой окраски глаза одновременно влияет на цвет тела и внутренних органов, длину крыльев, снижение плодовитости и уменьшение продолжительности жизни. Не исключено, что каждый ген одновременно является геном основного действия для «своего» признака и модификатором для других признаков. Таким образом, фенотип — это результат взаимодействия генов всего генотипа с окружающей средой в онтогенезе особи.

В связи с этим известный российский генетик М. Е. Лобашев определил генотип как систему взаимодействующих генов. Сложилась эта целостная система в процессе эволюции органического мира, при этом выживали лишь те организмы, у которых взаимодействие генов давало наиболее благоприятную реакцию в онтогенезе.

Генетика человека

Для человека как биологического вида в полной мере справедливы генетические закономерности наследственности и изменчивости, установленные для растений и животных. Вместе с тем генетика человека, изучающая закономерности наследственности и изменчивости у человека на всех уровнях его организации и существования, занимает особое место среди других разделов генетики.

Генетика человека одновременно является фундаментальной и прикладной наукой, поскольку занимается исследованием наследственных болезней человека, которых в настоящее время описано уже более 4 тыс. Она стимулирует развитие современных направлений общей и молекулярной генетики, молекулярной биологии и клинической медицины. В зависимости от проблематики генетика человека делится на несколько направлений, развившихся в самостоятельные науки: генетика нормальных признаков человека, медицинская генетика, генетика поведения и интеллекта, популяционная генетика человека. В связи с этим в наше время человек как генетический объект исследован едва ли не лучше, чем основные модельные объекты генетики: дрозофила, арабидопсис и др.

Биосоциальная природа человека накладывает значительный отпечаток на исследования в области его генетики вследствие позднего полового созревания и больших временных разрывов между поколениями, малочисленности потомства, невозможности направленных скрещиваний для генетического анализа, отсутствия чистых линий, недостаточной точности регистрации наследственных признаков и небольших родословных, невозможности создания одинаковых и строго контролируемых условий для развития потомков от разных браков, сравнительно большого числа плохо различающихся хромосом и невозможности экспериментального получения мутаций.

Методы изучения генетики человека

Методы, применяемые в генетике человека, принципиально не отличаются от общепринятых для других объектов — это генеалогический, близнецовый, цитогенетический, дерматоглифический, молекулярно-биологический и популяционно-статистический методы, метод гибридизации соматических клеток и метод моделирования. Их использование в генетике человека учитывает специфику человека как генетического объекта.

Близнецовый метод помогает определить вклад наследственности и влияние условий окружающей среды на проявление признака на основе анализа совпадения этих признаков у однояйцевых и разнояйцевых близнецов. Так, у большинства однояйцевых близнецов совпадают группы крови, цвет глаз и волос, а также целый ряд других признаков, тогда как корью болеют одновременно оба типа близнецов.

Дерматоглифический метод основан на исследовании индивидуальных особенностей кожных рисунков пальцев рук (дактилоскопия), ладоней и ступней ног. На основе этих особенностей он зачастую позволяет своевременно выявить наследственные заболевания, в частности хромосомные аномалии, такие как синдром Дауна, Шерешевского – Тернера и др.

Генеалогический метод — это метод составления родословных, с помощью которых определяют характер наследования изучаемых признаков, в том числе наследственных болезней, и прогнозируют рождение потомков с соответствующими признаками. Он позволил выявить наследственную природу таких заболеваний, как гемофилия, дальтонизм, хорея Гентингтона и др. еще до открытия основных закономерностей наследственности. При составлении родословных ведут записи о каждом из членов семьи и учитывают степень родства между ними. Далее на основании полученных данных с помощью специальной символики строится родословное древо.

Генеалогический метод можно использовать на одной семье, если есть сведения о достаточном количестве прямых родственников человека, родословная которого составляется — пробанда, — по отцовской и материнской линиям, в противном случае собирают сведения о нескольких семьях, в которых проявляется данный признак. Генеалогический метод позволяет установить не только наследуемость признака, но и характер наследования: доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом и т. д. Так, по портретам австрийских монархов Габсбургов было установлено наследование прогнатии (сильно выпяченной нижней губы) и «королевской гемофилии » у потомков британской королевы Виктории.

Решение генетических задач. Составление схем скрещивания

Все разнообразие генетических задач можно свести к трем типам:

  1. Расчетные задачи.
  2. Задачи на определение генотипа.
  3. Задачи на установление типа наследования признака.

Особенностью расчетных задач является наличие информации о наследовании признака и фенотипах родителей, по которым легко установить и генотипы родителей. В них требуется установить генотипы и фенотипы потомства.

Задача 1. Какую окраску будут иметь семена сорго, полученного в результате скрещивания чистых линий этого растения с темной и светлой окраской семян, если известно, что темная окраска доминирует над светлой? Какую окраску будут иметь семена растений, полученных от самоопыления этих гибридов?

Решение.

1. Обозначаем гены:

А — темная окраска семян, а — светлая окраска семян.

2. Составляем схему скрещивания:

а) сначала записываем генотипы родителей, которые по условию задачи являются гомозиготными:

$Р {♀АА}↙{\text»темные семена»}×{♂аа}↙{\text»светлые семена»}$

б) затем записываем гаметы в соответствии с правилом чистоты гамет:

Гаметы А a

в) попарно сливаем гаметы и записываем генотипы потомков:

F1 Аа

г) согласно закону доминирования все гибриды первого поколения будут иметь темную окраску, поэтому подписываем под генотипом фенотип.

Фенотип темные семена

3. Записываем схему следующего скрещивания:

Ответ: в первом поколении все растения будут иметь темную окраску семян, а во втором 3/4 растений будут иметь темные семена, а 1/4 — светлые.

Задача 2. У крыс черная окраска шерсти доминирует над бурой, а нормальная длина хвоста — над укороченным хвостом. Сколько потомков во втором поколении от скрещивания гомозиготных крыс с черной шерстью и нормальным хвостом с гомозиготными крысами с бурой шерстью и укороченным хвостом имели черную шерсть и укороченный хвост, если всего родилось 80 крысят?

Решение.

1. Записываем условие задачи:

А — черная шерсть, а — бурая шерсть;

В — нормальная длина хвоста, b — укороченный хвост.

F2 А_bb ?

2. Записываем схему скрещивания:

Примечание. Следует помнить, что буквенные обозначения генов записываются в алфавитном порядке, при этом в генотипах прописная буква всегда будет идти перед строчной: А — перед а, В — перед b и т. д.

Из решетки Пеннета следует, что доля крысят с черной шерстью и укороченным хвостом составляла 3/16.

3. Рассчитываем количество крысят с указанным фенотипом в потомстве второго поколения:

80 × 3/16 × 15.

Ответ: 15 крысят имели черную шерсть и укороченный хвост.

В задачах на определение генотипа также приводится характер наследования признака и ставится задание определить генотипы потомства по генотипам родителей или наоборот.

Задача 3. В семье, где отец имел ІІІ (В) группу крови по системе AB0, а мать — ІІ (А) группу, родился ребенок с І (0) группой крови. Определите генотипы родителей.

Решение.

1. Вспоминаем характер наследования групп крови:

Наследование групп крови по системе AB0

Фенотип Генотип
I (0) ii
II (A) IAIA или IAi
III (B) IBIB или IBi
IV (AB) IAIB

2. Так как возможно по два варианта генотипов со II и III группами крови, схему скрещивания записываем следующим образом:

3. Из приведенной схемы скрещивания видим, что ребенок получил от каждого из родителей рецессивные аллели i, следовательно, родители были гетерозиготными по генам группы крови.

4. Дополняем схему скрещивания и проводим проверку наших предположений:

Таким образом, наши предположения подтвердились.

Ответ: родители гетерозиготны по генам групп крови: генотип матери — IAi, генотип отца — IВi.

Задача 4. Дальтонизм (цветовая слепота) наследуется как сцепленный с полом рецессивный признак. Какие дети могут родиться у мужчины и женщины, которые нормально различают цвета, хотя их родители были дальтониками, а матери и их родственники здоровы?

Решение.

1. Обозначаем гены:

ХD — нормальное цветовое зрение;

Хd — дальтонизм.

2. Устанавливаем генотипы мужчины и женщины, отцы которых были дальтониками.

3. Записываем схему скрещивания для определения возможных генотипов детей:

Ответ: у всех девочек будет нормальное цветовое зрение (однако 1/2 девочек будет носителями гена дальтонизма), 1/2 мальчиков будет здорова, а 1/2 будет больна дальтонизмом.

В задачах на определение характера наследования признака приводятся только фенотипы родителей и потомства. Вопросами таких задач является именно выяснение характера наследования признака.

Задача 5. От скрещивания кур с короткими ногами было получено 240 цыплят, 161 из которых были коротконогими, а остальные — длинноногими. Как наследуется этот признак?

Решение.

1. Определяем расщепление в потомстве:

161 : 79 $≈$ 2 : 1.

Такое расщепление характерно для скрещиваний в случае летальных генов.

2. Так как кур с короткими ногами было вдвое больше, чем с длинными, допустим, что это доминантный признак, и именно этой аллели свойственен летальный эффект. Тогда исходные куры были гетерозиготными. Обозначаем гены:

С — короткие ноги, с — длинные ноги.

3. Записываем схему скрещивания:

Наши предположения подтвердились.

Ответ: коротконогость доминирует над длинноногостью, этой аллели свойствен летальный эффект.

Почему клеточная биология так важна?

Вы когда-нибудь болели? Даже если это был «желудочный клоп», ядовитые химические вещества или токсины из бактериальных клеток в плохой пище повлияли на ваши клетки.

Возможно, вы знаете кого-нибудь, кто болел таким заболеванием или расстройством, как менингит, малярия, диабет, рак, муковисцидоз или болезнь Альцгеймера. Все эти заболевания и нарушения вызваны проблемами на клеточном или молекулярном уровне. Физические повреждения, такие как ожог или сломанная кость, также вызывают повреждение на клеточном уровне.

Понимая, как клетки работают в здоровом и больном состоянии, клеточные биологи, работающие в области науки о животных, растениях и медицине, смогут разработать новые вакцины, более эффективные лекарства, растения с улучшенными качествами и, благодаря расширенным знаниям, лучше понять, как все живые существа жить.

Со временем можно будет составить «прогноз здоровья», проанализировав вашу базу данных генетической и клеточной информации. Используя это, вы сможете лучше контролировать свое здоровье в профилактических целях.

Но клеточная биология — это не только болезнь. Это очень помогло программе повышения фертильности человека. ДНК-тестирование использовалось в археологии для доказательства того, что живой человек связан с давно умершим предком.

В растениеводстве он использовался, чтобы показать, что два растения, которые выглядят по-разному, имеют одинаковое генетическое происхождение.

Судебная медицина использует клеточную биологию и дактилоскопию ДНК для раскрытия убийств и нападений. Ни суды, ни преступники не могут избежать важности клеточной биологии.

Биотехнология использует методы и информацию из клеточной биологии для генетической модификации сельскохозяйственных культур для получения альтернативных характеристик; клонировать растения и животных; производить и обеспечивать наличие высококачественных продуктов питания по более низким ценам; для производства более чистых лекарств и своевременных органов для многих людей, нуждающихся в трансплантации.
Клеточная биология посвящена всему этому и может сделать захватывающую карьеру.

Также важно, чтобы каждый чувствовал себя осведомленным о том, как рост знаний о клеточной биологии может повлиять на него или ее и общество в целом.Обществу придется принимать информированные решения о таких вещах, как выращивание органов для трансплантации людям и, в тех областях, где дефицит витамина «А» вызывает слепоту, выращивание риса, модифицированного для производства витамина.

Базовое понимание клеточной биологии, включая генетику, будет так же важно, как и некоторые знания о компьютерах и Интернете.

ЧТО ДУМАЕТСЯ:
Если бы вам потребовалась трансплантация почки, а пожертвованный человеческий орган не был бы доступен, вы бы отказались получить трансплантат от свиньи, специально созданной для обеспечения органов для людей?

Вы фермер, выращивающий рис, и родитель.Вы знаете, что каждый год более миллиона детей умирают, а еще 124 миллиона детей становятся более восприимчивыми к кори и диарее из-за нехватки витамина А. Вы слышали о новом штамме генетически модифицированного риса, производящего витамин А. Вы бы вырастили его и позволили бы своей семье есть?

Курсы биологии

Высшие курсы

BCH 339F: ОСНОВЫ БИОХИМИИ

Только для специальностей в области биохимии. Метаболизм углеводов, липидов, аминокислот и нуклеотидов; структура и функция белков.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Можно подсчитывать только одно из следующих: Biochemistry 339F, 369, Biology 337 (Тема: Основы биохимии), Chemistry 339K, 369.
  • Предварительное условие: Одно из следующих со степенью не ниже C-: Химия 310M, 318M, 320M или 328M.

BCH 339JL ХИМИЧЕСКАЯ И СИНТЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ

Предназначен для студентов, работающих в фармацевтике и биотехнологии. Темы включают механизмы ферментативных реакций и то, как ими можно управлять с помощью инструментов как химии, так и молекулярной биологии.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Только один из следующих может быть засчитан: Биохимия 339J, Химия 339J, Системная и синтетическая биология 339J.
  • Пререквизиты: Биохимия 339F или Химия 339K с оценкой не ниже C-.

BCH 339M: СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАШИН

Функция белков и белковых комплексов как машин в клетке, включая взаимодействие белков с нуклеиновыми кислотами, синтез белков и разложение белков.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биохимия 339F или Химия 339K с оценкой не ниже C-.

BCH 339N: СИСТЕМЫ БИОЛОГИИ И БИОИНФОРМАТИКИ

Только для специальностей в области биохимии. Понимание того, как ячейка работает как система, с акцентом на методы, используемые для сбора и анализа данных и разработки / тестирования моделей данных системного уровня. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Можно подсчитывать только одно из следующих: Биохимия 339N, 350, Биология 337 (Тема: Количественный анализ клеточной и молекулярной биологии), Химическая инженерия 337, 379 (Тема: Количественный анализ клеточной и молекулярной биологии), 381Q.
  • Пререквизиты: Биохимия 339F или Химия 339K с оценкой не ниже C-.

BCH 364C: БИОИНФОРМАТИКА

* ВСТРЕЧАЕТСЯ С КУРСОМ ДЛЯ ВЫСШИХ ПРОГРАММ, КОГДА ПРЕДЛАГАЕТСЯ

Только для специальностей в области биохимии. Предметы включают физические методы исследования макромолекул, химию белков, химию ферментов, механизмы регуляции экспрессии генов и взаимодействия белок-нуклеиновая кислота. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Только один из следующих может быть засчитан: Биохимия 364C, Химия 364C, Системная и синтетическая биология 364C.
  • Необходимые условия: Биохимия 339F или Химия 339K с оценкой не ниже B и согласие преподавателя.

BCH 364E: СИСТЕМНАЯ БИОЛОГИЯ

* ВСТРЕЧАЕТСЯ С КУРСОМ ДЛЯ ВЫСШИХ ПРОГРАММ, КОГДА ПРЕДЛАГАЕТСЯ

Только для специальностей в области биохимии. Обзор современных высокопроизводительных технологий и вычислительных методов для генерации данных и интеграции информации на всех уровнях биологической организации.Акцент на том, как гипотезы могут быть сгенерированы и проверены с помощью этих методов, чтобы лучше понять, как модельные организмы функционируют и развиваются. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Biochemistry 364E и Chemistry 364E не могут одновременно учитываться.
  • Пререквизиты: Биохимия 339 или Химия 339K с оценкой не ниже B и согласие преподавателя.

BCH 364F: БИОХИМИЯ АСТРОБИОЛОГИИ

Только для специальностей в области биохимии.Обзор науки, используемой в поисках внеземной жизни, происхождения жизни, истории Земли, эволюции, метаболизма экстремофилов, биохимии и астрономии. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Biochemistry 364F и Chemistry 364F не могут одновременно учитываться.
  • Предварительные требования: Биохимия 339F или Химия 339K с оценкой не ниже B или согласие преподавателя.

BCH 365D: СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ БЕЛКОВ И ЯДЕРНЫХ КИСЛОТ

* ВСТРЕЧАЕТСЯ С КУРСОМ ВЫСШЕГО ВРЕМЕНИ, КОГДА ПРЕДЛАГАЕТСЯ

Только для специальностей в области биохимии.Изучение структур и функций белков и нуклеиновых кислот с использованием количественных методов для оценки роли структурных особенностей в функциях и разработка новых способов мышления о динамике макромолекул. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Biochemistry 365D и Chemistry 365D не могут одновременно учитываться.
  • Необходимые условия: Следующие предметы с оценкой не ниже B: биохимия 339F или химия 339K, биохимия 370 или химия 370 и согласие преподавателя.

BCH 369: ОСНОВЫ БИОХИМИИ (НЕосновные)

Основы строения и функции белков, углеродного и азотного обмена и молекулярной биологии макромолекул. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Только один из следующих может быть засчитан: Биохимия 339F, 369, Биология 337 (Тема: Основы биохимии), Химия 339K, 369. Не могут быть засчитаны при учете степени по биохимии.
  • Предварительное условие: Одно из следующих со степенью не ниже C-: Химия 310M, 318M, 320M или 328M.

BCH 369K: МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ (НЕЗАВИСИМЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ)

Передовая лабораторная практика и введение в исследования. Один лекционный час и шесть лабораторных часов в неделю в течение одного семестра.

  • Может приниматься за буквенную оценку не более двух раз. Не более шести семестровых часов могут засчитываться для получения степени по биохимии. Может быть повторен для кредита.
  • Предварительные условия: Шесть семестровых часов курсовой работы на высшем уровне по биохимии или химии или пять семестровых часов курсовой работы по органической химии или согласие консультанта факультета бакалавриата по биохимии.

BCH 369L: БИОХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Введение в современные фундаментальные методы биохимии. Два лекционных часа и семь лабораторных часов в неделю в течение одного семестра.

  • Biochemistry 369L и Chemistry 369L не могут одновременно учитываться.
  • Пререквизиты: Биохимия 339F или Химия 339K с оценкой не ниже C-.

BCH 369T: БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Передовые методы в биотехнологии.Девять лабораторных часов в неделю в течение одного семестра.

  • Биохимия 369T и химия 369T не могут одновременно учитываться.
  • Предпосылка: Согласие инструктора.

BCH 370: ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ БИОХИМИИ

Теория электрофореза, ультрацентрифугирования, спектроскопии, электронной микроскопии и дифракции применительно к биологическим макромолекулам. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Биохимия 370 и химия 370 не могут одновременно учитываться.
  • Пререквизиты: Биохимия 339F или Химия 339K с оценкой не ниже C-.

BIO 160L: ИММУНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Современные методы экспериментальной клеточной и гуморальной иммунологии. Три лабораторных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Необходимое условие: Следующие лица с оценкой не ниже C-: Биология 325 или 325H и 206L, 208L, 226L или Экология 311.

BIO 226L: ЛАБОРАТОРИЯ ОБЩЕЙ МИКРОБИОЛОГИИ

Введение в лабораторные методы микробиологии и экспериментальная демонстрация принципов микробиологии.Одна лекция и три лабораторных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Предварительные требования: Кредит с оценкой не ниже C- или регистрация по биологии 326M или 326R.

BIO 230L: ВИРОЛОГИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ

Основные экспериментальные методы, применяемые к избранным бактериофагам и вирусам животных. Четыре лабораторных часа и один час дискуссий в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 226L с оценкой не ниже C- и кредит с оценкой не ниже C- или регистрация по биологии 330.

BIO 320: КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ

Принципы строения и функции эукариотических клеток; макромолекулы, мембраны, органеллы, цитоскелет, передача сигналов, деление клеток, дифференциация, подвижность и экспериментальные методики. Три лекционных часа и один час дискуссий в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-.

BIO 320L: ЛАБОРАТОРИЯ КЛЕТОЧНОЙ БИОЛОГИИ

Исследует сложные структуры и функции клеток посредством прямого наблюдения и экспериментов.Субъекты могут включать регуляцию транскрипции и трансляции генов, сортировку белков, перенос органелл и мембран, динамику цитоскелета и деление клеток. Студенты используют сочетание современных методов молекулярной биологии, биохимии и микроскопии, уделяя особое внимание подходам, основанным на гипотезах, правильному дизайну экспериментов, а также четкому научному письму и презентации. Один лекционный час и пять лабораторных часов в неделю в течение одного семестра.

  • Необходимые условия: Следующие участники со степенью не ниже C-: биология 325 или 325H и биология 206L, 208L, 226L или экологические науки 311; и кредит с оценкой не ниже C или регистрация по биологии 320.

BIO 323L: ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОЧНОЙ БИОЛОГИИ

Исследования, включающие световую / электронную микроскопию, обработку изображений, авторадиографию, хроматографию, фракционирование, проточную цитометрию, спектроскопию, дифракцию, маркировку антител, рост клеток и кинетику. Один лекционный час и четыре лабораторных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Необходимые условия: Следующие участники со степенью не ниже C-: биология 325 или 325H и биология 206L, 208L, 226L или экологические науки 311; и кредит или регистрация для биологии 320.

BIO 326M: ВВОДНАЯ МЕДИЦИНСКАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ И ИММУНОЛОГИЯ

Предназначен в первую очередь для студентов медсестер и предпармацевтических факультетов. Обзор структуры, функций и генетики бактерий, вирусов и грибов с акцентом на взаимодействия между микроорганизмами и человеком-хозяином. Включает принципы микробного патогенеза, врожденного и адаптивного иммунного ответа хозяина на инфекцию, эпидемиологию, лабораторную диагностику, а также антимикробную химиотерапию и вакцины.Три лекционных часа и один час дискуссий в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 311C; Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-; Химия 301 с оценкой не ниже C-; и одно из следующих с оценкой не ниже C-: математика 408C, 408K, 408N, 408R, статистика и научные вычисления 302.

BIO 326R: ОБЩАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ

Обзор основных областей микробиологических исследований, включая структуру и функции клеток, генетику, взаимодействие хозяина и микроба, физиологию, экологию, разнообразие и вирусологию.Три лекционных часа и один час дискуссий в неделю в течение одного семестра.

  • Необходимые условия: Кредит с оценкой не ниже C- или регистрация по биологии 325 или 325H и химии 302 или 302H с оценкой не ниже C-.

BIO 372E: ЭПИГЕНЕТИКА

Исследование эпигенетических модификаций, ковалентных модификаций ДНК или гистонов, вызывающих изменения в экспрессии генов. Особое внимание уделяется тому, как опыт или факторы окружающей среды эпигенетически изменяют здоровье или поведение животных.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Биология 327E и 337 (Тема: Эпигенетика) не могут одновременно учитываться.
  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-.

BIO 327G: ГЕНОМИКА

Структура, организация и функции генома модельных организмов; теория и методология генетического и физического картирования; секвенирование анализа и аннотации; дупликация и эволюция генома; и этика для биотехнологии и клонирования.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Биология 327G и 337 (Тема: Геномика) не могут одновременно учитываться.
  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-.

BIO 328: ВВОДНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЗАВОДОВ

Общие принципы минерального питания, водных отношений, обмена веществ, роста и развития зеленых растений. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C- и химия 302 или 302H.

BIO 330: МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ ВИРУСОВ ЖИВОТНЫХ

Механизмы, с помощью которых вирусы реплицируются, убивают или трансформируют клетки. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H и 326M или 326R с оценкой не ниже C- в каждом.

BIO 331L: ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ

Методы и принципы молекулярной биологии в контексте исследовательских лабораторий.Студенты проводят исследовательский проект под руководством преподавателя. Один лекционный час и четыре с половиной часа лабораторных занятий в неделю в течение одного семестра.

  • Необходимые условия: Следующие лица со степенью не ниже C-: Биология 325 или 325H и Биология 206L, 208L, 226L или Науки об окружающей среде 311.

BIO 335: ВВЕДЕНИЕ В БИОХИМИЧЕСКУЮ ТЕХНИКУ

Микроорганизмы в химическом и биохимическом синтезе; генетические манипуляции с клетками методами классической и рекомбинантной ДНК.Ферментная технология; проектирование биореакторов и микробных ферментаций; разделения биологических продуктов. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Только один из следующих может быть засчитан: Биология 335, Биомедицинская инженерия 339, Химическая инженерия 339, 379 (Тема: Введение в биохимическую инженерию).
  • Пререквизиты: биохимия 339F (или химия 339K) или 369 (или химия 369) и биология 311C с оценкой не ниже C-.

BIO 336: БИОЛОГИЯ ОПУХОЛЕЙ

Охватывает основные аспекты патологии рака, лечения, эпидемиологии, открытия онкогенов и опухолевых супрессоров, а также молекулярной генетики, лежащей в основе характерных особенностей злокачественных опухолей (включая метастатическое поведение, геномную нестабильность, ангиогенез, регуляцию клеточного цикла и апоптоз) .Сильный акцент на биохимических функциях белков и ферментов, связанных с раком, и терапевтических подходах, основанных на нашем понимании этих белков. Также будут подчеркнуты важные экспериментальные подходы, которые повлияли на наше нынешнее понимание рака. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Biology 336 и 391M одновременно не могут быть учтены.
  • Пререквизиты: биология 325 или 325H с оценкой не ниже C- и биология 330 или 360K с оценкой не ниже C-.

BIO 339: МЕТАБОЛИЗМ И БИОХИМИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Исследование метаболических процессов микроорганизмов с использованием биохимического подхода. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Biology 339 и 391R не могут одновременно учитываться.
  • Пререквизит: Биология 326R с оценкой не ниже C-.

BIO 344: МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

Молекулярные основы клеточных процессов: структура и функция генов, репликация ДНК, синтез РНК и белков, вирусы, молекулярные аспекты иммунологии и рака, а также рекомбинантная ДНК.Три лекционных часа и один час дискуссий в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-.

BIO 349: БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ

Принципы развития животных с упором на механизмы развития. Три лекционных часа и один час дискуссий в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-.

BIO 349L: ЭКСПЕРИМЕНТЫ В РАЗВИТИИ БИОЛОГИИ

Исследование методов и принципов биологии развития в лабораторных условиях с упором на эмбриологию животных с использованием молекулярных методов и микроскопии.Один лекционный час и шесть лабораторных часов в неделю в течение одного семестра.

  • Необходимые условия: Следующие участники со степенью не ниже C-: биология 325 или 325H и биология 206L, 208L, 226L или экология 311; и кредит с оценкой не ниже C или регистрация по биологии 349.

BIO 350M: МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Основы молекулярной биологии растений, включая структуру и экспрессию хлоропластов и митохондриальных геномов.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра. Биология 350М и 388М не могут одновременно учитываться.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-.

BIO 354C: КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ ДЕФЕКТОВ РОЖДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Исследует связь между фундаментальной клеточной биологией, генетикой человека и врожденными дефектами человека с использованием современной научной литературы, знакомя учащихся с критическим мышлением и научным методом, а также с применением этих инструментов в изучении биологии.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Биология 337 (Тема: Развитие биологии) и Биология 354C не могут одновременно учитываться.
  • Пререквизиты: Биология 349 с оценкой не ниже C-.

BIO 360K: ИММУНОЛОГИЯ

Основные понятия гуморальных и клеточно-ассоциированных иммунных явлений. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Необходимое условие: Следующие предметы с оценкой не ниже C-: биология 325 или 325H и биология 326R или 326M.

BIO 360M: МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИММУНОЛОГИЯ

Продвинутый курс иммунологии с упором на молекулярные модели и медицинское значение. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра. Biology 337 (Тема: Молекулярная иммунология) и 360M не могут одновременно учитываться.

  • Пререквизиты: биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-, и биология 360K с оценкой не ниже B-.

BIO 361: ИНФЕКЦИОННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

Этиология, патогенез, диагностика и иммунобиология основных микробных заболеваний с упором на их профилактику.Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H и Биология 326M или 326R с оценкой не ниже C- по каждому из них.

BIO 361L: ЛАБОРАТОРИЯ КЛИНИЧЕСКОЙ БАКТЕРИОЛОГИИ

Обучение методам самостоятельной работы в диагностической и эпидемиологической бактериологии. Два лекционных часа и пять лабораторных часов в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Следующие предметы с оценкой не ниже C- по каждому: Биология 325 или 325H; 226L; и 326R или 326M.

BIO 366: МИКРОБНАЯ ГЕНЕТИКА

Молекулярная биология нуклеиновых кислот; биосинтез макромолекул, перенос генетического материала от клетки к клетке, рекомбинация, мутагенез и регуляторные механизмы. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Биология 366 и 391S одновременно не учитываются.
  • Пререквизиты: биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-, и биология 326R с оценкой не ниже C-.

BIO 366R: МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА В МЕДИЦИНЕ

Внедрение методов молекулярной генетики в медицину.Включает в себя применение диагностических и терапевтических методов для нескольких генетических нарушений и инфекционных заболеваний. Три лекционных часа в неделю в течение одного семестра.

  • Пререквизиты: Биология 325 или 325H с оценкой не ниже C-.

Медицинский технолог: экспертиза, специальности и подготовка

Медицинский технолог — это высококвалифицированный специалист в области здравоохранения, который проверяет и анализирует кровь, другие биологические жидкости и образцы тканей. Медицинские технологи несут ответственность за эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования, используемого для анализа образцов, а также за правильное и своевременное выполнение тестов.

Культура / Джейсон Батчер / Райзер / Getty Images

Подготовка медицинских технологов шире, чем у техников медицинских лабораторий, с которыми они часто работают. Хотя медицинские технологи не часто напрямую взаимодействуют с пациентами, их работа имеет жизненно важное значение для надлежащей диагностики, лечения и ухода за пациентами.

Также известен как

  • Научный сотрудник клинической лаборатории
  • Ученый-медик
  • Технолог медицинской лаборатории

Концентрации

Медицинские технологи работают во всех областях лаборатории, включая иммунологию, микробиологию, генетику, гистологию, гематологию, химию, токсикологию и банки крови.

Роль медицинского технолога может определяться отраслью патологии, на которой специализируется его лаборатория, но в остальном она ограничивается только предоставляемыми им инструментами. Тем не менее, это чисто диагностическое.

Клиническая патология

В клинической патологии технолог будет проводить лабораторные исследования жидкостей организма и контролировать их. Тесты проводятся для выявления маркеров инфекционных и неинфекционных заболеваний. Среди образцов, которые обычно анализирует медицинский технолог, являются:

Анатомическая патология

Анатомическая патология предполагает исследование тканей, взятых из тела во время биопсии или хирургического вмешательства.В то время как некоторые диагностические тесты может проводить технолог, другие требуют опыта патологоанатома.

Типы обследований, которые технолог может выполнять или помогать, включают:

  • Общий анализ: исследование ткани невооруженным глазом
  • Гистология: исследование ткани под микроскопом
  • Цитопатология: исследование рыхлых клеток под микроскопом
  • Электронная микроскопия
  • Цитогенетика: визуализация хромосом с использованием различных методов

Сочетание ветвей клинико-анатомической патологии составляет общая патология .

Процессуальная экспертиза

Медицинские технологи несут ответственность за подготовку образцов тканей, слайдов и культур для изучения патологом, оптимизацию диагностического процесса и ускорение лабораторных результатов.

На более крупных объектах технологи будут выполнять более сложные задачи, такие как молекулярное, генетическое или геномное тестирование. Они также вмешаются, когда столкнутся с диагностическими проблемами, включая необычные или противоречивые результаты лабораторных исследований.

Обучение, которое проходят медицинские технологи, дает им понимание, необходимое для того, чтобы знать, какие методологии, инструменты и агенты тестирования наиболее подходят для каждого случая.

Медицинские технологи обычно работают под руководством патологоанатома, но им может быть поручено управлять самой лабораторией. Среди своих обязанностей медицинские технологи будут наблюдать за работой лаборантов в дополнение к выполнению своих собственных обязанностей.

Хотя патологоанатом в конечном итоге отвечает за лабораторию и ее персонал, медицинский технолог обычно является тем, кто обеспечивает бесперебойную, безопасную и надлежащую повседневную работу лаборатории.Это включает настройку, калибровку и стерилизацию лабораторного оборудования, а также анализ и проверку точности лабораторных отчетов.

Большинство медицинских технологов работают за кулисами и не имеют прямого контакта с пациентами. Медицинские работники, которым обычно поручено получить образцы, — это флеботомисты и лаборанты. Остальные образцы доставляют врачи и хирурги прямо в лабораторию.

По специальностям

Некоторые медицинские технологи будут работать в узкой сфере практики.Например, некоторые лаборатории могут специализироваться только на генетике или цитопатологии. У других могут быть определенные роли и функции в больнице или учреждении.

Трансфузионная медицина

Технолог, работающий в области медицины переливания крови, следит за тем, чтобы в банке крови было достаточное и безопасное количество крови. Другие задачи могут включать определение группы крови и проверку крови на инфекционные заболевания, такие как ВИЧ и вирусный гепатит.

Судебная патология

Судебная патология включает изучение клинических и анатомических данных после внезапной неожиданной смерти.В то время как судебно-медицинский патологоанатом обычно отвечает за получение образцов человека и нечеловеческого происхождения (например, волокон одежды), медицинский технолог проводит многие тесты, необходимые для определения причины смерти.

Органоспецифическая патология

Есть разделы патологии, ориентированные на конкретные органы или физиологические системы. Работа по этим узким специальностям обычно требует дополнительного обучения, чтобы лучше понять болезни, поражающие эти системы, и способы их точной диагностики.

Примеры включают:

  • Сердечно-сосудистая патология (сердце и кровеносная система)
  • Эндокринная патология (железы, вырабатывающие гормоны)
  • Желудочно-кишечная патология (пищеварительный тракт)
  • Патология мочеполовой системы (половые органы и мочевыводящие пути)
  • Гинекологическая патология (женская репродуктивная система)
  • Невропатология (мозг и нервная система)
  • Патология полости рта и челюстно-лицевой области (рот, челюсть и родственные структуры)
  • Ортопедическая патология (кости, суставы и родственные структуры)
  • Легочная патология (легкие)
  • Патология почек (почки)

Обучение и сертификация

Карьера медицинского технолога требует как минимум степени бакалавра, предпочтительно в соответствующей научной области, такой как биология, микробиология или биохимия.

Студенты, которые специализировались или получили степень по другой научной программе и которые заинтересованы в том, чтобы стать медицинскими технологами, могут пойти по этому пути, пройдя курсы в больницах в течение последнего года обучения в колледже, если они предложены.

В дополнение к этому студенты должны пройти стажировку в лаборатории патологии.

Также требуется завершение программы медицинского технолога, аккредитованной Национальным агентством по аккредитации клинических лабораторных исследований (NAA-CLS).

Для оптимального успеха медицинские технологи должны пройти сертификацию после выполнения всех своих образовательных и учебных требований. Американское общество клинических патологов (ASCP) предлагает национальный сертификационный экзамен, который в идеале следует обновлять каждые три года. Это удостоверяет, что технолог обладает знаниями в данной области, и позволяет им добавлять инициалы MLS (ASCP) после своего имени (MLS означает «Ученый в медицинской лаборатории»).

В некоторых штатах лицензирование требуется для всего медицинского персонала лаборатории, в других — нет.Поскольку требования могут различаться в зависимости от штата, за подробностями обращайтесь в местный совет штата или в Департамент здравоохранения.

Определение и примеры клеток

— Биологический онлайн-словарь

Определение клетки

Клетка — это мембраносвязанная структура, которая встречается как функционально независимая единица жизни (например, в одноклеточных организмах, например, бактериях, простейших и т. Д.) , или как структурная или фундаментальная единица в биологической ткани, специализированная для выполнения определенной функции в многоклеточных организмах (например,грамм. растения и животные).


Белки производятся биологически внутри клетки. Но какая именно часть клетки? Найдите ответ здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нашему форуму прямо сейчас!


Определение клетки

В биологии клетка ([sɛl], множественное число: клетки) определяется как структурная, функциональная и биологическая единица всех организмов. Это автономная самовоспроизводящаяся единица, которая может существовать как функционально независимая единица жизни (как в случае одноклеточного организма) или как субъединица в многоклеточном организме (например, у растений и животных), которая выполняет особая функция в тканях и органах.

Этимология: Термин «клетка» произошел от латинского «целла», «целюла», что означает «маленькая комната».

ПРОЧИТАЙТЕ: Биологические клетки — Введение (Учебное пособие)

Типы клеток

Типы клеток могут быть разными. Например, на основании наличия четко определенного ядра клетка может быть эукариотической, или прокариотической. Клетки также можно классифицировать на основе количества клеток, составляющих организм, т.е.е. «Одноклеточный», «многоклеточный» или «бесклеточный».

Прокариотическая клетка против эукариотической клетки

Эукариотическая клетка (слева) и прокариотическая клетка (справа). (Предоставлено: Science Primer Национального центра биотехнологической информации, изображение находится в открытом доступе)

Клетки можно разделить на два основных типа: прокариотические клетки, (например, бактериальные клетки) и эукариотические клетки, (например, клетки растений или животных). ). Основное различие между ними — четко очерченное ядро, окруженное мембранной ядерной оболочкой, присутствующей только в эукариотических клетках.Помимо ядра, в эукариотических клетках есть и другие органеллы. Эти органеллы — митохондрии, пластиды, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Эти органеллы отсутствуют в прокариотических клетках. Несмотря на эти различия, прокариотические и эукариотические клетки имеют ряд общих черт: генетическая информация хранится в генах, белки служат их основным структурным материалом, рибосомы используются для синтеза белков, аденозинтрифосфат является основным источником метаболической энергии для поддержания различных клеточные процессы и клеточная мембрана, которая контролирует поток веществ в клетку и из нее.


Что общего между рибосомами прокариот и эукариот? И прокариотические, и эукариотические рибосомы участвуют в синтезе белка. Подробнее об этом здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нам и участвуйте в нашем форуме.


Одноклеточные, многоклеточные и бесклеточные

Клетки можно использовать в качестве основы для описания организмов как одноклеточных, или многоклеточных. Одноклеточные организмы — это те, которые имеют только одну клетку, т.е. одноклеточные. Примеры — прокариоты и простейшие. Многоклеточные организмы — это те, которые обладают более чем одной клеткой. Примеры — растения и животные. Клетки многоклеточного организма могут иметь общие черты и функции.

Эти клетки, которые действуют как единое целое, составляют ткани . Основными типами тканей у животных являются эпителиальные ткани (или эпителий), нервная ткань, соединительная ткань, мышечная ткань и сосудистая ткань.У растений различные типы тканей — это эмбриональные или меристематические ткани (такие как апикальная меристема и камбий), постоянные ткани (например, эпидермис, пробка, трихома) и репродуктивные ткани (т.е. спорогенные ткани). Постоянные ткани могут быть дополнительно классифицированы на основных (например, паренхима, колленхима, склеренхима) и комплекс (например, ткани флоэмы и ксилемы). Ткани, которые работают в унисон для выполнения определенного набора функций, образуют биологический орган .И наоборот, термин « бесклеточный» относится к ткани, которая не состоит из клеток или не разделена на клетки. Примером бесклеточной ткани являются гифы некоторых грибов.

Структура клетки

Клетка — это мембраносвязанная структура, содержащая цитоплазму и цитоплазматические структуры. Клеточная мембрана состоит из двух слоев фосфолипидов со встроенными белками. Он отделяет содержимое клетки от внешней среды, а также регулирует то, что входит и выходит из клетки.Другой интересной особенностью клеточной мембраны является присутствие поверхностных молекул (например, гликопротеинов, гликолипидов и т. Д.), Которые действуют как «сигнатуры» клетки. У каждой клетки есть своя «подпись» или «маркер», которые, как считается, работают при распознавании клеток или в своего рода системе клеточной идентификации. Другие клетки имеют дополнительные защитные клеточные слои поверх клеточной мембраны, например клеточная стенка растений, водорослей, грибов и некоторых прокариот.

Жидкий компонент цитоплазмы, окружающей органеллы и другие нерастворимые цитоплазматические структуры в интактной клетке, где происходят самые разные клеточные процессы, называется цитозолем.Цитозоль состоит из воды, ионов (например, калия, натрия, хлорида, бикарбоната, магния и кальция) и различных биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты, белки, липиды и углеводы. Ионов калия в цитозоле больше, чем в окружающей внеклеточной жидкости. Именно в цитозоле происходят многие метаболические реакции, например осморегуляция, генерация потенциала действия и передача сигналов клетками.

В эукариотических клетках клеточные органеллы представляют собой «маленькие органы» внутри клетки.Эти органеллы выполняют особые функции. Эукариотические клетки, которые осуществляют фотосинтез (например, клетки растений), будут иметь многочисленные пластиды, особенно хлоропласты (тип пластид, содержащий зеленые пигменты). Наличие хлоропластов — один из способов отличить растительную клетку от животной. Другие органеллы, которые можно найти как в клетках растений, так и в клетках животных, — это ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Ядро — это большая органелла, содержащая генетический материал (ДНК), организованный в хромосомы.Митохондрии считаются источником эукариотических клеток. Это потому, что это органелла, которая поставляет энергию, вырабатывая аденозинтрифосфат (АТФ) посредством клеточного дыхания. Эндоплазматический ретикулум представляет собой взаимосвязанную сеть уплощенных мешочков или канальцев, участвующих в синтезе липидов, углеводном обмене, детоксикации лекарств и прикреплении рецепторов к белкам клеточной мембраны. Он также участвует во внутриклеточном транспорте, таком как транспортировка продуктов (грубого эндоплазматического ретикулума) к другим частям клетки, таким как аппарат Гольджи.Аппарат Гольджи состоит из мембраносвязанных стопок. Он участвует в гликозилировании, упаковке молекул для секреции, транспортировке липидов внутри клетки и возникновении лизосом.

Другие цитоплазматические структуры не рассматриваются в других источниках как «органеллы», потому что они связаны только одной мембраной в отличие от вышеупомянутых органелл, которые являются двухмембранными. Например, лизосомы и вакуоли в некоторых источниках рассматриваются не как органеллы, а как цитоплазматические структуры на основании вышеизложенного.Лизосомы представляют собой одинарные мембраны, содержащие различные пищеварительные ферменты, и, таким образом, участвуют во внутриклеточном пищеварении. Вакуоли, в свою очередь, представляют собой мембраносвязанные везикулы, участвующие во внутриклеточной секреции, экскреции, хранении и пищеварении. Точно так же рибосомы представляют собой не органеллы, а цитоплазматические структуры.

Прокариотическая клетка лишена типичных мембраносвязанных органелл, присутствующих в эукариотической клетке. Тем не менее, он может иметь определенные органеллароподобные структуры , такие как карбоксисома (отсек белок-оболочка для фиксации углерода у некоторых бактерий), хлоросома (светособирающий комплекс зеленых серных бактерий) и магнитосома (содержится в магнитотактических бактериях) и тилакоид (в некоторых цианобактериях).У него также есть нуклеосома, которая представляет собой не двухмембранную структуру, а область в прокариотической клетке, содержащую ядерный материал.

Митохондрии и пластиды имеют собственную ДНК (называемую внеядерной ДНК, чтобы отличить ее от ДНК, обнаруженной внутри ядра). Эти органеллы полуавтономны. Из-за этого предполагается, что они произошли от эндосимбиотических бактерий (согласно теории эндосимбиотиков).


Где еще, кроме эндоплазматической сети, происходит синтез белка? Нет, не в ядре.Узнайте здесь: Где происходит синтез белка? Присоединяйтесь к нам и участвуйте в нашем форуме.


Клеточный цикл

Клеточный цикл относится к последовательности роста и деления клетки. По сути, клеточный цикл включает дублирование ДНК посредством репликации ДНК, и это приводит к делению родительской клетки с образованием двух дочерних клеток. Эти процессы необходимы для роста, репликации и деления клеток. У эукариот клеточный цикл состоит из серии биологических событий, а именно фазы покоя , интерфазы , деления клеток .Во время фазы покоя ячейка находится в неактивном, нецикличном состоянии. Интерфаза — это та фаза клеточного цикла, на которой клетка затем увеличивается в размерах, ее ДНК реплицируется и делает копию ДНК клетки, чтобы подготовиться к следующему делению клетки. Промежуточная фаза состоит из трех стадий: G1 , S фаза и G2. Заключительный этап — деление клеток.

Деление клеток

Деление клеток — это процесс, при котором родительская клетка делится, давая начало двум или более дочерним клеткам.Это жизненно важный клеточный процесс, поскольку он способствует росту, восстановлению и размножению. У эукариот деление клеток может происходить в форме митоза или мейоза. В митозе возникают две генетически идентичные клетки. В мейозе результатом являются четыре генетически неидентичные клетки.

Рост и метаболизм клеток

Клетки после деления будут расти. Рост клетки обеспечивается метаболизмом. Метаболизм можно разделить на две категории: катаболизм и анаболизм. Катаболизм включает серию деструктивных химических реакций, которые расщепляют сложные молекулы на более мелкие единицы, обычно высвобождая при этом энергию. Анаболизм включает последовательность химических реакций, которые создают или синтезируют молекулы из более мелких единиц, обычно требуя ввода энергии (АТФ) в процесс. Таким образом, биомолекулы, такие как нуклеиновые кислоты, белки, углеводы и липиды, производятся, хранятся и разлагаются внутри клетки. Например, местом биосинтеза ДНК и мРНК является ядро. Белки, в свою очередь, синтезируются рибосомами. Синтез липидов происходит в эндоплазматическом ретикулуме.

Подвижность

Некоторые клетки имеют специализированные структуры, участвующие в движении.Жгутики, например, представляют собой длинные, тонкие, нитевидные, напоминающие хлыст отростки, которые обеспечивают движение за счет толчка. Некоторые жгутики используются не для движения, а для передачи ощущений и сигналов, например палочка фоторецепторных клеток глаза, обонятельных рецепторных нейронов носа, киноцилии в улитке уха. Реснички — это волосовидные выступы на поверхности некоторых клеток. Реснички обычно бывают двух видов: подвижные реснички (для передвижения) и неподвижные реснички (для сенсорных). Примерами тканевых клеток с ресничками являются эпителий, выстилающий легкие, который уносит жидкости или частицы.Примерами организмов, у которых есть реснички, являются простейшие, которые используют их для передвижения.

Исследования

Клеточная биология (или цитология) — это научное исследование клеток. Роберт Гук был назван первым, кто открыл клетки в 1665 году. Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн были первыми, кто сформулировал теорию клеток в 1839 году.

Связанные термины

См. Также

Ссылки и дополнительная литература

  1. казилек. (2009, 27 сентября).Детали ячеек | Спросите биолога. Получено с веб-сайта Asu.edu: https://askabiologist.asu.edu/cell-parts
  2. Домашний справочник по генетике. (2019). Что такое клетка? Получено с веб-сайта Genetics Home Reference: https://ghr.nlm.nih.gov/primer/basics/cell
  3. КЛЕТКИ II: КЛЕТОЧНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ. (2019). Получено с веб-сайта Estrellamountain.edu: https://www2.estrellamountain.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookCELL2.html
  4. ЗАМЕТКИ КЛЕТКИ И ОРГАНЕЛЛЫ. (2019). Получено с Edu.pe.веб-сайт ca: http://www.edu.pe.ca/gray/class_pages/rcfleming/cells/notes.htm
  5. Структура и функции клеток. (2019). Получено с веб-сайта Msu.edu: https://msu.edu/~potters6/te801/Biology/biounits/cellstructure&function.htm

© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется редакторами Biology Online.

Следующий

Временное руководство по биобезопасности и COVID-19

Процедуры с высокой вероятностью образования капель или аэрозолей

Многие рутинные лабораторные процедуры могут приводить к образованию аэрозолей и капель, которые часто невозможно обнаружить.Например, следующие лабораторные процедуры были связаны с образованием инфекционных аэрозолей и капель: центрифугирование, пипетирование, встряхивание, перемешивание, встряхивание, обработка ультразвуком, снятие колпачков, декантирование жидкостей, приготовление мазков, горение предметных стекол, аликвотирование и загрузка образцов, загрузка шприцев. , манипулирование иглами, шприцами или острыми предметами, аспирация и перенос крови и биологических жидкостей, пересев бутылок для культур крови, разлив образцов и очистка разливов.

Процедуры с высокой вероятностью образования аэрозолей или капель следует проводить с использованием либо сертифицированного BSC класса II, либо дополнительных мер предосторожности, чтобы создать барьер между образцом и персоналом.Примеры этих дополнительных мер предосторожности включают защитные колпачки центрифуг, герметичные роторы центрифуг для снижения риска воздействия на лабораторный персонал и дополнительные средства индивидуальной защиты, такие как респиратор N95 или одноразовые маски с защитной маской.

Следует проводить оценки риска биобезопасности для конкретных участков и видов деятельности, чтобы определить, необходимы ли дополнительные меры биобезопасности в зависимости от ситуационных потребностей, таких как большие объемы испытаний.

Аэрозоли и капли , содержащие частицы диаметром менее 100 мкм, не видны невооруженным глазом.Сотрудники лаборатории могут не знать, что такие частицы образуются во время многих лабораторных процедур. Эти частицы могут попасть в дыхательные пути или могут вызвать перекрестное загрязнение рабочих поверхностей, материалов и оборудования.

Инфекционные аэрозоли — это небольшие жидкие или твердые частицы, взвешенные в воздухе и содержащие инфекционные агенты. Они могут распространяться по лаборатории и оставаться заразными с течением времени и на расстоянии. Эти частицы имеют размер, позволяющий вдыхать их в нижние дыхательные пути (<5 мкм в диаметре).Примеры организмов, переносимых аэрозолями, включают споры Aspergillus spp., Mycobacterium tuberculosis , вирус rubeola (корь) и вирус ветряной оспы (ветряная оспа).

Инфекционные капли традиционно определяются как более крупные частицы (> 5 мкм в диаметре), которые быстро выпадают из воздуха, загрязняя перчатки, непосредственную рабочую зону и слизистые оболочки лиц, выполняющих процедуру.

Примеры инфекционных агентов, передающихся воздушно-капельным путем, включают Bordetella pertussis, вирусов гриппа, аденовирус, Mycoplasma pneumoniae , коронавирус SARS-ассоциированный (SARS-CoV), группу A Streptococcus и Neonisseria .

Orange G — обзор

Гистохимические и иммуногистохимические пятна при обработке постоянных срезов из масс селларной области

В то время как PAS-оранжевый G (или аналогичные гистохимические красители) больше не используются в диагностической практике в повседневной практике, другое гистохимическое окрашивание остается основным продуктом , а именно ретикулин. В нормальной передней железе неповрежденный ацинарный узор лучше всего определяется окрашиванием ретикулином, которое выделяет базальную мембрану и выявляет кластеры клеток относительно однородного размера (рис.20.9А).

Таким образом, ретикулин может быть полезен при обследовании аденомы гипофиза, поскольку основное определение аденомы основывается на том факте, что происходит нарушение и потеря нормальной ацинарной архитектуры. Ретикулин — особенно полезный инструмент для отличия небольших аденом от нормальной железы (рис. 20.9B). В небольших аденомах сломанные фрагменты базальной мембраны могут оставаться внутри аденомы, но нормальная картина, тем не менее, прерывается (рис. 20.9B). В больших аденомах ацинарный рисунок часто полностью теряется, при окрашивании ретикулином только очерчивает сосудистую сеть (рис.20.9C). Иногда большая аденома, обычно аденома гонадотропа, может проявлять «макронодулярный» паттерн (рис. 20.9D), хотя, опять же, этот архитектурный паттерн все еще явно ненормален.

Даже если аденома довольно большая и легко распознаваемая как таковая при окрашивании H&E, использование ретикулина может выявить нормальную переднюю долю гипофиза по периметру резецированных фрагментов аденомы (рис. 20.10A), иногда выглядящую значительно сжатой. Таким образом, использование ретикулина может предупредить патолога о том, что в образец включена нормальная железа, и помочь в интерпретации окрашивания ИГХ с соседних уровней.Иммуноокрашивание на несколько различных типов гормонов в этих соединительных областях не следует неверно истолковывать как положительный эффект в самой аденоме (т. Е. Свидетельство плюригормональной аденомы). Следует отметить, что часто несколько нормальных захваченных аденогипофизарных клеток проникают в саму аденому (рис. 20.10B – D).

Иммуноокрашивания на гормоны передней доли гипофиза доступны в большинстве лабораторий, которые ежегодно выявляют умеренное или большое количество аденом гипофиза, и находятся в справочных лабораториях для тех отделений, которые не могут держать их дома.Коммерчески доступные иммуноокрашивания направлены против кортикотрофов (секретирующих АКТГ), соматотрофов (секретирующих GH), лактотрофов (секретирующих PRL), маммосоматотрофов (GH и PRL в одной клетке), гонадотрофов (секретирующих FSH и LH в одной клетке) и Типы клеток ТТГ. Кроме того, доступны иммуноокрашивания для альфа-субъединицы (α-SU) гонадотропных гормонов и ТТГ.

При более качественном иммуноокрашивании немногие аденомы гипофиза действительно гормонально-отрицательные. Коммерчески доступные антитела, направленные против факторов транскрипции, включают (1) PIT1 для аденом PRL, GH и / или TSH, включая плюригормональные PIT1-положительные аденомы; и (2) SF1 для гонадотропных аденом (т.е.е., аденомы ФСГ и / или ЛГ +). Третий фактор транскрипции, TPIT (фактор транскрипции Т-бокса) для кортикотрофных аденом, использовался в исследовательских учреждениях, но не получил широкого распространения. Эти факторы транскрипции позволили понять происхождение клинически скрытых / клинически нефункционирующих и гормон-отрицательных аденом гипофиза. Только аденомы, отрицательные по определенным гормонам передней доли гипофиза и факторам транскрипции, в современной серии обозначаются как «аденомы нулевых клеток». Использование факторов транскрипции также позволяет классифицировать аденому по семейству факторов транскрипции (Таблица 20.1).

В некоторых случаях могут быть полезны дополнительные иммуноокрашивания. Нормальные передние железы демонстрируют различное иммуноокрашивание на кератины AE1 / AE3 (смешанные кератины с низкой и высокой массой) и CAM5.2 (кератины 8/18). Иммунореактивность E-кадгерина присутствует. Иммуноокрашивание синаптофизином и хромогранином положительно по всей передней части железы, что отражает наличие гранул, содержащих гормональный продукт. Синаптофизин диффузно положителен в аденомах, независимо от того, насколько редки гормонсодержащие гранулы.Экспрессия хромогранина даже более специфична, но не во всех аденомах, в некоторой степени варьируя в зависимости от источника антител и / или методов поиска антигена. Иммуноокрашивания для GFAP и S-100 выделяют фолликулостеллярные клетки. Задняя железа также является синаптофизин-положительной. ИГХ нейрофиламента дополнительно помогает идентифицировать заднюю железу (нейрогипофиз) из-за большого содержания аксонов.

Иммуноокрашивание кератинов также необходимо при обследовании аденом гипофиза, поскольку оно служит для выявления характерных фиброзных тел в редко гранулированных соматотрофных аденомах, которые ведут себя более агрессивно, чем плотно гранулированные соматотрофные аденомы (см. Раздел «Специфические подтипы аденом гипофиза» на стр. редко гранулированные аденомы гормона роста).В таблице 20.2 представлен список гистохимических и общих иммуногистохимических характеристик аденом гипофиза.

Экспрессия TTF-1 обнаруживается в питуицитоме, веретено-клеточной онкоцитоме и гранулярно-клеточной опухоли нейрогипофиза, но отрицательна в аденомах, менингиомах и краниофарингиомах. Окрашивание GFAP, S-100 и эпителиального мембранного антигена (EMA) также часто используется для диагностики и подклассификации иммунореактивных опухолей TTF-1. ИГХ для митохондрий (антимитохондриальные антитела) может быть полезен при подтверждении редких типов аденомы, богатой митохондриями, таких как аденома ацидофильных стволовых клеток (см. Предстоящее обсуждение).Несмотря на большую историческую значимость при первоначальном определении подтипов аденомы, ЭМ в настоящее время используется гораздо реже. Тем не менее, предыдущее издание этого текста можно использовать в качестве справочного материала для ЭМ-изображений новообразований в области седла, включая аденомы.

без названия

% PDF-1.6 % 1091 0 объект > эндобдж 1198 0 объект > поток 2010-05-04T17: 05: 24 + 02: 002010-05-05T09: 35: 36 + 02: 002010-05-05T09: 35: 36 + 02: 00 Приложение Acrobat Distiller 8.0.0 (Windows) / pdf

  • без названия
  • uuid: 256cdfcc-8116-4ac0-ae74-1a848610ff26uuid: d4f3dfaf-19b1-4f82-b092-6103302c4513 конечный поток эндобдж 1133 0 объект > / Кодировка >>>>> эндобдж 1055 0 объект > эндобдж 1176 0 объект > эндобдж 1177 0 объект > эндобдж 1193 0 объект > эндобдж 1194 0 объект > эндобдж 1195 0 объект > эндобдж 1196 0 объект > эндобдж 1197 0 объект > эндобдж 1179 0 объект > эндобдж 1183 0 объект > эндобдж 1187 0 объект > эндобдж 1188 0 объект > эндобдж 1191 0 объект > эндобдж 1192 0 объект > эндобдж 1190 0 объект > эндобдж 1137 0 объект > / ColorSpace> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / ExtGState >>> / Type / Page >> эндобдж 1057 0 объект > эндобдж 1166 0 объект > эндобдж 1141 0 объект > эндобдж 1140 0 объект > эндобдж 1139 0 объект > эндобдж 1138 0 объект > эндобдж 1147 0 объект > эндобдж 1142 0 объект > эндобдж 1145 0 объект > эндобдж 1144 0 объект > поток H \ j0 ~ Cq ڭ r

    .

    Author: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.