Хід роботи

1.Розгляньте фотографії клітин на стадії профази мітозу і профази І та профази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні та відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

2.Розгляньте фотографії клітин на стадії метафази мітозу й метафази І та метафази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні та відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

3.Розгляньте фотографії клітин на стадії анафази мітозу й анафази І та анафази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні та відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

4.Розгляньте фотографії клітин на стадії телофази мітозу й телофази І та телофази ІІ мейозу. Зверніть увагу на спільні та відмінні особливості цієї фази. Замалюйте побачене.

5.Зробіть висновок, у якому вкажіть спільні та відмінні риси мітозу й мейозу.

V. Домашнє завдання

Урок 39. Значення вивчення каріотипу для діагностування спадкових хвороб людини

Цілі уроку: ознайомитиучнівізнайбільшпоширенимиспадковимизахворюваннямилюдини, щопов’язанізаномаліямикаріотипу;обговоритиважливістьдослідженькаріотипу для своєчасної допологової діагностики подібних захворювань та розрахунку ризику виникнення захворювання.

Обладнання й матеріали: малюнки та фотографії нормального й аномальних каріотипів людини, фотографіїабомалюнкихворихзаномаліями каріотипу, таблиці або слайди презентації «Мейоз» і «Мітоз».

Базові поняття й терміни: каріотип,мітоз,мейоз,хромосоми,клітина, спадкові захворювання, моносомія, трисомія.

Хід уроку

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1.Яке біологічне значення мейозу?

2.Які спільні риси мають мітоз і мейоз?

3.Чим відрізняються між собою мітоз і мейоз?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Більшість варіантів аномалій каріотипу людини призводять до її загибелі ще на стадії ембріонального розвитку. Гаплоїдні та триплоїдні зародки гинуть дуже рано. Нестача хоча б однієї хромосоми (моносемія) призводить до загибелі ембріона в усіх випадках, крім одного, коли з двох статевих хромосом залишається лише одна Х-хромосома (синдром Шерешевского — Тернера). Поява однієї зайвої хромосоми (трисомія) також зазвичай призводить до загибелі ще на ембріональній стадії. Винятками є трисомії за участі трьох пар невеликих за розмірами й кількістю генів хромосом — 13-ї, 18-ї і 21-ї. Але наслідки таких аномалій є дуже важкими.

Як не дивно, але найлегше людина переносить порушення кількості статевих хромосом. Були виявлені випадки наявності не лише однієї зайвої X- або Y-хромосоми, але й більшої їх кількості в каріотипі. Це можливо лише завдяки тому, що кількість генів у Y-хромосомі дуже мала, а велика Х-хромосома має спеціальний механізм деактивації та легко переходить у ядрі в неактивний стан.

Синдром Дауна

Синдром Дауна, або трисомія за 21-ю хромосомою — генетичне захворювання, викликане присутністю додаткової хромосоми у 21-й парі.

Синдром Дауна є хромосомною аномалією, якій притаманна додаткова хромосома 21 — цілковита (трисомія 21) або часткова (внаслідок транслокації).

За статистикою Світової організації охорони здоров’я, з діагнозом «синдром Дауна» народжується кожне 700–800-те немовля у світі. Це співвідношення однакове в різних країнах, кліматичних зонах і соціальних прошарках. Генетичний збій відбувається незалежно від способу життя батьків, їхнього здоров’я, звичок і освіти.

Відомо, що ризик народження дитини із синдромом Дауна залежить від віку матері. Для жінок у віці до 25 років імовірність народження хворої дитини дорівнює 1/1400, до 30 — 1/1000, у 35 років ризик зростає до 1/350, у 42 роки — до 1/60, а в 49 років — до 1/12.

Проте, оскільки молоді жінки в цілому народжують значно більше дітей, більшість (80 %) усіх дітей із синдромом Дауна насправді народжена молодими жінками у віці до 30 років.

Дослідження, проведене вченими, дозволило виявити чотири чинники, що впливають на ймовірність синдрому Дауна в дитини. Це вік матері, вік батька, близькоспоріднені шлюби, а також, як не дивно, вік бабусі по материнській лінії. Причому останній з чотирьох чинників виявився найзначимішим. Чим старше була бабуся, коли народжувала дочку, тим вище ймовірність, що та народить їй онука або онучку із синдромом Дауна. Ця ймовірність зростає на 30 % з кожним роком, «упущеним» майбутньою бабусею.

Особи із синдромом Дауна можуть мати деякі або всі з таких ознак: косі розрізи очей, з епікантусними складками (внутрішній кут ока), гіпотонія м’язів, пласке перенісся, виступаючий язик (наслідок малого розміру ротової порожнини), коротку шию, білі плями на рогівці (крапки Брашфілда), надмірну гнучкість суглобів, включно з атланто-аксіальним, вроджені вади серця, надмірний проміжок між першим і другим пальцем стопи, поодинока згинальна складка мізинця, підвищена кількість дематогліфів з ліктьового боку долоні. Більшість хвориx на синдром Дауна мають розумове відставання (ІQ 35–70), особи з мозаїчним синдромом Дауна мають дещо вищі розумові здатності — на 30–40 пунктів вище.

Трисомій за іншими аутосомами описано значно менше. Діти з трисоміями мають значні дефекти скелета і внутрішніх органів, вони маложиттездатні й незабаром після народження вмирають.

Синдроми Патау та Едвардса

Частіше трапляється трисомія за 13-ю хромосомою, описана в 1960 р. К. Патау. У разі синдрому Патау відмічаються значні дефекти будови черепа: мікроцефалія, низький спадистий лоб, вузькі очні щілини, низьке розташування вушних раковин, розщеплені верхня губа і піднебіння, полідактилія, дефекти серцево-судинної системи і внутрішніх органів, недорозвинені передні відділи мозку. Такі діти вмирають у перші три місяці життя або протягом року.

Трисомія за 18-ю хромосомою називається синдромом Едвардса. Частіше цей синдром спостерігається у хлопчиків. Як і в разі синдрому Патау, у дітей спостерігаються великі дефекти черепа і скелета. Такі діти зазвичай народжуються переношеними, в асфіксії, з доліхоцефалією, вузьким лобом, виступаючою потилицею, розщепленим­ піднебінням, недорозвинутою нижньою щелепою, деформованими й низько розміщеними вушними раковинами. Відмічаються великі дефекти пальців рук, сплощення склепіння стопи, через що стопа має форму качалки, пальці ніг укорочені. Шкіра

дуже рухлива, через що утворюються зморшки на шиї та інших частинах тіла. Очі маленькі. Значні дефекти внутрішніх органів (серця, шлунково-кишкового каналу), у хлопчиків відмічається крипторхізм, а у дівчаток — гіпертрофія клітора. Хлопчики зазвичай помирають незабаром після народження, а дівчатка живуть до року.

Синдром Шерешевського — Тернера

Це захворювання вперше було описано в 1925 р. Шерешевським, а потім у 1938 р. Тернером. У 1959 р. К. Форд установив, що в цих хворих є тільки одна статева Х-хромосома. Це жінки низького зросту, зі статевим інфантилізмом. У них аномальні статеві органи, вузька піхва, недорозвинуті матка і яєчник, гіпертрофований клітор, мізерне оволосіння на лобку. У них не буває менструацій або вони одноразові. Грудні залози відсутні. На їх місці інколи є складки жиру. Соски недорозвинуті, ореоли втягнуті, широко розставлені й непігментовані. Вушні раковини деформовані, низько розміщені, шия коротка, з її боків видно широку шкірну зморшку, яка йде від соскоподібних відростків до надпліччя. Волосся на потилиці росте низько. Часто відмічалися епікант, мікро- і ретрогнатія, вузьке й високе тверде піднебіння.

ПричинанародженнядітейізсиндромомШерешевського—Тер- неранез’ясована.Вікбатьківприцьомузначеннянемає.Протетакі діти частіше народжуються у батьків низького зросту, в яких каріо­ тип за звичайного дослідження нормальний. Утрата Х-хромосоми, напевно, відбувається на перших етапах розвитку зиготи.

Синдром полісомії за Х-хромосомою в жінок

У разі каріотипу 47, ХХХ відмінностей за фенотипом може й не бути, тому що тут дві Х-хромосоми спіралізовані й представлені статевим хроматином. У таких жінок може відзначатися розумова відсталість. Такі жінки можуть мати здорових нащадків, через те що половина їхніх гамет має нормальний набір хромосом.

Описані випадки з чотирма і п’ятьма Х-хромосомами. Чим більше Х-хромосом у каріотипі, тим більше виражений дефект розумового розвитку, а також зміни фенотипу і статевий інфантилізм. Такі жінкивисокогозросту,зізначнимизмінамискелета,викривленням хребта, депігментованими плямами та ін. За каріотипу 48, ХХХХ

діти маложиттєздатні й зазвичай вмирають у перші роки життя.

Синдром Клайнфельтера

Уперше описаний Н. Клайнфельтером у 1924 р. як синдром первинного чоловічого гіпогонадизму. У 1956 р. Р. Брігс і М. Барр виявили в них зайву X-хромосому. Отже, каріотип цих хворих 47, XXY. У клітинах букального епітелію виявлений статевий хроматин, як і в нормальних жінок. До досягнення статевої зрілості

клінічно синдром може бути не виявлений. Під час статевої зрілості відзначаються ознаки євнухоїдності. У хворих недорозвинуті статеві залози за нормального розвитку статевого члена, відсутня волосистість на обличчі, гінекомастія, відкладання жиру на стегнах за жіночим типом. Вони зазвичай високого зросту за рахунок подовження ніг, тулуб відносно короткий. Волосся на лобку росте за жіночим типом, у хворих високий голос. Під час гістологічного дослідження яєчок відзначається склерозуюча гіалінізація сім’яних канальців, гіперплазія інтерстиціальних клітин Лейдига і втрата клітин Сертолі, підвищене виділення фолікуліну.

Черезвідсутністьсперматогенезутакічоловікибезплідні.Хворіна синдром Клайнфельтера страждають на дебільність різного ступеня.

Описані випадки синдрому Клайнфельтера з трьома й чотирма Х-хромосомами. Чим більше Х-хромосом у каріотипі, тим більше виражений ступінь дебільності та інші симптоми синдрому.

ПричинусиндромуКлайнфельтеранез’ясовано.Такідітизазвичай народжуються у літніх матерів, хоча каріотип у них нормальний. Нерозходження X-хромосом, напевно, відбувалося на ранніх стадіях розвитку зиготи. Спадковість у разі синдрому Клайнфельтера не вивчено, тому що ці хворі не залишають потомства.

Синдром дисомії за Y-хромосомою

Каріотип 47, ХYY описано як у здорових за фенотипом чоловіків, так і в чоловіків з гіпогонадизмом, крипторхізмом, розумовою відсталістю й добре розвинутими м’язами. Незбалансований поліморфізм статевих хромосом призводить до порушення розвитку нервової системи, зниження інтелекту, що може спричинити агресивність і кримінальні вчинки цих осіб. Учені виявили каріотип 47, XYY в агресивних чоловіків, злочинців-рецидивістів з високим зростом, правильною будовою тіла, великими вушними раковинами й надбрівними дугами, добре розвинутими м’язами, чоловічим типом оволосіння, нормальним розвитком статевих залоз, перевагою лицьового скелета над мозковим.

Моносомія за Y-хромосомою (на відміну від моносомії за Х-хромосомою) не відома. Напевно, розвиток зародка з однією Y-хромосомоюбезX-хромосоминеможливий,томущоY-хромосома несе незначну генетичну інформацію й не може компенсувати відсутню Х-хромосому.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1. Які спадкові захворювання пов’язані з порушенням каріотипу?