Як розв'язувати задачі на групу крові і резус фактора

Рішення задач з генетики на групу крові – це не тільки захоплююче проведення часу на уроках біології, але і важливий процес, який використовується на практиці в різних лабораторіях і медико-генетичних консультаціях. Тут є свої особливості, які безпосередньо пов'язані із спадкуванням генів групи крові людини.

Різні варіанти запису групи крові людини

Кров є рідким середовищем організму, і в ній знаходяться формені елементи – еритроцити, а також рідка плазма. Наявність або відсутність яких-небудь речовин в крові людини запрограмована на генетичному рівні, що і відображається відповідним записом при вирішенні завдань.


Найбільш поширеними вважаються три види запису групи крові людини:

По системі АВ0.

По наявності або відсутності резус-фактора.

По системі MN.

Система АВ0

В основі даного типу запису лежить така взаємодія генів, як кодоминирование. Воно свідчить, що ген може бути представлений не більше, ніж двома різними алелями, і кожен з них в генотипі людини має свій власний прояв. Для рішення задачі на групу крові слід пам'ятати ще одне правило кодоминирования: тут немає рецесивних або домінантних генів. Це означає, що різні комбінації алелей можуть дати велику різноманітність нащадків. Ген А в цій системі відповідає за появу антигену А на поверхні еритроцитів, ген – за утворення антигену на поверхні цих клітин, а ген 0 – за відсутність того чи іншого антигену. Наприклад, якщо генотип людини записується як IAIB (ген I використовується для розв'язання задачі з генетики на групу крові), то на його еритроцитах присутні обидва антигену. Якщо ж у нього немає цих антигенів, але в плазмі присутні антитіла «альфа» і «бета», то його генотип записується як I0I0.


На основі групи крові проводять переливання від донора до реципієнта. У сучасній медицині прийшли до висновку, що найкращим переливанням є той випадок, коли донор і реципієнт мають одну і ту ж групу крові. Однак може виникнути у практиці ситуація, коли немає можливості знайти потрібну людину-з тією ж групою крові, що і потерпілий, якому необхідно переливання. У цьому випадку користуються фенотипическими особливостями першої і четвертої групи. У людей з першою групою на поверхні еритроцитів відсутні антигени, що дає можливість перелити таку кров будь-якій іншій людині з найменшими наслідками. Це означає, що такі люди є універсальними донорами. Якщо мова йде про 4 групі, то такі організми відносяться до універсальних реципієнтам, тобто їм можуть переливати кров від будь-якого донора. Завдання на групу крові вимагають певної запису генотипів. Ось 4 групи людей за наявністю антигенів на поверхні еритроцитів та їх можливі генотипи: I(0)-група. Генотип I0I0. II(А)-група. Генотипи IAIA або IAI0. III(В)-група. Генотипи IBIB або IBI0. IV(AB)-група. Генотип IAIB.

Групи крові по резус-фактору

Ще один спосіб позначення груп крові людини, який заснований на наявності або відсутності резус-фактора. Цей фактор також являє собою складний білок, який утворюється в крові. Він кодується кількома парами генів, проте визначальна роль відводиться генам, які позначаються літерами D (позитивний резус, або Rh+) і d ( негативний резус, або Rh-). Відповідно, передача цієї ознаки обумовлюється моногенним спадкуванням, а не кодомінування.
Завдання на групи крові з рішенням вимагають наступного запису генотипів:

Люди з резус-позитивною групою крові мають генотипи DD або Dd.

У людей з негативним резус-фактором генотип записується, як dd.

Система MN

Цей спосіб запису зустрічається частіше у країнах Західної Європи, однак також може використовуватися при розв'язанні задачі на групу крові. Він заснований на прояві двох алельних генів, які успадковуються за типом кодоминирования. Кожен з цих алелей відповідає за синтез білка в крові людини. Якщо генотип організму являє собою комбінацію MM, то в його крові є тільки той тип білка, який кодується відповідним геном. Якщо ж такий генотип поміняти на MN, то в плазмі будуть знаходитися вже два різних види білка. Завдання на групу крові за системою MN вимагають наступного запису генотипів:

Група людей з генотипом MN.

Група людей з генотипом MM.

Група людей з генотипом NN.

Особливості рішення задач з генетики

При оформленні генетичних задач необхідно дотримувати наступні правила:

Написати таблицю досліджуваних ознак, а також генів і генотипів, які відповідають за прояв цієї ознаки.

Написати генотипи батьків: спочатку пишеться особина жіночої статі, а потім чоловічого.

Позначити гамети, які дає кожна особина.

Простежити генотипи і фенотип нащадків F1 та, якщо вимагає того завдання, написати ймовірність їх появи.

Також рішення задач з генетики на групи крові вимагає розуміння типу взаємодії, який вам був запропонований в умові. Від цього залежить хід рішення, а також ви заздалегідь можете передбачити результати схрещування і можливу ймовірність появи зигот. Якщо для одного і того ж умови підходять два або більш види взаємодії генів, завжди береться найпростіший з них.

Завдання по системі АВ0

Завдання з біології на групу крові за системою АВ0 вирішуються наступним чином: «Жінка, яка має першу групу крові, вийшла заміж за чоловіка з четвертою групою крові. Визначити генотип і фенотип їхніх дітей, а також ймовірність появи зигот з різними генотипами». Спочатку ми повинні знати, які гени за який прояв ознак відповідають:

Ознака



Гени



Генотип



1 група крові



I0



I0I0



2 група крові



IA, I0



IAIA, IAI0



3 група крові



IB, I0



IBIB, IBI0



4 група крові



IA, IB



IAIB

Потім, ми пишемо генотипи батьків і їх гамети:

Р: ? I0I0 х ? IAIB.

G: I0 I0 IA IB.

Далі, ми по черзі схрещуємо отримані гамети між собою. Для цього можна використовувати решітку Пеннета:

гамети жіночі/чоловічі



IA



IB



I0



IAI0; 2 група крові



IBI0; 3 група крові



I0



IAI0; 2 група крові



IBI0; 3 група крові

Оскільки ймовірність утворення гамет обох батьків складає 50 %, то кожний з 4 варіантів генотипів дітей може проявитися з 25 % ймовірністю.

Рішення завдань: група крові, резус-фактор

При вирішенні завдань на резус-фактор ми можемо користуватися правилами звичайного моногенних успадкування ознак. Наприклад, ми чоловік і жінка вступили в шлюб і обидва були резус-позитивними гетерозиготами. Першим пунктом ми пишемо таблицю генів і відповідних фенотипових ознак:

Ознака



Ген



Генотип



Резус позитивний; Rh+



D



DD Dd



Резус негативний;Rh -



d



dd

Потім ми записуємо генотипи батьків і їх гамети:

Р: ? Dd х ? Dd.

G: D d D d.

Другий закон Менделя свідчить, що при схрещуванні двох гетерозигот розщеплення за фенотипом складе 3:1 а за генотипом 1:2:1. Це означає, що ми можемо отримати дітей з позитивним резус-фактором в 75 % випадків, а з негативним резус-фактором з імовірністю 25 %. Генотипи можуть бути наступними: DD Dd і dd у співвідношенні 1:2:1 відповідно. Загалом, завдання на групи крові та резус-фактора вирішуються набагато простіше, ніж по системі АВ0. Визначати резус-фактор батьків і їхніх майбутніх дітей важливо при плануванні сім'ї, т. к. бувають випадки резус-конфлікту, коли у матері Rh+, а у дитини Rh-, або навпаки. У таких випадках з'являється загроза викидня, тому вагітні жінки спостерігаються в спеціальних установах.

Завдання на групи крові по системі MN

У генетичних завданнях такого типу дотримуються правила кодоминирования, однак рішення спрощується наявністю лише двох видів алельних генів. Припустимо, чоловік з генотипом MN одружився на жінці з такими ж генами. Необхідно визначити генотип і фенотип дітей, а також ймовірність їх появи. У цьому разі запис генів і ознак не обов'язкова, оскільки позначення умовні і не грають великої ролі при вирішенні задачі.

Р: ? MN х ? MN.

G: M N M N.

Якщо розписати решітку Пеннета, ми отримаємо схожу картину, як і при моногенному спадкування. Однак розщеплення за генотипом 1:2:1 буде збігатися і з розщепленням за фенотипом, оскільки тут кожен алель має свій прояв, а рецесивні і домінантні гени відсутні. Діти з генотипом MN будуть народжуватися з імовірністю 50 %, коли дитина з генотипом MM або NN буде з'являтися з 25 % ймовірністю кожен.