XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Изучение наследования признаков по родословной семьи Нестеренко

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Нестеренко И.В. 1

---

1МБОУ «СОШ» №30

Белякова Ю.В. 1

---

1МБОУ «СОШ» №30

Работа в формате PDF

173.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Никто из нас не свалился с луны.

Все мы – ветви и листья

огромного и переплетённого

общечеловеческого дерева.

Введение

Изучение фенотипических признаков не теряет своей актуальности до сих пор. Наверное, каждый человек задавался вопросом, на кого из родителей он похож. Или, например, родители новорождённого ребёнка спорят о том, чьи из них фенотипические данные малыш унаследовал. Изучение фенотипических признаков играет немаловажную роль и при установлении родства, ведь у кровных родственников хоть в какой-то мере есть схожесть во внешности.

В связи с этим, меня заинтересовали следующие вопросы:

1) По линии какого родителя мною унаследованы фенотипические признаки?

2) Передадутся ли мои фенотипические признаки моим потомкам?

3) Какое количество моих кровных родственников имеют схожие фенотипические признаки?

4) Какие интересные факты можно выяснить при исследовании генеалогического древа нашего рода?

Именно эти вопросы подтолкнули меня на проведение данного исследования. Исходя из этого, сформулирована цель исследования- изучить наследование фенотипических признаков с помощью генеалогического метода.

Из поставленной цели, вытекают следующие задачи, которые необходимо выполнить для решения поставленной проблемы:

1) Изучить специальную литературу в рамках данного проекта.

2) Составить и проанализировать родословную своей семьи для выяснения доли наследования признаков: цвета глаз, цвета волос, праворукости среди моих кровных родственников.

3) Выяснить свой генотип и генотипы родителей, обусловленные изучаемыми фенотипическими признаками.

4) Предположить, с помощью решения генетических задач, вероятность наследования моих фенотипических признаков у потомков.

Актуальность исследования является изучение фенотипических признаков.

Гипотеза исследования: предположим, признаки цвета глаз, цвета волос, праворукость передались мне от матери.

Предмет исследования: наследование фенотипических признаков.

Объект исследования: родословная моей семьи по цвету глаз, цвету волос и праворукости.

В ходе работы были использованы методы исследования: анализ, синтез, математическая обработка данных, беседа, моделирование, прогнозирование и генеалогический метод.

Продукт: составление родословной дерева по фенотипическим признакам.

Теоретическая и практическая значимость.

Опираясь на данное исследование, можно проследить и выяснить передачу многих признаков и наследственных заболеваний в семье, предположить проявление тех или иных признаков у потомков, а также использовать этот материал на уроках биологии.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Исследование наследственности человека

1.1. Методы исследования наследственности человека

В ходе изучения справочной, научной литературы, были рассмотрены различные методы исследования генетики человека. Конечно, в настоящее время генетика настолько развита, что решение такой проблемы, как изучение признаков, не составляет особого труда для науки. В распоряжении учёных есть большое количество методов исследования: клинико-генеалогический, близнецовый, биохимический, популяционный, онтогенетический, цитологический. Наиболее широкое распространение имеют биохимический, цитологический и генеалогический методы.

Генеалогический метод основан на составлении родословной человека и изучении характера наследования признака. Это самый давний метод. Суть его состоит в установлении родословных связей и определении доминантных и рецессивных признаков и характера их наследования. Особенно эффективен этот метод при исследовании генных мутаций. Генеалогический метод основан на составлении родословной человека и изучении характера наследования признака. Это самый давний метод. Суть его состоит в установлении родословных связей и определении доминантных и рецессивных признаков и характера их наследования. Особенно эффективен этот метод при исследовании генных мутаций. [11] Такой подход предложил Ф. Гальтон.

Цитогенетический метод заключается в микроскопическом исследовании структуры хромосом и их количества у здоровых и больных людей. Из трех типов мутаций под микроскопом могут обнаруживаться лишь хромосомные и геномные мутации. Наиболее простым методом является экспресс-диагностика – исследование количества половых хромосом по Х-хроматину. В норме у женщин одна Х-хромосома в клетках находится в виде тельца хроматина, а у мужчин такое тельце отсутствует. При трисомии по половой паре у женщин наблюдаются два тельца, а у мужчин – одно. Для идентификации трисомии по другим парам исследуется кариотип соматических клеток и составляется диограмма, которая сравнивается со стандартной. [11] Цитологический метод исследования генетики человека, его развитие и становление связаны с такими учёными, как Альберт Леван и Джо Хин.

Биохимический методизучение изменений в биологических параметрах организма, связанных с изменением генотипа. Результат изучения — определение нарушений в составе крови, в околоплодной жидкости и т. д. [11] Биохимический метод открыл английский врач А. Гарродом.

К сожалению, людям, не занятым в сфере науки, применить большую часть даже данных методов просто невозможно. При всём желании, у обычного человека зачастую нет возможности приобрести дорогостоящую аппаратуру. Так, например, для использования в работе цитогенетического метода необходимо иметь необходимые специальные реактивы, которые практически невозможно приобрети. Биохимическим методом тоже невозможно воспользоваться, так как он достаточно сложный и дорогостоящий.

После изучения данных методов генетического исследования, был сделан вывод, что наиболее подходящим в данном случае является генеалогический метод. Он действительно удобен, так как для его использования необходимо лишь составить свою родословную, получив информацию о родственниках. Конечно, получение этой информации может и оказаться трудностью, но эту проблему гораздо проще решить с помощью опроса родственников, чем искать аппаратуру для других методов исследования.

1.2. История происхождения генеалогии

Генеалогия – это наука о цепочках родства семьи либо целых династий, если рассматривать эту историческую дисциплину в широком смысле. В более узком понимании генеалогия фамилии подразумевает регулярный сбор сведений о преемстве поколений, происхождении рода, а также систематизацию полученных материалов и документов в хронологическом порядке. Откуда возникло специфическое название и что повлияло на появление замысловатого термина? Как и другие науки современности, генеалогия рода пришла к нам из Древней Греции. Genealogia в переводе означает «родословие семьи», где genea – «семья», logos – «знание», «слово».[2]

Генеалогия семьи у нас ведет свое начало со времен царской России. Не секрет, что в ту пору право на владение имуществом первостепенно передавалось по прямой, отцовской линии. Из-за чего в обществе знатных родов возникла необходимость вести семейные списки с указанием фамилий от предков к потомкам, чтобы доказать право человека на наследство. Так появились первые генеалогические схемы (родословные древа) российских династий, по которым историки и простые любители генеалогии определяют родственную связь между поколениями дворянства, например, XVI и XV веков. История России формируется из тысяч судеб и событий, происходящих в жизни каждой отдельно взятой семьи. И, проводя исследование генеалогии фамилии или рода по нескольким ветвям, люди еще раз подтверждают это, проникаясь духом единения с предками, а также пониманием значимости своей личности в историческом процессе существования целого государства. [2]

Родословие бывает восходящее и нисходящее. При составлении нисходящего родословия начинают с самого отдалённого из известных предков и постепенно переходят к его потомкам. Такое родословие позволяет наглядно представить общую картину жизни и деятельности рода, начиная с более отдалённых времён и постепенно разворачивая до наших дней.

В восходящем родословии объектом исследования является лицо, о предках которого собираются сведения. С него начинают, затем уже идут по восходящим ступеням или коленам, т.е. к отцу, деду, прадеду и т.д. Это вид родословия, когда у исследователя ещё мало сведений, когда он последовательно идёт от известного к неизвестному.

Моё исследование основывается на построении восходящего родословия. Лицо, от которого начинают составлять родословную, называют пробандом. Братьев и сестер пробанда называют сибсами. После пробанда собираются сведения о его детях, если это взрослый, а затем о сибсах пробанда с учётом последовательности беременностей матери и их исходах. Если пробанд – ребёнок, то после сведений о нём собираются сведения о его сибсах. Следующий этап в сборе родословной – сбор сведений обо всех кровных родственниках по материнской линии. Сначала выясняется всё о матери пробанда, её сибсах и их детях. Затем записываются данные о бабке по линии матери, её сибсах. Если возможно, собираются сведения о прабабке и прадеде пробанда.

Далее собираются сведения о деде пробанда по линии матери, его сибсах, их детях, внуках. Только после окончательного сбора сведений о родственниках по линии матери, аналогично собираются сведения о родственниках по линии отца. Родственники отца изображаются в левой половине родословной, и следует обратить внимание на правильное обозначение линий пересечения.

Родословие может иметь символический способ оформления (генеалогическое древо), или оформление в виде таблицы. Выбран именно символический способ оформления родословия.

Если родословная очень обширная, то все поколения изображаются не горизонтальными рядами, как в большинстве случаев, а располагаются по окружности. Если в родословной прослеживаются несколько признаков, то для обозначения каждого из них используются нестандартные символы. К родословной прилагается пояснительная записка – легенда, включающая список нестандартных обозначений. Каждое поколение изображается на одной линии и обозначается римскими цифрами сверху вниз. Каждый член поколения, включая супругов, обозначается арабской цифрой (нумерация слева направо для каждого поколения с единицы).

1. 3. Сущность фенотипических признаков и правила их наследования

Фенотип (от греческого слова phaino – являю, обнаруживаю) – это совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе индивидуального развития. Фенотип складывается в результате взаимодействия наследственных свойств организма-генотипа и условий среды обитания. В ядрах клеток содержится полученный от родителей набор хромосом, несущих совокупность генов, которые характерны для данного вида вообще и для данного организма в частности. Эти гены несут информацию о белках, которые могут синтезироваться в этом организме, а также о механизмах, определяющих сам синтез и его регуляцию. В процессе онтогенеза осуществляется последовательное включение генов и синтез тех белков, которые они кодируют (экспрессия генов). В результате происходит развитие всех признаков и свойств организма, которые и составляют фенотип. Таким образом, фенотип – это продукт реализации той генетической программы, которая содержится в генотипе. Аллели, отвечающие за признаки, могут быть как доминантными, так и рецессивными. [1]

2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

Исследование родословной семьи Нестеренко

2.1 Организация исследования

В соответствии с целями и задачами были разработаны следующие этапы исследования.

Первый этап включил в себя анализ изученной литературы.

На втором этапе был собран материал и информация для составления родословной.

Третий этап заключался в анализе родословной с целью выяснения доли наследования признаков в семье.

На четвертом этапе исследования были определены генотипы пробанда и его родителей.

Пятый этап включил прогнозирование наследования признаков пробанда его детям.

2.2 Составление и анализ родословной семьи Нестеренко

Семья, по определению, данному в словаре Ожегова, - это группа живущих вместе родственников. Сколько же их, этих родственников? С помощью опроса членов семьи, были собраны необходимые данные о родственниках. Благодаря изучению специальной литературы, составлено родословие (Приложение 3). В данном родословии я являюсь пробандом.

Особый интерес вызвало наследование в роду следующих признаков: цвета глаз, цвета волос и леворукости. В связи с этим составлена таблица «Доминантные и рецессивные признаки человека». (Приложение 2) Эта информация необходима для решения генетических задач, она включает все признаки, изучаемые в данном проекте. Данные признаки были обозначены таким образом: А, а – цвет глаз (А – карие глаза, а – голубые, зеленые, либо серые глаза); В, в – цвет волос (В – темные волосы, в – русые волосы); С, с – леворукость и праворукость. (С – праворукость, с – леворукость).

Благодаря составленному родословию, проведен анализ характера наследования данных признаков. Выяснено, что из 11 человек (столько входит в родословие) 3 - имеют глаза карего цвета и 6 – голубого, 2 - зеленого. Также, согласно проведённым подсчётам, 11 человек являются правшами. 11 человек – обладатели русых волос.

Какие гены отвечают за проявление данного признака? Согласно составленной таблице (Приложение 2), гены, отвечающие за голубые глаза, русые волосы, леворукость являются рецессивными. Получается, что обладатели данных признаков имеют генотип аа вв сс.

В родословной присутствуют обладатели генотипов: АаввСс, либо ААввСС – 3 человек (2 человек- 1 поколене, 1 человек- 2 поколение); ааввСС, либо ааввСс – 8 человек (1 человек – первое поколение, 3 – второе, 4 человека - третье поколение). Затем был выяснен свой генотип и генотипы родителей. Я– обладательница голубых глаз, русых волос и праворукости. Следовательно, мой генотип – ааввСс или ааввСС. Моя мать имеет точно такие же фенотипические признаки. Получается, что её генотип – тоже ааввСС или ааввСс. У моего отца- карие глаза, русые волосы и праворукость. Следовательно, его генотип– ААввСС, либо АаввСс. Для точного выяснения, я составила и решила задачи (Приложение 3).

2.3 Прогнозирование

Последним этапом исследования было прогнозирование вероятности наследования моих признаков с помощью решения генетических задач. Для этого я составила и решила следующие задачи (Приложение 4).

1) Гомозиготная по рецессивным признакам цвета глаз и волос праворукая женщина вышла замуж за гомозиготного по доминантному признаку мужчину. Каков генотип их детей?

2) Гомозиготная по рецессивному признакам цвета глаз и волос праворукая женщина вышла замуж за гетерозиготного по доминантному признаку мужчину. Каков генотип их детей?

3) Гомозиготная по рецессивным признакам цвета глаз и волос праворукая женщина вышла замуж за мужчину гомозиготному по рецессивным признакам. Каков генотип детей?

При решении первой задачи выяснили, что в данном случае вероятность рождения ребёнка с каким-либо из моих изучаемых признаков равна 0%, кроме передачи леворукости. Он будет иметь генотип АаВвСС.

В ходе решения второй задачи было выяснено, что вероятность рождения ребёнка, унаследовавшего мой генотип – 25%. (Вероятные генотипы детей: АаВвСС, ааВвСС, АаввСс, ааввСс)

В ходе решения третьей задачи выяснено, что все дети будут иметь генотип ааввСс, т.е. иметь признаки матери.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучив и составив родословную, мною найдено много интересного о своих корнях, об особенностях наследования признаков. Гипотеза выдвинутая вначале работы подтвердилась. Исследование родословной позволило выяснитьнаследование признаков в моей семье.

На основании исследования сделаны следующие выводы:

1. Мой генотип является гомозиготным по рецессивным признакам: цвету волос и глаз и гомозиготен по доминантному признаку – праворукости. (аа ввСС).

2. Генотип моей матери гетерозиготен по доминантным признаку праворукости, гомозиготен по рецессивным признакам: цвету волос и глаз. (ааввСс).

3. Генотип моего отца гомозиготен по рецессивным признаку цвета волос и доминантному признаку праворукости. (АаввСС).

4. 0% вероятности рождения ребёнка с моими фенотипическими данным, если отец его будет гомозиготен по доминантным признакам.

5. 25% наследования ребёнком моих фенотипических признаков, если его отец будет гетерозиготен по доминантным признакам.

6. Дети будут иметь мои признаки в том случае, если их отец будет рецессивной гомозиготой.

7. Зная свою родословную, можно выяснить, какие признаки или наследственные болезни передаются в семье, предположить наследование того или иного признака у детей, узнать, от кого получены имеющиеся признаки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Аспиз М.Е.Энциклопедический словарь юного биолога – М: Педагогика, 1986

2. Александр Андреев. Создай свою родословную. Как самому без больших затрат времени и средств найти своих предков и написать историю собственного рода 2015.

3. Алексашина И.Ю. Полная энциклопедия школьника. – Санкт-Петербург: Весь, 2005.

4. Боринская С.А. Гены в нашей жизни / Биология в школе, 2001, №2.

5. Гончаров О.В. Генетика. – Саратов: Лицей, 2005.

6. Дерябина Н.Е. Организация наследственного аппарата / Биология для школьников, 2007, №4.

7. Захаров В.Б. Мамонтов С.Г. Сонин Н.И. Общая биология – М: Дрофа, 2001.

8. Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология: 10-11 классы. – М.; 2005.

9. Локшин Г.И. Биология. Словарь – справочник для школьников. – М: Лист, 1998.

10. Лобашев М.Е. Генетика с основами селекции. – М.: Просвещение, 1979.

11. Фин А.А. Отчего у некоторых людей «главная» рука – левая?/ А почему?, 2007, №1.

12. https://studfile.net/preview/5811065/page:37/

Приложение 1

Приложение 2

Наследование признаков у человека

Приложение 3

Решение задач для выяснение генотипа пробанда и генотипов его родителей.

1. Р ♂ ааввсс X ♀ ааввСС

Г авс авС

F₁ ааввСc

Ответ: генотип бабушки Колоскова М. И. – ааввСс.

2. Р ♂ ааввСС X ♀ ааввСс

Г авс авС

F₁ ааввСс

Ответ: генотип мамы Нестеренко Т. В. – ааввСс.

3. Р ♂ ааввСС X ♀ ааввСс

Г авС авс

F₁ ааввСС ааввСс

Ответ: генотип меня Нестерернко И.В. – ааввСС.

Приложение 4

Решение задач для выяснения наследования признаков потомства (прогнозирование).

1. Р ♂ ААВВСС X ♀ ааввСС

Г АВС авС

F₁ АаВвСС

Ответ: ребенок от этого брака будет иметь генотип – АаВвСС.

2. Р ♂ АаВвСс X ♀ ааввСС

Г АВС АвС аВС авс авС

F₁ АаВвСС АаввСС ааВвСС ааввСс

Ответ: вероятность рождения ребенка с признаками пробанда – 25%.

3. Р ♂ ааввсс X ♀ ааввСС

Г авс авС

F₁ ааввСс

Ответ: у всех детей будут схожие генотипы.