Интегрированный урок на материале тем "Группы крови", "Эволюция человека" и решение генетических задач по теме "Наследование групп крови"

Куркина Наталья Александровна, учитель биологии МКОУ Берёзовская КСШИ, 2017 год. Авторский материал: Интегрированный урок  на материале  тем: «Группы крови», «Эволюция человека» и решение генетических  задач по теме «Наследование групп крови».

Особую роль в активизации познавательного процесса играют интегрированные уроки.  На основании содержания тем «Группы крови», «Эволюция человека» и решение генетических  задач по теме «Наследование групп крови» имеется уникальная возможность для организации одного из таких уроков.

 Групповые особенности крови человека являются постоянным признаком, передаются по наследству, возникают во внутриутробном периоде и не изменяются в течение жизни или под влиянием болезней.

Было установлено, что реакция агглютинации происходит при склеивании антигенов одной группы крови (их назвали агглютиногенами), которые находятся в красных кровяных тельцах - эритроцитах с антителами другой группы (их назвали агглютининам), находящимися в плазме - жидкой части крови. Разделение крови по системе АВ0 на основано на том, что кровь может содержать или не содержать антигены (агглютиногены) А и В, а также антитела (агглютинины) α (альфа или анти-А) и β (бета или анти-Б).
I группа - не содержит агглютиногенов (антигенов), но содержит агглютинины (антитела) α и β. Так как эта группа не содержит инородных частиц (антигенов), то ее можно переливать всем людям. Человек с такой группой крови -  универсальный донор.
Считается что это самая древняя группа крови или группа «охотников», которая возникла за 60000 - 40000 лет до н.э, в эпоху неандертальцев и кроманьонцев, которые умели только собирать пищу и охотиться. Людям с первой группой крови свойственные качества лидера.
II группа содержит агглютиноген (антиген) А и агглютинин β (антитела к агглютиногену В). Поэтому ее можно переливать только тем группам, которые не содержат антиген В - это I и II группы. Эта группа появилась позже первой, между 25000 и 15000 годами до н.э., когда человек начал осваивать земледелие. Людей со второй группой крови особенно много в Европе. Считается, что люди, имеющие эту группу крови также склонны к лидерству, но более гибки в общении с окружающими, чем люди с  первой группой.
III группа содержит агглютиноген (антиген) В и агглютинин α (антитела к агглютиногену А). Поэтому ее можно переливать только тем группам, которые не содержат антиген А - это I и III группы. Третья группа появилась около 15000 лет до н.э, когда человек начал заселять более северные холодные районы. Впервые эта группа крови появилась у монголоидной расы. Со временем носители группы стали перемещаться на европейский континент. И сегодня людей с такой кровью очень много в Азии и Восточной Европе. Как правило, люди, имеющие эту группу крови обычно терпеливы и очень исполнительны.
IV группа крови содержит агглютиногены (антигены) А и В, но содержит агглютининов (антител). Поэтому ее можно переливать только тем, у кого такая же, четвертая группа крови. Но, так как в крови таких людей нет антител, способных склеиться с вводимыми извне антителами, то им можно переливать кровь любой группы. Считается, что  люди с четвертой группой крови являются универсальными реципиентами.
Четвертая группа - новейшая из четырех групп человеческой крови. Она появилась менее 1000 лет назад в результате смешения индоевропейцев, носителей I группы и монголоидов, носителей III группы. Она встречается редко.

Под агглютинацией мы подразумеваем склеивание эритроцитов и их разрушение. «Агглютинация (позднелатинское слово aglutinatio — склеивание) — склеивание и выпадение в осадок корпускулярных частиц — бактерий, эритроцитов, тромбоцитов, клеток тканей, корпускулярных химически активных частиц с адсорбированными на них антигенами или антителами, взвешенных в среде электролитов»

Группа крови (фенотип) наследуется по законам генетики и определяется набором генов (генотипом), получаемых с материнской и отцовской хромосомой. Человек может иметь только те антигены крови, которые имеются у его родителей. Наследование групп крови по системе АВО определяется тремя генами — А, В и О. В каждой хромосоме может быть только один ген, поэтому ребенок получает от родителей только два гена (один от матери, другой от отца), которые и вызывают появление в эритроцитах двух антигенов системы АВО.

Антигены крови появляются на 2—3-м месяце внутриутробной жизни и к рождению ребенка хорошо определяются. Естественные антитела выявляются с 3-го месяца после рождения и к 5—10 годам достигают максимального титра.

Может показаться странным, что группа крови может определять, насколько организм хорошо усваивает те или иные продукты, однако, медицина подтверждает тот факт, что существуют болезни, которые чаще всего встречаются у людей определенной группы крови.  Методику питания по группам крови разработал американский врач Питер Д'Адамо. Согласно его теории, усвояемость пищи, эффективность её использования организмом напрямую связана с генетическими особенностями человека, с его группой крови. Для нормальной деятельности иммунной и пищеварительной систем человеку нужно употреблять продукты, соответствующие его группе крови. Иными словами, те продукты, которыми в давние времена питались его предки. Исключение из рациона веществ, несовместимых с кровью, уменьшает зашлакованность организма, улучшает работу внутренних органов.

Виды деятельности в зависимости от групп крови. Результаты исследования групп крови выступают тем самым в ряду других доказательств «кровного родства» и еще раз подтверждают тезис о едином происхождении человеческого рода.

Различные группы появились у человека в результате мутаций. Мутация – это спонтанные изменения наследственного материала, решающим образом влияющие на способность живого существа к выживанию. Человек в целом является результатом бесчисленных мутаций. Тот факт, что человек все еще существует, свидетельствует о том, что во все времена он умел приспосабливаться к окружающей среде и дать потомство. Образование групп крови также происходило в виде мутаций и естественного отбора.

Группа крови I (0) - охотник

Эволюция систем пищеварения и иммунной защиты организма продолжалась несколько десятков тысяч лет. Примерно 40 000 лет тому назад, в начале верхнего палеолита, неандертальцы уступили свое место ископаемым типам современного человека. Наиболее распространенным из них был кроманьонец (от названия грота Кро-Маньон в Дордони, Южная Франция), отличавшийся ярко выраженными европеоидными чертами. Собственно говоря, в эпоху верхнего палеолита возникли все три современные большие расы: европеоидная, негроидная и монголоидная. Согласно теории поляка Людвика Хирсцфельда, у ископаемых людей всех трех рас была одна и та же группа крови - 0 (I), а все остальные группы крови выделились посредством мутации из "первокрови" наших первобытных предков. Кроманьонцы довели до совершенства коллективные методы охоты на мамонтов и пещерных медведей, известные еще их предшественникам неандертальцам. Со временем человек стал самым умным и самым опасным хищником в природе. Главным источником энергии охотников-кроманьонцев было мясо, то есть животный белок. Пищеварительный тракт кроманьонца был наилучшим образом приспособлен для переваривания огромного количества мяса - вот почему у современного человека 0-типа кислотность желудочного сока несколько выше, чем у людей с другими группами крови. Кроманьонцы обладали сильной и стойкой иммунной системой, позволявшей им без труда справляться практически с любой инфекцией. Если средняя продолжительность жизни неандертальцев составляла в среднем двадцать один год, то кроманьонцы жили значительно дольше. В суровых условиях первобытной жизни могли выжить и выживали только наиболее сильные и подвижные особи. В каждой из групп крови на генном уровне закодирована важнейшая информация об образе жизни наших предков, включая мускульную активность и, например, тип питания. Вот почему современные носители группы крови 0 (I) предпочитают заниматься агрессивными и экстремальными видами спорта.

Группа крови II (A) - аграрий (землепашец)

К концу ледникового периода на смену эпохи палеолита пришел мезолит. Так называемый "средний каменный век" продолжался от ХIV-ХII до VI-V тысячелетий до н.э. Рост численности населения и неизбежное истребление крупных животных привели к тому, что охота не могла больше прокормить людей. Очередной кризис в истории человеческой цивилизации способствовал развитию земледелия и переходу к прочной оседлости. Глобальное изменение образа жизни и, как следствие, типа питания влекли за собой и дальнейшую эволюцию пищеварительной и иммунной систем. И опять выживал сильнейший. В условиях скученности и проживания в аграрной общине мог уцелеть только тот, чей иммунный аппарат был в состоянии справиться с инфекциями, характерными для общинного образа жизни. Наряду с дальнейшей перестройкой пищеварительного тракта, когда основным источником энергии становился не животный, а растительный белок, все это и привело к возникновению "аграрно-вегетарианской" группы крови А (II). Великое переселение индоевропейских народов в Европу привело к тому, что в настоящее время в Западной Европе преобладают люди именно А-типа. В отличие от агрессивных "охотников" обладатели группы крови А (II) более приспособлены к выживанию в плотно заселенных регионах. Со временем ген А стал если не признаком типично городского жителя, то гарантией выживания во время эпидемий чумы и холеры, выкашивавших в свое время пол-Европы (согласно новейшим исследованиям европейских иммунологов, после средневековых пандемий оставались в живых главным образом люди А-типа). Умение и необходимость сосуществовать с себе подобными, меньшая агрессивность, большая контактность, то есть все то, что мы называем социально-психологической стабильностью личности, заложено в обладателях группы крови А (II) опять-таки на генном уровне. Именно поэтому люди А-типа в подавляющем большинстве предпочитают заниматься интеллектуальными видами спорта, а выбирая один из стилей боевых единоборств, отдадут предпочтение не каратэ, а, скажем, айкидо.

Группа крови III(B) - варвар (кочевник)

Считается, что прародина гена группы В находится в предгорьях Западных Гималаев на территории нынешних Индии и Пакистана. Миграция земледельческо-скотоводческих племен из Восточной Африки и расширение экспансии воинственных монголоидов-кочевников на север и северо-восток Европы привели к повсеместному распространению и проникновению гена В во многие, прежде всего восточноевропейские, популяции. Приручение лошади и изобретение повозки сделало кочевников особенно подвижными, а колоссальная даже по тем временам численность населения позволила им долгие тысячелетия доминировать в бескрайних степях Евразии от Монголии и Урала до нынешней Восточной Германии. Культивируемый веками способ производства, главным образом скотоводческое хозяйство, предопределил особую эволюцию не только пищеварительной системы (в отличие от 0- и А-типов молоко и молочные продукты считаются у людей В-типа не менее важными, чем мясопродукты), но и психологии. Суровые климатические условия наложили особый отпечаток на азиатский характер. Терпение, целеустремленность и невозмутимость вплоть до сегодняшних дней считаются на Востоке едва ли не главными добродетелями. По всей видимости, этим и можно объяснить выдающиеся успехи азиатов в некоторых видах спорта средней интенсивности, которые требуют развития специальной выносливости, например в бадминтоне или настольном теннисе.

Группа крови IV (AB) - смешанный (современный)

Группа крови АВ (IV) возникла в результате смешения индоевропейцев - обладателей гена А и варваров-кочевников - носителей гена В. На сегодняшний день зарегистрировано всего лишь 6% европейцев с группой крови АВ, которая считается самой молодой в системе АВО. Геохимический анализ костных останков из различных захоронений на территории современной Европы убедительно доказывает: еще в VIII-IX веках нашей эры массового смешения групп А и В не произошло, а первые сколько-нибудь серьезные контакты представителей вышеупомянутых групп состоялись в период массовой миграции с Востока в Центральную Европу и датируется X-XI веками. Уникальная группа крови АВ (IV) заключается в том, что ее носители унаследовали иммунологическую стойкость обеих групп. АВ-тип чрезвычайно стоек к разного рода аутоиммунным и аллергическим заболеваниям, правда, некоторые гематологи и иммунологи считают, что смешанный брак увеличивает предрасположенность людей АВ-типа к целому ряду онкологических заболеваний (если родители относятся к А- В- типам, то вероятность рождения ребенка с группой крови АВ составляет примерно 25%). Для смешанного типа крови характерен и смешанный тип питания, причем "варварская" составляющая требует мяса, а "аграрные" корни и низкая кислотность - вегетарианских блюд. Реакция на стресс АВ-типа аналогична той, что демонстрируют обладатели группы крови А, поэтому их спортивные предпочтения, в принципе, совпадают, то есть наибольших успехов они, как правило, добиваются в интеллектуальных и медитативных видах спорта, а также в плавании, горном туризме и велоспорте.

Образцы  решения  задач по теме «Наследование  групп крови»

Кодоминирование – это наследование  групп крови человека. Этот тип наследования можно определить как случай отсутствия доминантно – рецессивных отношений и фенотипического проявления обоих аллелей у гетерозиготных организмов.

1) Аллель  J^A контролирует антиген A эритроцитов при генотипе   J^A J^A   и   J^A J^O ;                 2) При гомозиготе   J^O J^O  эритроциты без антигенов; 

3) Если генотип неизвестен, предполагают, что он гетерозиготен.

Задача №1. В семье Петровых у жены и мужа одинаковая  вторая группа крови. Может ли быть у детей первая группа крови?

Дано: мама 2 гр., папа 2 гр.

Найти:  вероятность (%)  детей  с 1гр. крови                

Решение:

P        A O     2 гр.                                                             A O     2 гр

v            A ,    O                                                                           A ,    O                                  

F₁

	A	O
A	A A            2 гр.	A O          2 гр.
O	A O           2 гр.	O O         1 гр.                25%

Ответ:    вероятность проявления признака 2 группа крови  у их детей равна  25% .

Задача №2. В суде рассматривается дело об отцовстве Коли, имеющего  4 группу крови. Предполагают, что отцом ребёнка может быть Владимир Иванович, имеющий 1 группу крови или Станислав Михайлович. Как бы вы разрешили этот спор, если Колина мама имеет 4 группу крови?

Дано: мама 4 гр., папа Владимир  1 гр., папа Станислав 2 гр.

Найти: отца мальчика

Решение:

P        A B     4 гр.                                                                         O O        1  гр.

v            A ,    B                                                                                    O                                  

F₁

	O	O
A	A O            2 гр.	A O          2 гр.
B	B O           3 гр.	B O         3 гр.

 или другой вариант:

 P        A B     4 гр.                                                                         A O        2 гр.

v            A ,    B                                                                                    O                                  

F₁

	A	O
A	A A            2 гр.	A O          2 гр.
B	A B            4 гр.	B O         3 гр.

Ответ:    вероятно, что отец мальчика - Станислав Михайлович (2 группа крови).