Задачи на близнецовый метод антропогенетики
Задача 1.
Конкордантность монозиготных близнецов по массе тела составляет 80%, а дизиготных близнецов – 30%. Каковы доля наследственности и доля среды в формировании этого признака.
Решение:
Рассчитаем долю участия наследственности и долю участия внешней среды в развитии изучаемого признака по массе тела:
1. Расчитаем коэффициент наследуемости признака по формуле Хольцингера:
где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
Тогда
H = (80 — 30)/(100 — 30) = 50/70 = 0,714.
2. Рассчитаем долю среды в формировании признака по формуле:
C = 1 — H
C = 1 — 0,714 = 0,286.
Расчеты показали, что в развитии этой патологии существенное значение имеют наследственные факторы.
Ответ:
Доля наследственности в развитии веса равна 0,714; доля среды в развитии этого признака равна 0,286.
Задача 2.
Изучены 40 пар монозиготных и 80 пар дизиготных близнецов. Во всех этих парах хотя бы у одного из близнецов имелся изучаемый признаков. При этом в 32-х парах монозиготных близнецов и в 16-и парах дизиготных близнецов этот признак имелся и у второго близнеца. Определите коэффициент наследуемости изучаемого признака.
Решение:
1. Вычислим коэффициент конкордантности по изучаемому признаку для монозиготных близнецов.
КМБ = 32/40 = 0,8 = 80%.
2. Рассчитаем коэффициент конкордантности по изучаемому признаку для дизиготных близнецов:
КДБ = 16/80 = 0,2 = 20%.
3. Вычислим коэффициент наследуемости изучаемого признака по формуле Хольцингера:
Н = (КМБ — КДБ)/(100 — КДБ), где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
H = (80 — 20)/(100 — 20) = 60/80 = 0,75.
Ответ:
Доля наследственности в развитии изучаемого признака равна 0,75. Это значит, что на развитие этого признака существенное влияние оказывает генотип человека.
Задача 3.
Конкордантность монозиготных близнецов по шизофрении составляет 67%, а дизиготных близнецов – 12,1%. Каковы доля наследственности и доля среды в развитии шизофрении?
Решение:
Дано:
КМБ = 67% ; КДБ = 12,1%.
1. Для решения задачи используем формулу Хольцингера, позволяющую определить долю наследственности (Н) в развитии изучаемого признака, и формулу для расчета доли среды (С) в формировании изучаемого признака.
Н = (КМБ – КДБ)/(100 – КДБ); С = 1 - Н, где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
С – доля среды в формирование изучаемого признака.
2. Подставим в формулу Хольцингера численные значения коэффициента конкондартности для моно- и дизиготных близнецов и выполним соответствующие вычисления.
Н = (67 – 12,1)/(100 – 12,1) = 54,9/87,9 = 0,645.
3. Подставим в формулу для определения доли среды в формировании шизофрении найденное численное значение коэффициента наследуемости и выполним соответствующие вычисления.
С = 1 – Н = 1 – 0,645 = 0,355.
Мы вычислили долю наследственности и долю среды в формировании шизофрении. Расчеты показали, что в развитии этой патологии существенное значение имеет наследственные факторы.
Ответ:
Доля наследственности в развитии шизофрении равна 0,645; доля среды в развитии этого патологического признака равна 0,355.
Задача 4.
В одной из популяций изучали наследуемость бронхиальной астмы. Были изучены 46 пар монозиготных и 120 пар дизиготных близнецов. Во всех этих парах хотя бы один из близнецов страдал бронхиальной астмой. При этом в 23-х парах монозиготных близнецов и в 6-и парах дизиготных близнецов второй близнец тоже страдал бронхиальной астмой. Определите коэффициент наследуемости бронхиальной астмы.
Решение:
Для того, чтобы мы могли воспользоваться формулой Хольцингера, нам необходимо вычислить коэффициенты конкордантности по бронхиальной астме а) для монозиготных близнецов и б) для дизиготных близнецов.
1. Сначала вычислим коэффициент конкордантности по бронхиальной астме для монозиготных близнецов.
КМБ = 23/46 = 0,5 = 50%.
2. Затем рассчитаем коэффициент конкордантности по бронхиальной астме для дизиготных близнецов.
КДБ = 6/120 = 0,05 = 5%.
3. Напишем формулу Хольцингера, позволяющую оценить степень участия наследственности в формировании бронхиальной астмы.
Н = (КМБ – КДБ)/(100 – КДБ), где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
4. Теперь, подставив ранее найденные численные значения коэффициентов конкордантности, вычислим коэффициент наследуемости бронхиальной астмы.
Н = (50 – 5)/(100 – 5) = 45/95 = 0,47.
Ответ:
Коэффициент наследуемости бронхиальной астмы равен 0,47. Это значит, что признак развивается под влиянием факторов внешней среды при наличии генетической предрасположенности.
Задача 5.
Конкордантность монозиготных близнецов по туберкулёзу составляет 66,7%, а дизиготных близнецов – 23%. Каковы доля наследственности и доля среды в развитии туберкулёза.
Решение:
Дано:
КМБ = 66,7% ; КДБ = 23%.
1. Для решения задачи используем формулу Хольцингера, позволяющую определить долю наследственности (Н) в развитии изучаемого признака, и формулу для расчета доли среды (С) в формировании изучаемого признака.
Н = (КМБ – КДБ)/(100 – КДБ); С = 1 - Н, где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
С – доля среды в формирование изучаемого признака.
2. Подставим в формулу Хольцингера численные значения коэффициента конкондартности для моно- и дизиготных близнецов и выполним соответствующие вычисления.
Н = (66,7 – 23)/(100 – 23) = 43,7/77,9 = 0,568.
3. Подставим в формулу для определения доли среды в формировании туберкулёза найденное численное значение коэффициента наследуемости и выполним соответствующие вычисления.
С = 1 – Н = 1 – 0,568 = 0,432.
Мы вычислили долю наследственности и долю среды в формировании туберкулёза. Расчеты показали, что в развитии этой патологии существенное значение имеет наследственные факторы.
Ответ:
Доля наследственности в развитии туберкулёза равна 0,568; доля среды в развитии этого патологического признака равна 0,432.
Задача 6.
Учёные-генетики провели массовое исследование распространённого признака - косолапости на примере близнецов. Изучены 200 пар монозиготных и 500 пар дизиготных близнецов. Во всех этих парах хотя бы у одного из близнецов имелся изучаемый признак. При этом в 91-ой парах монозиготных близнецов и в 91-ой парах дизиготных близнецов этот признак имелся и у второго близнеца. Определите коэффициент наследуемости изучаемого признака.
Решение:
1. Вычислим коэффициент конкордантности по изучаемому признаку для монозиготных близнецов.
КМБ = 91/200 = 0,455 = 45,5%.
2. Рассчитаем коэффициент конкордантности по изучаемому признаку для дизиготных близнецов.
КДБ = 91/500 = 0,182 = 18,2%
3. Вычислим коэффициент наследуемости изучаемого признака по формуле Хольцингера:
Н = (КМБ — КДБ)/(100 — КДБ), где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
H = (45,5 — 18,2)/(100 — 18,2) =
= 27,5/81,8 = 0,336.
Ответ:
Доля наследственности в развитии косолапости равна 0,336. Это значит, что на развитие этого признака существенное влияние оказывает среда, в которой проживает человек.
Задача 7.
Конкордантность монозиготных близнецов по ревматизму составляет 47,3%, а дизиготных близнецов – 17,3%. Каковы доля наследственности и доля среды в развитии шизофрении.
Решение:
Дано:
КМБ = 47,3% ; КДБ = 17,3%.
1. Для решения задачи используем формулу Хольцингера, позволяющую определить долю наследственности (Н) в развитии изучаемого признака, и формулу для расчета доли среды (С) в формировании изучаемого признака.
Н = (КМБ – КДБ)/(100 – КДБ); С = 1 - Н, где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
С – доля среды в формирование изучаемого признака.
2. Подставим в формулу Хольцингера численные значения коэффициента конкондартности для моно- и дизиготных близнецов и выполним соответствующие вычисления.
Н = (47,3 – 17,3)/(100 – 17,3) = 30/92,7 = 0,324.
3. Подставим в формулу для определения доли среды в формировании ревматизма найденное численное значение коэффициента наследуемости и выполним соответствующие вычисления.
С = 1 – Н = 1 – 0,324 = 0,676.
Мы вычислили долю наследственности и долю среды в формировании ревматизма. Расчеты показали, что в развитии этой патологии существенное значение имеют факторы среды.
Ответ:
Доля наследственности в развитии ревматизма равна 0,324; доля среды в развитии этого патологического признака равна 0,676.
Задача 8.
В одной из популяций изучали наследуемость сахарного диабета. Были изучены 50 пар монозиготных и 120 пар дизиготных близнецов. Во всех этих парах хотя бы один из близнецов страдал сахарным диабетом. При этом в 29-ти парах монозиготных близнецов и в 24-х парах дизиготных близнецов второй близнец тоже страдал сахарным диабетом. Определите коэффициент наследуемости сахарным диабетом в данной популяции.
Решение:
Для того, чтобы мы могли воспользоваться формулой Хольцингера, нам необходимо вычислить коэффициенты конкордантности по бронхиальной астме а) для монозиготных близнецов и б) для дизиготных близнецов.
1. Сначала вычислим коэффициент конкордантности по сахарному диабету для монозиготных близнецов.
КМБ = 29/50 = 0,58 = 58%.
2. Затем рассчитаем коэффициент конкордантности по сахарному диабету для дизиготных близнецов.
КДБ = 24/120 = 0,20 = 20%.
3. Напишем формулу Хольцингера, позволяющую оценить степень участия наследственности в формировании бронхиальной астмы.
Н = (КМБ – КДБ)/(100 – КДБ),
где
Н – коэффициент наследуемости, доля вклада наследственности в формирование изучаемого признака;
КМБ - коэффициент конкордантности монозиготных близнецов по изучаемому признаку;
КДБ - коэффициент конкордантности дизиготных близнецов по изучаемому признаку.
4. Теперь, подставив ранее найденные численные значения коэффициентов конкордантности, вычислим коэффициент наследуемости сахарного диабета.
Н = (55 – 20)/(100 – 20) = 35/80 = 0,438.
Ответ:
Коэффициент наследуемости сахарного диабета в данной популяции равен 0,438. Это значит, что признак развивается под влиянием факторов внешней среды при наличии генетической предрасположенности.
