الجمعة، 14 فبراير 2014

الوراثة المندلية

الوراثة المندلية

مندل وتجاربه في الوراثة :
يعرف علم الوراثة بأنه: 

ذلك الفرع من علم الأحياء الذي يدرس الصفات الوراثية وانتقالها من الآباء إلى الأبناء ويبحث في تفسير أسباب التشابه والاختلاف بين الأفراد التي تجمعها صلة القرابة ومعرفة نظم انتقال هذه الصفات من جيل إلى جيل آخر .



ومن فوائد دراسة علم الوراثة وتطبيقاته العملية : 
1. إنتاج سلالات قوية من الحيوانات الداجنة .

2. إمدادنا طبياً بالمعلومات عن الأمراض الوراثية وكيفية الوقاية منها. 

3. دراسة التشوهات الخلقية وتقديم الاستشارات الوراثية .

4. إنتاج نباتات مقاومة للأمراض وذات محصول وفير .

مندل وتجاربه في الوراثة :



البدايات الفعلية لعلم الوراثة كانت على يد العالم النمساوي مندل (1822 – 1884) . الذي ركز في تجاربه على دراسة توارث صفات معينة لنبات البازيلاء . 


درس مندل 7 صفات وراثية في نبات البازيلاء , وقد ركز في تجاربه على دراسة كل صفة وراثية على حدة , مما سهل عليه لاحقاً التوصل إلى النتائج والفرضيات التي شكلت الأساس لعلم الوراثة وتطوره .

خطوات تجارب مندل : 

بدأ مندل تجاربه الوراثية , بمحاولة إنتاج نحلات علاملات مُجدات (كادحات) ووديعات (غير عدائيات) . حيث قام مندل بتزويج مختلط بين سلالة نحل المانية عدائية ونشطة وأفراد سلالة نحل إيطالية غير عدائية . كانت نتيجة تجربة مندل , حصوله على نحلات لا هي مثابرة ( مجدة ) ولا هي عدائية . وفي عام 1856 تحوّل اهتمام مندل من النحل إلى البازيلاء .

أولى تجارب مندل كانت دراسة آلية توارث صفة طول ساق نبات البازيلاء , وقد لجأ في البداية إلى التأكد من النقاوة السلالية للأفراد المتزاوجة من بعضها بالنسبة للصفة الوراثية المدروسة . وتوصل إلى ذلك بالسماح للنباتات بأن تلقح لعدة أجيال حتى تثبت الصفة في جميع الأفراد وتصبح متشابهة فيما بين الأبناء من جهة والآباء والأجداد من جهة ثانية .


لقد ترك مندل أزهار نبات البازيلاء طويل الساق تلقح ذاتياً حتى حصل على صفات نقية في هذه النباتات . وكذلك فعل مع أزهار نبات البازيلاء قصير الساق , التي تُركت تتلقح ذاتياً حتى حصل على صفات نقية في هذه النباتات .


وبعد حصوله على البذور من النباتات ذات الصفات النقية تابع مندل تجاربه بإجراء تلقيح خلطي بين السلالات النقية التي تحمل صفات متضادة . 

خطوات تجارب مندل :




دراسة توارث صفة طول ساق نبات البازيلاء :


1. نقل حبوب اللقاح من متك نبات طويل الساق(من سلالة نقية) إلى مياسم نبات قصير الساق (من سلالة نقية) وسمى هذين النباتين الآباء . 


2. زرع البذور الناتجة من النباتات وعندما نمت وجد ان النباتات جميعها كانت طويلة الساق . وقد سمى مندل هذه النباتات أفراد الجيل الأول .


3. زرع مندل نباتات الجيل الأول بعد أن سمح لها بالتلقيح الذاتي فحصل على نباتات طويلة الساق ونباتات قصيرة الساق بنسة 3 : 1 وسماها بأفراد الجيل الثاني . أجرى مندل هذه التجربة أيضاً مع عكس عملية التلقيح(أي نقل حبوب لقاح من متك نبات قصير الساق إلى مياسم نبات طويل الساق) .





ـ كانت كافة نباتات الجيل الأول طويلة الساق , ولم تظهر صفة قصر الساق في أفراد هذا الجيل .


ـ عادت صفة قصر الساق إلى الظهور بين أفراد الجيل الثاني إلى جانب صفة طول الساق ولاحظ مندل أن عدد نباتات البازيلاء طويلة الساق يفوق عدد النباتات قصيرة الساق بنسبة 3 : 1 .

وأيضاً من تجاربه :

دراسة توارث صفة لون قرون نبات البازيلاء :


1. نقل حبوب اللقاح من متك نبات قرونه خضراء إلى مياسم نبات قرونه صفراء وسمى هذين النباتين الآباء . 


2. زرع البذور الناتجة من النباتات وعندما نمت وجد ان النباتات جميعها كانت ذات قرون خضراء. وقد سمى مندل هذه النباتات افراد الجيل الأول .



3. زرع مندل نباتات الجيل الأول بعد أن سمح لها بالتلقيح الذاتي فحصل على نباتات قرونها خضراء ونباتات قرونها صفراء بنسة 3 : 1 وسماها بأفراد الجيل الثاني . أجرى مندل هذه التجربة أيضاً مع عكس العملية (أي نقل حبوب لقاح من متك نبات قرونه صفراء إلى مياسم نبات قرونه خضراء ) . 



ماذا لاحظ مندل هنا !؟؟

* كانت كافة نباتات الجيل الأول ذات قرون خضراء , بينما اختفت صفة القرون الصفراء في أفراد هذا الجيل .


*عادت صفة القرون الصفراء إلى الظهور إلى جانب صفة القرون الخضراء بين أفراد الجيل الثاني وكانت نسبة عدد النباتات ذات القرون الخضراء إلى عدد النباتات ذات القرون الصفراء هي 75 : 25 أي 3 : 1.


* كرر مندل تجربته هذه على صفات أخرى في البازيلاء وحصل على نتائج مماثلة .

مندل والعوامل الوراثية
عمل مندل جاهداً على تفسير الملاحظات التي تجمعت لديه أثناء إجراء تجاربه , وقد استفاد في سعيه هذا من خبرته ومعرفته الجيدة بقوانين الاحتمالات الرياضية .

لقد توقع مندل أن ما يجعل نبات البازيلاء طويل الساق أو قصيره , وقرونه صفراء أو خضراء اللون ضوابط داخلية سماها العوامل الوراثية .

وحيث أنه لم يكن معروفاً في عصره دور الكروموسومات والجينات في توارث الصفات . فقد افترض مندل في تفسير نتائجه أنه يتحكم بكل صفة وراثية عاملان منفصلان واحد من كل أب .
العوامل الوراثية عند مندل تعرف حالياً بالجينات 




ولتفسير ظهور صفة واحدة بين أفراد الجيل الأول اعتبر مندل أن أحد العوامل الوراثية تكون له سيادة تامة على العامل الوراثي الثاني بحيث يستر ( يخفي ) أثره .



ففي تجربة مندل لدراسة طول الساق , اعتبر مندل أن العامل الوراثي لصفة طول الساق في نبات البازيلاء هو عامل سائد سيادة تامة أخفى أثر العامل الوراثي (المتنحي ) لصفة قصر الساق . 



وفي دراسته لنتائج تجربته لدراسة لون القرون , اعتبر مندل أن العامل الوراثي لصفة القرون الخضراء في نبات البازيلاء هو عامل سائد سيادة تامة على العامل الوراثي لصفة القرون الصفراء ويستر أثره 

( عامل متنحي ).


لتوضيح الأمر هنا , نستخدم الأحرف اللاتينية الكبيرة Capital letters للدلالة على العامل الوراثي السائد ونستخدم الأحرف اللاتينية الصغيرة Small letters للدلالة على العامل الوراثي المتنحي .

العامل الوراثي لصفة قصر الساق t
العامل الوراثي لصفة طول الساق T 

العامل الوراثي لصفة القرون الصفراء g
العامل الوراثي لصفة القرون الخضراء G 


*جيل الآباء :


نباتات قصيرة الساق ( نقية ) tt 
نباتات طويلة الساق (نقية )TT 

نباتات ذات قرون صفراء ( نقية ) gg 
نباتات ذات قرون خضراء ( نقية ) GG


* الجيل الأول ( الأبناء )
نباتات ذات قرون خضراء ( غير نقية ) Gg
نباتات طويلة الساق ( غير نقية ) Tt


تدعى الصفة التي تظهر في أفراد الجيل الأول بالصفة السائدة أو الراجحة . وتدعى الصفة التي تختفي ظاهرياً في الجيل الأول بالصفة المتنحية.



ولكن كيف تمكن مندل من تفسير النتائج التي ظهرت بين أفراد الجيل الثاني !!!

الوراثة والإحتمالات :
بنى مندل إستنتاجات تجاربه على قوانين الاحتمالات الرياضية التي تمكننا من تقدير نسبة حدوث الفُرص . 

مثال 1 :
* إذا رمينا قطعة نقود معدنية (وجه / خلف) مرات عديدة ، فإن نسبة ظهور الوجه هي 50% ( ) من مجموع عدد مرات الرمي ونسبة ظهور الخلف كذلك هي 50% (  ) من مجموع عدد مرات الرمي . 
وبالمثل فإن احتمال إنجاب امرأة حامل لذكر =  واحتمال إنجابها لأنثى =
ومن أسس الإحتمالات المعروفة القاعدة التي تنص على أن مجموع جميع الاحتمالات في أي عملية يساوي الواحد الصحيح (1).
مجموع إحتمالات ظهور (وجه) + مجموع إحتمالات ظهور (خلف) = 1
50% + 50% = 1
مثال 2:
لو رمينا قطعتي نقود كل منهما تحتوي على وجه وخلف فإن الإحتمالات , أي التراكيب الممكن ظهورها هي عبارة عن 
خلف وجه
وجه خلف ,
خلف خلف ,
وجه وجه ,
ويحتسب احتمال حدوث حدثين مستقلين في نفس الوقت مع بعضهما البعض كناتج ضرب احتمال كل منهما على حدة .
* ظهور الوجه من القطعتين في نفس الوقت هو  ×  =  
* ظهور الخلف من القطعتين  × = 
* ظهور الخلف في قطعة والوجه في القطعة الأخرى هو2 × × 

من أسس نظرية الاحتمالات :
1. يكون مجموع جميع الاحتمالات في أي عملية يساوي 1.
2. احتمال حدوث حدثين مستقلين في نفس الوقت مع بعضهما البعض هو ناتج ضرب احتمال كل منهما على حدة.

إنّ أبسط العمليات في الوراثة تشبه رمي قطعتين من النقود في نفس الوقت . وليس عليك سوى استخدام الجاميتات بدلاً من النقود واعتبارالتراكيب الممكنة للعوامل الوراثية بدلاً من التراكيب الممكنة لوجهي قطعتي النقود .

تجارب مندل ومربع بانيت :
من الطرق السهلة لتقدير نتائج التزاوج بين كائنين حيين رسم مربعٍ يُسمى مربع بانيت punnett square .يتضمن مربع بانيت 4 خانات ، وكل خانة تحوي واحداً من إحتمالات إجتماع العوامل الوراثية لصفة معينة مورثة من الآباء .


ا
لمثال هنا ، يشير إلى تجربة مندل لدراسة صفة طول ساق نبات البازيلاء في 
الجيل الأول.
لقد 
زرع مندل البذور الناتجة من النباتات ذات الصفات النقية المتضادة ( جيل الآباء ) 
TT × tt
وعندما نمت وجد أن جميع نباتات الجيل الاول كانت طويلة الساق(صفة قصيرة الساق اختفت في افراد الجيل الأول ) . 
Tt , Tt , Tt , Tt


المثال هنا ، يشير إلى تجربة مندل لدراسة صفة طول ساق نبات البازيلاء في الجيل الثاني , فعندما زرع مندل نباتات الجيل الأول ( كلا من الوالدين يحملان جينات مختلطة ( Tt× Tt ) وبعد أن سمح لها بالتلقيح الذاتي حصل على نباتات طويلة الساق ونباتات قصيرة الساق بنسة 3 : 1 وسماها بأفراد الجيل الثاني . 
tt : TT , Tt , Tt

إذا قمت بدراسة مربع بانيت المجاور بشكل تفصيلي يمكنك تقدير التالي:
25% من الأبناء يحمل صفة سائدة ( نقية ) TT
25% من الأبناء يحمل صفة متنحية ( دائماً نقية ) tt
50% من الأبناء يحمل صفة سائدة غير متماثلة ( خليط ) Tt
ـ لاحظ هنا أن مجموع هذه التراكيب يساوي الواحد الصحيح !
ـ يمكنك أيضاً احتساب نسبة الأفراد الذين يحملون صفة سائدة ( أي الأفراد الذين يحملون صفة سائدة نقية أو خليط ) 

75% من الأبناء يحمل صفة سائدة (نقية أو خليط) Tt ، TT 

لاحظ الطريقة العلمية التي اتبعها مندل فهو :
1. ثبت كل العوامل وأبقى متغيراً واحداً في كل تجربة .
2. أجرى عدة تجارب على كل عامل للتحقق من صدق النتائج .
3. عمم بعد أن أجرى تجارب كثيرة وحصل على نفس النتائج ولم يعمم من تجربة واحدة .


المسألة الوراثية :
على الرغم أنه يمكن اتباع عدة أساليب أو طرائق مختلفة في حل المسائل الوراثية إلا أنه ـ تسهيلاً وتيسيراً يقترح اتباع الخطوات الأساسية التالية والاهتداء بها في حل المسألة الوراثية وهي :
1. كتابة الطرز الشكلية " التركيب الشكلي " Phenotype للأبوين .
2. تحديد الطرز الجينية " التركيب الجيني الوراثي " Genotype للأبوين.
3. تحديد الطرز الجينية للجاميتات المذكرة والمؤنثة المحتمل تكوينها .
4. تحديد التركيب الجيني الوراثي " الطرز الجينية " للأبناء المحتمل إنجابهم .
5. تحديد التركيب الشكلي " الطرز الشكلية " للأبناء المحتمل إنجابهم .
6. الإستنتاجات الوراثية التي يمكن إستنتاجها من حل المسألة الوراثية .
ويمكننا تمثيل حل المسألة الوراثية على الصورة التالية :



السيادة غير التامة

تتصرف معظم الجينات في خلايا النباتات والحيوانات بشكل مختلف عن تلك الجينات التي درسها مندل في نبات البازيلاء ! 
من النماذج الشائعة هنا , حالة انعدام السيادة وهي الحالة التي يوجد بها زوج من الجينات لا يكون أحدهما سائد سيادة تامة على الآخر . وعندما يتم التزاوج بين الآباء , فإن الصفة التي تظهر في جيل الأبناء تجمع ما بين الصفتين في الآباء . ومثال ذلك :وراثة لون الأزهار في نبات شب الليل .

أما حالة السيادة غير التامة فتظهر فيها صفتا الأبوين بنسب متفاوتة ، ومثال ذلك حالة أنيميا الخلايا المنجلية .
وراثة لون الأزهار في نبات شب الليل : (انعدام السيادة)
عند تلقيح نبات أحمر الأزهار نقي RR , مع آخر أبيض الأزهار WW , يكون لون الأزهار في أفراد الجيل الأول زهري اللون .


نبات أبيض الازهار (نقي)
نبات أحمر الأزهار (نقي) WW RRW , W R , R RW RW RW RW


الوراثة

تجارب مندل ووراثة الصفات في الكائنات الحية
اختر الإجابة الصحيحة فيما يلي باستخدام المؤشر ، وستظهر إشارة صح أمام الإجابة الصحيحة وإشارة خطأ أمام الإجابة الخاطئة :
1) الجزء المسؤول عن نقل الصفات الوراثية خلال الأجيال هو ؟ 

البويضة .

الحيوان المنوي. 

الكروموسوم . 

الزيجوت .

2) إن التلقيح الذاتي يمكن أن ؟ 

يتم في النبات ثنائي المسكن.

يؤدي لإظهار صفات جديدة. 

يستخدم للحصول على الصفة النقية. 

يتم في النبات أحادي المسكن بعد إزالة الأسدية . 


3) صفة قصر الساق في نبات البازيلاء لا تظهر إلا عند وجود التراكيب الجينية التالية ؟ 

TT

Tt
ST

tt

4) إن عدد أنواع الجاميتات التي ينتجها أفراد يحملون الطراز الجيني (RR) يساوي ؟ 



2





5) الصفة الوراثية النقية هي الصفة التي ؟ 

تنتقل من الآباء إلى الأبناء أحياناً . 

يتكرر ظهورها في جميع الأفراد للأجيال المتعاقبة 
توجد في الآباء ولا تنتقل إلى الأبناء 

تظهر فجأة في الأبناء مع عدم وجودها في الآباء 


6) يتحكم في صفة طول جسم الإنسان ؟

جين واحد .

زوج واحد من الجينات . 

أكثر من زوج من الجينات. 

ثلاثة جينات .

7) عند تزاوج نبات بازيلاء طويلة الساق نقية مع أخرى طويلة نقية فإن النسبة المئوية المحتملة لأفراد الجيل الأول هي ؟ 

50 % طويلة ، 50 % قصيرة .

25 % قصيرة ، 75 % طويلة. 

100 % قصيرة . 

100 طويلة. 

8) واحد من التزاوجات التالية تعطي نسبة 1 : 1 بالنسبة لصفة طول الساق في نبات البازيلاء؟ 

tt × TT

tt × Tt
tt × tt

TT × TT

9) إذا كان جين لون الشعر الأسود (B) سائد في القطط على جين اللون الأبيض (b) ، فإن الطرز الجينية المحتملة لقط أسود هي ؟ 

BB أو Bb

BB فقط
bb فقط 

bb أو BB 

10) نسبة احتمال ظهور قطة بيضاء اللون عند تزاوج قط أسود هجين مع قطة سوداء نقية هي

50 

75 % . 
صفر % . 

100 % . 

11) إحدى الصفات التالية يحتاج ظهورها لأكثر من زوج من الجينات ؟ 

لون العيون .

لون الشعر . 

القدرة على ثني اللسان . 

وجود الشعر على السلاميات الوسطى .

12) شاب يحمل صفة ثني اللسان نقية تزوج فتاة غير قادرة على ثني اللسان فإن الطرز الجينية المحتملة لابناء الأول هي ؟

Rr فقط 

RR أو rr

RR و rr

rr فقط 

13) العيون الملونة تتكون قزحيتها من ؟ 

طبقة واحدة فقط . 

طبقتين إحداهما غروية . 
طبقتين دون وجود مادة غروية . 

ثلاث طبقات إحداهن غروية . 

14) أحد الأفراد ذوي الطرز الجينية التالية لا يمكن أن يكون والد طفل أزرق العينين ؟ 

Aa

aa
AA

لا نستطيع التأكد من ذلك . 



15) إذا كان لون عيون رجل عسلي والطرز الجينية له (Aa) ،ولون عيون زوجته أيضاً عسلي وطرازها الجيني (AA) فإن الطرز الجينية المحتملة للابناء هي ؟ 

Aa , aa

AA , Aa
جميعها Aa

جميعها AA

16) تزداد نسبة احتمال إنجاب طفل موجب العامل الريزيسي يمكن أن يموت عندما تكون التراكيب الجينية للأبوين هي ؟ 

 .

 . 

 . 

.

17) يتحدد نوع الجنين في الإنسان بواسطة ؟ 

كروموسومات الأم جميعها .

كروموسومات الأب جميعها . 

كروموسوم رقم (23) عند الام فقط . 

كروموسوم رقم (23) عند الأب فقط . 

18) احتمال ولادة طفل ذكر في عائلة بعد 3 إناث هو ؟ 

 . 

 . 
 . 

 . 

19) المرض الوراثي هو الذي ينتج عن ؟ 

تناول الأم الحامل لأدوية تضر بالجنين . 

إنجاب أبناء لأم متقدمة في العمر 
خلل جيني في التركيب الكروموسومي للخلية التناسلية . 

إنجاب أبناء لأب متقدم في العمر . 



20) أدت جميع الكوارث التالية إلى تغيير الصفات الوراثية في الإنسان ما عدا كارثة ؟ 

تشيرنوبل

هيروشيما . 
نجازاكي . 

زلازل القاهرة . 

21) الطراز الجيني لرجل مصاب بمرض نزف الدم هو؟ 

XaY .

XaXA . 

XAY . 

XaYa .

22) إذا تزوجت امرأة حاملة لنزف الدم من رجل طبيعي ، فإن المتوقع أن يكون الأبناء ؟ 

جميع الذكور مصابون وجميع الإناث مصابات بالمرض .

نصف الذكور مصابون ونصفهم طبيعيون ، ونصف البنات سليمات ونصفهن حاملات للمرض . 

نصف الذكور ونصفهم طبيعيون ، ونصف البنات مصابات ونصفهن طبيعيات . 

جميع الذكور طبيعيون وجميع البنات حاملات للمرض . 

23) الطراز الجيني لفتاة حاملة لمرض عمى الألوان ؟ 

XaXa

XAXA
XAXa

XaY

24) الشخص الذي يحمل صفة الأنيميا المنجلية بصورة خليطة ؟ 

لا يتعرض للإصابة بفقر الدم . 

لا يتعرض للإصابة بالكوليرا . 
لا يقاوم أمراض جهاز المناعة . 

لا يتعرض للإصابة بالملاريا . 



25) التركيب الكروموسومي لطفلة مصابة بالبلاهة المنغولية ؟ 

45 + (XY)

45 + (XX)
44 + (XX) . 

44 + (XY)

الوراثة
تجارب مندل ووراثة الصفات في الكائنات الحية
26) تلقيح يعطي نسبة 1 : 2 : 1 في نبات شب الليل هو ؟ 

أحمر × أبيض .

أحمر × زهري . 

زهري × أبيض . 

زهري × زهري .

27) عند تلقيح نبات شب الليل أزهاره حمراء مع نبات شب الليل أزهاره بيضاء فالجيل الناتج تكون أزهاره ؟ 

جميعها حمراء .

جميعها بيضاء . 

جميعها زهرية . 

نصفها حمراء ونصفها بيضاء . 

28) عند تلقيح ابقار بيضاء مع ثيران حمراء اللون فإن ظهور أبقار قرمدية اللون يمثل حالة ؟ 

جينات متعادلة السيادة . 

صفات مندلية . 
سيادة تامة . 

جينات متأثرة بالبيئة . 

29) نبات الهالوك الذي يتعرض للضوء تظهر أوراقه بلون ؟ 

أخضر . 

أبيض
أحمر . 

وردي . 



ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق