الوحدة الثانية - الوراثة

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

• توجد المادة الوراثية في كل خلية من خلايا جسم الإنسان داخل النواة على شكل كرموسومات .
• يوجد في كل خلية من خلايا جسم الإنسان 46 كرموسوم كل واحد منها يتكون من عدد من الجينات.
• يتحكم بنقل الصفة الوراثية زوج من الجينات .
• توجد الكرموسومات في النواة على شكل أزواج متماثلة نصفها من الأب ونصفها من الأم لهذا فإن الصفة الوراثية تحدد بزوج من الجينات احدهما قادم من الأب و الأخر من الأم.
• أن الاختلاف في الصفات المظهرية ناتج عن الاختلاف في الصفات المورثة من الآباء.

 : وضح المفاهيم والمصطلحات التالية:
الصفات الوراثية ، الكر موسوم ، الجين.

إجابات الأسئلة الواردة في الكتاب ص 73:
- النشاط (2-1) :
الصفات التي تجعل الناس مختلفين .
- لماذا لا تلد الكلبة قطاً أو فاراً؟
لأن المادة الوراثية في الكلبة تختلف عن المادة الوراثية في القط والفأر.
- ما الجزء المسئول عن نقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء ؟
الجين هو الوحدة الأساسية لنقل الصفات الوراثية.
- ما هي مكونات الخلية ؟
الغشاء البلازمي، والسيتوبلازم ، و النواة.
- ما هي أجزاء النواة ؟
1- الغلاف النووي
2- النوية
3- السائل النووي
4- مادة الوراثة (DNA ) التي تسبح في السائل النووي

- أكمل الفراغ بالكلمات المناسبة:
- الجزء من الخلية الذي يحتوي على المادة الوراثية..............
- توجد المادة الوراثية في النواة على شكل .........................
- الجزء من الكرموسوم المسئول عن نقل صفة وراثية محددة هو.................
- الصفة الوراثية الواحدة تحدد بزوج من ...................
- ................ هو اتحاد الجاميت الذكري مع الجاميت الأنثوي
- أن زوج الجينات التي يتحكم بنقل الصفة الوراثية احدهما مورث من ........... والآخر من .........
تقويم :
1- ما أجزاء الخلية؟
2- في أي جزء من الخلية توجد مادة الوراثة؟
3- ما الشكل الذي توجد عليه مادة الوراثة؟
4- ماذا يسمى الجزء من الكرموسوم المسئول عن نقل الصفة الوراثية؟
5- ما عدد الجينات التي تتحكم بنقل الصفة الوراثية؟
6- عدد الكرموسومات في كل خلية من خلايا جسم الإنسان 46 كرموسوم توجد على شكل أزواج متماثلة( 23 زوج) نصفها من الأب و النصف الأخر من الأم كيف تربط ذلك بعدد الجينات التي تتحكم بنقل الصفة الوراثية؟

إجابات الأسئلة:
1- الغشاء البلازمي، و السيتوبلازم ، و النواة.
2- توجد مادة الوراثة في النواة.
3- توجد مادة الوراثة على شكل كرموسومات.
4- الجين.
5- زوج من الجينات.
6- كل زوج من الجينات محدد لصفة وراثية واحدة محمول على أزواج الكرموسومات المتماثلة ، و واحد من هذه الجينات من الأب والأخر من الأم.
الانقسام المنصف
- يحدث الانقسام المنصف في الأعضاء التناسلية للنبات والحيوان ( الخصية والمبيض في الحيوان ، حبوب لقاح في الأعضاء الذكرية ( المَتْك ) والمبيض في النبات)
- أن المادة الوراثية تنتقل من الآباء إلى الأبناء (التكاثر الجنسي) في المرحلة الأولى من تكون الجنين وذلك عند اتحاد خلية تناسلية من الأب مع خلية تناسلية من الأم.
- عدد الكرموسومات في خلايا كل من الأب (46) و الأم (46) .
- تنصيف عدد الكرموسومات في خلايا كل من الأب وألام قبل اتحادهما يحدث فعلاً خلال الانقسام المنصف للخلايا التناسلية في الأعضاء التناسلية.
- تسمى الجاميتات الذكرية الحيوان المنوي، و الجاميتات الأنثوية البويضة.
- يحدث الانقسام المنصف على مرحلتين:
تنتج في المرحلة الأولى خليتين في كل منها نصف العدد الأصلي من الكرموسومات، ثم تمر كل خلية بالمرحلة الثانية حيث تنقسم إلى خليتن وبذلك يزداد عدد الخلايا.
- ينتج عن الانقسام المنصف أربعة خلايا فردية المجموعة الكرموسومية تتمايز إلى جاميتات ( الحيوانات منوية أو بويضات أو حبوب لقاح في الأعضاء الذكرية في النبات)
- ما أهمية الانقسام المنصف ؟
الحفاظ على ثبات عدد الكرموسومات في الكائنات الحية.

- عرف المفاهيم والمصطلحات :
الانقسام المنصف ، الجاميتات، خلية زوجية المجموعة الكرموسومية، خلية فردية المجموعة الكرموسومية، الحيوان المنوي، البويضة، الإخصاب، البويضة المخصبة.

إجابات (ص75 ) الكتاب:
1- الحيوان المنوي ‘ 23
2- البويضة ،23
3- إخصاب
4- زيجوت (بويضة مخصبة )

سؤال : عدد الكرموسومات في الذرة 20 كرموسوم :
1- ما عدد الكرموسومات في خلايا أوراق الذرة؟ 20 كرموسوم.
2- ما عدد الكرموسومات في حبوب اللقاح للذرة؟ ولماذا؟
عددها 10 لان حبوب اللقاح جاميتات حدث لها انقسام منصف.
3- ما عدد الكرموسومات في البويضة المخصبة في الذرة؟و لماذا؟
20 وذلك لان البويضة المخصبة ناتجة عن اتحاد جاميت ذكري(حبة لقاح) مع جاميت أنثوي ( البويضة)


سؤال:
1- ما أهمية الانقسام المنصف للكائنات التي تتكاثر جنسياً؟يحافظ على ثبات عدد الكرموسومات في النوع الواحد من الكائنات الحية.
2- ماذا تسمى الخلايا الناتجة من الانقسام المنصف في الذكر و في الأنثى؟
في الذكر تسمى الحيوان المنوي و في الأنثى البويضة.
3- ما عدد الكرموسومات في بويضة الإنسان ؟ (23)
4- ماذا تسمى الخلية الناتجة عن اتحاد جاميت ذكري مع جاميت أنثوي؟
البويضة المخصبة ( الزيجوت).
5- - ما العملية التي تنتج عن اتحاد جاميت ذكري مع جاميت أنثوي ؟ إخصاب

تقويم :
سؤال : - ما عدد الكرموسومات في خلايا جسم الإنسان؟

- ما عدد الكرموسومات في الحيوان المنوي و البويضة في الإنسان؟
- صف مراحل تكوين البويضة المخصبة ( الزيجوت)


تجارب مندل في الوراثة

كان جريجور مندل دائم الاهتمام بموضوع الوراثه مما قاده الى القيام بسلسله من التجار ب على النباتات .وقد اختار نبات البازيلاء موضوعا لدراسته . وذلك لوجود العديد من الصفات الواضحه والمتضادة في هذا النبات فساق النبات طويل أو قصيرة ولون الازهار فيه ملون او أبيض والبذور ملساء أو مجعده … الخ .
وقد بدا مندل دراسته باختيار إحدى الصفات المتضادة في البازيلاء ففي واحدة من تجاربه الاولى درس صفتى طول الساق وقصره المتضادتين حيث قام باختيار نبات بازيلاء طويلة الساق بصوره نقيه وقد تضمن ذلك بإجراء تلقيح ذاتي في هذا النبات لعدة اجيال فكانت جميع الافراد الناتجه طويلة الساق . كما اختار نبات بازيلاء آخر قصيره الساق وتاكد من نقاوة صفة قصر الساق بنفس الطريقة السابقة .
بعد ذلك قام بتهجين هذين النباتين إذ نقل حبوب اللقاح من متك النبات طويل الساق الى ميسم النبات قصير الساق كما نقل حبوب اللقاح من متك النبات قصير الساق الى ميسم النبات طويل الساق . وحتى يضمن عدم حدوث التليقيح الذاتي قطع اسدية النبات الذي نقلت اليه حبوب اللقاح . وبعد فترة جمع البذور الناتجه من عملية التلقيح والاخصاب وزرعها فكانت جميع النباتات الناتجه طويلة الساق وهي نباتات الجيل الاول .
ولما كانت نباتات الجيل الاول ذات سيقان طويلة افترض مندل بان الطول هي الصفة السائدة وان القصر هي الصفه المتنحية بعد ذلك قام بإجراء تلقيح ذاتي لأحد نباتات الجيل الاول طويلة الساق فأعطت بذورا قام بزرعها فكونت الجيل الثاني الذي اشتمل على نباتات طويلة الساق واخرى قصيرة الساق ، ثلاثة أرباع النباتات الناتجه كانت طويلة الساق وإن الربع الباقي كان قصير الساق .
لذلك اقترح مندل أن جسم الكائن الحي يحتوي على عدد من التراكيب المجهريه اطلق عليها اسم العوامل الوراثية أي هي الجينات وان هذه العوامل تسيطر على ظهور الصفات الوراثيه في الكائن الحي وبناء على ما اقترحه مندل فإن لكل صفه متضاده في نبات البازيلاء عوامل الوراثيه منفصله خاصة بها فمثلا يحدد بعضها إنتاج ساق طويله في النبات في حين يحدد بعضها الاخر إنتاج ساق قصيرة وحتى يمكن تفسير ظهور الصفة السائده والمتنحية بنسبة ثلاثة علي واحد بين افراد الجيل الثاني افترض مندل العوامل الوراثيه بشكل أزواج وبناء على التجارب السابقه وضع مندل استنتاجاته في قانون يعرف بقانون مندل الاول و الانعزال العوامل .وينص هذا القانون بان تتحدد كل صفه وراثيين ينفصل بعضهما عن بعض كلياً عند تكوين الجاميتات .





مندل وتجاربه في الوراثة
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 .


الصفات المتضادة
قصير طويل قصير ،طويل طول الساق
مجعد أملس مجعد ،أملس شكل القرون
أصفر أخضر أصفر ،أخضر لون القرون
مجعد أملس مجعد ،أملس شكل البذور
أخضر أصفر أخضر ،أصفر لون البذور
أبيض ملون أبيض ،ملون غلاف قشرة البذرة
طرفي محوري طرفي ،محوري موضع الزهرة































لماذا كان نبات البازيلاء اختياراً موفقاً لتجارب مندل ؟
1. عمر الجيل قصير نسبياً (عدة أشهر)
2. سهل الزراعة والتلقيح .
3. يحتوى نبات البازيلاء على مجموعة من الصفات المتضادة والتي يسهل ملاحظتها وتمييزها .

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) .




جاميتات الآباء : T ، T t ، t







النسبة :
3: 4 ( 75٪ ) نبات طويل الساق
1: 4 ( 25٪ ) نبات قصير الساق
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 !!!



مادة الوراثة في الخلية
لم يكن معروفاً في عصر مندل دور الكروموسومات والجينات في توارث الصفات .
ولهذا فقد افترض مندل في تفسير نتائجه انه يتحكم بكل صفة وراثية عاملان منفصلان
واحد من كل أب وتعرف العوامل الوراثية عند مندل حالياً بالجينات.
لقد عرفت من دراستك السابقة أن النواة تعمل في الخلية على تنظيم الأنشطة الحيوية ،
وتسمى المادة الوراثية التي تحملها الكروموسومات بالجينات .
و يحمل الكروموسوم الواحد عدداً كبيراً من الجينات المسؤولة عن الصفات الوراثية .
الجزء المسؤول عن نقل الصفات الوراثية خلال الأجيال هو الكروموسوم
الكروموسومات في خلايا الإنسان
تنتقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء على شكل جُسيمات دقيقة جداً تُسمى الكروموسومات (صبيغات وراثية)
يبلغ عدد الكروموسومات في كل خلية من خلايا جسمنا 46 كروموسوماً تكون على صورة 23 زوج ، وكل زوج منها عبارة عن كروموسومين .
نُعطي كل زوج من هذه الأزواج المتطابقة رقماً يميزه عن الآخر ، ابتداءً برقم واحد للزوج الأول وصولاً إلى رقم 23 للزوج الأخير .
ونسمي الزوج رقم 23 زوج الكروموسومات الجنسية ، وذلك تمييزاً لها عن بقية الأزواج الكروماسيمية ، من 1 إلى 22 والتي تُسمى أزواج الكروموسومات غير الجنسية .
فإذا قارنا الزوج الجنسي عند الذكور والإناث ،
لوجدنا أن زوج الكروموسومات الجنسي عن الإناث تقريباً متطابقين (أي متشابهين كثيراً في الشكل والطول) وكل واحد منهما نرمز إليه X .
بينما الكروموسومين في الزوج الجنسي لدى الذكور مختلفين ، فواحد منهما يُرمز له بالحرف اللاتيني X (وهو يشبه كروموسوم X لدى الإناث)
بينما الآخر مختلف فهو أقصر بكثير من كروموسوم X ويُرمز إليه بالحرف اللاتيني Y .
يبدأ الإنسان حياته بخلية واحدة فيها 46 كروموسوم وعندما يكتمل بناء الجسم نجد أن الإنسان يتكون من بلايين الخلايا المتراصة ،
ولكل خلية نواة مملوءة بـِ 46 كروموسوم ، ويستثنى من ذلك الخلايا الجنسية (الحيوان المنوي والبويضة)
ففي كل منها 23 كروموسوم فقط .
وعندما يلقح الحيوان المنوي بالبويضة (أي تندمج مع بعضها)
فإن العدد الكامل للكروموسومات يكتمل فيصبح داخل الخلية الجديدة هذه 46 كروموسوم .

- خطوات تجربة العالم مندل باستعانة الشكل (2-8) :
1- الآباء التي اختارها العالم مندل ذات صفات نقية( متماثلة الجينات )
2- الصفة التي تظهر في أفراد الجيل الأول( اللون البنفسجي) عند تلقيح نباتين متضادي الصفة نقيين هي الصفة السائدة في النبات و الصفة التي تختفي هي الصفة المتنحية(الأبيض).
- تفسير العالم مندل لهذه النتائج :
وجود عاملين يتحكمان في ظهور الصفة الوراثية، احدهما من الأب والأخر من الأم .
- أن العامل الذي أشار إليه مندل يعرف حالياً بالجين، ولتسهيل دراسة توارث الجينات يعبر عنها بالرموز ( الأحرف الانجليزية) حيث يمثل الحرف الكبير الجين للصفة السائدة والحرف الصغير الجين للصفة المتنحية وتطبيق ذلك على تجربة مندل كما في المخطط الآتي:









ينفصل زوج الجينات للصفة الواحدة عن بعضهما في الآباء عند تكوين الجاميتات بحيث يذهب كل جين إلى جاميت في عملية الانقسام المنصف و قد عبر مندل عن ذلك بقانون أسماه قانون انعزال الصفات وهو قانون مندل الأول

ما الفرق بين الصفة النقية و الصفة غير النقية؟
الصفة النقية يكون زوج الجينات الذي يحددها متماثل مثلاً بنفسجي نقي BB
الصفة غير النقية يكون زوج الجينات الذي يحددها غير متماثل مثلاً بنفسجي غير نقي Bb

سؤال : قام مندل بتطبيق التجربة السابقة على صفة طول الساق لنبات البازيلاء فكان أفراد الجيل الأول طويلي الساق .
1 - ما الصفة السائدة؟
2- ما الصفة المتنحية؟
3- ما جينات الآباء و الأبناء لهذه الصفة؟(استخدم الرمز T لجين الطول و الرمز t لجين القصر

إجابة السؤال:
1- طويل الساق
2- قصير الساق
3- الآباء: طويل الساق:TT
قصير الساق: tt
الأبناء: Tt

- استخدم مربع بانيت للحصول على النتائج المتوقعة عند تلقيح نباتي بازيلاء كل منهما لونه بنفسجي غير نقي ، إذا كان الرمز ( B ) يمثل جين لون الأزهار البنفسجية السائد ، وجين اللون الأبيض بالر مز ( b ) .


b B نبات بنفسجي غير نقي جينات الآباء
b B جاميتات الآباء
B b B B
b b B b b



نبات بنفسجي غير نقي
b B

النتائج :
3: 4 ( 75٪ ) نبات بنفسجي
1: 4 ( 25٪ ) نبات أبيض



 : استخدم مربع بانيت للحصول على النتائج المتوقعة عند تلقيح نباتي بازيلاء كل منهما طويل الساق غير نقي ، إذا كان الرمز ( T ) يمثل جين طول الساق السائد ، وجين القصر بالر مز ( t )


t T نبات طويل الساق غير نقي جينات الآباء
جاميتات الآباء





نبات طويل الساق غير نقي
t T





تقويم :
- كيف يتم انتقال الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء حسب تفسير مندل .
- فسير سبب اختيار مندل نبات البازيلاء.
- أذكر ثلاث أزواج من الصفات المتضادة التي درسها مندل في نبات البازيلاء ؟
- تتبع خطوات تجارب العالم مندل.
- ميز بين مفهومي الصفة السائدة و الصفة المتنحية.
عرف المفاهيم والمصطلحات التالية :
صفة نقية، الصفة غير النقية، صفات متضادة، الصفة السائدة، الصفة المتنحية.