انتقال المعلومات الوراثية عبر الجاميتات (1n)، التنوع من الترتيب العشوائي والعبور، ثم السيادة التامة وقانونا انعزال الصفات والتوزيع الحر مع الاحتمالات ومربع بانيت.
آخر تحديث:
تنتقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء عبر الجاميتات التي تحمل مجموعة كروموسومية أحادية 1n. في الإنسان تحتوي الخلية الجسمية 2n على 46 كروموسوماً، أي 23 زوجاً؛ منها 22 زوجاً جسمياً وزوج جنسي يحدد XX أو XY. ويحمل كل كروموسوم متماثل الجينات نفسها في مواقع متطابقة، لكن اختلاف الأليلات هو مصدر مهم للتنوع.
استراتيجية الحل: حدد المعطيات والمطلوب، اكتب القانون أو العلاقة المناسبة، ثم عوّض وتحقق من الوحدات.
ينشأ تنوع الجاميتات من مصدرين: الترتيب العشوائي للكروموسومات في الطور الاستوائي الأول، والعبور بين كروماتيدين غير شقيقين في الطور التمهيدي الأول. لذلك قد تعطي خلية AaBb جاميتات AB وAb وaB وab بحسب اتجاه كل زوج ووقوع العبور.
قطعتا النقود (نشاط استهلالي): كأن كل قطعة تمثل أليلاً: إلقاء 5 مرات قد يبعد النسب عن المتوقع (1:2:1)، بينما 50 مرة تقرب النتائج من الاحتمال النظري — مثل زيادة عدد التلقيحات في تجارب مندل.
مصدر التنوع: التنوع الجيني في الجاميتات = الترتيب العشوائي + العبور (+ اختلاف الجاميتات المؤنثة والمذكرة لاحقاً).
في خلية طرازها AaBb، ينتج التنوع لأن اتجاه زوج الكروموسومات الحامل لـ A/a مستقل عن اتجاه الزوج الحامل لـ B/b. لذلك يمكن أن تتكون جاميتات AB وAb وaB وab بدلاً من نوعين فقط.
قبل الانتقال إلى قوانين مندل، ثبّت الفكرة الأساسية: الانقسام المنصف لا يوزع كروموسومات فقط، بل يصنع احتمالات متعددة للجاميتات.
درس مندل وراثة صفات البازلاء مثل لون البذرة وشكلها ولون الزهرة. عند تلقيح أملس × مجعد ظهر الجيل الأول F1 أملساً فقط، وفي F2 ظهر المجعد بنسبة 25% تقريباً، أي بنسبة شكلية 3:1. يفسر ذلك مبدأ السيادة التامة: في غير المتماثل مثل Rr يظهر تأثير الأليل السائد ويُخفى أثر الأليل المتنحي.
الجين وحدة وراثية، والأليل شكل من أشكال الجين. فالأفراد RR وRr يظهرون الصفة السائدة، بينما لا تظهر الصفة المتنحية إلا في rr. ولا يعني تماثل الأليلات لصفة واحدة أن الفرد متماثل في جميع الصفات الأخرى.
قانون انعزال الصفات: ينفصل أليلا الصفة الواحدة عن بعضهما أثناء تكوين الجاميتات (الانقسام المنصف) — في Rr ينتج نصف الجاميتات R ونصفها r.
يستخدم التلقيح الاختباري لمعرفة هل الفرد الذي يظهر الصفة السائدة نقي السلالة RR أم غير متماثل الأليلات Rr. في هذه الطريقة يزاوج الفرد المجهول مع فرد يحمل الصفة المتنحية rr دائماً؛ فإذا ظهرت الصفة السائدة في جميع الأبناء كان المجهول RR، أما إذا ظهرت الصفتان بنسبة 1:1 فالمجهول Rr.
مفتاح الحل: إذا رأيت في السؤال ظهور صفة متنحية من أب سائد، فالأب حتماً غير متماثل الأليلات (Rr).
F2 لصفة واحدة: غير متماثل × غير متماثل → نسبة جينية 1:2:1 وشكلية 3:1 للسائد:المتنحي عند السيادة التامة.
اختفاء الصفة في F1: اختفاء المتنحي في F1 لا يعني زواله — يعود في F2 بنسبة ربع عند تزاوج F1 مع بعضه.
افصل دائماً بين الطراز الجيني والطراز الشكلي: الفرد RR وRr قد يظهران الصفة السائدة نفسها، لكنهما لا يحملان التركيب الوراثي نفسه، وهذا هو سبب الحاجة إلى التلقيح الاختباري.
في مسائل الصفة الواحدة، ابدأ دائماً بسؤالين: هل الفرد نقي أم غير متماثل؟ وهل المطلوب طراز جيني أم طراز شكلي؟
تتبع نتائج مندل قواعد الاحتمال. في قاعدة الجمع نجمع احتمالي حدثين متنافيين، أما في قاعدة الضرب فنضرب احتمالي حدثين مستقلين. وتشبه احتمالات الجاميتات إلقاء العملة؛ فالفرد Tt يعطي جاميتات T وt باحتمال نصف لكل منهما، لذلك يكون احتمال tt من تلقيح Tt×Tt هو نصف × نصف = ربع.
قاعدة الضرب في مسائل الوراثة: لجاميتين مستقلين: اضرب احتمال كل أليل مطلوب. مثال: قدرة ثني اللسان Dd × Dd → P(dd)=¼، P(أنثى)=½ → P(أنثى غير قادرة)=¼×½=⅛.
مقارنة تسلسلات أليلين: مقارنة تسلسل نيوكليوتيدات الأليل السائد والمتنحي توضح أن اختلاف قاعدة واحدة قد يغيّر البروتين والصفة الظاهرة.
عند تزاوج Tt × Tt، احتمال TT يساوي احتمال أخذ T من الأب واحتمال أخذ T من الأم: .
عند استخدام الاحتمالات، اكتب الحدث المطلوب أولاً ثم حدد هل الأحداث متنافية فتجمع، أم مستقلة فتضرب.
عند دراسة صفتين معاً، مثل شكل البذرة ولونها، يعطي تلقيح أملس أصفر × مجعد أخضر جيلاً أولاً F1 كله أملس أصفر عند سيادة الصفتين. وعند تزاوج أفراد F1 من طراز RrYy تظهر في F2 نسبة شكلية تقارب 9:3:3:1 إذا كانت الصفتان مستقلتين.
ينص قانون التوزيع الحر على أن انفصال أليل صفة عن شريكه يحدث باستقلال عن أليلات الصفات الأخرى. لذلك يعطي الفرد RrYy أربعة أنواع من الجاميتات هي RY وRy وrY وry باحتمال ربع لكل نوع عند الاستقلال التام.
قانون التوزيع الحر: انفصال أليل الصفة الواحدة مستقل عن انفصال أليلات الصفات الأخرى عند تكوين الجاميتات.
مربع بانيت 4×4: لـ RrTt × RrTT: اكتب جاميتات كل أب أولاً (¼ لكل من RT,Rt,rT,rt مع النبات الأول؛ ½ RT و½ rT للثاني) ثم اضرب الاحتمالات أو املأ الشبكة.
خلط الصفات: لا تضرب 3:1 لصفة واحدة مباشرة لتوقع 9:3:3:1 دون التأكد من استقلال الصفتين — إذا ارتبطتا على كروموسوم واحد تختلف النسب.
في تزاوج AaYy × aayy، احتمال ظهور الصفة السائدة الأولى من Aa×aa هو 1/2، واحتمال ظهور اللون الأصفر من Yy×yy هو 1/2؛ وبقاعدة الضرب يكون احتمال نبات محوري الأزهار وأصفر البذور 1/4.
الخيط الجامع في وراثة مندل أن الطراز الجيني يحدد احتمالات الأمشاج، ومربع بانيت أو قانون الاحتمال يحول هذه الاحتمالات إلى طرز شكلية متوقعة.
صوّر هذا الجدول وسمِّعه:
| المفهوم | القاعدة |
|---|---|
| قانون الانعزال | ينفصل الأليلان في الأمشاج (أليل لكل مشيج) |
| قانون التوزيع المستقل | كل زوج أليلات ينعزل مستقلاً عن غيره |
| طُرز ؛ مظهر | |
| ثنائي الهجين | |
| أنواع الأمشاج | حيث عدد الأزواج غير المتماثلة |
| قاعدة الضرب | احتمال حدثين معاً (و) |
| قاعدة الجمع | احتمال أحد حدثين (أو) |
هي الكروموسومات التي تحمل الجينات للصفات الجسمية، وتشغل نفس المواقع على الكروموسومات المتماثلة.
الزوج الثالث والعشرون من الكروموسومات، يكون متماثلاً عند الأنثى (XX)، وغير متماثل عند الذكر (XY).
ترتيب كروموسومات الأم وكروموسومات الأب عشوائياً أثناء الطور الاستوائي الأول في الانقسام المنصف.
القانون الذي ينص على انفصال أليلي الصفة الواحدة عن الآخر بصورة مستقلة عن انفصال أليلات الصفات الأخرى أثناء تكوين الجاميتات.
تبادل أجزاء من المادة الوراثية بين كروماتيدين غير شقيقين لكروموسومين متماثلين أثناء الطور التمهيدي الأول من الانقسام المنصف.
حالة وراثية يظهر فيها تأثير الأليل السائد ويختفي تأثير الأليل المتنحي في الفرد غير متماثل الأليلات.
القانون الذي ينص على أن أليلي الصفة الواحدة ينفصلان أثناء تكوين الجاميتات.
مجموعة الأليلات التي يمتلكها الفرد لصفة معينة (مثل RR أو Rr أو rr).
الصفات المظهرية التي تظهر على الكائن الحي نتيجة طرازه الجيني وتفاعله مع البيئة.
الأليل الذي يظهر تأثيره في الطراز الشكلي للفرد إذا وجد ولو بنسخة واحدة.
الأليل الذي لا يظهر تأثيره في الطراز الشكلي إلا إذا كان الفرد متماثل الأليلات لهذا الأليل.
الفرد الذي يمتلك أليلين متطابقين لصفة معينة (مثل RR أو rr).
وضّح دور الترتيب العشوائي للكروموسومات وعملية العبور في التنوع الجيني للجاميتات.
مصدرا التنوع الجيني في الجاميتات: 1) الترتيب العشوائي للكروموسومات: ترتّب كروموسومات الأم والأب عشوائيًا أثناء الطور الاستوائي الأول من الانقسام المنصف، فينتج عن الفرد غير المتماثل الأليلات (مثل AaBb) عدة أنواع من الجاميتات تختلف تراكيبها الجينية (2ⁿ نوعًا حيث n عدد الأزواج غير المتماثلة). 2) العبور: تبادل أجزاء من المادة الوراثية بين كروماتيدين غير شقيقين لكروموسومين متماثلين أثناء الطور التمهيدي الأول من الانقسام المنصف، فينتج تراكيب جينية جديدة (غير أبوية) في الجاميتات. وكلتا العمليتين تزيدان التنوع الجيني بين الجاميتات الناتجة عن الفرد الواحد.
عرّف مبدأ السيادة التامة وقانون انعزال الصفات باختصار.
مبدأ السيادة التامة: عند اجتماع أليل سائد وأليل متنحٍّ للصفة نفسها في فرد غير متماثل الأليلات، يظهر تأثير الأليل السائد فقط ويُخفى تأثير الأليل المتنحي تمامًا (فالفردان RR وRr يظهران الصفة السائدة نفسها). قانون انعزال الصفات: ينص على أن أليلَي الصفة الواحدة ينفصلان (ينعزلان) عن بعضهما أثناء تكوين الجاميتات في الانقسام المنصف، بحيث يحمل كل جاميت أليلاً واحدًا فقط لكل صفة.
عند تزاوج Tt×Tt، احسب احتمال الطرازين TT و tt.
احتمال الطراز TT = 1/2 × 1/2 = 1/4، واحتمال الطراز tt = 1/2 × 1/2 = 1/4 (والباقي وهو الطراز Tt يمثل احتمال 1/2، فتكون النسبة الجينية الكلية 1 TT : 2 Tt : 1 tt).
ما النسبة الفيزيائية المتوقعة في F2 عند تزاوج F1 لصفتين مستقلتين بسيادة تامة؟
النسبة المظهرية المتوقعة في F2 عند تزاوج فردين من F1 (مثل RrYy×RrYy) لصفتين مستقلتين بسيادة تامة هي 9:3:3:1؛ أي 9 يحملان الصفتين السائدتين : 3 يحملان السائدة الأولى والمتنحية الثانية : 3 يحملان المتنحية الأولى والسائدة الثانية : 1 يحمل الصفتين المتنحيتين.
كيف تتوارث الصفات في الكائنات الحية التي تتكاثر جنسيًا؟
عن طريق الجاميتات الناتجة من الانقسام المنصف.
بطاقات مهمة
عن طريق الجاميتات التي تنتج من الانقسام المنصّف؛ إذ تحتوي الخلية الجسمية ثنائية المجموعة (2n) على نصف كروموسوماتها من الأم ونصفها من الأب، في حين يكون الجاميت أحادي المجموعة (1n).
الأزواج من 1 إلى 22 كروموسومات جسمية (متماثلة)، أمّا الزوج الثالث والعشرون فهو الكروموسومات الجنسية: متماثل عند الأنثى (XX) وغير متماثل عند الذكر (XY).
متماثل الأليلات: يحمل أليلين متشابهين للصفة الواحدة (RR أو rr)؛ وغير متماثل الأليلات: يحمل أليلين مختلفين للصفة الواحدة (Rr).
الترتيب العشوائي للكروموسومات (يؤثّر في توارث الأليلات المحمولة على كروموسومات مختلفة)، والعبور (يؤثّر في توارث الأليلات المحمولة على الكروموسوم نفسه).
ترتُّب كروموسومات الأم وكروموسومات الأب ترتيبًا عشوائيًا أثناء الطور الاستوائي الأول في الانقسام المنصّف؛ فينتج عن فرد طرازه الجيني AaBb أربعة أنواع من الجاميتات يختلف تركيبها الجيني.
تبادل أجزاء من المادة الوراثية بين كروماتيدين غير شقيقين في كروموسومين متماثلين أثناء الطور التمهيدي الأول من الانقسام المنصّف؛ ما يؤدّي إلى إنتاج تراكيب جينية جديدة في الجاميتات.
عند اجتماع أليل سائد وأليل متنحٍّ للصفة الواحدة، يظهر تأثير الأليل السائد ولا يظهر تأثير الأليل المتنحي.
الفرد الذي تظهر عليه الصفة السائدة قد يكون متماثل الأليلات (RR) أو غير متماثل الأليلات (Rr)؛ أمّا الفرد الذي تظهر عليه الصفة المتنحية فيكون دائمًا متماثل الأليلات (rr).
يختلفان في تسلسل النيوكليوتيدات للصفة الوراثية الواحدة؛ ما يؤثّر في بناء البروتينات.
أليلا الصفة الواحدة ينفصلان أحدهما عن الآخر أثناء تكوين الجاميتات.
نصائح للمراجعة
موضوعات أخرى في الوحدة