قانونا مندل في الوراثة

1. التعرف إلى قوانين مندل في الوراثة.
2. تطبيق قوانين الاحتمالات في حل المسائل الوراثية.
3. حل مسائل وراثية باستخدام مربع بانيت وطريقة الخطوط المتفرعة.
4. بيان أهمية استخدام التلقيح التجريبي.

قانون مندل الأول: كيف تنفصل الأليلات؟

• أما العالم غريغور مندل فقد وضع أسس علم الوراثة.
• غريغور مندل 1822-1884

درس عالم الوراثة غريغور مندل توارث الصفات بين سلالات نبات البازيلاء من خلال عملية التهجين، وكان لمعرفته في الرياضيات الأثر الكبير في تفسير نتائج تجاربه.

أجرى مندل تلقيحاً بين نبتتي بازيلاء: الأولى محورية الأزهار، والثانية طرفية الأزهار، ثم قام بجمع البذور وزراعتها مرة أخرى، فكان جميع أفراد الجيل الأول محورية الأزهار. ثم أجرى تلقيحاً ذاتياً بين أفراد الجيل الأول، فكان أفراد الجيل الثاني بعضها محورية الأزهار وبعضها طرفية الأزهار بنسبة 3 محورية : 1 طرفية. أفسر هذه النتائج على أسس وراثية باستخدام الرموز المناسبة.

الاحتمالات: أساس حل المسائل الوراثية

• قوانين الاحتمالات تشكل الأساس في حل المسائل الوراثية.
• مثال: عند تلقيح نبتتين غير نقيتين لصفة الطول ⁦(Tt)⁩، من المحتمل أن نصف عدد الغاميتات سوف يحتوي على الأليل ⁦(T)⁩ والنصف الآخر على الأليل ⁦(t)⁩.

• الشكل (1) يمثل حادثة رمي قطعتي نقود معاً.

• السبب: احتمال ظهور الصورة في القطعة الأولى لا يؤثر على احتمال ظهورها في القطعة الثانية.
• الصورة على القطعتين معاً: 1/2 x 1/2 = 1/4.

• الصورة على قطعة والكتابة على الأخرى: 1/4 + 1/4 = 2/4.

قانون مندل الثاني: كل صفة تورث وحدها

بدأ مندل بإجراء تجاربه لدراسة توارث صفتين أو أكثر معاً، وهل يؤثر توارث صفة معينة على الصفة الأخرى؟

أدرس الشكل (2) الذي يمثل الجيل الثاني لنتائج تلقيح ذاتي لنباتي بازيلاء، إذا كانت رموز الجينات لصفة اللون الأصفر للبذور ⁦(Y)⁩ وللبذور الخضراء ⁦(y)⁩، وللبذور الملساء ⁦(R)⁩ والمجعدة ⁦(r)⁩. أجيب عن الأسئلة التي تليه:

1. أكتب الطرز الجينية والشكلية لآباء الجيل الأول.

2. أكتب الطرز الجينية لغاميتات الجيل الأول.

3. أكتب الطرز الجينية والشكلية لأفراد الجيل الأول.

4. كم نوعا من الغاميتات يمكن أن ينتجها آباء الجيل الثاني؟

5. أكتب الطرز الشكلية لأفراد الجيل الثاني.

6. كم نوعا من الطرز الشكلية ظهر بين أفراد الجيل الثاني؟

7. ما نسبة الأفراد خضراء البذور إلى صفراء البذور في الجيل الثاني؟

8. ما نسبة الأفراد ملساء البذور إلى مجعدة البذور في الجيل الثاني؟

في نبات البازيلاء، صفة لون الأزهار الأرجوانية ⁦(P)⁩ سائدة على البيضاء ⁦(p)⁩ ولون القرون الخضراء ⁦(G)⁩ سائدة على اللون الأصفر ⁦(g)⁩. أجري تلقيح بين نبتتين كلتاهما أرجوانية الأزهار خضراء القرون غير نقية للصفتين، أجيب عن الأسئلة الآتية:

1. أكتب الطرز الجينية للآباء.

2. أكتب الطرز الجينية للغاميتات، وأتأكد من عددها باستخدام القانون الآتي: عدد أنواع الغاميتات = 2^ن حيث ن عدد الصفات غير النقية.

4. أحسب نسبة احتمال ظهور الطرز الآتية: (1) الطراز الجيني ⁦(Ppgg)⁩، (2) الطراز الشكلي (أرجوانية خضراء).

• ثلاث صفات فأكثر: قانون التوزيع المستقل ينطبق أيضاً على توارثها، فكل صفة تورث مستقلة عن الصفات الأخرى.
• مربع بانيت: سيكون معقداً؛ لأننا سنحتاج إلى 64 مربع لأفراد الجيل الثاني.
• الأسهل: طريقة الخطوط المتفرعة ⁦Forked -lines⁩.

• الجيل الثاني: عند ترك أفراد الجيل الأول للتلقيح الذاتي ظهرت النسب للطرز الشكلية باستخدام طريقة الخطوط المتفرعة، الشكل (4).

صفة لون ثمرة البندورة الأحمر ⁦(R)⁩ سائدة على صفة اللون الأصفر ⁦(r)⁩ وصفة لون الأزهار البيضاء ⁦(W)⁩ سائدة على صفة لون الأزهار الصفراء ⁦(w)⁩، وصفة طول ساق النبتة ⁦(T)⁩ سائدة على صفة القصر ⁦(t)⁩. إذا تم تهجين نبات ثمره أحمر ذو أزهار صفراء وطويل الساق، مع نبات آخر أصفر الثمار و أبيض الأزهار و قصير الساق، عِلماً بأن الصفة السائدة نقية. ما الطرز الشكلية لأفراد الجيل الناتج؟

التلقيح التجريبي: كيف نعرف الطراز الجيني المجهول؟

• الهدف: التمييز بين الأفراد السائدة النقية (متماثلة الجينات) والأفراد السائدة غير النقية (غير متماثلة الجينات).
• أهميته: مهم من الناحية الاقتصادية، ولذلك يلجأ إليه علماء الوراثة.

تسود صفة اللون الأسود للشعر في بعض أنواع الكلاب على اللون البني. كيف يمكن معرفة فيما إذا كان اللون الأسود لأحد الكلاب نقياً؟ أستخدم الرموز ⁦(B)⁩ للتعبير عن جين لون الشعر الأسود و ⁦(b)⁩ لجين لون الشعر البني.

أسئلة الفصل: أطبّق ما تعلمت

السؤال الأول: أضع دائرة حول رمز الإجابة الصحيحة فيما يأتي:

1. لعائلة أربعة أطفال. ما احتمال أن يكون الأطفال ذكوراً؟

• أ. 1/2
• ب. 1/4
• جـ. 1/8
• د. 1/16

2. عند اجراء تلقيح كائن حي متنح لصفة معينة، مع آخر غير نقي لنفس الصفة، ما احتمالية أن يكون الطراز الشكلي لأحد الأبناء الناتجين من هذا التزاوج متنحياً؟

• أ. 0%
• ب. 25%
• جـ. 50%
• د. 75%

3. كم عدد أنواع الغاميتات التي ينتجها فرد بالتركيب الجيني ⁦AaBbCc⁩؟

• أ. 2
• ب. 4
• جـ. 6
• د. 8

4. تم إجراء تلقيح بين فردين طرازهما الجيني ⁦AABbCc⁩ و ⁦AABbcc⁩ ، ما احتمال أن ينتجا فرداً ذا طراز جيني ⁦AAbbCc⁩:

• أ. 1/2
• ب. 1/4
• جـ. 1/8
• د. 1/16

5. أنجبت عائلة ثلاث بنات، ما احتمال أن يكون المولود الرابع ذكراً ؟

• أ. 1/4
• ب. 1/8
• جـ. 1/2
• د. 1/16

6. صفة الطول في نبات معين سائدة على صفة القصر. إذا لقح نبات غير نقي مع نبات آخر طويل الساق نقي، ما احتمالية إنتاج نباتات قصيرة الساق؟

• أ. 1
• ب. 1/2
• جـ. 1/4
• د. 0

7. حصل تلقيح اختباري لنبتة بازيلاء طويلة أرجوانية الأزهار غير نقيّة التركيب ⁦(RrTt)⁩ أي طراز جيني من الآتية لا يظهر عند أفراد النسل ؟

• أ. RRtt
• ب. RrTt
• جـ. rrtt
• د. Rrtt

8. أي النسب الآتية لا تظهر في أفراد الجيل الأول في الصفات المندلية؟

• أ. 100%
• ب. 1:3
• جـ. 1:2
• د. 1:1

9. أي الطرز الجينية الآتية يجب أن تستخدم في التلقيح التجريبي؟

• أ. RR
• ب. rr
• جـ. Rr
• د. RrRr

السؤال الثاني: أكتب أنواع الغاميتات لكل من الطرز الجينية الآتية: ⁦AaRRMm AaBBcc AaBbRr aaBbrr AaBb⁩

السؤال الثالث: أعرف كلاً مما يأتي:

السؤال الرابع: ما احتمال تكّون كل من الطرز الجينية المحددة والناتجة من التزاوجات الآتية؟ ⁦AABBCC × aabbcc → AaBbCc AABbCc × AaBbCc → AAbbCC AaBbCc × AaBbCc → AaBbCc AaBbCc ← aaBBCC × AABbcc⁩

السؤال الخامس: أعلل ما يأتي: التلقيح التجريبي (الاختباري) مهم من الناحية الاقتصادية.

السؤال السادس: لون الأزهار في نبات الداتورا إما أرجواني أو أبيض، وتوجد قرون بأشواك أو ملساء، الجدول الآتي يوضح تزاوجات مختلفة بين نبات الداتورا، أجيب عن الأسئلة الآتية: - أبين أي الصفات سائدة وأيها متنحية؟ - ما الطرز الجينية للآباء في كل تزاوج؟