شرح درس المبادئ الأساسية للوراثة علوم الوحدة الثالثة الثالث الاعدادى الترم الثانى

المبادئ الأساسية للوراثة
لاحظ الإنسان منذ آلاف السنين أن هناك بعض الصفات – مثل لون الشعر ولون الجلد وعدد الأصابع وفصيلة الدم – تنتقل من جيل إلى آخر , وأطلق عليها العلماء الصفات الوراثية , وبعض الصفات غير قابلة للانتقال من جيل إلى آخر أطلقوا عليها اسم الصفات المكتسبة .
لعلك تتساءل الآن :
كيف تنتقل الصفات الوراثية من جيل إلى آخر , ولماذا تظهر بعض صفت الآباء في الأبناء ؟
بدأت الدراسة العلمية للوراثة من خلال تجارب العالم (مندل) , وبناء على النتائج التي توصل إليها تجمع لدى علماء الوراثة معلومات كثيرة عن الأسباب التي تنتقل بها الصفات الوراثية من جيل إلى آخر .
فكيف بدأ مندل تجاربه وما النتائج التي توصل إليها ؟
تجارب مندل
اختار مندل نبات البازلاء لإجراء أبحاثه , ويرجع اختياره لهذا النبات للأسباب التالية :
1- سهولة زراعة نبات البازلاء وسرعة نموه .
2- قصر دورة حياة نبات البازلاء .
3- أزهار نباتات البازلاء خنثى , وبالتالي إمكانية تلقيحها ذاتيا .
4- سهولة تلقيحه صناعيا (بتدخل الإنسان) .
5- إنتاج النبات لعدد كبير من أفراد الجيل الواحد .
6- وجود عدة أصناف من البازلاء تحمل أزواجا من الصفات المتضادة (المتقابلة) التي يسهل تمييزها , فبعض النباتات طويلة الساق وبعضها قصير , وبعض النباتات أزهارها بيضاء وبعضها قرمزي , وقرن البازلاء قد يكون أخضر اللون أو أصفر وهكذا .
على الرغم من تعدد الصفات المتضادة في نبات البسلة إلا أن مندل اختار سبع صفات أساسية لإجراء تجاربه , والشكل التالي يوضح هذه الصفات :
درس مندل توارث كل زوج من أزواج الصفات الوراثية المتضادة على حدة متبعا خطوات علمية محددة , ولتوضيح ذلك نتتبع هذه الخطوات في دراسة صفة لون البذور في النبات :
تجربة مندل لدراسة صفة لون البذور في نبات البازلاء :
1- قام مندل بزراعة نبات بازلاء يعطي بذورا صفراء , ونبات بازلاء يعطي بذورا خضراء لأجيال عدة , للتأكد من نقاء هذه الصفات , وقد لاحظ أن النباتات صفراء البذور تنتج نباتات صفراء البذور (جيلا بعد جيل) وكذا الحال مع النباتات خضراء البذور . وقد توصل مندل إلى ذلك من خلال التلقيح الذاتي لهذه النباتات لأجيال عدة .
2- بعد التأكد من نقاوة صفتي البذور الصفراء والخضراء في النباتات زرع مندل بذور هذه النباتات (الآباء) وعندما أعطت نباتات تحمل أزهارا , انتزع مندل الأسدية من أزهار النباتات قبل نضج المتك .
لماذا انتزع مندل الأسدية من أزهار النباتات ؟

3- باستخدام التلقيح الخلطي قام مندل بتلقيح زهرة النبات الذي يعطي بذورا صفراء بلقاح من نبات يعطي بذورا خضراء , كما قام بتلقيح زهرة النبات الذي يعطي بذورا خضراء بلقاح من نبات يعطي بذورا صفراء , ثم غطى مياسم المتاع . لماذا غطى مندل المياسم ؟

لاحظ مندل أن النباتات كلها أنتجت بذورا صفراء فقط , واختفى لون البذور الخضراء من الجيل الأول تماما , أطلق مندل على صفة اللون الأصفر في البذور اسم (الصفة السائدة) , أي أنها تسود (تغلب) على الصفة الأخرى . كما أطلق على صفة اللون الأخضر في البذور اسم (الصفة المتنحية).
4- ترك مندل نباتات الجيل الأول تتلقح ذاتيا , ثم زرع البذور الناتجة فحصل في الجيل الثاني على نباتات بعضها ذات بذور خضراء , وهي تمثل ربع الناتج فقط , أما النباتات ذات البذور الصفراء فتمثل ثلاثة أرباع الجيل الثاني .
مبدأ السيادة التامة
كرر مندل التجربة نفسها على الصفات السبع الأخرى لنبات البازلاء , وحصل على نفس النتائج , حيث وجد أن صفة الطول في النبات تسود على صفة القصر , ولن الزهرة القرمزي يسود على اللون الأبيض لها , وموضع الزهرة الجانبي يسود على الموضع الطرفي , والبذرة الملساء تسود على المجعدة , ويسود شكل القرن الأملس على المجعد ولن القرن الأخضر على اللون الأصفر . ولاحظ أن إحدى الصفتين تختفي تماما في الجيل الأول , ثم تظهر الصفتان المتضادتان في الجيل الثاني بنسبة 3 : 1 تقريبا .
وقد سمى مندل الصفة التي تظهر في جميع أفراد الجيل الأول صفة سائدة وسمى الصفة المضادة التي تختفي في أفراد الجيل الأول صفة متنحية , ويسمى ظهور صفة وراثية (سائدة) في أفراد الجيل الأول عند تزاوج فردين يحمل كلاهما صفة وراثية نقية مضادة للصفة التي يحملها الفرد الآخر مبدأ السيادة التامة .
ماذا استنتج مندل من التجربة السابقة ؟ استنتج مندل ما يلي :
1- لون البذور يعتمد على (عوامل) موجودة في النباتات , تنتقل من جيل إلى آخر عن طريق الأمشاج , فهناك عامل يحدد اللون الأصفر للبذور , وعامل آخر يحدد اللون الأخضر .
2- عندما يلتقي هذان العاملان في الجيل الأول , يكون عامل اللون الأصفر سائدا على عامل اللون الأخضر الذي يكون متنحيا وهذا يؤدي إلى إنتاج بذور صفراء فقط في الجيل الأول .
3- عندما تتكون الأمشاج من الجيل الأول بواسطة الانقسام الاختزالي , تنفصل (تنعزل) هذه العوامل بعضها عن بعض , ثم تلتقي مرة أخرى عند تكوين الجيل الثاني .
4- إذا التقى (عامل) اللون الأصفر مع (عامل) اللون الأخضر مرة أخرى تكون النتيجة بذرة صفراء . أما إذا التقى عامل اللون الأخضر بعامل لون أخضر آخر فالنتيجة بذرة خضراء .
قانون مندل الأول : قانون انعزال العوامل
وضع مندل مجموعة من الفروض لتفسير ظهور الصفة السائدة واختفاء الصفة المتنحية في الجيل الأول في التجارب التي قام بدراستها في نبات البسلة , وهذه الفروض هي :
• تنتقل الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء عن طريق عوامل وراثية , وهي ما تعرف حاليا بالجينات .
• يتحكم بكل صفة وراثية في الكائن الحي عاملان وراثيان (أحدهما من الأب والآخر من الأم) , ويكون هذان العاملان متشابهين إذا كانت الصفة نقية , وغير متشابهين (مختلفين) إذا كانت الصفة غير نقية , ويسمى الكائن الحي الذي يحمل صفة غير نقية بالفرد الهجين .
• ينفصل العاملان الوراثيان لكل صفة عند تكوين الأمشاج , بحيث يحمل المشيج عاملا واحدا لكل صفة وراثية .
وقد لخص مندل فروضه السابقة في قانون عرف بقانون مندل الأول وأسماه قانون الانعزال , وينص على :
إذا اختلف فردان نقيان في صفاتهما المتبادلة فإنهما ينتجان بعد زواجهما جيلا به صفة أحد الفردين فقط (السائدة) , ثم تورث الصفتان معا الجيل الثاني بنسبة 3 : 1
استخدام الرموز في التعبير عن نتائج التجربة :
إذا اخترنا رمزا للتعبير عن لون البذور في النبات , ورمزنا للون السائد (الأصفر) بحرف كبير هو C ورمزنا للون المتنحي (الأخضر) بحرف صغير هو c , فإن نبات البسلة ذا البذور الصفراء النقية يصبح CC , ونبات البسلة ذا البذور الخضراء النقية يصبح cc , ويمكن التعبير عن التزاوج بين النباتين باستخدام الرموز كم يلي :
الآباء بذور خضراء نقية
cc × بذور صفراء نقية
CC P
الأمشاج c
C
G

الجيل الأول Cc
بذور صفراء هجين F1
وعندما تستمر التجربة , وتترك نباتات الجيل الأول لتتلقح ذاتيا , نحصل على الجيل الثاني الذي نعبر عنه بالرموز كما يلي :
الآباء Cc
بذور صفراء هجين × Cc
بذور صفراء هجين P
الأمشاج C c
C c
G
الجيل الثاني Cc cc Cc Cc F2
بذور خضراء بذور صفراء
نشاط : اكتشف نتائج تلقيح زهرتي بازلاء مختلفتي اللون .
يعبر الشكل التالي عن نتائج التلقيح بين زهرتين مختلفتي اللون من نبات البسلة , بالاستعانة بما درسته أجب عن الأسئلة التالية :
الصفتان المتقابلتان هما : ............................
الصفة السائدة هي ...................................
والمتنحية هي .......................................
فسر إجابتك
إذا تم تلقيح ذاتي للأزهار الناتجة عن الجيل الأول , عبر بالرسم والرموز عن نتائج الجيل الثاني .
قانون مندل الثاني : قانون التوزيع الحر للعوامل الوراثية
تابع مندل تجاربه على نبات البازلاء بدراسة كيفية توارث زوجين من الصفات المتضادة , فأجرى تلقيحا خلطيا بين نباتي بازلاء يحمل أحدهما صفتين سائدتين نقيتين (طويل الساق قرمزي الأزهار) . والآخر يحمل صفتين متنحيتين (قصير الساق أبيض الأزهار) .
لاحظ مندل أن نباتات الجيل الأول كلها طويلة الساق , قرمزية الأزهار , وعندما ترك نباتات الجيل الأول تتلقح ذاتيا لتنتج أفراد الجيل الثاني , حصل على النباتات التالية :
9 3 3 1
طويلة الساق قرمزية الأزهار طويلة الساق بيضاء الأزهار قصيرة الساق قرمزية الأزهار قصيرة الساق بيضاء الأزهار
من النتائج السابقة لاحظ ما يلي :
• في الجيل الأول كانت جميع النباتات طويلة الساق قرمزية الأزهار , أي ظهرت الصفتان السائدتان .
• وفي الجيل الثاني كانت نسبة عدد النباتات قرمزية الأزهار (سائد) إلى بيضاء الأزهار (متنحي) 12 : 4 أي 3 : 1 ونسبة عدد النباتات طويلة الساق (سائد) إلى قصيرة الساق 3 : 1 (متنحي) 12 : 4 أي 3 : 1
ومن هنا استنتج مندل قانونه الثاني (التوزيع الحر للعوامل) وينص عل :
إذا تزاوج فردان مختلفان في زوجين أو أكثر من الصفات المتبادلة , فتورث صفتا كل زوج منهما مستقلة , وتظهر في الجيل الثاني بنسبة 3 : 1

معلومة إضافية :
• أجريت في مطلع القرن الحالي تجارب لمعرفة إمكانية تطبيق قوانين مندل على وراثة العديد من الصفات في الحيوان والنبات , ودلت النتائج على أن وراثة بعض الصفات تتبع قوانين مندل , وهناك حالات لا تتبع قوانين مندل بشكل كامل , اتفق على تسميتها بالوراثة اللامندلية .
نشاط : اكتشف كيفية توارث زوجين من الصفات المتضادة .
يوضح الشكل التالي نتائج تلقيح خلطي بين نباتي البازلاء يحمل أحدهما صفتين سائدتين نقيتين , هما بذور ملساء الشكل وصفراء اللون , والآخر يحمل صفتين متنحيتين , هما بذور مجعدة الشكل وخضراء اللون .
لاحظ الشكل وأجب :
• ما الصفات التي ظهرت في أفراد الجيل الأول ؟ .......................................
• هل هي صفات سائدة أم متنحية ؟ .......................................
• كم نوعا من الأمشاج ينتج عن أفراد الجيل الأول ؟ .......................................
• صف نباتات الجيل الثاني . .......................................
• ما نسبة البذور الخضراء إلى الصفراء في الجيل الثاني ؟ .......................................
• ما نسبة البذور الملساء إلى المجعدة في الجيل الثاني ؟ .......................................
الصفات السائدة والمتنحية في الإنسان
تتبع العديد من الصفات الوراثية في الإنسان الوراثة المندلية , حيث إن الصفة يتحكم فيها زوج واحد من الجينات , قد يكون سائدا أو متنحيا , الأفراد الذين يأخذون جينا واحدا على الأقل – سائدا من أحد الأبوين – تكون لديهم الصفة السائدة , وهؤلاء الذين يحصلون على جين متنح من كلا الأبوين تظهر لديهم الصفة المتنحية . لاحظ الأشكال التالية لتتعرف على بعض الصفات التي تخضع لمبدأ السيادة التامة في الإنسان :

تدريبات على الدرس الأول
(1) اذكر المصطلح العلمي :
1- علم يبحث في انتقال الصفات الوراثية من جيل لآخر . وذلك بدراسة أوجه التشابه والاختلاف بين الآباء والأبناء .
2- الصفات القابلة للانتقال من جيل لآخر .
3- الصفة التي تظهر في جميع أفراد الجيل الأول في تجارب مندل .
4- ظهور صفة وراثي في أفراد الجيل الأول عند تزاوج فردين يحمل أحدهما صفة وراثية نقية مضادة للصفة التي يحملها الفرد الآخر .
(2) علل :
1- اختيار مندل لنبات البازلاء لإجراء تجاربه .
2- عند تلقيح نبات بسلة أصفر القرون نقي مع نبات بسلة أخضر القرون نقي ينتج نباتات جميعها ذات قرون خضراء .
3- القدرة على لف اللسان من الصفات السائدة في الإنسان .
(3) يوضح الشكل الذي أمامك تلقيحا خلطيا بين أزهار نبات بسلة قصير وآخر طويل . حدد :
1- أفراد الجيل الأول .
2- أكمل الناقص في أفراد الجيل الثاني وصف أفراد الجيل الثاني .
3- استخدم الرموز في التعبير عن التجربة السابقة .