تلخيص وحدة الوراثة 2024

اهمية الجينات :
1- تحديد صفات الكائن الحي
2- نقل الصفات الوراثية من جيل الى اخر
3- تحتوي الجينات على معلومات وراثية تحدد انواع البروتينات داخل خلايا الجسم وخارجها وهي مسؤولة عن :
* الوظائف المتعددة التي تميز الكائنات الحية عن بعضها
* تميز الافراد في النوع الواحد بعضها عن بعض

الحموض النووية

يتكون الكروموسوم من مادتين
1- مادة الوراثة DNA
2- مجموعة من البروتينات تسمى الهستونات والتي يلتف حولها شريط DNA بشكل متكرر يؤدي الى تكثيف المادة الوراثية مما يساعد على تخزينها في حيز صغير جدا في داخل النواة

يوجد في الخلية ايضا الحمض النووي RNA والذي يوجد عدة انواع منه والذي يعمل على ترجمة المعلومات الوراثية في جزيء DNA الى بروتينات متعددة تقوم بكافة الوظائف اللازمة للكائن الحي ومن ذلك نستنتج ان هناك نوعان من الحموض النووية في جسم الانسان :
1- الحمض النووي الرايبوزي منقوص الاوكسجين DNA
2- الحمض النووي الرايبوزي RNA

مكتشف شكل الحمض النووي DNA

تمكن العالمان جيمس واطسون وفرانسيس كريك من معرفة الشكل الاساسي لجزيء DNA وهذا ادى الى معرفة الكثير من المعلومات عنه من حيث كيفية تخزينه للمعلومات والية تضاعفه ونقله للمعلومات من جيل لاخر

التركيب الكيميائي للحموض النووية

تتكون الحموض النووية ( DNA , RNA ) من سلاسل مكونة من وحدات بنائية تسمى النيوكليوتيدات .

ويختلف تركيب كل نيوكليوتيد عن الاخر في الحمض النووي بناء على القاعدة النيتروجينية

الحمض النووي DNA

هو الحمض النووي الرايبوزي منقوص الاوكسجين يتكون من سلسلتين من النيوكليوتيدات تلتفان حول بعضهما بشكل حلزوني بحيث ترتبط :
القاعدة A من احدى السلسلتين مع القاعدة T في السلسلة الاخرى برابطتين هيدروجيتين
القاعدة C من احدى السلسلتين مع القاعدة G في السلسلة الاخرى بثلاث روابط هيدروجينية

ويرتبط النيوكليوتيد بالنيوكليوتيد الذي يليه في السلسلة الواحدة عن طريق مجموعة الفوسفات بحيث ترتبط مجموعة الفوسفات للنيوكليوتيد بجزيء السكر للنيوكليوتيد الذي يليه

تسلسل القواعد النيتروجينية في جزيء DNA يشكل خزان المعلومات وترتيبها يشكل الشيفرة الوراثية

جزيء السكر في DNA هو رايبوزي منقوص الاوكسجين

الحمض النووي الرايبوزي RNA

هو الحمض النووي الرايبوزي ويتكون من سلسلة واحدة من النيوكليوتيدات وتدخل قاعدة اليوراسيل في تركيبه بدلا من الثايمين

اذن القواعد النيتروجينية المكونة ل RNA ( U , C , G , A )

هناك عدة انواع من RNA وهي

mRNA -1 ( RNA الرسول ( يقوم بنقل الشيفرة الوراثية من الجينات الى الرايبوسومات لتصنع البروتينات اللازمة لقيام الخلايا بوظائفها

RNA -2 ( RNA الناقل ( يقوم بنقل الحموض الامينية ( الوحدة البنائية للبروتينات ) في السايتوسول في الخلية الى الرايبوسومات لتصنيع البروتينات

rRNA -3 (RNA الرايبوسومي ) يدخل هذا النوع في صناعة الرايبوسومات في النوية

الية تضاعف ال DNA

مقدرة الخلايا على الحفاظ على اداء عملها بشكل صحيح ودقيق عبر الاجيال يعتمد على قدرتها على مضاعفة المعلومات الوراثية في جزيء DNA المكون للكروموسوم

لكي يتضاعف ال DNA يلزم ما يلي :

1- جزيء DNA لكي يتضاعف
2- كمية كافية من النيوكليوتيدات الاربعة T , C , G , A
3- انزيم التضاعف وانزيمات اخرى وبروتينات لازمة لاتمام العملية

خطوات تضاعف DNA

1- تنفصل سلسلتا DNA بشكل تدريجي من نقطة محددة عن طريق تكسر الروابط الهيدروجينية بين السلسلتين فينشطر الجزيء بشكل طولي من اول السلسلة الى نهايتها

2- يرتبط انزيم التضاعف بالسلسلة الاحادية ويبدا باتمامها عن طريق وضع النيوكليوتيد المناسب الموجود في السائل النووي حسب ترتيب القواعد النيتروجينية في السلسلة القديمة

3- يتم مضاعفة السلسلتين في نفس الوقت وبنفس السرعة فينتج جزيئا DNA كل منهما يحتوي على سلسلة قديمة واخرى جديدة

4- بعد الانتهاء من العملية فان الهستونات القديمة ترتبط مع السلسلة القديمة من جزيء DNA الجديد بينما ترتبط السلسلة الجديدة للجزيء الجديد ببروتينات هستونات جديدة

تتم عملية التضاعف في الطور البيني قبل انقسام الخلية

الطفرة

هي تغيير في المعلومات الوراثية بسبب خلل في ترتيب القواعد النيتروجينية اثناء عملية تضاعف ال DNA

اذا حدث خلل في الخلايا الجسدية فان الفرد يعاني من هذا الخلل
اذا حدث خلل في الخلايا الجنسية فان هذا اكثر خطورة لانه يورث

العوامل التي تؤدي الى حدوث الطفرة :

1- عوامل داخلية :
بسبب انزيم التضاعف بحيث يضع النيوكليوتيد في المكان غير المناسب اثناء عملية التضاعف وتحدث الطفرة عندما يكون معدل الخطا اكبر من التصحيح

2- عوامل خارجية
بسبب فايروسات ، مواد كيميائية ، اشعاعات ضارة تعمل على تركيب القواعد النيتروجينية

تزداد الخطورة عندما تحدث الطفرة على الجينات المحمولة على الكروموسومات فيوقف عملها او يضعف ويؤدي الى خلل في الوظائف المرتبطة بها

علم الوراثة : هو العلم الذي يهتم بدراسة الية توارث الصفات والاختلاف والتشابه لدى افراد النوع الواحد في الصفات ويوضح القوانين التي تحدد التشابه والاختلاف ويبين كيفية انتقال الصفات الوراثية من جيل الى اخر

مندل وعلم الوراثة : العالم جريجور مندل ( 1822-1884 ) عمل مدرسا للاحياء والفيزياء والتارخ وكان يزع نبات البازيلاء لدراسة وراثة صفاته

فسر نتائج ابحاثه ولكنه اهملت حتى عام 1900
عمل في فترة لم تكن فيها الكروموسومات معروفة ولا ال DNA
ويعتبر واضع حجر الاساس لعلم الوراثة

سبب اختيار مندل لنبات البازيلاء :
1- الزهرة خنثى : أي أنها تحتوي على اعضاء التذكير والتانيث وهذا يتيح اجراء التلقيح الذاتي والخلطي للنبات
التلقيح الذاتي : تكون حبات اللقاح والبويضات من نفس الزهرة
التلقيح الخلطي : تكون حبات اللقاح والبويضات من زهرتين مختلفتين

2- يوجد في نبات البازيلاء عدة صفات متضادة وهذا مكنه من دراستها مثل :
نباتات ازهارها ارجوانية واخرى بيضاء
نباتات ذات قرون صفراء واخرى خضراء
3- قصر دورة حياتها مما يؤدي الى الحصول على نتائج سريعة
4- سهولة زراعتها وجني المحصول

تجارب مندل
اتبع العالم مندل طريقة المنهج العلمي في اجراء تجاربه :
1- اجرى تلقيح خلطي لنبات بازيلاء ارجواني الازهار مع اخر ابيض الازهار نقي الصفة وسماها اباء الجيل الاول P1
2- زرع البذور الملقحة خلطيا وبعد ذلك نمت وكانت جميع ازهارها ارجوانية اللون ( اختفى اللون الابيض ) وسماها ابناء الجيل الاول F1
3- لمعرفة ما حصل للون الابيض اجرى تلقيح ذاتي لنباتات ابناء الجيل الاول وسماها اباء الجيل الثاني P2
4- زرع بذور P2 فحصل على نباتات ارجوانية الازهار بنسبة 4/3 نباتات بيضاء الازهار بنسبة 4/1 وسماها F2
5- اعاد التجربة على صفات اخرى وفي كل مرة كانت تظهر صفة واحدة في F1 والصفة الثانية كانت تظهر في F2 فسمى
الصفة التي تظهر في F1 بالصفة السائدة والصفة التي تختفي في F1 ومن ثم تظهر في F2 بالصفة المتنحية
تفسير مندل لتجاربه :
وضع مندل عدة فرضيات لتفسير نتائجه :
1- الصفة الوراثية يحددها عوامل داخلية سماها العوامل الوراثية والتي عرفت فيما بعد باسم الجينات والمحمولة على الكروموسومات
2- افترض ان الصفة الوراثية يحددها زوج من العوامل ( الجينات ) ورمز للعامل السائد بحرف كبير ورمز للعامل المتنحي بحرف صغير واذا كان عاملا الصفة متماثلين فان الصفة تكون متماثلة الجينات ( نقية ) مثل اللون الارجواني النقي ( PP ) واذا كان عاملا الصفة مختلفين فان الصفة تكون غير متماثلة الجينات ( غير نقية ) خليطة كاللون الارجواني الخليط (Pp )
3- عند تكوين الجاميتات في عملية الانقسام المنصف ينفصل زوج العوامل بحيث كل جاميت يحتوي على عامل
مثال : صفة اللون الارجواني النقي ( PP ) فان الجاميتات جميعها من نوع (P )
مثال : صفة اللون الابيض ( pp) فان الجاميتات جميعها من نوع ( p)
مثال : صفة اللون الارجواني الخليط ( Pp) فان الجاميتات بعضها من نوع (P ) والاخر (p )
وضح بالرسم تجربة مندل مستخدما الحرف (P ) للون الارجواني و (p ) للون الابيض

افتراضات مندل قادته الى التوصل الى قانون مندل الاول في الوراثة ( قانون انعزال الصفات )
(( عند تكوين الجاميتات في عملية الانقسام المنصف ينفصل زوج العوامل ))

الجيل السائد : هو الجيل الذي يخفي اثر الجيل الاخر عند التقائهما
الجيل المتنحي : هو الجيل الذي يختفي اثره عند التقائه مع الجيل الاخر في الصفة

بسبب السيادة والتنحي فان مظهر الكائن الحي لا يعكس طرازه الجيني

الطراز الشكلي : مظهر الكائن الحي وصفاته
الطراز الجيني : هي الجينات التي تحدد مظهر الكائن الحي وصفاته

مثال : اللون الارجواني طرازه الجيني هو PP او Pp

سؤال : أجري تلقيح لنباتي بازيلاء احدهما اصفر البذور ( نقي ) واخر اخضر البذور فكانت جميع افراد الجيل الاول صفراء البذور ومن ثم اجري تلقيح خلطي بين افراد الجيل الاول فظهرت بعض النباتات بذورها صفراء واخرى خضراء
جد ما يلي : 1 – الطرز الجينية والشكلية لاباء وابناء الجيلين
2- النسبة المئوية للبذور الصفراء والخضرتء في الجيل الثاني ( استخدم الرمز Y للجيل السائد والرمز y للجيل المتنحي )

اصفر البذور + اخضر البذور ( الطرز الشكلية )
YY + yy ( الطرز الجينية )
Y + y (الجاميتات (
Yy(صفراء البذور)

اصفرا لبذور + اصفر البذور ( طرز شكلية )
Yy + Yy ( طرز جينية )
Y, y + Y,y ( الجاميتات )

YY , Yy , Yy , yy

الاصفر 75.
الاخضر 25.

سؤال : اجري تلقيح بين نباتي بازيلاء احدهما اصفر البذور ( نقي ) مع نبات اصفر البذور ( خليط ) جد نسبة ظهور الصفة السائدة والصفة المتنحية

اصفر نقي اصفر خليط
YY Yy
YY , y

YY , Yy

اصفر 100
اخضر 0

سؤال اجري تلقيح بين نباتي بازيلاء احدهما اخضر البذور والاخر اصفر خليط جد نسبة ظهور كل صفة

اخضر البذور اصفر البذور
yy Yy
yY , y
Yy , yy

اصفر : 50
اخضر : 50

سؤال اجري تلقيح بين نباتي بازيلاء احدهما طويل الساق خليط مع اخر طويل الساق خليط ما نسبة ظهور نباتات قصيرة الساق

طويل الساق طويل الساق
T t Tt
T,tT,t

TT , Tt , Tt , tt

قصير : 25
طويل : 75

ملاحظة : يمكن استخدام مربع بانيت لمعرفة الطرز الجينية والشكلية للافراد

سؤال اجري تلقيح بين نباتي بازيلاء اخضر القرون مع اخر اصفر القرون فكانت نسبة القرون الخضراء الى الصفراء هي 50
علما بان اللون الاخضر هو اللون السائد على اللون الاخر استخدم الحرف G

اخضر اصفر
Gg gg
G , g g
Gg , gg

اصفر : 50
اخضر : 50

الكروموسومات والعوامل الوراثية

توصل العلم الحديث بفضل المجاهر الى ما يلي :
1- العوامل الوراثية تكون على شكل ازواج ( مندل ) والعلم الحديث اثبت ان الكروموسومات تكون على شكل ازواج قبل انقسام الخلية ( الانقسام المنصف )
2- افترض مندل ان زوج العوامل ينفصل عند تكوين الجاميتات بحيث كل جاميت يحتوي على عامل واحد لكل صفة ( مندل ) ولكن العلم الحديث بين ان زوج الكروموسومات ينفصل في عملية الانقسام المنصف بحيث كل جاميت يحتوي نصف العدد من الكروموسومات
3- عدد العوامل يعود الى الاكتمال عند حدوث عملية الاخصاب بين جاميت مذكر واخر مؤنث ووجد ايضا ان عدد الكروموسومات يعود الى الاكتمال عند الاخصاب

خلاصة : هناك علاقة كبيرة بين العوامل الوراثية والكروموسومومات وهي ان الكروموسومات هي التي تحمل الجينات التي تحمل المعلومات الوراثية فما يحدث للكروموسومات يحدث للعوامل .

وراثة الصفات تتبع ل :
1- بعض الصفات تتبع للوراثة المندلية
2- بعض الصفات لا تتبع للوراثة المندلية
3- بعض الصفات تتحكم بها البيئة

دراسة الوراثة عند الانسان امر صعب للاسباب
1- طول عمر الانسان
2- كثرة الكروموسومات وتعقيد تركيبها ووجود الاف الجينات على الكروموسوم الواحد
3- عدم القدرة على تنظيم تزاوجات بسبب امور شرعية او اخلاقية او اجتماعية

مع كل هذه الصعوبات درس العلماء الوراثة عند الانسان من خلال :

1- حالات التوائم
2- تحليل نتائج التزاوجات
3- جمع معلومات وراثية فيما يخص صفة معينة في العائلة عبر الاجيال
4- تحديد المصابين من الذكور والاناث

من هذه المعلومات يتم رسم مخطط سلاسلة العائلة وهو :
مخطط بالرموز يبين علاقة الاجيال ببعضها فيما يخص صفة معينة بهدف تحديد نمط والية توارث هذه الصفات

وراثة صفة شكل شحمة الاذن

وراثة هذه الصفة تتبع للوراثة المندلية ووجد ان جين شحمة الاذن الحرة سائد واعطي الرمز E وجين شحمة الاذن الملتحمة متنحي e

سؤال تزوج رجل شحمة الاذن عنده حرة خليطة من انثى شحمة اذنها حرة خليطة ما هي الطرز الجينية والشكلية للابناء وما نسبة ظهور كل صفة ؟

Ee + Ee
E,e + E,e

EE, Ee, Ee, ee

حرة : 75
ملتحمة: 25

سؤال تزوج رجل شحمة اذنه ملتحمة e من انثى شحمة اذنها حرة فكانت جميع ابناؤهم شحمة اذنهم حرة ما عدا البنت الصغرى ؟

ee + Ee
e + E, e
Ee , ee

سؤال تزوج رجل شحمة اذنه حرة خليطة من انثى شحمة اذنها ملتحمة

Ee + ee
E,e + e
Ee , ee

حرة : 50
ملتحمة : 50

وراثة صفة تشابك اصابع اليدين :

وراثة هذه الصفة تتبع للوراثة المندلية والصفة السائدة ان يكون الابهام الايسر على الابهام الايمن

جين الصفة السائدة يرمز اليه بالرمز R وجين الصفة المتنحية بالرمز r

سؤال تزوج رجل يضع ابهامه الايسر على الايمن على الايسر من انثى تضع ابهامها الايمن على الايسر فاذا كان بعض الابناء يضعون ابهامهم الايمن على الايسر والبعض الاخر العكس ما هي الطرز الجينية والشكلية لاباء وابناء هذه العائلة مبينا على اسس وراثية

Rr + rr
R,r + r
Rr, rr

وراثة صفة لون العيون

القزحية هي التي تعطي العين لونها وقد صنف العلماء العيون الى قسمين :
1- عيون ملونة : وهي الخضراء ، البنية ، العسلية ، والسوداء
2- عيون غير ملونة : وهي الزرقاء

اختلاف العيون في انها ملونة او غير ملونة يعتمد على عاملين :
1- عوامل تركيبية : قزحية العيون الغير ملونة تتكون من طبقتين فقط اما قزحية العيون الملونة فتتكون من ثلاث طبقات . والطبقة الثالثة تحتوي على مادة غروية ويعتمد لون العيون على سماكة هذه الطبقة وكثافة المادة الغروية فيها .
2- عوامل وراثية : جين العوامل سائد A وجوده يؤدي الى تكون الطبقة الثالثة . جين العيون الزرقاء متنحي a وجوده بشكل زوجي يؤدي الى تكون الطبقة الثالثة في القزحية .

سؤال تزوج رجل عيونه زرقاء من انثى عيونها عسلية فكان معظم الابناء عيونهم عسلية والقليل منهم عيونه زرقاء ما هي الطرز الجينية والشكلية للاباء والابناء ؟

aa + Aa
a + A, a
Aa, aa

تحديد الجنس عند الذكر والانثى
متشابهة ما عدا ان هناك اختلاف في الزوج كروموسومي رقم 23 وهذا الزوج يحدد جنس المولود ( ذكر ، انثى ) فيسمى هذا الزوج زوج الكروموسومات الجنسية وبقية الكروموسومات تسمى كروموسومات جسدية .

زوج الكروموسومات عند الذكر غير متماثل ويرمز له بالرمز XY اما زوج الكرموسومات الجنسي عند الانثى فهو متماثل ويرمز له بالرمز XX

سؤال ما احتمالية ان يكون المولود ذكرا او انثى موضحا على اسس وراثية

XY+ XX
X,Y + X

XX, XY

ذكر : 50
انثى : 50

ملاحظة : السيادة في الوراثة المندلية تسمى السيادة التامة
السيادة التامة : هي السيادة التي يطغى فيها اثر الجين السائد على الجين المتنحي

صفات لا مندلية :

هناك صفات وراثتها لا تتبع لقوانين مندل وتسمى السيادة فيها سيادة غير تامة .

السيادة الغير تامة : هي السيادة التي لا يوجد فيها جين سائد او متنحي لذلك كلا الجينين يؤثران في الطراز الشكلي للصفة

السيادة الغير تامة

وراثة صفة لون ازهار نبات فم السمكة :
سؤال : عندما اجري تلقيح خلطي بين نبات فم السمكة احمر الازهار RR مع نبات فم السمكة ابيض الازهار WW فكانت جميع افراد الجيل الاول زهرية الازهار RW وعندما اجري تلقيح ذاتي بين افراد الجيل الاول نتج نباتات ازهارها بيضاء ، حمراء ، وزهرية

اكتب الطرز الجينية للاباء والابناء في الجيلين .
ما نسبة ظهور كل لون في افراد الجيل الثاني ؟

RR + WW
R + W
WR

RW + RW
R,W + R,W
RR, RW,RW,WW

زهري : 50
احمر : 25
ابيض: 25

سؤال اجري تلقيح بين نبات ابيض الازهار مع اخر زهري الازهار

WW + RW
W + R,W
RW , WW

احمر : صفر
ابيض: 50
زهري : 50

وراثة صفة لون الريش في بعض انواع الطيور

سؤال اجري تلقيح بين طائر اسود الريش BB مع اخر ابيض الريش WW فكانت جميع افراد الجيل الاول رمادية اللون BW ثم اجري تلقيح بين افراد الجيل الاول فتم الحصول على طيور بريش ابيض ، اسود ، رمادي

ما الطرز الجينية والشكلية للاباء والابناء للجيلين
ما نسبة ظهور كل لون في الجيل الثاني

BB + WW
B + W
BW

BW + BW
B,W + B,W
BB,BW,BW,WW

اسود : 25
ابيض: 25
رمادي: 50