معلومة

المعمل 10: الوراثة - علم الأحياء


مقدمة:

(مقتبس من http://www2.le.ac.uk/departments/gen...itancepatterns)

في الكائنات ثنائية الصبغة ، تحتوي كل خلية جسم (أو "خلية جسدية") على نسختين من الجينوم. لذلك تحتوي كل خلية جسدية على نسختين من كل كروموسوم ونسختين من كل جين. الاستثناءات من هذه القاعدة هي الكروموسومات الجنسية التي تحدد الجنس في نوع معين. على سبيل المثال ، في نظام XY الموجود في معظم الثدييات - بما في ذلك البشر - يمتلك الذكور كروموسوم X واحد وكروموسوم Y واحد (XY) وللإناث اثنين من كروموسومات X (XX). تسمى الكروموسومات المزدوجة التي لا تشارك في تحديد الجنس جسميةلتمييزها عن الكروموسومات الجنسية. لدى البشر 46 كروموسومًا: 22 زوجًا من الصبغيات الجسدية وزوج واحد من الكروموسومات الجنسية (X و Y).

تُعرف الأشكال المختلفة للجين التي توجد في نقطة معينة (أو موضع) على طول كروموسوم معين باسم الأليلات. تحتوي الكائنات ثنائية الصبغة على أليلين لكل جين وراثي: واحد موروث من الأم والآخر موروث من الأب.

أنماط الوراثة المندلية:

ضمن مجموعة سكانية ، قد يكون هناك عدد من الأليلات لجين معين. يشار إلى الأفراد الذين لديهم نسختان من نفس الأليل باسم متماثل لهذا الأليل. يُعرف الأفراد الذين لديهم نسخ من أليلات مختلفة باسم متغاير الزيجوت لهذا الأليل. ستعتمد أنماط الوراثة التي لوحظت على ما إذا كان الأليل موجودًا في كروموسوم جسمي أو كروموسوم جنسي ، وما إذا كان الأليل موجودًا مهيمن أو الصفة الوراثية النادرة.

إذا لوحظ النمط الظاهري المرتبط بنسخة معينة من الجين عندما يكون لدى الفرد نسخة واحدة فقط ، يُقال أن الأليل هو الصبغة الجسدية السائدة. سيتم ملاحظة النمط الظاهري سواء كان لدى الفرد نسخة واحدة من الأليل (متغاير الزيجوت) أو لديه نسختان من الأليل (متماثل اللواقح).

إذا لوحظ النمط الظاهري المرتبط بنسخة معينة من الجين فقط عندما يكون للفرد نسختان ، يُقال أن الأليل صبغي جسدي متنحي. سيتم ملاحظة النمط الظاهري فقط عندما يكون الفرد متماثل اللواقح للأليل المعني. الفرد الذي لديه نسخة واحدة فقط من الأليل لن يظهر النمط الظاهري ولكنه سيكون قادرًا على تمرير الأليل إلى الأجيال اللاحقة. نتيجة لذلك ، يُعرف الفرد المتغاير الزيجوت لأليل صبغي جسدي متنحي باسم a الناقل.

يستخدم العلماء أداة تشبه الشبكة (Punnett Square) لعمل تنبؤات حول مشاكل وراثية مختلفة. تظهر ساحة Punnett فقط ملف احتمالا (فرصة حدوث شيء ما) لما قد يحدث وليس النتائج الفعلية. على سبيل المثال ، إذا أراد المرء قلب عملة 100 مرة ، نظرًا لوجود وجهين للعملة ، فإنه يتوقع 50 رأساً و 50 ذيلاً. إذا قام بقلب العملة 100 مرة ، فقد يحصل بالفعل على 60 رأسًا و 40 ذيلًا. تظهر ساحة Punnett فقط فرص ما قد يحدث في كل مرة يتم فيها تنظيم الحدث.

ملحوظة

لا يهم عدد المرات التي رميت فيها عملة معدنية أو عدد المرات التي ظهرت فيها الصورة بالفعل ، فالاحتمال هو دائمًا 50٪ من الرؤوس / الذيل. على سبيل المثال ، إذا رميت قطعة نقود معدنية 4 مرات وظهرت وجهها جميعًا. ما هو احتمال أن يكون رمزي القادم وجهًا لوجه؟

الجزء 1: محاكاة صليب أحادي الهجين

(مقتبس من http://extension.uga.edu/k12/science...nettSquare.pdf العلم وراء طعامنا والمؤسسة الوطنية للعلوم وجامعة جورجيا)

إجراء:

1. ستلتقط كل مجموعة كيسين ورقيين مملوءين بـ 15 حبة فاصوليا حمراء (R) و 15 حبة بيضاء (r). هذا يمثل أبوين متغاير الزيجوت (Rr x Rr).

2. في نفس الوقت ، سيصل كل طالب إلى حقيبته ويسحب إحدى الفاصوليا. الاحتمالات الوحيدة التي يمكن إجراؤها من هذا الاختيار هي: RR (أحمر متماثل الزيجوت) ، Rr (أحمر متغاير الزيجوت) ، أو rr (أبيض متماثل الزيجوت). حدد النمط الجيني والنمط الظاهري الناتج في جدول البيانات.

3. أعد الحبوب مرة أخرى إلى الكيس وقم بإجراء نفس العملية 14 مرة أخرى (15 تجربة إجمالية).

جدول البيانات:

محاكمةالنسل الجينيالنمط الظاهري للنسل
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

أسئلة:

1. ما هي السمة الغالبة؟

أ. كيف تعرف أنها مهيمنة؟

2. ما هي السمة المتنحية؟ ذكر __________ x أنثى __________

3. ما هي الأنماط الجينية للوالدين؟

4. ما هي الأنماط الظاهرية للوالدين؟

5. املأ ساحة Punnett على اليمين باستخدام الوالدين المذكورين في الإجراء:

6. ما هي النسبة الوراثية؟

7. ما هي النسبة المظهرية؟

الجزء 2: الصلبان ثنائية الهجين - الصلبان التي تتضمن سمتين.

(مقتبس من http://www.biologycorner.com/bio2/ge..._dihybrid.html)

قد يكون إعدادها صعبًا ، وسيكون المربع الذي تنشئه 4x4. سيرشدك هذا الدليل البسيط خلال خطوات حل صليب ثنائي الهجين نموذجي شائع في علم الوراثة. يمكن أن تعمل الطريقة أيضًا مع أي تهجين يتضمن سمتين.

ضع في اعتبارك هذا الصليب:

نبات البازلاء غير المتجانسة للبذور الصفراء المستديرة مخصب ذاتيًا ؛ ما هي النسب المظهرية للنسل الناتج؟

الخطوة 1: تحديد الأنماط الجينية الأبوية من النص أعلاه ، تعتبر كلمة "متغاير الزيجوت" أهم دليل ، وستحتاج أيضًا إلى فهم أن التخصيب الذاتي يعني أنه يمكنك عبوره مع نفسه. عند اختيار الحروف لتمثيل جيناتك ، ستحتاج إلى اختيار حرف واحد لكل خاصية. إذا كان مهيمنًا ، فسيتم كتابته بالأحرف الكبيرة وإذا كان متنحيًا فسيكون بالأحرف الصغيرة.

RrYy x RrYy

الخطوة 2: تحديد الأمشاج. قد يبدو هذا قليلاً مثل طريقة FOIL التي تعلمتها في فصل الرياضيات. اجمع بين R و Y لكل والد لتمثيل الحيوانات المنوية والبويضة. افعل هذا لكلا الوالدين:

Gametes بعد "FOIL": RY و Ry و rY و ry (الأب 1) و RY و Ry و rY و ry (الأب 2)

الخطوة 3: قم بإعداد مربع Punnet كبير 4x4 ، ضع مجموعة واحدة من الأم في الأعلى والآخر على الجانب. الرجوع إلى الشكل في الصفحة التالية.

الخطوة 4: اكتب الأنماط الجينية للنسل في كل مربع وحدد عدد كل نمط ظاهري لديك. في هذه الحالة ، سيكون لديك 9 مستدير ، أصفر ؛ 3 مستدير ، أخضر ؛ 3 متجعد ، أصفر ؛ و 1 أخضر متجعد.

بعض الاختصارات:

في أي حالة يكون فيها الوالدان غير متجانسين لكلتا السمتين (AaBb x AaBb) ، ستحصل دائمًا على نسبة 9: 3: 3: 1.

9 هو رقم السمتين السائدتين ، و 3 هو رقم المجموعة المهيمنة / المتنحية ، وفرد واحد فقط سيعرض كلا الصفتين المتنحية.

هناك طريقة أخرى لتحديد النسب وهي القيام بذلك رياضيًا ( frac {3} {4} ) لكل ذرية سيكون لها بذور مستديرة ( frac {3} {4} ) لكل النسل سيكون أصفر البذور ( frac {3} {4} * frac {3} {4} ) = ( frac {9} {16} ) تحتوي على بذور صفراء مستديرة.

الصلبان التي تتضمن سمتين:

ضع في اعتبارك: RrYy x rryy

تم إعداد المربع كما هو موضح أدناه.

قد تلاحظ أن جميع الصفوف الأربعة لها نفس النمط الجيني. في هذه الحالة ، ما عليك سوى ملء الصف العلوي فقط ، لأن ( frac {1} {4} ) هو نفس الشيء مثل ( frac {4} {16} ).

مشاكل إضافية:

في الأرانب ، يكون الشعر الرمادي هو المهيمن على الشعر الأبيض. أيضا في الأرانب ، العيون السوداء هي المسيطرة على العيون الحمراء.

  • GG = شعر رمادي
  • Gg = شعر رمادي
  • gg = شعر أبيض
  • BB = عيون سوداء
  • ب = عيون سوداء
  • ب = عيون حمراء

1. ما هي الأنماط الظاهرية للأرانب التي تحتوي على الأنماط الجينية التالية:

Ggbb ____________________ ggBB ________________________

ggbb ____________________ جيجا بايت _________________________

2. أرنب ذكر مع النمط الجيني GGbb يتم تهجينه مع أنثى أرنب مع النمط الوراثي ggBb. المربع موجود أدناه. املأها وحدد الطرز الظاهرية والنسب في النسل.

كم من أصل 16 لديه فرو رمادي وعيون سوداء؟ ________

كم من أصل 16 لديه فرو رمادي وعيون حمراء؟ ________

كم من أصل 16 لديه فرو أبيض وعيون سوداء؟ ________

كم من أصل 16 لديه فرو أبيض وعيون حمراء؟ ________

3. أرنب ذكر لديه النمط الجيني GgBb. حدد الأمشاج التي ينتجها هذا الأرنب (سيكون لدى الحيوانات المنوية هذه المجموعات من الأليلات).

4. استخدم الأمشاج من رقم 3 لإنشاء مربع بونت أدناه. ضع أعراس الذكر في الأعلى وأمشاج الأنثى أسفل الجانب. ثم املأ المربع وحدد نوع النسل الذي سينتج من هذا الصليب وبأي نسبة.

5. المفصليات المائية تسمى Cyclops لها هوائيات إما ناعمة أو شائكة. أليل لربس هو المسيطر. في نفس الكائن الحي ، تعتبر مقاومة مبيدات الآفات صفة متنحية. قم بعمل "مفتاح" لإظهار جميع الأنماط الجينية (والأنماط الظاهرية) المحتملة لهذا الكائن الحي. استخدم مفتاح الأرنب لمساعدتك في حالة الضياع.

6. Cyclops المقاوم لمبيدات الآفات وله هوائيات ملساء يتم عبوره مع واحد غير متجانسة لكلتا السمتين. ما هي الطرز الوراثية من الآباء والأمهات؟

7. قم بإعداد مربع بونت للصليب وأظهر النسب المظهرية.

الجزء 3: الميراث المرتبط بالجنس أو المرتبط بالكروموسوم X

(مقتبس من http://www.biologycorner.com/workshe...s_xlinked.html)

في العديد من الكائنات الحية ، يتضمن تحديد الجنس زوجًا من الكروموسومات يختلفان في الطول والمحتوى الجيني - على سبيل المثال ، نظام XY المستخدم في البشر والثدييات الأخرى.

يحمل الكروموسوم X مئات الجينات ، والعديد منها غير مرتبط بتحديد الجنس. يحتوي كروموسوم Y الأصغر على عدد من الجينات المسؤولة عن بدء الذكورة والحفاظ عليها ، لكنه يفتقر إلى نسخ معظم الجينات الموجودة في الكروموسوم X. نتيجة لذلك ، تعرض الجينات الموجودة على كروموسوم X نمطًا مميزًا للوراثة يُشار إليه بالرابط الجنسي أو X-linkage.

لدى الإناث (XX) نسختان من كل جين على كروموسوم X ، لذلك يمكن أن تكون متغايرة الزيجوت أو متماثلة اللواقح لأليل معين. ومع ذلك ، فإن الذكور (XY) سيعبرون عن جميع الأليلات الموجودة على كروموسوم X المفرد الذي يتلقونه من أمهم ، ومفاهيم مثل "المسيطر" أو "المتنحي" ليست ذات صلة.

يرتبط عدد من الحالات الطبية لدى البشر بالجينات الموجودة على الكروموسوم X ، بما في ذلك الهيموفيليا والحثل العضلي وبعض أشكال عمى الألوان.

1. لون العين في ذباب الفاكهة هو سمة مرتبطة بالجنس. الأحمر هو المسيطر على الأبيض. ما هي أجناس وألوان عيون الذباب مع الأنماط الجينية التالية؟

XصXص ________________ Xصنعم ________________ XصXص ________________

XصXص________________ XصY________________

2. ما هي الأنماط الجينية لهذه الذباب:

أبيض العينين ، ذكر ____________ أنثى حمراء العينين (متغايرة الزيجوت) ________

بيضاء العينين ، أنثى ___________ عين حمراء ، ذكر ___________

3. أظهر صليب أنثى بيضاء العينين XصXص مع ذكر احمر العينين Xصص.

4. أظهر صليبًا بين أنثى نقية ذات عين حمراء ورجل أبيض العينين.

ما هي الطرز الوراثية من الآباء والأمهات؟

كم عدد النسل:

أبيض العينين ، ذكر ______ أبيض العينين ، أنثى ______ عيون حمراء ، ذكر ______ عيون حمراء ، أنثى ______

5. أظهر صليب أنثى ذات عيون حمراء (متغايرة الزيجوت) ورجل أحمر العينين.

ما هي الطرز الوراثية من الآباء والأمهات؟

كم عدد النسل:

أبيض العينين ، ذكر ______ أبيض العينين ، أنثى ______ عيون حمراء ، ذكر ______ عيون حمراء ، أنثى ______

6. في البشر ، الهيموفيليا هي سمة مرتبطة بالجنس. يمكن أن تكون الإناث طبيعيات أو حوامل أو مصابات بالمرض. سيكون الذكور إما مصابين بالمرض أو لا (لكنهم لن يكونوا حاملين له).

XحXح = أنثى ، غير مصاب بالهيموفيليا XحY = ذكر ، غير مصاب بالهيموفيليا

XحXح = أنثى ، حاملة

XحXح = أنثى ، الناعور XحY = ذكر ، مصاب بالهيموفيليا

أظهر صليب الرجل المصاب بالهيموفيليا مع امرأة حامل.

ما هو احتمال إصابة أطفالهم بالمرض؟ _____________

7. المرأة الحاملة تتزوج رجلاً غير مصاب بالهيموفيليا. أظهر الصليب. ما هو احتمال إصابة أطفالهم بالهيموفيليا؟ ما هو جنس الطفل في الأسرة المصاب بالهيموفيليا؟

8. تتزوج المرأة المصابة بالهيموفيليا من رجل غير مصاب بالهيموفيليا. كم من أطفالهم سيصابون بالهيموفيليا ، وما هو جنسهم؟

9. في القطط ، يكون الجين الخاص بقطط كاليكو (متعددة الألوان) كلاهما مرتبط بالجنس و السائد. بسبب ظاهرة تعرف باسم تعويض الجرعة، الإناث التي تتلقى أ ب و ص الجين لديه بقع سوداء وبرتقالية على المعاطف البيضاء. يمكن أن يكون الذكور أسود أو برتقالي فقط ، لكن لا يمكن أن يكونوا كاليكو أبدًا.

ماذا سيكون النمط الجيني لقطط كاليكو؟

أظهر صليب قطة كاليكو مع ذكر أسود.

ما هي نسبة القطط السوداء والذكور؟ _________

ما هي النسبة المئوية للقطط التي ستكون كاليكو وذكور؟ _________

ما هي النسبة المئوية للقطط التي ستكون كاليكو وأنثى؟ _________

10. أظهر صليب قطة سوداء مع ذكر قطة برتقالية. ما هي النسبة المئوية للقطط التي ستكون كاليكو وأنثى؟ ما لون كل القطط الذكور؟

الجزء 4: الهيمنة غير المكتملة و Codominance

تعبر بعض الزيجوت المتغايرة عن النمط الظاهري الذي هو وسيط بين النمط الظاهري السائد والمتنحي. على سبيل المثال ، في أزهار الساعة 4 صباحًا ، يكون جين التصبغ الأحمر هو السائد ويكون جين التصبغ الأبيض متنحيًا. ومع ذلك ، الزيجوت متغايرة الزيجوت لونها وردي. الأليل السائد لا يخفي تمامًا تعبير الأليل المتنحي: إنه كذلك مهيمنة بشكل غير كامل.

1. من خلال ملاحظة لون زهرة أزهار الساعة الرابعة ، هل من الممكن تحديد التركيب الجيني بشكل لا لبس فيه؟ (نعم / لا)

هل نفس الشيء ينطبق على لون الزهرة في البازلاء الثلجية؟ (نعم / لا) لماذا أم لا؟

نمط الوراثة الآخر الجدير بالملاحظة هو نمط السيادة. هنا ، يمكن التعبير عن كلا الأليلين لنفس الخاصية. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك فصيلة الدم البشرية A B O. أليلات المستضدات السطحية كلاهما سائد ؛ الأليل لعدم وجود مستضد سطحي متنحي.

2. إذا تزوج فردين من فصيلة الدم AB ، فما هي احتمالات حصول كل طفل على فصيلة الدم AB؟

3. قضية أبوة متنازع عليها! طفل هيرميون الجديد لديه فصيلة دم من O. فصيلة دمها هي B ورون ويزلي هو A. هاري بوتر (فصيلة الدم AB) يصر على أنه والد الطفل. هل يمكن أن يكون هذا صحيحًا؟


شاهد الفيديو: Glycolysis Step by Step شرح بالعربي (كانون الثاني 2022).