علم الوراثة والصفات الوراثية

درس تفاعلي لطلاب الصف التاسع

مقدمة عن علم الوراثة

هل تشبه أحد والديك أم جديك؟ وهل عيناك تشبه عَينَيْ أبيك؟ إن صفات لون العيون وشكل الأنف وغيرها أمثلة على الصفات التي ترثها من والديك.

عائلة تظهر التشابه الوراثي

الوراثة هي انتقال الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء. وتتحكم الجينات المحمولة على الكروموسومات في شكل المخلوق الحي ووظائفه، أي ما نسميه صفاته الوراثية.

تعريف علم الوراثة

علم الوراثة هو دراسة كيفية انتقال الصفات الوراثية من جيل إلى آخر، وكيفية تفاعلها فيما بينها.

الجينات والصفات الوراثية

تسمى الصور المختلفة للجين المسؤول عن صفة محددة الجينات المتقابلة (الأليلات). وعندما تنفصل الكروموسومات المتضاعفة خلال عملية الانقسام المنصّف، تنفصل الجينات المتقابلة بعضها عن بعض وتتوزع على الخلايا الجنسية الناتجة، بحيث تحصل كل خلية على أحد الجينات المتقابلة.

مصطلحات مهمة:

  • الجين (Gene): هو وحدة وراثية تحمل المعلومات عن صفة معينة.
  • الأليل (Allele): هو أحد أشكال الجين المسؤول عن صفة معينة.
  • الصفة السائدة (Dominant): صفة تظهر عند وجود أليل واحد سائد.
  • الصفة المتنحية (Recessive): صفة تظهر فقط عند وجود أليلين متنحيين.
تمثيل للجينات والكروموسومات

لنفترض أننا ندرس صفة وجود الغمّازات مثلاً؛ سنجد أن إحدى الخليتين الجنسيتين الناتجتين عن الانقسام المنصّف تحتوي على جين وجود الغمّازات، في حين تحتوي الخلية الأخرى على جين يخلو منه.

ملاحظة مهمة

يمكن تمثيل الأليلات بالرموز مثل D (سائد) و d (متنحي)، حيث يشير الحرف الكبير إلى الأليل السائد والحرف الصغير إلى الأليل المتنحي.

انتقال الصفات الوراثية

أثناء عملية الإخصاب، يمنح كل من الأبوين كروموسوماً واحداً للفرد الجديد. وينتج عن ذلك جينان متقابلان لصفة معينة عند الفرد الجديد.

الطرز الجينية والطرز المظهرية

الطراز الجيني (Genotype):

التركيب الجيني للفرد، ويمكن أن يكون:

  • نقي الصفة (متماثل الجينات): DD أو dd
  • هجين الصفة (غير متماثل الجينات): Dd

الطراز المظهري (Phenotype):

الصفة الظاهرة على الفرد نتيجة تفاعل الجينات مع البيئة.

  • وجود الغمازات (عند وجود D)
  • عدم وجود الغمازات (عند وجود dd)
العالم مندل وتأسيس علم الوراثة
جريجور مندل

جريجور مندل - مؤسس علم الوراثة

بدأ اهتمام جريجور مندل - وهو راهب وعالم نمساوي في الرياضيات والعلوم - بالنبات منذ طفولته في بستان والده؛ حيث كان بمقدوره توقع أنواع الأزهار والثمار التي يمكن الحصول عليها عند تلقيح النباتات.

وقد دفعه فضوله في معرفة العلاقة بين لون الأزهار، ونوع البذور في نبات البازلاء إلى بدء تجاربه في عام 1856م. استخدم مندل الطريقة العلمية بدقة في تفسير النتائج التي جمعها حول كيفية انتقال الصفات من جيل إلى آخر. وبعد مرور ثماني سنوات قدم نتائجه حول نبات البازلاء.

إنجازات مندل

  • كان أول من تتبع صفة واحدة عبر أكثر من جيل
  • استخدم الاحتمالات والإحصاء لتفسير نتائج تجاربه
  • اكتشف مفهوم السيادة والتنحي في الصفات
  • وضع قوانين الوراثة الأساسية التي ما زالت تستخدم حتى اليوم

تجارب مندل على نبات البازلاء

سبب اختيار نبات البازلاء

  • سهولة زراعته والعناية به
  • فترة نموه قصيرة نسبيًا
  • إمكانية التحكم في عملية التلقيح
  • وجود صفات متباينة واضحة يسهل تمييزها

الصفات التي درسها مندل

  • لون البذور: أصفر/أخضر
  • شكل البذور: مستدير/مجعد
  • لون الأزهار: أرجواني/أبيض
  • طول الساق: طويل/قصير
  • لون القرن: أخضر/أصفر
  • شكل القرن: منتفخ/مقيّد
  • موقع الأزهار: محوري/طرفي

نشاط تفاعلي: الصفات السائدة والمتنحية

اسحب بطاقات الصفات إلى المنطقة الصحيحة حسب كونها صفات سائدة أو متنحية في البشر.

صفات سائدة

صفات متنحية

بطاقات الصفات

وجود غمازات

صفة شائعة في الوجه

عيون زرقاء

لون العيون الأزرق

شعر مجعد

شعر ذو تجعدات

شعر أشقر

لون الشعر الأشقر

عيون بنية

لون العيون البني

شحمة أذن متصلة

شحمة الأذن متصلة بالخد

نشاط تفاعلي: مربع بانيت

مربع بانيت هو أداة تستخدم للتنبؤ بالطرز الجينية المحتملة للأبناء من خلال معرفة الطرز الجينية للأبوين. هيا نتعلم كيفية استخدامه.

إنشاء مربع بانيت

DD
Dd
dd
DD
Dd
dd

كيف يعمل مربع بانيت؟

  1. نكتب الأمشاج (الخلايا الجنسية) المحتملة للأب أفقيًا في الأعلى.
  2. نكتب الأمشاج المحتملة للأم رأسيًا على الجانب.
  3. نملأ الخلايا الداخلية بالطرز الجينية الناتجة من اتحاد هذه الأمشاج.
  4. نحسب نسب الطرز الجينية والمظهرية المتوقعة من هذا التزاوج.
اختبر فهمك

1. ما هو تعريف علم الوراثة؟

دراسة الكائنات الحية وتصنيفها
دراسة كيفية انتقال الصفات الوراثية من جيل إلى آخر
دراسة تأثير البيئة على الكائنات الحية
دراسة تطور الأنواع عبر الزمن

2. ما المقصود بالأليل (الجين المتقابل)؟

نوع من الكروموسومات
نوع من البروتينات
أحد أشكال الجين الذي يتحكم في صفة وراثية معينة
قطعة من الكروموسوم

3. ما هو الفرق بين الطراز الجيني والطراز المظهري؟

لا يوجد فرق، فهما مصطلحان مترادفان
الطراز الجيني يتعلق بالبيئة، والطراز المظهري يتعلق بالوراثة
الطراز الجيني خاص بالذكور، والطراز المظهري خاص بالإناث
الطراز الجيني هو التركيب الجيني، والطراز المظهري هو الصفة الظاهرة

4. إذا كان الأب له الطراز الجيني (Dd) والأم لها الطراز الجيني (dd) للغمازات، فما هي نسبة ظهور الغمازات في الأبناء؟

50%
25%
75%
100%

5. من هو العالم الذي يُعتبر مؤسس علم الوراثة؟

تشارلز داروين
جريجور مندل
لويس باستير
جيمس واتسون