القوانين الإحصائية لانتقال الصفات الوراثية عند الكائنات الثنائية الصيغة الصبغية

تتميز خلايا الكائنات ثنائية الصيغة الصبغية بوجود الصبغيات على شكل أزواج، وبالتالي تكون كل مورثة ممثلة بحليلين إما متشابهين، نقول أنها متشابهة الاقتران Homozygote ويكون الفرد من سلالة نقية Lignée pure بالنسبة للصفة أو الصفات المدروسة، أو حليلين مختلفين ونقول في هذه الحالة أنها مختلفة الاقتران Hétérozygote ويكون الفرد من سلالة هجينة Hybride.

 إذا كان لأفراد السلالة الهجينة مظهرا خارجيا مطابقا لأحد حليلي المورثة، نسمي الحليل الذي يتم التعبير عنه بالحليل السائد Allèle Dominant ونسمي الحليل الذي لم يُعبر عنه بالحليل المتنحي Allèle récessif. أما في حالة ظهور مظهر وسيط نتحدث عن تساوي السيادة Codominance.

 لمعرفة كيفية انتقال الصفات الوراثية عند الكائنات ثنائية الصيغة الصبغية والقوانين المحددة لهذا الانتقال، نقترح المعطيات التجريبية الآتية:

I/ انتقال زوج واحد من الحليلات: الهجونة الاحادية

      1 ـ حالة السيادة المطلقة:

         1 ـ 1 ـ بعض تجارب ماندل Mendel:

أنجز ماندل تزاوجيات عديدة بين سلالات من الجلبان:

ـ أولا: بين سلالات نقية و لضمان الإخصاب المتبادل بين هذه السلالات يمنع الإخصاب الذاتي الذي يتم بصورة طبيعية قبل أن تتفتح أزهار الجلبانة، فيحصل على بذور تشكل الجيل الأول F1 

 ـ ثانيا: ينبت بذور الجيل F1 ويزاوج فيما بينها (تزاوج ذاتي) فيحصل على الجيل الثاني F2 .

يمثل الجدول الاتي نتائج بعض التجارب التي أنجزها ماندل.

1– حول النتائج التي توصل إليها ماندل إلى نسب مئوية.

2 ـ ماذا تستخلص من تحليل هذه النتائج ؟

3 ـ انجز تفسيرا صبغيا لنتائج انتقال صفة شكل البذور.

1- 

 نلاحظ أن الجيل الأول يتكون من أفراد بنفس المظهر أي جيلا متجانسا مع اختفاء المظهر الاخر. إذا فالحليل المسؤول عن المظهر الذي يبقى سائد (يسود ولا يختفي خلال التزاوج)، بينما الحليل المسؤول عن المظهر المختفي متنحي.

– نلاحظ أن الجيل الثاني غير متجانس حيث يظهر المظهر السائد بنسبة تقارب % 75 والمظهر المتنحي بنسبة تقارب % 25 ، وهذا يعني اجتماع الحليلين المتنحيين.

في هذه التجارب تزاوج سلالتين نقيتين أعطى جيلا متجانسا، بينما تزاوج سلالتين هجينتين أعطى جيلا غير متجانس.

3 ـ

2-1 انتقال صفة” لون حبوب الذرة”:

 أنجزنا تزاوجين بين سلالات من الذرة:

  ـ التزاوج الأول: بين سلالتين نقيتين الأولى ذات حبوب سوداء والثانية ذات حبوب صفراء، كانت النتيجة أن كل حبوب الجيل الأول F1 من نبات الذرة سوداء.

  ـ التزاوج الثاني: بين أفراد الجيل F1 فيما بينها (تزاوج ذاتي) نحصل في الجيل F2 على النتائج  التالية:

       ـ 4986  حبوب صفراء

       ـ 15014 حبوب سوداء

الرابط

1 – ماذا تستخلص من تحليل نتائج التزاوج الأول؟

2- اعط التفسير الصبغي لنتائج التزاوج الأول.

3- احسب النسب المئوية لنتائج التزاوج الثاني.

4- انجز التفسير الصبغي لنتائج التزاوج الثاني.

انظر الرابط

3-1 – انتقال صفة” طول أجنحة ذبابة الخل”:

التزاوج الأول: يعطي تزاوج ذكر ذبابة خل ذو أجنحة طويلة مع أنثى ذات أجنحة ضامرة، كلاهما من سلالة نقية، جيلا F1 يتكون من ذباب له أجنحة طويلة.

التزاوج الثاني: يعطي تزاوج ذكر ذبابة خل ذو أجنحة طويلة من الجيل F1 مع أنثى ذات أجنحة ضامرة(والد متنحي) جيلا يتكون من:

  ـ  50% ذباب له أجنحة طويلة.

  ـ  50% ذباب له أجنحة ضامرة.

1 – باستغلالك التزاوج الأول، فسر النتائج المحصل عليها.

2 – حدد نتيجة تزاوج أفراد F1 فيما بينهم.

3- ماذا يمكننا أن نسمي التزاوج الثاني؟

4- انجز التفسير الصبغي لهذه النتائج.

5- استخلص إذا طريقة للتعرف على النمط الوراثي لفرد ذو مظهر خارجي سائد.

1 و 2 : انظر  الرابط

2 و 3 و 4 : انظر  الرابط

4-1 – خلاصة:( قوانين ماندل)

 – القانون الأول:قانون تجانس الهجناء: إذا كان الأبوان من سلالة نقية فان الجيل F1 يكون متجانسا (هناك استثناء لهذا القانون).

 – القانون الثاني:قانون نقاوة الأمشاج: كل مشيج لا يحتوي إلا على أحد الحليلين نقول أنه نقي.

    2 ـ حالة تساوي السيادة:

 -1-2 انتقال صفة” لون الريش عند نوع من الدجاج”

  نزاوج سلالتين نقيتين من الطيور: دجاجة ذات لون أسود مع ديك ذو لون أبيض فنحصل على جيل F1 يتكون من أفراد كلهم ذوي لون مبقع(خليط من الأبيض والأسود).

 يعطي تزاوج بين ذكر وأنثى من الجيل الأول جيلا ثانيا F2 غير متجانس ومكون إحصائيا من:

 من أفراد ذوي لون أبيض25% 
من أفراد ذوي لون أحمر 25%
من أفراد ذوي لون مبقع50%

-1 ماذا تستخلص من تحليل نتائج التزاوج الأول حول الحليل المسؤول عن اللون الأبيض والحليل المسؤول عن اللون الأسود؟

-2 اعط التفسير الصبغي لنتائج التزاوج الأول.

-3 اعط التفسير الصبغي لنتائج التزاوج الثاني.

 -2-2 انتقال صفة” لون أزهار نبتة الكاميليا “:

أنجز مزارع تزاوجا بين نبتة ذات أزهار حمراء ونبتة ذات أزهار بيضاء فحصل على النتائج الممثلة في الوثيقة التالية:

ماذا تستخلص من تحليل نتائج هذا التزاوج؟

استنتج النمط الوراثي للآباء وأفراد الجيل F1.

حدد النسب النظرية المتوقعة في حالة تزاوج أفراد F1 فيما بينهم.

حصل المزارع على اثر هذا التزاوج على النتائج التجريبية التالية:

       121 نبتة ذات أزهار  بيضاء.

      243  نبتة ذات أزهار حمراء مبقعة بالأبيض.

      119  نبتة ذات أزهار حمراء.

 قارن النتائج النظرية مع النتائج التجريبية.

 3 ـ حالة المورثة المميتة:

  -1-3 انتقال صفة” لون فرو الفئران”:

أثناء تربية فئران لها فرو مختلف، تم عزل فئران رمادية وأخرى صفراء، فلوحظ أن الفئران الرمادية لا تعطي اثر التزاوج فيما بينها إلا فئران رمادية، أما الصفراء فتعطي اثر التزاوج فيما بينها فئران صفراء وأخرى رمادية.

 

  أ- حلل هذه المعطيات، واستنتج النمط الوراثي للفئران الصفراء والرمادية التي تم عزلها. 

  ب- حدد النسب النظرية المحصل عليها بعد تزاوج الفئران الصفراء فيما بينها.

 بينت الدراسات الإحصائية أنه ينتج دائما عن تزاوج الفئران الصفراء فيما بينها 2/3 فئران صفراء و1/3 فئران رمادية.

  ج- هل هذه النتيجة تتوافق مع ما توصلت إليه في السؤال ب ؟

  د- فسر هذه النتائج علما أن ملاحظة أرحام فأرات حوامل وضحت وجود أجنة ميتة.

-2-3 انتقال صفة” وجود أو غياب العرف عند طائرالكناري”:

أراد مربي طيور الكناري الحصول على طيور ذات عرف، فزاوج طائري كناري لهما عرف لكنه حصل في الجيل F1 على 10 طائر ذو عرف و5  طيور بدون عرف، وظل يحصل على نفس النتائج مهما كرر هذا التزاوج.

1- بين إن كانت طيور الكناري ذات العرف متشابهة الاقتران أم مختلفة الاقتران.

2- استخلص الحليل السائد والمتنحي.

3- حدد النمط الوراثي لطيور الكناري ذات العرف وطيور الكناري بدون عرف، مستعملا الرموز H للحليل السائد و h للمتنحي.

4- إذا علمت أنه لا توجد في الطبيعة طيور كناري ذات عرف تعطي إثر التزاوج فيما بينها طيور ذات عرف فقط، فسر هذه الملاحظة علما أن بعض البيض لا يفقس أبدا.

 4 ـ حالة المورثة المرتبطة بالجنس:

  -1-4 انتقال صفة” لون العيون عند ذبابة الخل”:

 ننجز تزاوجات بين سلالتين من ذبابة الخل تختلفان بصفة واحدة: السلالة المتوحشة ذات عيون حمراء والسلالة الطافرة ذات عيون بيضاء.

 – التزاوج الأول: بين إناث ذات عيون حمراء وذكور ذوي عيون بيضاء، الجيل F1 مكون من أفراد لهم جميعا عيون حمراء.

 – التزاوج الثاني: بين سلالتين نقيتين، إناث ذات عيون بيضاء وذكور ذوي عيون حمراء، فحصلنا على جيلF’1 يتكون من:

%50 إناث ذات عيون حمراء.

%50 ذكور ذوي عيون بيضاء.

      1ـ ماذا تستخلص من خلال التزاوج الأول؟

      2- اعتمادا على التزاوج الثاني، اقترح فرضية لتفسير النتائج المحصل عليها.

      3– اعط التأويل الصبغي للتزاوج الأول والتزاوج الثاني.

ملحوظة:

عند عدد من الحيوانات خصوصا الفراشات، دودة القز، بعض الطيور والأسماك تكون الأنثى متغايرة الأمشاج ونرمز لزوج صبغياتها الجنسية ZW والذكر متشابه الأمشاج ZZ.

2-4انتقال صفة” شكل الريش عند الدجاج”:

 يعطي تزاوج بين سلالتين نقيتن من الدجاج: الذكر ذو ريش غير مخطط والأنثى ذات ريش مخطط، جيلا F1 مكون من 66 فرد موزعين كالتالي:

   ـ 32 ذكرا لهم ريش مخطط

   ـ 34 أنثى ذات ريش غير مخطط

استعمل الرموز B أو b بالنسبة للحليل المسؤول عن الريش المخطط و N أو n بالنسبة للحليل المسؤول عن الريش غير المخطط

 1ـ ماذا تستنتج من خلال تحليلك لنتائج هذا التزاوج؟

 2ـ اعط الأنماط الوراثية للآباء.

 3ـ حدد النتائج النظرية لتزاوج أفراد F1 فيما بينهم.

1 ـ يتعلق الأمر بهجونة أحادية لأننا ندرس انتقال مورثة واحدة تتحكم في صفة لون الريش عند الدجاج. يعطي التزاوج جيلا غير متجانس أي عدم تحقق القانون الأول لماندل رغم أن الأبوين من سلالتين نقيتين، إذا المورثة المدروسة مرتبطة بالجنس أي محمولة على الصبيغات الجنسية، وبما أن الصفة توجد عند الذكور والإناث والصبغي المشترك بينهما هو Z إذا فالمورثة محمولة على الصبغي Z.

يما أن الذكور متشابهو الأمشاج يحملون صبغيين جنسيين ZZ فإن ذكور الجيل F1 هجناء يحملون الحليلين المخطط وغير المخطط وبما أن مظهرهم بريش مخطط فإن الحليل المسؤول عن ريش مخطط سائد ونرمز له بـ B بينما الحليل المسؤول عن ريش غير مخطط متنحي ونرمز له بـ n.

2 ـ الأنماط الوراثية:

الاباء: الذكر  ZnZn و الأنثى ZBW

الجيل F1: الذكور ZBZn و الإناث  ZnW 

3 ـ نتيجة التزاوج:

F1 x F1                                                                                                              

المظهر الخارجي         

                                                                                                             [ B ]           x          [n ]

النمط الوراثي   

                                                                                                          ZBZn         x           ZnW

الأمشاج

                                                                                  1/2ZB       1/2 Zn                 1/2Zn     1/2W

الإخصاب: شبكة الزاوج

 

½ Zn

½ W

½ ZB

¼ ZBZn  [B] ♂

¼ ZBW    [B] ⧬

½  Zn

¼ ZnZn   [n] ♂

¼ ZnW     [n] ⧬

F2 : ¼ ♂ [B] + ¼ ♂ [n]  + ¼ ⧬ [B]  +  ¼  [n] 

3-4-خلاصة:

في حالة هجونة أحادية عند ثنائيات الصيغة الصبغية:

   ـ إذا كانت النسب في الجيل F2 : 3/4-1/4  نتحدث عن سيادة مطلقة لحليل على أخر.

   ـ إذا كانت النسب في  F2  : 1/4-2/4-1/4  نتحدث عن تساوي السيادة.

   ـ إذا تحولت النسب في F2 من 3/4-1/4 إلى 2/3-1/3 نتحدث عن مورثة مميتة.

   ـ نتحدث عن مورثة مرتبطة بالجنس في الحالات التالية:

               – إذا لم تتطابق نتائج F1 مع القانون I لمندل رغم تزاوج سلالتين نقيتين.

               – إذا أخذ الذكور مظهر الأم و أخذت الإناث مظهر الأب.         

               – إذا لم تتطابق نتائج تزاوجين متبادلين(عكسيين). 

/II انتقال زوجين من الحليلات: الهجونة الثنائية

  1 ـ مورثتين مستقلتين:

  1-1- انتقال صفتي” لون ” و”شكل الحبوب” عند الذرة:

نزاوج سلالتين نقيتين من الذرة تختلفان فيما بينهما بصفتين اثنتين:

التزاوج الأول: بين ذرة ذات حبوب سوداء وملساء، وذرة ذات حبوب صفراء ومتجعدة، نحصل على جيل أول يتكون من حبوب كلها سوداء اللون وملساء الشكل.

التزاوج الثاني: بين أفراد الجيل الأول فيما بينهم يعطي النتائج التالية:

حبوب سوداء وملساء 9/16
حبوب صفراء وملساء 3/16
حبوب سوداء ومتجعدة3/16
حبوب صفراء ومتجعدة1/16

التزاوج الثالث: نقوم بتزاوج راجع بين ذرة (من F1) مع ذرة ثنائية التنحي (والد متنحي)، نحصل على جيل F’1 ينكون من:

حبوب سوداء وملساء25O2
حبوب صفراء وملساء 2498
حبوب سوداء ومتجعدة2499
حبوب صفراء ومتجعدة2501

 

 1- حلل النتائج المحصل عليها في الجيلين الأول والثاني.

 2- اقترح فرضية تفسر بواسطتها ظهور المظاهر الخارجية الجديدة.

 3- بواسطة جدول التزاوج بين النتائج المحصل عليها في الجيل الثاني.

4 ـ ماذا تستخلص من خلال التزاوج الثالث؟

5 ـ انجز التفسير الصبغي للتزاوج الثالث.

2-1 – خلاصة: القانون الثالث لماندل: قانون استقلالية أزواج الحليلات عند انتقال صفتين أو أكثر.

   في حالة الهجونة الثنائية وخلال تشكل الأمشاج يحدث افتراق مستقل لزوجي الحليلات بحيث كل جيل F1 (هجين)ينتج 4 أنواع من الأمشاج بنسب متساوية.(هناك استثناء لهذا القانون).

  الوثيقة

2 ـ مورثتين مرتبطتين:

1-2- انتقال صفتي” لون الجسم” و”شكل الأهذاب” عند ذبابة الخل:

نجري تزاوجات بين سلالات من ذبابة الخل:

التزاوج الأول: بين سلالة ذات أهذاب ملساء وجسم رمادي، وسلالة ذات أهذاب معقوفة وجسم أسود، نحصل في F1 على ذباب ذو أهذاب ملساء وجسم رمادي.

التزاوج الثاني: بين أفراد F1 فيما بينهم فنحصل على جيل F2 يتكون من %75 ذباب ذو  أهذاب ملساء وجسم رمادي و %25 ذباب ذو أهذاب معقوفة وجسم أسود.

التزاوج الثالث: نقوم بتزاوج راجع بين ذبابة خل أنثى ذات أهذاب ملساء وجسم رمادي (من F1) مع ذبابة ذكر ثنائية التنحي (والد متنحي) نحصل على النتائج التالية:

-484 ذبابة ذات أهذاب ملساء وجسم رمادي

-461 ذبابة ذات أهذاب معقوفة وجسم اسود

-30 ذبابة ذات أهذاب معقوفة وجسم رمادي

-25 ذبابة ذات أهذاب ملساء وجسم اسود

التزاوج الرابع: ننجز تزاوجا راجعا آخرا بين ذكر من F1 وأنثى ثنائية التنحي، نحصل على %50 ذباب ذو أهذاب ملساء وجسم رمادي  و %50 ذباب ذو أهذاب معقوفة وجسم أسود.

1 ـ ماذا تستخلص من خلال التزاوجين الأول والثاني؟

2 ـ ماذا تستخلص من خلال التزاوجين الثالث والرابع؟

3 ـ انجز التفسير الصبغي للتزاوجين الثالث والرابع. 

3 ـ خلاصة:   

في حالة هجونة ثنائية عند ثنائيات الصيغة الصبغية مع سيادة مطلقة لحليلين على الآخرين:

   * الحالة الأولى: حالة مورثتين مستقلتين 

تكون نتائج F2(F1XF1) كالتالي: 9/16-3/16-3/16-1/16 حيث تظهر الحليلات السائدة عند الأفراد ذوي9/16 .

في حالة تزاوج راجع أو اختباري يكون الخلف مكون من أربعة مظاهر خارجية متساوية التردد (25% لكل واحد)

   * الحالة الثانية: حالة مورثتين مرتبطتين

تكون نتائج F2(F1XF1) مخالفة لـ 9/16-3/16-3/16-1/16

في حالة تزاوج راجع أو اختباري يكون الخلف مكون من أربعة مظاهر خارجية مختلفة التردد:

–                             مظهران أبويان بتردد كبير

–                             مظهران جديدا التركيب بتردد ضعيف

 يمكن الحصول على مظهرين بدلا من أربعة إذا لم يحدث العبور.

III/ الخريطة العاملية:

 تمثل الخريطة العاملية Carte factorielle التموضع النسبي للمورثات على الصبغيات. ولإنجازها يجب تحديد المسافة بين المورثات.

  1 ـ المسافة بين مورثتين:

لاحظ العالم MORGAN أن نسبة التركيب الجديد الناتجة عن ظاهرة العبور بين مورثتين مرتبطتين تكون دائما ثابتة الشيء الذي دفعه إلى افتراض أن مكان تموضع المورثة فوق الصبغي يكون دائما ثابتا. وهكذا أعطى احد طلابه Alfred Sturtevant العلاقة بين نسبة التركيبات الجديدة والمسافة بين المورثتين بحيث:

 1% من التركيبات الجديدة تقابلها 1 وحدة مسافة بين المورثتين سميت  وحدة MORGAN  اي

1%=1CMg

  2 ـ تطبيق:

أعطى تزاوج ذبابة خل أنثى من F1 ذات أجنحة طويلة longues و عيون حمراء rouges بذكر من سلالة نقية ذو أجنحة قصيرة courtes وعيون أرجوانية pourpres النتائج التالية:

عدد الأفراد

المظهر الخارجي

200

أفراد بأجنحة طويلة وعيون حمراء

19

أفراد بأجنحة قصيرة وعيون حمراء

26

أفراد بأجنحة طويلة وعيون أرجوانية

206

أفراد بأجنحة قصيرة وعيون أرجوانية

      يعطي تزاوج آخر بين ذبابة خل أنثى مختلفة الاقتران بأجنحة طويلة وجسم رماديgris بذبابة خل ذكر من سلالة نقية ذات أجنحة قصيرة وجسم أسود noir النتائج التالية:

عدد الأفراد

المظهر الخارجي

152

أفراد بأجنحة طويلة وجسم رمادي

31

أفراد بأجنحة قصيرة وجسم رمادي

35

 أفراد بأجنحة طويلة وجسم أسود

147

أفراد بأجنحة قصيرة وجسم أسود

1 ـ اعتمادا على تحليل نتائج التزاوج الأول استخلص العلاقة بين المورثتين المدروستين.

2 ـ اعتمادا على تحليل نتائج التزاوج الثاني استخلص العلاقة بين المورثتين المدروستين.

   3 ـ انجز الخرائط العاملية الممكنة.

   4 ـ فسر كيفية الحصول على الخريطة العاملية الملائمة.