ملخص العلوم تالتة إعدادي، الترم الأول الوراثة والتباين والانتخاب

أهداف التعلم

• يفسر دور الأليلات السائدة والمتنحية في انتقال الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء.
• يطبق قانوني مندل ومربع بانيت للتنبؤ باحتمال ظهور الصفات في الأبناء.
• يربط بين زواج الأقارب والأمراض الوراثية ويتعرف أهمية الفحص الوراثي.
• يفسر أثر العوامل البيئية والوراثية في نمو المجتمعات الحية.
• يقارن بين الانتخاب الطبيعي والانتخاب الصناعي وبين طرق حفظ الصفات المرغوبة.

المصطلحات والتعريفات العلمية

• المادة الوراثية (DNA): مادة كيميائية تخزن المعلومات الوراثية في الخلية، تلتف حول بروتينات مكونة الكروموسومات.
• الجين: جزء من المادة الوراثية يحمل المعلومات المسؤولة عن صفة وراثية معينة.
• الأليل: كل نسخة من الجين نفسه. للجين الواحد قد يوجد أكثر من أليل، ويرث الفرد أليلين لكل صفة (من الأب والأم).
• الأليل السائد: يظهر تأثيره في الشكل الظاهري ويحجب الأليل الآخر. المتنحي: لا يظهر إلا عند وجود نسختين منه. وظهور السائد وإخفاؤه للمتنحي يسمى السيادة التامة.
• النمط الجيني (Genotype): تركيب الأليلات (مثل BB أو Bb أو bb). النمط الظاهري (Phenotype): الصفة المرئية. فرد نقي (متماثل الأليلات) أو هجين (مختلف الأليلين).
• الجاميتات: الخلايا الجنسية (الحيوان المنوي والبويضة) التي تنتج بالانقسام الميوزي وتحمل نصف المادة الوراثية؛ أي نسخة واحدة من كل جين. عند الإخصاب تتحد الجاميتات فيحمل الفرد الجديد نسختين.
• مربع بانيت: أداة لتوقع الأنماط الجينية والظاهرية للأبناء.
• المجتمع (الجماعة): مجموعة أفراد من النوع نفسه تتكاثر معاً وتعيش في المكان نفسه في الوقت نفسه.
• السعة التحملية: أقصى عدد من أفراد نوع يمكن للبيئة أن تعوله باستمرار دون استنزاف مواردها.

قوانين مندل

التجارب: أجراها جريجور مندل (1822–1884) على نبات البازلاء لأنها تحوي صفات متضادة واضحة (طول الساق، لون البذرة وشكلها) ويسهل التحكم في تلقيحها.

• القانون الأول (قانون انعزال العوامل): عند تزاوج فردين نقيين مختلفين في زوج من الصفات المتضادة تظهر الصفة السائدة في 100% من الجيل الأول، وعند تزاوج أفراد الجيل الأول معاً تظهر الصفتان في الجيل الثاني بنسبة 3 سائد : 1 متنحٍ. مثال: YY × yy تعطي Yy جميعها صفراء، ثم Yy × Yy تعطي 1 YY : 2 Yy : 1 yy أي 3 صفراء : 1 خضراء.
• القانون الثاني (قانون التوزيع المستقل): عند تزاوج فردين نقيين يختلفان في زوجين أو أكثر من الصفات تورث كل صفة مستقلة عن الأخرى. في الجيل الثاني: 16 توافقاً ممكناً، والنسب المظهرية 9 : 3 : 3 : 1، وكل صفة تظهر على حدة بنسبة 3 : 1. مثال: بازلاء مستديرة صفراء RRYY × مجعدة خضراء rryy تعطي RrYy.
• تنتج كل خلية هجينة RrYy أربعة أنواع من الجاميتات: RY وRy وrY وry.

الأمراض الوراثية وزواج الأقارب

• تنتج الأمراض الوراثية عن طفرات في الجينات، وغالباً يكون أليل المرض متنحياً. الحامل للمرض شخص سليم ظاهرياً يحمل أليلاً طبيعياً وأليل المرض. لا يصاب الطفل إلا إذا ورث أليلين للمرض.
• عند زواج حاملين للمرض (Rr × Rr): 25% سليم غير حامل، 50% حامل سليم، 25% مصاب.
• أمثلة: الثلاسيميا (أنيميا البحر المتوسط) والجالاكتوزيميا.
• زواج الأقارب: يشترك الأقارب في جينات موروثة من أسلاف مشتركين، فيزيد احتمال حمل الزوجين لأليل المرض المتنحي نفسه وإنجاب طفل مصاب. لذلك يوصى بالفحص الطبي قبل الزواج والاستشارة الوراثية، والفحص الجيني الشامل يكشف عن آلاف الجينات مبكراً.

نمو المجتمعات الحية

• تحت الظروف المثالية ينمو العدد أسياً (2 ← 4 ← 8 ← 16 ...). يمر منحنى النمو بمراحل: تأخر، نمو سريع، تباطؤ، ثم استقرار عند السعة التحملية.
• لا يستمر النمو للأبد بسبب المقاومة البيئية: نفاد الموارد وزيادة التنافس وانتشار الأمراض والطفيليات. وعند تجاوز السعة التحملية يقل العدد.
• العوامل البيئية: الغذاء والماء والحرارة والأمراض والمفترسات والمساحة. العوامل الوراثية: صفات موروثة تؤثر في البقاء والتكاثر كلون الفراء ومقاومة الأمراض وحدة البصر.

الانتخاب الطبيعي والصناعي

• الانتخاب الطبيعي: الأفراد ذوو الصفات المناسبة للبيئة يعيشون ويتكاثرون أكثر فتنتقل صفاتهم وتصبح أشيع جيلاً بعد جيل. البيئة لا تعطي الكائن صفات جديدة بل تنتخب من صفاته الموجودة. مثال: الفراشات الفاتحة والداكنة؛ بعد الثورة الصناعية اسودت جذوع الأشجار واختفت الأشنات فزاد عدد الفراشات الداكنة وقل عدد الفاتحة.
• الانتخاب الصناعي: يختار الإنسان الأفراد ذوي الصفات المرغوبة ويتكاثرون ليظهر في نسلهم، كاختيار الأبقار الأكثر إنتاجاً للحليب والدجاج الأعلى بيضاً. يحدث التغير فيه بسرعة وتحركه احتياجات الإنسان.
• تقنيات الحفاظ على الصفات: تقليدية (التهجين واختيار أفضل النباتات) وحديثة (حفظ الجاميتات وزراعة الأنسجة وبنوك الجينات). قد يقلل الانتخاب الصناعي التنوع الوراثي.

أخطاء شائعة في الامتحان

• الخلط بين النمط الجيني والنمط الظاهري.
• اعتبار أن كل فرد يحمل أليلاً واحداً؛ يحمل أليلين.
• نسيان أن الجاميت يحمل أليلاً واحداً فقط من كل جين.
• القول إن البيئة تخلق الصفات الجديدة في الانتخاب الطبيعي.
• الخلط بين نسبة 3 : 1 (صفة واحدة) و 9 : 3 : 3 : 1 (صفتان).

قائمة المراجعة السريعة

• [ ] أعرف الجين والأليل والكروموسوم والجاميت.
• [ ] أميز السائد من المتنحي والنقي من الهجين.
• [ ] أرسم مربع بانيت لصفة واحدة وصفتين.
• [ ] أذكر نص قانوني مندل ونسبهما.
• [ ] أفسر انتقال الأمراض الوراثية والحامل للمرض.
• [ ] أشرح علاقة زواج الأقارب بالأمراض.
• [ ] أفسر منحنى النمو والسعة التحملية والمقاومة البيئية.
• [ ] أقارن بين الانتخاب الطبيعي والصناعي.