معلومة

12.1: تجارب مندل وقوانين الاحتمالات - علم الأحياء

12.1: تجارب مندل وقوانين الاحتمالات - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

مهارات التطوير

  • صف الأسباب العلمية لنجاح عمل مندل التجريبي
  • وصف النتائج المتوقعة من التهجين أحادي الهجين التي تتضمن أليلات سائدة ومتنحية
  • قم بتطبيق قواعد المجموع والمنتج لحساب الاحتمالات

كان يوهان جريجور مندل (1822-1884) (الشكل ( PageIndex {1} )) متعلمًا ومعلمًا وعالمًا ورجلًا مؤمنًا طوال حياته. عندما كان شابًا بالغًا ، انضم إلى دير القديس أوغسطينوس في سانت توماس في برنو فيما يعرف الآن بجمهورية التشيك. وبدعم من الدير ، قام بتدريس الفيزياء وعلم النبات والعلوم الطبيعية في المرحلتين الثانوية والجامعية. في عام 1856 ، بدأ رحلة بحثية استمرت عقدًا من الزمن تتضمن أنماطًا وراثية في نحل العسل والنباتات ، واستقر في النهاية على نباتات البازلاء كنظام نموذج أساسي له (نظام ذو خصائص ملائمة يستخدم لدراسة ظاهرة بيولوجية محددة ليتم تطبيقها على أنظمة أخرى). في عام 1865 ، قدم مندل نتائج تجاربه مع ما يقرب من 30000 من نباتات البازلاء إلى جمعية التاريخ الطبيعي المحلية. لقد أظهر أن السمات تنتقل بأمانة من الآباء إلى الأبناء بشكل مستقل عن السمات الأخرى وفي الأنماط السائدة والمتنحية. في عام 1866 نشر أعماله ، تجارب في تهجين النبات ،1 في أعمال جمعية التاريخ الطبيعي في برون.

ذهب عمل مندل دون أن يلاحظه أحد تقريبًا من قبل المجتمع العلمي الذي اعتقد ، بشكل غير صحيح ، أن عملية الميراث تنطوي على مزيج من السمات الأبوية التي تنتج مظهرًا جسديًا متوسطًا في النسل ؛ بدت هذه العملية الافتراضية صحيحة بسبب ما نعرفه الآن على أنه تباين مستمر. ينتج التباين المستمر عن عمل العديد من الجينات لتحديد خاصية مثل ارتفاع الإنسان. يبدو أن النسل هو "مزيج" من سمات آبائهم عندما ننظر إلى الخصائص التي تظهر تباينًا مستمرًا. أكدت نظرية المزج للوراثة أن الصفات الأبوية الأصلية قد ضاعت أو امتصها المزج في النسل ، لكننا نعلم الآن أن هذا ليس هو الحال. كان مندل أول باحث يراه. بدلاً من الخصائص المستمرة ، عمل مندل مع سمات موروثة في فئات متميزة (على وجه التحديد ، البنفسجي مقابل الزهور البيضاء) ؛ يشار إلى هذا باسم الاختلاف غير المستمر. أتاح اختيار مندل لهذه الأنواع من السمات أن يرى تجريبيًا أن السمات لم يتم مزجها في النسل ، ولم يتم امتصاصها ، بل احتفظت بتميزها ويمكن نقلها. في عام 1868 ، أصبح مندل رئيسًا للدير وتبادل مساعيه العلمية لأداء واجباته الرعوية. لم يتم الاعتراف به لمساهماته العلمية غير العادية خلال حياته. في الواقع ، لم يتم اكتشاف أعماله واستنساخها وتنشيطها حتى عام 1900 من قبل العلماء الذين كانوا على وشك اكتشاف الأساس الكروموسومي للوراثة.

نظام نموذج مندل

تم إنجاز عمل مندل الأساسي باستخدام البازلاء في الحديقة ، بيسوم ساتيفوملدراسة الميراث. تقوم هذه الأنواع بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي ، بحيث يصادف حبوب اللقاح البويضات داخل الأزهار الفردية. تظل بتلات الزهور مغلقة بإحكام حتى بعد التلقيح ، مما يمنع التلقيح من النباتات الأخرى. والنتيجة هي نباتات البازلاء الفطرية للغاية ، أو "التكاثر الحقيقي". هذه نباتات تنتج دائمًا ذرية تشبه الأم. من خلال تجربة نباتات البازلاء صادقة التكاثر ، تجنب مندل ظهور سمات غير متوقعة في النسل قد تحدث إذا لم تكن النباتات تكاثر حقيقيًا. تنمو البازلاء أيضًا حتى النضج خلال موسم واحد ، مما يعني أنه يمكن تقييم عدة أجيال خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. أخيرًا ، يمكن زراعة كميات كبيرة من البازلاء في وقت واحد ، مما يسمح لمندل باستنتاج أن نتائجه لم تتحقق ببساطة عن طريق الصدفة.

الصلبان المندلية

أجرى مندل عمليات تهجين ، والتي تنطوي على تزاوج شخصين حقيقيين التكاثر لهما سمات مختلفة. في البازلاء ، وهي ذاتية التلقيح بشكل طبيعي ، يتم ذلك عن طريق نقل حبوب اللقاح يدويًا من العضو الآخر لنبات البازلاء الناضج من صنف واحد إلى وصمة العار الخاصة بنبات البازلاء الناضج المنفصل من الصنف الثاني. في النباتات ، يحمل حبوب اللقاح الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) إلى الوصمة ، وهو عضو لزج يحبس حبوب اللقاح ويسمح للحيوانات المنوية بالانتقال إلى أسفل المدقة إلى الأمشاج الأنثوية (البويضات) أدناه. لمنع نبات البازلاء الذي كان يتلقى حبوب اللقاح من الإخصاب الذاتي وإرباك نتائجه ، أزال مندل بشق الأنفس جميع الأنثرات من أزهار النبات قبل أن تتاح لها فرصة النضج.

النباتات المستخدمة في الجيل الأول من الصلبان كانت تسمى P.0، أو الجيل الأول ، النباتات (الشكل ( PageIndex {2} )). قام مندل بجمع البذور الخاصة بـ P.0 التي نتجت من كل صليب وزراعتها في الموسم التالي. هذه النسل كانت تسمى F1، أو الأبناء الأول (الابناء = النسل ، الابنة أو الابن) ، الجيل. بمجرد فحص مندل الخصائص في F.1 جيل من النباتات ، سمح لهم بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي. ثم قام بجمع البذور وزراعتها من F1 نباتات لإنتاج ف2، أو الجيل الثاني ، الأبناء. امتدت تجارب مندل إلى ما بعد ف2 جيل إلى F.3 و F4 الأجيال ، وما إلى ذلك ، لكنها كانت نسبة الخصائص في P.0− F.1− F.2 كانت الأجيال الأكثر إثارة للاهتمام وأصبحت أساسًا لمسلمات مندل.

كشفت خصائص البازلاء عن أساسيات الوراثة

في منشوره عام 1865 ، أبلغ مندل عن نتائج هجنه التي تتضمن سبع خصائص مختلفة ، لكل منها سمتان متناقضتان. تُعرَّف السمة على أنها تباين في المظهر الجسدي لخاصية وراثية. تضمنت الخصائص ارتفاع النبات ، وملمس البذور ، ولون البذور ، ولون الزهرة ، وحجم حبة البازلاء ، ولون قرنة البازلاء ، وموضع الزهرة. بالنسبة لخاصية لون الزهرة ، على سبيل المثال ، كانت السمتان المتناقضتان هما الأبيض مقابل البنفسجي. لفحص كل خاصية بشكل كامل ، أنشأ مندل أعدادًا كبيرة من F1 و F2 النباتات ، يبلغ عن النتائج من 19،959 فهرنهايت2 النباتات وحدها. كانت نتائجه متسقة.

ما هي النتائج التي وجدها مندل في صلبانه بالنسبة للون الزهرة؟ أولاً ، أكد مندل أن لديه نباتات تتكاثر بشكل صحيح مع لون الزهرة البيضاء أو البنفسجية. بغض النظر عن عدد الأجيال التي فحصها مندل ، فإن جميع الأبناء المتهجين ذاتيًا لأبوين لديهم أزهار بيضاء كانت لديهم أزهار بيضاء ، وجميع الأبناء المتقاطعين ذاتيًا لأبوين بأزهار بنفسجية كانت لديهم أزهار بنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، أكد مندل أنه بخلاف لون الزهرة ، فإن نباتات البازلاء متطابقة ماديًا.

بمجرد اكتمال عمليات التحقق هذه ، قام مندل بتطبيق حبوب اللقاح من نبات بأزهار بنفسجية على وصمة نبات ذات أزهار بيضاء. بعد جمع البذور التي نتجت عن هذا التهجين وزرعها ، وجد مندل أن 100 في المائة من F1 الجيل الهجين كان له زهور البنفسج. كانت الحكمة التقليدية في ذلك الوقت قد تنبأت بأن تكون الأزهار الهجينة بنفسجية شاحبة أو أن تحتوي النباتات الهجينة على أعداد متساوية من الزهور البيضاء والبنفسجية. بعبارة أخرى ، كان من المتوقع أن تختلط الصفات الأبوية المتناقضة في النسل. وبدلاً من ذلك ، أظهرت نتائج مندل أن سمة الزهرة البيضاء في حرف F.1 جيل اختفى تماما.

الأهم من ذلك ، لم يتوقف مندل عن تجاربه هناك. سمح لـ F1 نباتات للتخصيب الذاتي ووجدت أن من F2- نباتات الجيل 705 نباتات بنفسجية و 224 زهرة بيضاء. كانت هذه نسبة 3.15 زهرة بنفسجية لكل زهرة بيضاء واحدة ، أو ما يقرب من 3: 1. عندما نقل مندل حبوب اللقاح من نبتة ذات أزهار بنفسجية إلى وصمة نبات ذات أزهار بيضاء والعكس صحيح ، حصل على نفس النسبة تقريبًا بغض النظر عن أي من الوالدين ، ذكرًا كان أم أنثى ، ساهم في هذه السمة. يسمى هذا صليبًا متبادلًا - صليب مزدوج تصبح فيه السمات الخاصة لكل من الذكر والأنثى في صليب واحد الصفات الخاصة بكل من الأنثى والذكر في الصليب الآخر. بالنسبة للخصائص الست الأخرى التي فحصها مندل ، فإن F1 و F2 الأجيال تتصرف بنفس الطريقة التي تصرفت بها مع لون الزهرة. ستختفي إحدى السمتين تمامًا من الحرف F.1 جيل فقط للظهور مرة أخرى في F.2 توليد بنسبة 3: 1 تقريبًا (Table ( PageIndex {1} )).

الجدول ( PageIndex {1} ): نتائج تهجين حديقة مندل البازلاء
صفة مميزةعلى النقيض من P0 الصفاتF1 صفات النسلF2 صفات النسلF2 نسب السمات
لون الزهرةالبنفسجي مقابل الأبيض100٪ بنفسجي
  • 705 بنفسجي
  • 224 أبيض
3.15:1
موقف الزهرةمحوري مقابل المحطة100٪ محوري
  • 651 محوري
  • 207 محطة
3.14:1
ارتفاع النباتطويل القزم مقابل قزم100٪ طولا
  • 787 طولا
  • 277 قزم
2.84:1
نسيج البذورجولة مقابل التجاعيد100 بالمائة تقريبًا
  • 5،474 طلقة
  • 1،850 متجعد
2.96:1
لون البذورالأصفر مقابل الأخضر100٪ أصفر
  • 6022 أصفر
  • 2،001 أخضر
3.01:1
نسيج جراب البازلاءتضخم مقابل ضيقتضخم بنسبة 100 في المائة
  • 882 تضخم
  • 299 مقيد
2.95:1
لون قرنة البازلاءالأخضر مقابل الأصفر100٪ أخضر
  • 428 أخضر
  • 152 أصفر
2.82:1

عند تجميع نتائجه لعدة آلاف من النباتات ، خلص مندل إلى أنه يمكن تقسيم الخصائص إلى سمات معبرة و كامنة. دعا هؤلاء ، على التوالي ، مهيمن و الصفات المتنحية. السمات السائدة هي تلك الصفات الموروثة دون تغيير في التهجين. الصفات المتنحية تصبح كامنة أو تختفي في نسل التهجين. ومع ذلك ، فإن السمة المتنحية تظهر مرة أخرى في ذرية النسل الهجين. مثال على السمة السائدة هي سمة زهرة البنفسج. لهذه الخاصية نفسها (لون الزهرة) ، الزهور ذات اللون الأبيض هي سمة متنحية. حقيقة أن السمة المتنحية عادت إلى الظهور في F2 الجيل يعني أن السمات ظلت منفصلة (غير مخلوطة) في نباتات F.1 توليد. اقترح مندل أيضًا أن النباتات تمتلك نسختين من سمة خاصية لون الزهرة ، وأن كل والد ينقل نسخة من نسختين إلى نسله ، حيث يجتمعون معًا. علاوة على ذلك ، يمكن أن تعني الملاحظة الفيزيائية للسمة السائدة أن التركيب الجيني للكائن الحي يتضمن نسختين مهيمنتين للخاصية أو أنه يشتمل على نسخة سائدة وأخرى متنحية. على العكس من ذلك ، فإن ملاحظة سمة متنحية تعني أن الكائن الحي يفتقر إلى أي إصدارات سائدة من هذه الخاصية.

يمارس

فلماذا حصل مندل مرارًا وتكرارًا على نسب 3: 1 في صلبانه؟ لفهم كيف استنتج مندل الآليات الأساسية للوراثة التي تؤدي إلى مثل هذه النسب ، يجب علينا أولاً مراجعة قوانين الاحتمال.

أساسيات الاحتمالية

الاحتمالات هي مقاييس رياضية للاحتمالية. يتم حساب الاحتمال التجريبي لحدث ما بقسمة عدد مرات وقوع الحدث على العدد الإجمالي لفرص وقوع الحدث. من الممكن أيضًا حساب الاحتمالات النظرية بقسمة عدد المرات التي يُتوقع حدوث حدث فيها على عدد المرات التي يمكن أن يحدث فيها. تأتي الاحتمالات التجريبية من الملاحظات ، مثل تلك الخاصة بمندل. تأتي الاحتمالات النظرية من معرفة كيفية إنتاج الأحداث وافتراض أن احتمالات النتائج الفردية متساوية. يشير احتمال واحد لحدث ما إلى أنه مضمون الحدوث ، بينما يشير احتمال الصفر إلى ضمان عدم حدوثه. مثال على حدث وراثي هو بذرة مستديرة ينتجها نبات البازلاء. في تجربته ، أوضح مندل أن احتمال وقوع حدث "البذور المستديرة" كان واحداً في F.1 نسل أبوين حقيقيين ، أحدهما له بذور مستديرة والآخر به بذور مجعدة. عندما يكون F1 تم تهجين النباتات ذاتيًا لاحقًا ، واحتمال وجود F معطى2 النسل الذي لديه بذور مستديرة أصبح الآن ثلاثة من أصل أربعة. بمعنى آخر ، في عدد كبير من السكان من F2 تم اختيار النسل عشوائيًا ، وكان من المتوقع أن يكون 75 في المائة منه بذور مستديرة ، بينما كان من المتوقع أن يكون 25 في المائة ببذور مجعدة. باستخدام أعداد كبيرة من الصلبان ، كان مندل قادرًا على حساب الاحتمالات واستخدامها للتنبؤ بنتائج التهجينات الأخرى.

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع

أوضح مندل أن خصائص نبات البازلاء التي درسها تنتقل كوحدات منفصلة من الأب إلى النسل. كما سيتم مناقشته ، حدد مندل أيضًا أن الخصائص المختلفة ، مثل لون البذور وملمس البذور ، تنتقل بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن اعتبارها في تحليلات احتمالية منفصلة. على سبيل المثال ، لا يزال إجراء تهجين بين نبات به بذور خضراء مجعدة ونبات ذو بذور مستديرة صفراء ينتج نسلًا يحتوي على نسبة 3: 1 من البذور الخضراء: الصفراء (تجاهل نسيج البذور) ونسبة 3: 1 من البذور المستديرة : بذور مجعدة (تجاهل لون البذور). لم تؤثر خصائص اللون والملمس على بعضها البعض.

يمكن تطبيق قاعدة الاحتمال الناتج على ظاهرة النقل المستقل للخصائص. تنص قاعدة المنتج على أنه يمكن حساب احتمال وقوع حدثين مستقلين معًا بضرب الاحتمالات الفردية لكل حدث يحدث بمفرده. لتوضيح قاعدة المنتج ، تخيل أنك تقوم برمي نرد سداسي الجوانب (D) وتقليب فلسًا واحدًا (P) في نفس الوقت. قد يلف القالب أي رقم من 1 إلى 6 (D#) ، في حين أن العملة المعدنية قد ترفع الرؤوس (Pح) أو ذيول (صتي). ليس لنتيجة دحرجة القالب أي تأثير على نتيجة قلب العملة والعكس صحيح. هناك 12 نتيجة محتملة لهذا الإجراء (Table ( PageIndex {2} )) ، ومن المتوقع حدوث كل حدث باحتمالية متساوية.

الجدول ( PageIndex {2} ): اثنا عشر نتيجة محتملة بالتساوي من دحرجة الموت وتقليب بنس واحد
المتداول يموتالتقليب بيني
د1صح
د1صتي
د2صح
د2صتي
د3صح
د3صتي
د4صح
د4صتي
د5صح
د5صتي
د6صح
د6صتي

من بين 12 نتيجة محتملة ، فإن النرد لديه احتمال 2/12 (أو 1/6) لرمي اثنين ، ولدى العملة المعدنية احتمالية 6/12 (أو 1/2) لظهور رؤوس. وفقًا لقاعدة المنتج ، فإن احتمال حصولك على النتيجة المجمعة 2 والرؤوس هو: (D2) x (صح) = (1/6) × (1/2) أو 1/12 (الجدول أعلاه). لاحظ كلمة "و" في وصف الاحتمال. يعد "و" إشارة لتطبيق قاعدة المنتج. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك كيفية تطبيق قاعدة المنتج على التهجين ثنائي الهجين: احتمال وجود كلتا السمتين المهيمنتين في F2 النسل هو نتاج احتمالات امتلاك السمة المهيمنة لكل خاصية ، كما هو موضح هنا:

[ frac {3} {4} * frac {3} {4} = frac {9} {16} ]

من ناحية أخرى ، يتم تطبيق قاعدة مجموع الاحتمال عند النظر في نتيجتين متنافيتين يمكن تحقيقهما من خلال أكثر من مسار واحد. تنص قاعدة المجموع على أن احتمال وقوع حدث واحد أو حدث آخر ، لحدثين متنافيين ، هو مجموع احتمالاتهما الفردية. لاحظ كلمة "or" في وصف الاحتمال. يشير الحرف "أو" إلى أنه يجب عليك تطبيق قاعدة المجموع. في هذه الحالة ، لنفترض أنك تقلب فلسًا (P) وربعًا (Q). ما هو احتمال ظهور عملة واحدة على شكل وجه وعملة واحدة تظهر ذيول؟ يمكن تحقيق هذه النتيجة في حالتين: قد يكون البنس رؤوسًا (صح) والربع قد يكون ذيول (ستي) ، أو قد يكون الربع رأسًا (سح) وقد يكون البنس ذيولًا (صتي). كلتا الحالتين تفي بالنتيجة. وفقًا لقاعدة المجموع ، نحسب احتمال الحصول على رأس واحد وذيل واحد

[[(صح) × (ستي)] + [(سح) × (صتي)] = [(1/2) × (1/2)] + [(1/2) × (1/2)] = 1/2.]

يجب أن تلاحظ أيضًا أننا استخدمنا قاعدة الضرب لحساب احتمال Pح و ستي، وكذلك احتمال P.تي وسحقبل أن نلخصها. مرة أخرى ، يمكن تطبيق قاعدة الجمع لإظهار احتمال وجود سمة مهيمنة واحدة فقط في F.2 توليد صليب ثنائي الهجين:

[ frac {3} {16} + frac {3} {4} = frac {15} {16} ]

الجدول ( PageIndex {3} ): قاعدة المنتج وقاعدة المجموع
سيادة المنتجحكم المجموع
بالنسبة للأحداث المستقلة A و B ، فإن الاحتمال (P) كلاهما يحدث (A و ب) هو (صأ × صب)بالنسبة للأحداث المتنافية A و B ، فإن الاحتمال (P) أن يحدث واحد على الأقل (A أو ب) هو (صأ + صب)

لاستخدام قوانين الاحتمالات في الممارسة العملية ، من الضروري العمل بأحجام عينات كبيرة لأن أحجام العينات الصغيرة عرضة للانحرافات التي تسببها الصدفة. سمحت الكميات الكبيرة من نباتات البازلاء التي فحصها مندل له بحساب احتمالات الصفات التي تظهر في كتابه F2 توليد. كما ستتعلم ، يعني هذا الاكتشاف أنه عندما تكون سمات الوالدين معروفة ، يمكن التنبؤ بسمات النسل بدقة حتى قبل الإخصاب.

ملخص

من خلال العمل مع نباتات البازلاء ، وجد مندل أن التهجين بين الآباء الذين يختلفون في سمة واحدة ينتج F1 النسل الذي عبروا جميعًا عن سمات أحد الوالدين. يشار إلى السمات التي يمكن ملاحظتها على أنها سائدة ، ويتم وصف السمات غير المعبر عنها بأنها متنحية. عندما تم تهجين النسل في تجربة مندل ذاتيًا ، فإن F2 أظهر النسل السمة السائدة أو السمة المتنحية بنسبة 3: 1 ، مما يؤكد أن السمة المتنحية قد تم نقلها بأمانة من P الأصلي.0 الأبوين. ولدت تقاطعات متبادلة متطابقة F1 و F2 نسب النسل. من خلال فحص أحجام العينة ، أظهر مندل أن تقاطعاته تتصرف بشكل متكرر وفقًا لقوانين الاحتمال ، وأن السمات موروثة كأحداث مستقلة.

يمكن استخدام قاعدتين في الاحتمال لإيجاد النسب المتوقعة لنسل صفات مختلفة من تقاطعات مختلفة. للعثور على احتمال وقوع حدثين مستقلين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الضرب وضرب احتمالات الأحداث الفردية. يشير استخدام كلمة "و" إلى التطبيق المناسب لقاعدة المنتج. للعثور على احتمال وقوع حدثين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الجمع وأضف الاحتمالات الفردية معًا. استخدام كلمة "أو" يقترح التطبيق المناسب لقاعدة الجمع.

  1. 1

    يوهان جريجور مندل Versuche über Pflanzenhybriden Verhandlungen des naturforschenden Vereines في Brünn ، Bd. IV für das Jahr، 1865 Abhandlungen، 3–47. [للترجمة الإنجليزية ، انظر www.mendelweb.org/Mendel.plain.html]

قائمة المصطلحات

مزج نظرية الوراثة
نمط وراثي افتراضي يتم فيه مزج السمات الأبوية معًا في النسل لإنتاج مظهر جسدي متوسط
الاختلاف المستمر
نمط وراثي يُظهر فيه الحرف نطاقًا من قيم السمات بتدرجات صغيرة بدلاً من فجوات كبيرة بينها
الاختلاف غير المستمر
نمط وراثي تكون فيه السمات متميزة ويتم نقلها بشكل مستقل عن بعضها البعض
مهيمن
السمة التي تمنح نفس المظهر الجسدي سواء كان لدى الفرد نسختان من السمة أو نسخة واحدة من السمة السائدة ونسخة واحدة من السمة المتنحية
F1
الجيل الأول من الأبناء في الصليب ؛ ذرية الجيل الأبوي
F2
تم إنتاج الجيل الثاني من الأبناء عندما تم إنتاج F1 يتم تهجين الأفراد أو تخصيبهم مع بعضهم البعض
تهجين
عملية تزاوج فردين يختلفان بهدف تحقيق خاصية معينة في نسلهما
نظام النموذج
الأنواع أو النظام البيولوجي المستخدم لدراسة ظاهرة بيولوجية معينة ليتم تطبيقها على أنواع مختلفة أخرى
ص0
جيل الوالدين في صليب
سيادة المنتج
يمكن حساب احتمال وقوع حدثين مستقلين في وقت واحد بضرب الاحتمالات الفردية لكل حدث يحدث بمفرده
الصفة الوراثية النادرة
السمة التي تظهر "كامنة" أو غير معبر عنها عندما يحمل الفرد أيضًا سمة سائدة لنفس الخاصية ؛ عند تقديمها كنسختين متطابقتين ، يتم التعبير عن السمة المتنحية
صليب متبادل
صليب مزدوج حيث تصبح الصفات الخاصة بكل من الذكر والأنثى في صليب واحد هي السمات الخاصة لكل من الأنثى والذكر في الصليب الآخر
حكم المجموع
احتمال حدوث حدث واحد على الأقل من حدثين متنافيين هو مجموع الاحتمالات الفردية
سمة
الاختلاف في المظهر الجسدي لخاصية وراثية

علم الأحياء 171


علم الوراثة هو دراسة الوراثة. وضع يوهان جريجور مندل إطارًا لعلم الوراثة قبل فترة طويلة من تحديد الكروموسومات أو الجينات ، في وقت لم يكن الانقسام الاختزالي مفهوماً جيدًا. اختار مندل نظامًا بيولوجيًا بسيطًا وأجرى تحليلات منهجية وكمية باستخدام أحجام عينات كبيرة. بسبب عمل مندل ، تم الكشف عن المبادئ الأساسية للوراثة. نحن نعلم الآن أن الجينات ، المحمولة على الكروموسومات ، هي الوحدات الوظيفية الأساسية للوراثة مع القدرة على التكاثر ، أو التعبير ، أو التحوير. اليوم ، تشكل الافتراضات التي طرحها مندل أساس علم الوراثة الكلاسيكي أو المندلي. لا تنتقل جميع الجينات من الآباء إلى الأبناء وفقًا لعلم الوراثة المندلي ، ولكن تجارب مندل تمثل نقطة انطلاق ممتازة للتفكير في الوراثة.

أهداف التعلم

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • صف الأسباب العلمية لنجاح عمل مندل التجريبي
  • وصف النتائج المتوقعة من التهجين أحادي الهجين التي تتضمن أليلات سائدة ومتنحية
  • قم بتطبيق قواعد المجموع والمنتج لحساب الاحتمالات

كان يوهان جريجور مندل (1822-1884) ((الشكل)) متعلمًا ومعلمًا وعالمًا ورجل إيمان مدى الحياة. عندما كان شابًا بالغًا ، انضم إلى دير القديس أوغسطينوس في سانت توماس في برنو فيما يعرف الآن بجمهورية التشيك. وبدعم من الدير ، قام بتدريس الفيزياء وعلم النبات والعلوم الطبيعية في المرحلتين الثانوية والجامعية. في عام 1856 ، بدأ رحلة بحثية استمرت عقدًا من الزمن تتضمن أنماطًا وراثية في نحل العسل والنباتات ، واستقر في النهاية على نباتات البازلاء كنظام نموذج أساسي له (نظام ذو خصائص ملائمة يستخدم لدراسة ظاهرة بيولوجية محددة ليتم تطبيقها على أنظمة أخرى). في عام 1865 ، قدم مندل نتائج تجاربه مع ما يقرب من 30000 من نباتات البازلاء إلى جمعية التاريخ الطبيعي المحلية. لقد أظهر أن السمات تنتقل من الآباء إلى الأبناء بشكل مستقل عن السمات الأخرى وفي الأنماط السائدة والمتنحية. في عام 1866 نشر أعماله ، تجارب في تهجين النبات ، احتلت المرتبة الأولى في أعمال جمعية التاريخ الطبيعي في برون.

ذهب عمل مندل دون أن يلاحظه أحد تقريبًا من قبل المجتمع العلمي ، الذي اعتقد ، بشكل غير صحيح ، أن عملية الوراثة تنطوي على مزيج من السمات الأبوية التي أنتجت مظهرًا جسديًا متوسطًا في النسل. ال مزج نظرية الوراثة أكد أن الصفات الأبوية الأصلية فقدت أو امتصها المزج في النسل ، لكننا نعلم الآن أن هذا ليس هو الحال. بدت هذه العملية الافتراضية صحيحة بسبب ما نعرفه الآن على أنه تباين مستمر. ينتج التباين المستمر عن عمل العديد من الجينات لتحديد خاصية مثل ارتفاع الإنسان. يبدو أن النسل هو "مزيج" من سمات والديهم.

بدلاً من الخصائص المستمرة ، عمل مندل مع سمات موروثة في فئات متميزة (على وجه التحديد ، البنفسجي مقابل الزهور البيضاء) ويشار إلى هذا على أنه تباين غير مستمر. أتاح اختيار مندل لهذه الأنواع من السمات أن يرى تجريبيًا أن السمات لم يتم مزجها في النسل ، ولم يتم امتصاصها ، بل احتفظت بتميزها ويمكن نقلها. في عام 1868 ، أصبح مندل رئيسًا للدير وتبادل مساعيه العلمية لأداء واجباته الرعوية. لم يتم الاعتراف به لمساهماته العلمية غير العادية خلال حياته. في الواقع ، لم يتم اكتشاف أعماله واستنساخها وتنشيطها حتى عام 1900 من قبل العلماء الذين كانوا على وشك اكتشاف الأساس الكروموسومي للوراثة.

نظام نموذج مندل

تم إنجاز عمل مندل الأساسي باستخدام البازلاء في الحديقة ، بيسوم ساتيفوملدراسة الميراث. تقوم هذه الأنواع بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي ، بحيث يصادف حبوب اللقاح البويضات داخل الأزهار الفردية. تظل بتلات الزهور مغلقة بإحكام حتى بعد التلقيح ، مما يمنع التلقيح من النباتات الأخرى. والنتيجة هي نباتات البازلاء الفطرية للغاية ، أو "التكاثر الحقيقي". هذه نباتات تنتج دائمًا ذرية تشبه الأم. من خلال تجربة نباتات البازلاء صادقة التكاثر ، تجنب مندل ظهور سمات غير متوقعة في النسل قد تحدث إذا لم تكن النباتات تكاثر حقيقيًا. تنمو البازلاء أيضًا حتى النضج خلال موسم واحد ، مما يعني أنه يمكن تقييم عدة أجيال خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. أخيرًا ، يمكن زراعة كميات كبيرة من البازلاء في وقت واحد ، مما يسمح لمندل باستنتاج أن نتائجه لم تتحقق ببساطة عن طريق الصدفة.

الصلبان المندلية

أجرى مندل عمليات تهجين ، والتي تنطوي على تزاوج شخصين حقيقيين التكاثر لهما سمات مختلفة. في البازلاء ، وهي ذاتية التلقيح بشكل طبيعي ، يتم ذلك عن طريق نقل حبوب اللقاح يدويًا من العضو الآخر لنبات البازلاء الناضج من صنف واحد إلى وصمة العار الخاصة بنبات البازلاء الناضج المنفصل من الصنف الثاني. في النباتات ، يحمل حبوب اللقاح الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) إلى الوصمة ، وهو عضو لزج يحبس حبوب اللقاح ويسمح للحيوانات المنوية بالانتقال إلى أسفل المدقة إلى الأمشاج الأنثوية (البويضات) أدناه. لمنع نبات البازلاء الذي كان يتلقى حبوب اللقاح من الإخصاب الذاتي وإرباك نتائجه ، أزال مندل بشق الأنفس جميع الأنثرات من أزهار النبات قبل أن تتاح لها فرصة النضج.

النباتات المستخدمة في الجيل الأول من الصلبان كانت تسمى P.0 ، أو الجيل الأول من الأبوين ((الشكل)). بعد كل صليب ، جمع مندل البذور التي تنتمي إلى P.0 ونماها في الموسم التالي. هذه النسل كانت تسمى F1 ، أو الأبناء الأول (الابناء = النسل أو الابنة أو الابن) جيل. بمجرد فحص مندل الخصائص في F.1 جيل من النباتات ، سمح لهم بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي. ثم قام بجمع البذور وزراعتها من F1 نباتات لإنتاج ف2 ، أو الجيل الثاني ، الأبناء. امتدت تجارب مندل إلى ما بعد ف2 جيل إلى F.3 و F4 الأجيال ، وما إلى ذلك ، لكنها كانت نسبة الخصائص في P.0− F.1− F.2 كانت الأجيال الأكثر إثارة للاهتمام وأصبحت أساسًا لمسلمات مندل.

كشفت خصائص البازلاء عن أساسيات الوراثة

في منشوره عام 1865 ، أبلغ مندل عن نتائج هجنه التي تتضمن سبع خصائص مختلفة ، لكل منها سمتان متناقضتان. تُعرَّف السمة على أنها تباين في المظهر الجسدي لخاصية وراثية. تضمنت الخصائص ارتفاع النبات ، وملمس البذور ، ولون البذور ، ولون الزهرة ، وحجم حبة البازلاء ، ولون قرنة البازلاء ، وموضع الزهرة. بالنسبة لخاصية لون الزهرة ، على سبيل المثال ، كانت السمتان المتناقضتان هما الأبيض مقابل البنفسجي. لفحص كل خاصية بشكل كامل ، أنشأ مندل أعدادًا كبيرة من F1 و F2 النباتات ، يبلغ عن النتائج من 19،959 فهرنهايت2 النباتات وحدها. كانت نتائجه متسقة.

ما هي النتائج التي وجدها مندل في صلبانه بالنسبة للون الزهرة؟ أولاً ، أكد مندل أن لديه نباتات تتكاثر بشكل صحيح مع لون الزهرة البيضاء أو البنفسجية. بغض النظر عن عدد الأجيال التي فحصها مندل ، فإن جميع الأبناء المتهجين ذاتيًا لأبوين لديهم أزهار بيضاء كانت لديهم أزهار بيضاء ، وجميع الأبناء المتقاطعين ذاتيًا لأبوين بأزهار بنفسجية كانت لديهم أزهار بنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، أكد مندل أنه بخلاف لون الزهرة ، فإن نباتات البازلاء متطابقة ماديًا.

بمجرد اكتمال عمليات التحقق هذه ، قام مندل بتطبيق حبوب اللقاح من نبات بأزهار بنفسجية على وصمة نبات ذات أزهار بيضاء. بعد جمع البذور التي نتجت عن هذا الصليب وبذرها ، وجد مندل أن 100 في المائة من ف1 الجيل الهجين كان له زهور البنفسج. كانت الحكمة التقليدية في ذلك الوقت (نظرية المزج) قد توقعت أن تكون الأزهار الهجينة بنفسجية شاحبة أو أن تحتوي النباتات الهجينة على أعداد متساوية من الزهور البيضاء والبنفسجية. بعبارة أخرى ، كان من المتوقع أن تختلط الصفات الأبوية المتناقضة في النسل. وبدلاً من ذلك ، أظهرت نتائج مندل أن سمة الزهرة البيضاء في حرف F.1 جيل اختفى تماما.

الأهم من ذلك ، لم يتوقف مندل عن تجاربه هناك. سمح لـ F1 نباتات للتخصيب الذاتي ووجدت أن من F2- نباتات الجيل 705 نباتات بنفسجية و 224 زهرة بيضاء. كانت هذه نسبة 3.15 زهرة بنفسجية لكل زهرة بيضاء واحدة ، أو ما يقرب من 3: 1. عندما نقل مندل حبوب اللقاح من نبتة ذات أزهار بنفسجية إلى وصمة نبات ذات أزهار بيضاء والعكس صحيح ، حصل على نفس النسبة تقريبًا بغض النظر عن أي من الوالدين ، ذكرًا كان أم أنثى ، ساهم في هذه السمة. يسمى هذا صليبًا متبادلًا - صليبًا مزدوجًا تصبح فيه السمات الخاصة لكل من الذكر والأنثى في صليب واحد الصفات الخاصة لكل من الأنثى والذكر في الصليب الآخر. بالنسبة للخصائص الست الأخرى التي فحصها مندل ، فإن F1 و F2 الأجيال تتصرف بنفس الطريقة التي تصرفت بها مع لون الزهرة. ستختفي إحدى السمتين تمامًا من الحرف F.1 جيل فقط للظهور مرة أخرى في F.2 الجيل بنسبة 3: 1 تقريبًا ((الشكل)).

  • 705 بنفسجي
  • 224 أبيض
  • 651 محوري
  • 207 محطة
  • 787 طولا
  • 277 قزم
  • 5،474 طلقة
  • 1،850 متجعد
  • 6022 أصفر
  • 2،001 أخضر
  • 882 تضخم
  • 299 مقيد
  • 428 أخضر
  • 152 أصفر

عند تجميع نتائجه لعدة آلاف من النباتات ، خلص مندل إلى أنه يمكن تقسيم الخصائص إلى سمات معبرة و كامنة. أطلق على هذه الصفات السائدة والمتنحية على التوالي. السمات السائدة هي تلك الصفات الموروثة دون تغيير في التهجين. الصفات المتنحية تصبح كامنة أو تختفي في نسل التهجين. ومع ذلك ، فإن السمة المتنحية تظهر مرة أخرى في ذرية النسل الهجين. مثال على السمة السائدة هي سمة زهرة البنفسج. لهذه الخاصية نفسها (لون الزهرة) ، الزهور ذات اللون الأبيض هي سمة متنحية. حقيقة أن السمة المتنحية عادت إلى الظهور في F2 الجيل يعني أن السمات ظلت منفصلة (غير مخلوطة) في نباتات F.1 توليد. اقترح مندل أيضًا أن النباتات تمتلك نسختين من سمة خاصية لون الزهرة ، وأن كل والد ينقل نسخة من نسختين إلى نسله ، حيث يجتمعون معًا. علاوة على ذلك ، يمكن أن تعني الملاحظة الفيزيائية للسمة السائدة أن التركيب الجيني للكائن الحي يتضمن نسختين مهيمنتين للخاصية أو أنه يشتمل على نسخة سائدة وأخرى متنحية. على العكس من ذلك ، فإن ملاحظة سمة متنحية تعني أن الكائن الحي يفتقر إلى أي إصدارات سائدة من هذه الخاصية.

فلماذا حصل مندل مرارًا وتكرارًا على نسب 3: 1 في صلبانه؟ لفهم كيف استنتج مندل الآليات الأساسية للوراثة التي تؤدي إلى مثل هذه النسب ، يجب علينا أولاً مراجعة قوانين الاحتمال.

أساسيات الاحتمالية

الاحتمالات هي مقاييس رياضية للاحتمالية. يتم حساب الاحتمال التجريبي لحدث ما بقسمة عدد مرات وقوع الحدث على العدد الإجمالي لفرص وقوع الحدث. من الممكن أيضًا حساب الاحتمالات النظرية بقسمة عدد المرات التي يكون فيها الحدث متوقع من خلال عدد المرات التي يمكن أن يحدث فيها. تأتي الاحتمالات التجريبية من الملاحظات ، مثل تلك الخاصة بمندل. من ناحية أخرى ، تأتي الاحتمالات النظرية من معرفة كيفية إنتاج الأحداث وافتراض أن احتمالات النتائج الفردية متساوية. يشير احتمال واحد لحدث ما إلى أنه مضمون الحدوث ، بينما يشير احتمال الصفر إلى ضمان عدم حدوثه. مثال على حدث وراثي هو بذرة مستديرة ينتجها نبات البازلاء.

في إحدى التجارب ، أوضح مندل أن احتمالية وقوع حدث "البذور المستديرة" كانت واحدة في F.1 نسل أبوين حقيقيين ، أحدهما له بذور مستديرة والآخر به بذور مجعدة. عندما يكون F1 تم تهجين النباتات ذاتيًا لاحقًا ، واحتمال وجود F معطى2 النسل الذي لديه بذور مستديرة أصبح الآن ثلاثة من أصل أربعة. بمعنى آخر ، في عدد كبير من السكان من F2 تم اختيار النسل عشوائيًا ، وكان من المتوقع أن يكون 75 في المائة منه بذور مستديرة ، بينما كان من المتوقع أن يكون 25 في المائة ببذور مجعدة. باستخدام أعداد كبيرة من الصلبان ، كان مندل قادرًا على حساب الاحتمالات واستخدامها للتنبؤ بنتائج التهجينات الأخرى.

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع

أوضح مندل أن نباتات البازلاء تنقل الخصائص كوحدات منفصلة من الأم إلى النسل. كما سيتم مناقشته ، حدد مندل أيضًا أن الخصائص المختلفة ، مثل لون البذور وملمس البذور ، تنتقل بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن اعتبارها في تحليلات احتمالية منفصلة. على سبيل المثال ، لا يزال إجراء تهجين بين نبات به بذور خضراء مجعدة ونبات ذو بذور مستديرة صفراء ينتج نسلًا يحتوي على نسبة 3: 1 من البذور الخضراء: الصفراء (تجاهل نسيج البذور) ونسبة 3: 1 من البذور المستديرة : بذور مجعدة (تجاهل لون البذور). لم تؤثر خصائص اللون والملمس على بعضها البعض.

يمكن تطبيق قاعدة الاحتمال الناتج على ظاهرة النقل المستقل للخصائص. تنص قاعدة المنتج على أنه يمكن حساب احتمال وقوع حدثين مستقلين معًا بضرب الاحتمالات الفردية لكل حدث يحدث بمفرده. لتوضيح قاعدة المنتج ، تخيل أنك تقوم برمي نرد سداسي الجوانب (D) وتقليب فلسًا واحدًا (P) في نفس الوقت. قد يلف القالب أي رقم من 1 إلى 6 (D#) ، في حين أن العملة المعدنية قد ترفع الرؤوس (Pح) أو ذيول (صتي). ليس لنتيجة دحرجة القالب أي تأثير على نتيجة قلب العملة والعكس صحيح. هناك 12 نتيجة محتملة لهذا الإجراء ((الشكل)) ، ومن المتوقع حدوث كل حدث باحتمالية متساوية.

اثنا عشر نتيجة محتملة بالتساوي من دحرجة الموت وتقليب بنس واحد
المتداول يموت التقليب بيني
د1 صح
د1 صتي
د2 صح
د2 صتي
د3 صح
د3 صتي
د4 صح
د4 صتي
د5 صح
د5 صتي
د6 صح
د6 صتي

من بين 12 نتيجة محتملة ، فإن النرد لديه احتمال 2/12 (أو 1/6) لرمي اثنين ، ولدى العملة المعدنية احتمالية 6/12 (أو 1/2) لظهور رؤوس. وفقًا لقاعدة المنتج ، فإن احتمال حصولك على النتيجة المجمعة 2 والرؤوس هو: (D2) x (صح) = (1/6) x (1/2) أو 1/12 ((الشكل)). لاحظ كلمة "و" في وصف الاحتمال. يعد "و" إشارة لتطبيق قاعدة المنتج. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك كيفية تطبيق قاعدة المنتج على التهجين ثنائي الهجين: احتمال وجود كلتا السمتين المهيمنتين في F2 النسل هو نتاج احتمالات امتلاك السمة المهيمنة لكل خاصية ، كما هو موضح هنا:

من ناحية أخرى ، يتم تطبيق قاعدة مجموع الاحتمال عند النظر في نتيجتين متنافيتين يمكن تحقيقهما من خلال أكثر من مسار واحد. تنص قاعدة المجموع على أن احتمال وقوع حدث واحد أو حدث آخر ، لحدثين متنافيين ، هو مجموع احتمالاتهما الفردية. لاحظ كلمة "or" في وصف الاحتمال. يشير الحرف "أو" إلى أنه يجب عليك تطبيق قاعدة المجموع. في هذه الحالة ، لنفترض أنك تقلب فلسًا (P) وربعًا (Q). ما هو احتمال ظهور عملة واحدة على شكل وجه وعملة واحدة تظهر ذيول؟ يمكن تحقيق هذه النتيجة في حالتين: قد يكون البنس رؤوسًا (صح) والربع قد يكون ذيول (ستي) ، أو قد يكون الربع رأسًا (سح) وقد يكون البنس ذيولًا (صتي). كلتا الحالتين تفي بالنتيجة. وفقًا لقاعدة المجموع ، نحسب احتمال الحصول على رأس واحد وذيل واحد مثل [(Pح) × (ستي)] + [(سح) × (صتي)] = [(1/2) × (1/2)] + [(1/2) × (1/2)] = 1/2 ((الشكل)). يجب أن تلاحظ أيضًا أننا استخدمنا قاعدة الضرب لحساب احتمال Pح وستي، وكذلك احتمال P.تي وسحقبل أن نلخصها. مرة أخرى ، يمكن تطبيق قاعدة الجمع لإظهار احتمال وجود سمة مهيمنة واحدة فقط في F.2 توليد صليب ثنائي الهجين:

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع
سيادة المنتج حكم المجموع
بالنسبة للأحداث المستقلة A و B ، فإن الاحتمال (P) كلاهما يحدث (A و ب) هو (صأ × صب) بالنسبة للأحداث المتنافية A و B ، فإن الاحتمال (P) أن يحدث واحد على الأقل (A أو ب) هو (صأ + صب)

لاستخدام قوانين الاحتمالات في الممارسة العملية ، يجب أن نعمل بأحجام عينات كبيرة لأن أحجام العينات الصغيرة عرضة للانحرافات التي تسببها الصدفة. سمحت الكميات الكبيرة من نباتات البازلاء التي فحصها مندل له بحساب احتمالات الصفات التي تظهر في كتابه F2 توليد. كما ستتعلم ، يعني هذا الاكتشاف أنه عندما تكون سمات الوالدين معروفة ، يمكن التنبؤ بسمات النسل بدقة حتى قبل الإخصاب.

ملخص القسم

من خلال العمل مع نباتات البازلاء ، وجد مندل أن التهجين بين الآباء الذين يختلفون في سمة واحدة ينتج F1 النسل الذي عبروا جميعًا عن سمات أحد الوالدين. يشار إلى السمات التي يمكن ملاحظتها على أنها سائدة ، ويتم وصف السمات غير المعبر عنها بأنها متنحية. عندما تم تهجين النسل في تجربة مندل ذاتيًا ، فإن F2 أظهر النسل السمة السائدة أو السمة المتنحية بنسبة 3: 1 ، مما يؤكد أن السمة المتنحية قد تم نقلها بأمانة من P الأصلي.0 الأبوين. ولدت تقاطعات متبادلة متطابقة F1 و F2 نسب النسل. من خلال فحص أحجام العينة ، أظهر مندل أن تقاطعاته تتصرف بشكل متكرر وفقًا لقوانين الاحتمال ، وأن السمات موروثة كأحداث مستقلة.

يمكن استخدام قاعدتين في الاحتمال لإيجاد النسب المتوقعة لنسل صفات مختلفة من تقاطعات مختلفة. للعثور على احتمال وقوع حدثين مستقلين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الضرب وضرب احتمالات الأحداث الفردية. يشير استخدام كلمة "و" إلى التطبيق المناسب لقاعدة المنتج. للعثور على احتمال وقوع حدثين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الجمع وأضف الاحتمالات الفردية معًا. استخدام كلمة "أو" يقترح التطبيق المناسب لقاعدة الجمع.

إستجابة مجانية

صف أحد الأسباب التي جعلت البازلاء كانت اختيارًا ممتازًا لنظام نموذجي لدراسة الوراثة.

البازلاء في الحديقة لاطئة ولها أزهار تغلق بإحكام أثناء التلقيح الذاتي. تساعد هذه الميزات في منع عمليات الإخصاب العرضية أو غير المقصودة التي يمكن أن تقلل من دقة بيانات مندل.

كيف يمكنك إجراء صليب متبادل لخاصية ارتفاع الساق في البازلاء في الحديقة؟

مجموعتان من P0 سيتم استخدام الآباء. في التهجين الأول ، سيتم نقل حبوب اللقاح من نبات طويل القامة صحيح التكاثر إلى وصمة عار نبات قزم حقيقي التكاثر. في التهجين الثاني ، سيتم نقل حبوب اللقاح من نبات قزم حقيقي التكاثر إلى وصمة عار من نبات طويل القامة صحيح التكاثر. لكل صليب ، F1 و F2 سيتم تحليل النسل لتحديد ما إذا كانت سمات النسل قد تأثرت وفقًا للوالد الذي تبرع بكل سمة.

يقوم مندل بإجراء تهجين باستخدام نبات البازلاء حقيقي التكاثر مع بذور صفراء مستديرة ونبتة بازيلاء حقيقية التكاثر ببذور خضراء مجعدة. ما هو احتمال حصول النسل على بذور خضراء مستديرة؟ احسب الاحتمال لـ F1 و F2 أجيال.

نظرًا لأننا نحسب احتمال وقوع حدثين مستقلين في وقت واحد ، فإننا نستخدم قاعدة المنتج.

F1 جيل: بما أن لون البذور الخضراء متنحي ، فهناك احتمال 0٪ أن أي نباتات في F1 جيل سيكون لديه بذور خضراء مستديرة.

F2 جيل: احتمال نمو F2 جيل النبات بالبذور الخضراء هو ¼ ، بينما احتمال نمو F2 جيل النبات مع البذور المستديرة ¾. يمكننا استخدام قاعدة المنتج لحساب احتمالية نبات ببذور خضراء مستديرة:

احسب احتمال اختيار قلب أو بطاقة وجه من مجموعة أوراق قياسية. هل هذه النتيجة أكثر أو أقل احتمالا من اختيار بطاقة وجه بدلة القلب؟

تحتوي المجموعة القياسية من البطاقات على 52 بطاقة ، 13 منها عبارة عن قلوب و 12 منها بطاقات وجه.

بدلة القلب أو بطاقة الوجه: تتطلب هذه العملية الحسابية قاعدة المجموع نظرًا لوجود مسارات متعددة لسحب البطاقة المطلوبة بنجاح.

تزداد احتمالية اختيار بدلة قلب أو بطاقة وجه بشكل ملحوظ أكثر من احتمال اختيار بطاقة وجه تناسب القلب ().

الحواشي

    يوهان جريجور مندل Versuche über Pflanzenhybriden Verhandlungen des naturforschenden Vereines في Brünn ، Bd. IV für das Jahr، 1865 Abhandlungen، 3–47. [للاطلاع على الترجمة الإنجليزية ، انظر http://www.mendelweb.org/Mendel.plain.html]

قائمة المصطلحات


12.1 | تجارب مندل وقوانين الاحتمالات

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على:

  • صف الأسباب العلمية لنجاح عمل مندل التجريبي
  • وصف النتائج المتوقعة من التهجين أحادي الهجين التي تتضمن أليلات سائدة ومتنحية
  • قم بتطبيق قواعد المجموع والمنتج لحساب الاحتمالات
الشكل 12.2 يعتبر يوهان جريجور مندل والد علم الوراثة.

يوهان جريجور مندل (1822-1884) (الشكل 12.2) كان متعلمًا ومعلمًا وعالمًا ورجل إيمان مدى الحياة. عندما كان شابًا بالغًا ، انضم إلى دير القديس أوغسطينوس في سانت توماس في برنو فيما يعرف الآن بجمهورية التشيك. وبدعم من الدير ، قام بتدريس الفيزياء وعلم النبات والعلوم الطبيعية في المرحلتين الثانوية والجامعية. في عام 1856 ، بدأ بحثًا استمر لعقد من الزمان شمل أنماطًا وراثية في نحل العسل والنباتات ، واستقر في النهاية على نباتات البازلاء باعتبارها نباتات أساسية. نظام النموذج (نظام ذو خصائص ملائمة يستخدم لدراسة ظاهرة بيولوجية محددة ليتم تطبيقها على أنظمة أخرى). في عام 1865 ، قدم مندل نتائج تجاربه مع ما يقرب من 30000 من نباتات البازلاء إلى جمعية التاريخ الطبيعي المحلية. لقد أظهر أن السمات تنتقل بأمانة من الآباء إلى الأبناء بشكل مستقل عن السمات الأخرى وفي الأنماط السائدة والمتنحية. في عام 1866 نشر أعماله ، تجارب في تهجين النبات، [1] في أعمال جمعية التاريخ الطبيعي في برون.

ذهب عمل مندل دون أن يلاحظه أحد تقريبًا من قبل المجتمع العلمي الذي اعتقد ، بشكل غير صحيح ، أن عملية الوراثة تنطوي على مزيج من السمات الأبوية التي أنتجت مظهرًا جسديًا متوسطًا في النسل ، ويبدو أن هذه العملية الافتراضية صحيحة بسبب ما نعرفه الآن على أنه تباين مستمر. الاختلاف المستمر ينتج عن عمل العديد من الجينات لتحديد خاصية مثل طول الإنسان. يبدو أن النسل هو "مزيج" من سمات آبائهم عندما ننظر إلى الخصائص التي تظهر تباينًا مستمرًا. ال مزج نظرية الوراثة أكد أن الصفات الأبوية الأصلية فقدت أو امتصها المزج في النسل ، لكننا نعلم الآن أن هذا ليس هو الحال. كان مندل أول باحث يراه. بدلاً من الخصائص المستمرة ، عمل مندل مع سمات موروثة في فئات متميزة (على وجه التحديد ، البنفسجي مقابل الزهور البيضاء) ويشار إلى هذا باسم الاختلاف غير المستمر. أتاح اختيار مندل لهذه الأنواع من السمات أن يرى تجريبيًا أن السمات لم يتم مزجها في النسل ، ولم يتم امتصاصها ، بل احتفظت بتميزها ويمكن نقلها. في عام 1868 ، أصبح مندل رئيسًا للدير وتبادل مساعيه العلمية لأداء واجباته الرعوية. لم يتم الاعتراف به لمساهماته العلمية غير العادية خلال حياته. في الواقع ، لم يتم اكتشاف أعماله واستنساخها وتنشيطها حتى عام 1900 من قبل العلماء الذين كانوا على وشك اكتشاف الأساس الكروموسومي للوراثة.

نظام نموذج مندل

تم إنجاز عمل مندل الأساسي باستخدام البازلاء في الحديقة ، بيسوم ساتيفوملدراسة الميراث. تقوم هذه الأنواع بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي ، بحيث يصادف حبوب اللقاح البويضات داخل الأزهار الفردية. تظل بتلات الزهور مغلقة بإحكام حتى بعد التلقيح ، مما يمنع التلقيح من النباتات الأخرى. والنتيجة هي نباتات البازلاء الفطرية للغاية ، أو "التكاثر الحقيقي". هذه نباتات تنتج دائمًا ذرية تشبه الأم. من خلال تجربة نباتات البازلاء صادقة التكاثر ، تجنب مندل ظهور سمات غير متوقعة في النسل قد تحدث إذا لم تكن النباتات تكاثر حقيقيًا. تنمو البازلاء أيضًا حتى النضج خلال موسم واحد ، مما يعني أنه يمكن تقييم عدة أجيال خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. أخيرًا ، يمكن زراعة كميات كبيرة من البازلاء في وقت واحد ، مما يسمح لمندل باستنتاج أن نتائجه لم تتحقق ببساطة عن طريق الصدفة.

الصلبان المندلية

أداها مندل تهجين، والتي تنطوي على تزاوج شخصين حقيقيين التكاثر لهما سمات مختلفة. في البازلاء ، وهي ذاتية التلقيح بشكل طبيعي ، يتم ذلك عن طريق نقل حبوب اللقاح يدويًا من العضو الآخر لنبات البازلاء الناضج من صنف واحد إلى وصمة العار الخاصة بنبات البازلاء الناضج المنفصل من الصنف الثاني. في النباتات ، يحمل حبوب اللقاح الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) إلى الوصمة ، وهو عضو لزج يحبس حبوب اللقاح ويسمح للحيوانات المنوية بالانتقال إلى أسفل المدقة إلى الأمشاج الأنثوية (البويضات) أدناه. لمنع نبات البازلاء الذي كان يتلقى حبوب اللقاح من الإخصاب الذاتي وإرباك نتائجه ، أزال مندل بشق الأنفس جميع الأنثرات من أزهار النبات قبل أن تتاح لها فرصة النضج.

تم استدعاء النباتات المستخدمة في الجيل الأول من الصلبان ص0، أو الجيل الأول ، النباتات (الشكل). قام مندل بجمع البذور الخاصة بـ P.0 التي نتجت من كل صليب وزراعتها في الموسم التالي. هذه النسل كانت تسمى F1، أو الأبناء الأول (الابناء = النسل ، الابنة أو الابن) ، الجيل. بمجرد فحص مندل الخصائص في F.1 جيل من النباتات ، سمح لهم بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي. ثم قام بجمع البذور وزراعتها من F1 النباتات لإنتاج F2، أو الجيل الثاني ، الأبناء. امتدت تجارب مندل إلى ما بعد ف2 جيل إلى F.3 و F4 الأجيال ، وما إلى ذلك ، لكنها كانت نسبة الخصائص في P.0− F.1− F.2 كانت الأجيال الأكثر إثارة للاهتمام وأصبحت أساسًا لمسلمات مندل.

الشكل 12.3 في إحدى تجاربه على أنماط الوراثة ، تهجين مندل نباتات ذات تكاثر حقيقي للون زهرة البنفسج مع نباتات صادقة التكاثر للون الزهرة البيضاء (الجيل P). كانت جميع الهجينة الناتجة في الجيل F1 تحتوي على أزهار بنفسجية. في الجيل الثاني (F2) ، كانت ثلاثة أرباع النباتات تقريبًا تحتوي على أزهار بنفسجية ، وربعها كانت بها أزهار بيضاء.

كشفت خصائص البازلاء عن أساسيات الوراثة

في منشوره عام 1865 ، أبلغ مندل عن نتائج هجنه التي تتضمن سبع خصائص مختلفة ، لكل منها سمتان متناقضتان. أ سمة يُعرَّف بأنه اختلاف في المظهر الجسدي لخاصية وراثية. تضمنت الخصائص ارتفاع النبات ، وملمس البذور ، ولون البذور ، ولون الزهرة ، وحجم حبة البازلاء ، ولون قرنة البازلاء ، وموضع الزهرة. بالنسبة لخاصية لون الزهرة ، على سبيل المثال ، كانت السمتان المتناقضتان هما الأبيض مقابل البنفسجي. لفحص كل خاصية بشكل كامل ، أنشأ مندل أعدادًا كبيرة من F1 و F2 النباتات ، يبلغ عن النتائج من 19،959 فهرنهايت2 النباتات وحدها. كانت نتائجه متسقة.

ما هي النتائج التي وجدها مندل في صلبانه بالنسبة للون الزهرة؟ أولاً ، أكد مندل أن لديه نباتات تتكاثر بشكل صحيح مع لون الزهرة البيضاء أو البنفسجية. بغض النظر عن عدد الأجيال التي فحصها مندل ، فإن جميع الأبناء المتهجين ذاتيًا لأبوين لديهم أزهار بيضاء كانت لديهم أزهار بيضاء ، وجميع الأبناء المتقاطعين ذاتيًا لأبوين بأزهار بنفسجية كانت لديهم أزهار بنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، أكد مندل أنه بخلاف لون الزهرة ، فإن نباتات البازلاء متطابقة ماديًا.

بمجرد اكتمال عمليات التحقق هذه ، قام مندل بتطبيق حبوب اللقاح من نبات بأزهار بنفسجية على وصمة نبات ذات أزهار بيضاء. بعد جمع البذور التي نتجت عن هذا التهجين وزرعها ، وجد مندل أن 100 في المائة من F1 الجيل الهجين كان له زهور البنفسج. كانت الحكمة التقليدية في ذلك الوقت قد تنبأت بأن تكون الأزهار الهجينة بنفسجية شاحبة أو أن تحتوي النباتات الهجينة على أعداد متساوية من الزهور البيضاء والبنفسجية. بعبارة أخرى ، كان من المتوقع أن تختلط الصفات الأبوية المتناقضة في النسل. وبدلاً من ذلك ، أظهرت نتائج مندل أن سمة الزهرة البيضاء في حرف F.1 جيل اختفى تماما.

الأهم من ذلك ، لم يتوقف مندل عن تجاربه هناك. سمح لـ F1 نباتات للتخصيب الذاتي ووجدت أن من F2- نباتات الجيل 705 نباتات بنفسجية و 224 زهرة بيضاء. كانت هذه نسبة 3.15 زهرة بنفسجية لكل زهرة بيضاء واحدة ، أو ما يقرب من 3: 1. عندما نقل مندل حبوب اللقاح من نبتة ذات أزهار بنفسجية إلى وصمة نبات ذات أزهار بيضاء والعكس صحيح ، حصل على نفس النسبة تقريبًا بغض النظر عن أي من الوالدين ، ذكرًا كان أم أنثى ، ساهم في هذه السمة. وهذا ما يسمى ب صليب متبادل- صليب مزدوج تصبح فيه السمات الخاصة لكل من الذكر والأنثى في صليب واحد سمات خاصة للإناث والذكر في الصليب الآخر. بالنسبة للخصائص الست الأخرى التي فحصها مندل ، فإن F1 و F2 الأجيال تتصرف بنفس الطريقة التي تصرفت بها مع لون الزهرة. ستختفي إحدى السمتين تمامًا من الحرف F.1 جيل فقط للظهور مرة أخرى في F.2 الجيل بنسبة 3: 1 تقريبًا (الجدول 12.1).

عند تجميع نتائجه لعدة آلاف من النباتات ، خلص مندل إلى أنه يمكن تقسيم الخصائص إلى سمات معبرة و كامنة. أطلق على هذه الصفات السائدة والمتنحية على التوالي. الصفات الغالبة هي تلك الموروثة دون تغيير في التهجين. الصفات المتنحية تصبح كامنة ، أو تختفي ، في نسل التهجين. ومع ذلك ، فإن السمة المتنحية تظهر مرة أخرى في ذرية النسل الهجين. مثال على السمة السائدة هي سمة زهرة البنفسج. لهذه الخاصية نفسها (لون الزهرة) ، الزهور ذات اللون الأبيض هي سمة متنحية. حقيقة أن السمة المتنحية عادت إلى الظهور في F2 الجيل يعني أن السمات ظلت منفصلة (غير مخلوطة) في نباتات F.1 توليد. اقترح مندل أيضًا أن النباتات تمتلك نسختين من سمة خاصية لون الزهرة ، وأن كل والد ينقل نسخة من نسختين إلى نسله ، حيث يجتمعون معًا. علاوة على ذلك ، يمكن أن تعني الملاحظة الفيزيائية للسمة السائدة أن التركيب الجيني للكائن الحي يتضمن نسختين مهيمنتين للخاصية أو أنه يشتمل على نسخة سائدة وأخرى متنحية. على العكس من ذلك ، فإن ملاحظة سمة متنحية تعني أن الكائن الحي يفتقر إلى أي إصدارات سائدة من هذه الخاصية.

فلماذا حصل مندل مرارًا وتكرارًا على نسب 3: 1 في صلبانه؟ لفهم كيف استنتج مندل الآليات الأساسية للوراثة التي تؤدي إلى مثل هذه النسب ، يجب علينا أولاً مراجعة قوانين الاحتمال.

أساسيات الاحتمالية

الاحتمالات هي مقاييس رياضية للاحتمالية. يتم حساب الاحتمال التجريبي لحدث ما بقسمة عدد مرات وقوع الحدث على العدد الإجمالي لفرص وقوع الحدث. من الممكن أيضًا حساب الاحتمالات النظرية بقسمة عدد المرات التي يُتوقع حدوث حدث فيها على عدد المرات التي يمكن أن يحدث فيها. تأتي الاحتمالات التجريبية من الملاحظات ، مثل تلك الخاصة بمندل. تأتي الاحتمالات النظرية من معرفة كيفية إنتاج الأحداث وافتراض أن احتمالات النتائج الفردية متساوية. يشير احتمال واحد لحدث ما إلى أنه مضمون الحدوث ، بينما يشير احتمال الصفر إلى ضمان عدم حدوثه. مثال على حدث وراثي هو بذرة مستديرة ينتجها نبات البازلاء. في تجربته ، أوضح مندل أن احتمال وقوع حدث "البذور المستديرة" كان واحداً في F.1 نسل أبوين حقيقيين ، أحدهما له بذور مستديرة والآخر به بذور مجعدة. عندما يكون F1 تم تهجين النباتات ذاتيًا لاحقًا ، واحتمال وجود F معطى2 النسل الذي لديه بذور مستديرة أصبح الآن ثلاثة من أصل أربعة. بمعنى آخر ، في عدد كبير من السكان من F2 تم اختيار النسل عشوائيًا ، وكان من المتوقع أن يكون 75 في المائة منه بذور مستديرة ، بينما كان من المتوقع أن يكون 25 في المائة ببذور مجعدة. باستخدام أعداد كبيرة من الصلبان ، كان مندل قادرًا على حساب الاحتمالات واستخدامها للتنبؤ بنتائج التهجينات الأخرى.

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع

أوضح مندل أن خصائص نبات البازلاء التي درسها تنتقل كوحدات منفصلة من الأب إلى النسل. كما سيتم مناقشته ، حدد مندل أيضًا أن الخصائص المختلفة ، مثل لون البذور وملمس البذور ، تنتقل بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن اعتبارها في تحليلات احتمالية منفصلة. على سبيل المثال ، لا يزال إجراء تهجين بين نبات به بذور خضراء مجعدة ونبات ذو بذور مستديرة صفراء ينتج نسلًا يحتوي على نسبة 3: 1 من البذور الخضراء: الصفراء (تجاهل نسيج البذور) ونسبة 3: 1 من البذور المستديرة : بذور مجعدة (تجاهل لون البذور). لم تؤثر خصائص اللون والملمس على بعضها البعض.

ال سيادة المنتج يمكن تطبيق الاحتمالية على ظاهرة النقل المستقل للخصائص. تنص قاعدة المنتج على أنه يمكن حساب احتمال وقوع حدثين مستقلين معًا بضرب الاحتمالات الفردية لكل حدث يحدث بمفرده. لتوضيح قاعدة المنتج ، تخيل أنك تقوم برمي نرد سداسي الجوانب (D) وتقليب فلسًا واحدًا (P) في نفس الوقت. قد يلف القالب أي رقم من 1-6 (D #) ، في حين أن العملة المعدنية قد ترفع الرؤوس (Pح) أو ذيول (صتي). ليس لنتيجة دحرجة القالب أي تأثير على نتيجة قلب العملة والعكس صحيح. هناك 12 نتيجة محتملة لهذا الإجراء (الجدول 12.2) ، ومن المتوقع حدوث كل حدث باحتمالية متساوية.

من بين 12 نتيجة محتملة ، فإن النرد لديه احتمال 2/12 (أو 1/6) لرمي اثنين ، ولدى العملة المعدنية احتمالية 6/12 (أو 1/2) لظهور رؤوس. وفقًا لقاعدة المنتج ، فإن احتمال حصولك على النتيجة المجمعة 2 والرؤوس هو: (D2) x (صح) = (1/6) × (1/2) أو 1/12 (الجدول 12.3). لاحظ كلمة "و" في وصف الاحتمال. يعد "و" إشارة لتطبيق قاعدة المنتج. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك كيفية تطبيق قاعدة المنتج على التهجين ثنائي الهجين: احتمال وجود كلتا السمتين المهيمنتين في F2 النسل هو نتاج احتمالات امتلاك السمة المهيمنة لكل خاصية ، كما هو موضح هنا:

من ناحية أخرى ، فإن حكم المجموع يتم تطبيق الاحتمالية عند النظر في نتيجتين متنافيتين يمكن تحقيقهما من خلال أكثر من مسار واحد. تنص قاعدة المجموع على أن احتمال وقوع حدث واحد أو حدث آخر ، لحدثين متنافيين ، هو مجموع احتمالاتهما الفردية. لاحظ كلمة "or" في وصف الاحتمال. يشير الحرف "أو" إلى أنه يجب عليك تطبيق قاعدة المجموع. في هذه الحالة ، لنفترض أنك تقلب فلسًا (P) وربعًا (Q). ما هو احتمال ظهور عملة واحدة على شكل وجه وعملة واحدة تظهر ذيول؟ يمكن تحقيق هذه النتيجة في حالتين: قد يكون البنس رؤوسًا (صح) والربع قد يكون ذيول (ستي) ، أو قد يكون الربع رأسًا (QH) وقد يكون الفلس عبارة عن ذيول (Pتي). كلتا الحالتين تفي بالنتيجة. وفقًا لقاعدة المجموع ، نحسب احتمال الحصول على رأس واحد وذيل واحد مثل [(Pح) × (ستي)] + [(سح) × (صتي)] = [(1/2) × (1/2)] + [(1/2) × (1/2)] = 1/2 (الجدول 12.3). يجب أن تلاحظ أيضًا أننا استخدمنا قاعدة الضرب لحساب احتمال Pح وستي، وكذلك احتمال P.تي وسحقبل أن نلخصها. مرة أخرى ، يمكن تطبيق قاعدة الجمع لإظهار احتمال وجود سمة مهيمنة واحدة فقط في F.2 توليد صليب ثنائي الهجين:

لاستخدام قوانين الاحتمالات في الممارسة العملية ، من الضروري العمل بأحجام عينات كبيرة لأن أحجام العينات الصغيرة عرضة للانحرافات التي تسببها الصدفة. سمحت الكميات الكبيرة من نباتات البازلاء التي فحصها مندل له بحساب احتمالات الصفات التي تظهر في كتابه F2 توليد. كما ستتعلم ، يعني هذا الاكتشاف أنه عندما تكون سمات الوالدين معروفة ، يمكن التنبؤ بسمات النسل بدقة حتى قبل الإخصاب.


تجارب مندل وقوانين الاحتمالات

كان يوهان جريجور مندل (1822-1884) ([رابط]) متعلمًا ومعلمًا وعالمًا ورجلًا مؤمنًا طوال حياته. عندما كان شابًا بالغًا ، انضم إلى دير القديس أوغسطينوس في سانت توماس في برنو فيما يعرف الآن بجمهورية التشيك. وبدعم من الدير ، قام بتدريس الفيزياء وعلم النبات والعلوم الطبيعية في المرحلتين الثانوية والجامعية. في عام 1856 ، بدأ بحثًا استمر لعقد من الزمان شمل أنماطًا وراثية في نحل العسل والنباتات ، واستقر في النهاية على نباتات البازلاء باعتبارها نباتات أساسية. نظام النموذج (نظام ذو خصائص ملائمة يستخدم لدراسة ظاهرة بيولوجية محددة ليتم تطبيقها على أنظمة أخرى). في عام 1865 ، قدم مندل نتائج تجاربه مع ما يقرب من 30000 من نباتات البازلاء إلى جمعية التاريخ الطبيعي المحلية. لقد أظهر أن السمات تنتقل بأمانة من الآباء إلى الأبناء بشكل مستقل عن السمات الأخرى وفي الأنماط السائدة والمتنحية. في عام 1866 نشر أعماله ، تجارب في تهجين النبات ، احتلت المرتبة الأولى في أعمال جمعية التاريخ الطبيعي في برون.

ذهب عمل مندل دون أن يلاحظه أحد تقريبًا من قبل المجتمع العلمي الذي اعتقد ، بشكل غير صحيح ، أن عملية الوراثة تنطوي على مزيج من السمات الأبوية التي أنتجت مظهرًا جسديًا متوسطًا في النسل ، ويبدو أن هذه العملية الافتراضية صحيحة بسبب ما نعرفه الآن على أنه تباين مستمر. الاختلاف المستمر ينتج عن عمل العديد من الجينات لتحديد خاصية مثل طول الإنسان. يبدو أن النسل هو "مزيج" من سمات آبائهم عندما ننظر إلى الخصائص التي تظهر تباينًا مستمرًا. ال مزج نظرية الوراثة أكد أن الصفات الأبوية الأصلية فقدت أو امتصها المزج في النسل ، لكننا نعلم الآن أن هذا ليس هو الحال. كان مندل أول باحث يراه. بدلاً من الخصائص المستمرة ، عمل مندل مع سمات موروثة في فئات متميزة (على وجه التحديد ، البنفسجي مقابل الزهور البيضاء) ويشار إلى هذا باسم الاختلاف غير المستمر. أتاح اختيار مندل لهذه الأنواع من السمات أن يرى تجريبيًا أن السمات لم يتم مزجها في النسل ، ولم يتم امتصاصها ، بل احتفظت بتميزها ويمكن نقلها. في عام 1868 ، أصبح مندل رئيسًا للدير وتبادل مساعيه العلمية لأداء واجباته الرعوية. لم يتم الاعتراف به لمساهماته العلمية غير العادية خلال حياته. في الواقع ، لم يتم اكتشاف أعماله واستنساخها وتنشيطها حتى عام 1900 من قبل العلماء الذين كانوا على وشك اكتشاف الأساس الكروموسومي للوراثة.

نظام نموذج مندل

تم إنجاز عمل مندل الأساسي باستخدام البازلاء في الحديقة ، بيسوم ساتيفوملدراسة الميراث. تقوم هذه الأنواع بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي ، بحيث يصادف حبوب اللقاح البويضات داخل الأزهار الفردية. تظل بتلات الزهور مغلقة بإحكام حتى بعد التلقيح ، مما يمنع التلقيح من النباتات الأخرى. والنتيجة هي نباتات البازلاء الفطرية للغاية ، أو "التكاثر الحقيقي". هذه نباتات تنتج دائمًا ذرية تشبه الأم. من خلال تجربة نباتات البازلاء صادقة التكاثر ، تجنب مندل ظهور سمات غير متوقعة في النسل قد تحدث إذا لم تكن النباتات تكاثر حقيقيًا. تنمو البازلاء أيضًا حتى النضج خلال موسم واحد ، مما يعني أنه يمكن تقييم عدة أجيال خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. أخيرًا ، يمكن زراعة كميات كبيرة من البازلاء في وقت واحد ، مما يسمح لمندل باستنتاج أن نتائجه لم تتحقق ببساطة عن طريق الصدفة.

الصلبان المندلية

أداها مندل تهجين، والتي تنطوي على تزاوج شخصين حقيقيين التكاثر لهما سمات مختلفة. في البازلاء ، وهي ذاتية التلقيح بشكل طبيعي ، يتم ذلك عن طريق نقل حبوب اللقاح يدويًا من العضو الآخر لنبات البازلاء الناضج من صنف واحد إلى وصمة العار الخاصة بنبات البازلاء الناضج المنفصل من الصنف الثاني. في النباتات ، يحمل حبوب اللقاح الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) إلى الوصمة ، وهو عضو لزج يحبس حبوب اللقاح ويسمح للحيوانات المنوية بالانتقال إلى أسفل المدقة إلى الأمشاج الأنثوية (البويضات) أدناه. لمنع نبات البازلاء الذي كان يتلقى حبوب اللقاح من الإخصاب الذاتي وإرباك نتائجه ، أزال مندل بشق الأنفس جميع الأنثرات من أزهار النبات قبل أن تتاح لها فرصة النضج.

تم استدعاء النباتات المستخدمة في الجيل الأول من الصلبان ص0، أو الجيل الأول ، النباتات ([رابط]). قام مندل بجمع البذور الخاصة بـ P.0 التي نتجت من كل صليب وزراعتها في الموسم التالي. هذه النسل كانت تسمى F1، أو الأبناء الأول (الابناء = النسل ، الابنة أو الابن) ، الجيل. بمجرد فحص مندل الخصائص في F.1 جيل من النباتات ، سمح لهم بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي. ثم قام بجمع البذور وزراعتها من F1 النباتات لإنتاج F2، أو الجيل الثاني ، الأبناء. امتدت تجارب مندل إلى ما بعد ف2 جيل إلى F.3 و F4 الأجيال ، وما إلى ذلك ، لكنها كانت نسبة الخصائص في P.0− F.1− F.2 كانت الأجيال الأكثر إثارة للاهتمام وأصبحت أساسًا لمسلمات مندل.

كشفت خصائص البازلاء عن أساسيات الوراثة

في منشوره عام 1865 ، أبلغ مندل عن نتائج هجنه التي تتضمن سبع خصائص مختلفة ، لكل منها سمتان متناقضتان. أ سمة يُعرَّف بأنه اختلاف في المظهر الجسدي لخاصية وراثية. تضمنت الخصائص ارتفاع النبات ، وملمس البذور ، ولون البذور ، ولون الزهرة ، وحجم حبة البازلاء ، ولون قرنة البازلاء ، وموضع الزهرة. بالنسبة لخاصية لون الزهرة ، على سبيل المثال ، كانت السمتان المتناقضتان هما الأبيض مقابل البنفسجي. لفحص كل خاصية بشكل كامل ، أنشأ مندل أعدادًا كبيرة من F1 و F2 النباتات ، يبلغ عن النتائج من 19،959 فهرنهايت2 النباتات وحدها. كانت نتائجه متسقة.

ما هي النتائج التي وجدها مندل في صلبانه بالنسبة للون الزهرة؟ أولاً ، أكد مندل أن لديه نباتات تتكاثر بشكل صحيح مع لون الزهرة البيضاء أو البنفسجية. بغض النظر عن عدد الأجيال التي فحصها مندل ، فإن جميع الأبناء المتهجين ذاتيًا لأبوين لديهم أزهار بيضاء كانت لديهم أزهار بيضاء ، وجميع الأبناء المتقاطعين ذاتيًا لأبوين بأزهار بنفسجية كانت لديهم أزهار بنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، أكد مندل أنه بخلاف لون الزهرة ، فإن نباتات البازلاء متطابقة ماديًا.

بمجرد اكتمال عمليات التحقق هذه ، قام مندل بتطبيق حبوب اللقاح من نبات بأزهار بنفسجية على وصمة نبات ذات أزهار بيضاء. بعد جمع البذور التي نتجت عن هذا التهجين وزرعها ، وجد مندل أن 100 في المائة من F1 الجيل الهجين كان له زهور البنفسج. كانت الحكمة التقليدية في ذلك الوقت قد تنبأت بأن تكون الأزهار الهجينة بنفسجية شاحبة أو أن تحتوي النباتات الهجينة على أعداد متساوية من الزهور البيضاء والبنفسجية. بعبارة أخرى ، كان من المتوقع أن تختلط الصفات الأبوية المتناقضة في النسل. وبدلاً من ذلك ، أظهرت نتائج مندل أن سمة الزهرة البيضاء في حرف F.1 جيل اختفى تماما.

الأهم من ذلك ، لم يتوقف مندل عن تجاربه هناك. سمح لـ F1 نباتات للتخصيب الذاتي ووجدت أن من F2- نباتات الجيل 705 نباتات بنفسجية و 224 زهرة بيضاء. كانت هذه نسبة 3.15 زهرة بنفسجية لكل زهرة بيضاء واحدة ، أو ما يقرب من 3: 1. عندما نقل مندل حبوب اللقاح من نبتة ذات أزهار بنفسجية إلى وصمة نبات ذات أزهار بيضاء والعكس صحيح ، حصل على نفس النسبة تقريبًا بغض النظر عن أي من الوالدين ، ذكرًا كان أم أنثى ، ساهم في هذه السمة. وهذا ما يسمى ب صليب متبادل- صليب مزدوج تصبح فيه السمات الخاصة لكل من الذكر والأنثى في صليب واحد سمات خاصة للإناث والذكر في الصليب الآخر. بالنسبة للخصائص الست الأخرى التي فحصها مندل ، فإن F1 و F2 الأجيال تتصرف بنفس الطريقة التي تصرفت بها مع لون الزهرة. ستختفي إحدى السمتين تمامًا من الحرف F.1 جيل فقط للظهور مرة أخرى في F.2 الجيل بنسبة 3: 1 تقريبًا ([رابط]).

  • 705 بنفسجي
  • 224 أبيض
  • 651 محوري
  • 207 محطة
  • 787 طولا
  • 277 قزم
  • 5،474 طلقة
  • 1،850 متجعد
  • 6022 أصفر
  • 2،001 أخضر
  • 882 تضخم
  • 299 مقيد
  • 428 أخضر
  • 152 أصفر

عند تجميع نتائجه لعدة آلاف من النباتات ، خلص مندل إلى أنه يمكن تقسيم الخصائص إلى سمات معبرة و كامنة. أطلق على هذه الصفات السائدة والمتنحية على التوالي. الصفات الغالبة هي تلك الموروثة دون تغيير في التهجين. الصفات المتنحية تصبح كامنة ، أو تختفي ، في نسل التهجين. ومع ذلك ، فإن السمة المتنحية تظهر مرة أخرى في ذرية النسل الهجين. مثال على السمة السائدة هي سمة زهرة البنفسج. لهذه الخاصية نفسها (لون الزهرة) ، الزهور ذات اللون الأبيض هي سمة متنحية. حقيقة أن السمة المتنحية عادت إلى الظهور في F2 الجيل يعني أن السمات ظلت منفصلة (غير مخلوطة) في نباتات F.1 توليد. اقترح مندل أيضًا أن النباتات تمتلك نسختين من سمة خاصية لون الزهرة ، وأن كل والد ينقل نسخة من نسختين إلى نسله ، حيث يجتمعون معًا. علاوة على ذلك ، يمكن أن تعني الملاحظة الفيزيائية للسمة السائدة أن التركيب الجيني للكائن الحي يتضمن نسختين مهيمنتين للخاصية أو أنه يشتمل على نسخة سائدة وأخرى متنحية. على العكس من ذلك ، فإن ملاحظة سمة متنحية تعني أن الكائن الحي يفتقر إلى أي إصدارات سائدة من هذه الخاصية.

فلماذا حصل مندل مرارًا وتكرارًا على نسب 3: 1 في صلبانه؟ لفهم كيف استنتج مندل الآليات الأساسية للوراثة التي تؤدي إلى مثل هذه النسب ، يجب علينا أولاً مراجعة قوانين الاحتمال.

أساسيات الاحتمالية

الاحتمالات هي مقاييس رياضية للاحتمالية. يتم حساب الاحتمال التجريبي لحدث ما بقسمة عدد مرات وقوع الحدث على العدد الإجمالي لفرص وقوع الحدث. من الممكن أيضًا حساب الاحتمالات النظرية بقسمة عدد المرات التي يُتوقع حدوث حدث فيها على عدد المرات التي يمكن أن يحدث فيها. تأتي الاحتمالات التجريبية من الملاحظات ، مثل تلك الخاصة بمندل. تأتي الاحتمالات النظرية من معرفة كيفية إنتاج الأحداث وافتراض أن احتمالات النتائج الفردية متساوية. يشير احتمال واحد لحدث ما إلى أنه مضمون الحدوث ، بينما يشير احتمال الصفر إلى ضمان عدم حدوثه. مثال على حدث وراثي هو بذرة مستديرة ينتجها نبات البازلاء. في تجربته ، أوضح مندل أن احتمال وقوع حدث "البذور المستديرة" كان واحداً في F.1 نسل أبوين حقيقيين ، أحدهما له بذور مستديرة والآخر به بذور مجعدة. عندما يكون F1 تم تهجين النباتات ذاتيًا لاحقًا ، واحتمال وجود F معطى2 النسل الذي لديه بذور مستديرة أصبح الآن ثلاثة من أصل أربعة. بمعنى آخر ، في عدد كبير من السكان من F2 تم اختيار النسل عشوائيًا ، وكان من المتوقع أن يكون 75 في المائة منه بذور مستديرة ، بينما كان من المتوقع أن يكون 25 في المائة ببذور مجعدة. باستخدام أعداد كبيرة من الصلبان ، كان مندل قادرًا على حساب الاحتمالات واستخدامها للتنبؤ بنتائج التهجينات الأخرى.

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع

أوضح مندل أن خصائص نبات البازلاء التي درسها تنتقل كوحدات منفصلة من الأب إلى النسل. كما سيتم مناقشته ، حدد مندل أيضًا أن الخصائص المختلفة ، مثل لون البذور وملمس البذور ، تنتقل بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن اعتبارها في تحليلات احتمالية منفصلة. على سبيل المثال ، لا يزال إجراء تهجين بين نبات به بذور خضراء مجعدة ونبات ذو بذور مستديرة صفراء ينتج نسلًا يحتوي على نسبة 3: 1 من البذور الخضراء: الصفراء (تجاهل نسيج البذور) ونسبة 3: 1 من البذور المستديرة : بذور مجعدة (تجاهل لون البذور). لم تؤثر خصائص اللون والملمس على بعضها البعض.

ال سيادة المنتج يمكن تطبيق الاحتمالية على ظاهرة النقل المستقل للخصائص. تنص قاعدة المنتج على أنه يمكن حساب احتمال وقوع حدثين مستقلين معًا بضرب الاحتمالات الفردية لكل حدث يحدث بمفرده. لتوضيح قاعدة المنتج ، تخيل أنك تقوم برمي نرد سداسي الجوانب (D) وتقليب فلسًا واحدًا (P) في نفس الوقت. قد يلف القالب أي رقم من 1 إلى 6 (D#) ، في حين أن العملة المعدنية قد ترفع الرؤوس (Pح) أو ذيول (صتي). ليس لنتيجة دحرجة القالب أي تأثير على نتيجة قلب العملة والعكس صحيح. هناك 12 نتيجة محتملة لهذا الإجراء ([رابط]) ، ومن المتوقع حدوث كل حدث باحتمالية متساوية.

اثنا عشر نتيجة محتملة بالتساوي من دحرجة الموت وتقليب بنس واحد
المتداول يموت التقليب بيني
د1 صح
د1 صتي
د2 صح
د2 صتي
د3 صح
د3 صتي
د4 صح
د4 صتي
د5 صح
د5 صتي
د6 صح
د6 صتي

من بين 12 نتيجة محتملة ، فإن النرد لديه احتمال 2/12 (أو 1/6) لرمي اثنين ، ولدى العملة المعدنية احتمالية 6/12 (أو 1/2) لظهور رؤوس. وفقًا لقاعدة المنتج ، فإن احتمال حصولك على النتيجة المجمعة 2 والرؤوس هو: (D2) x (صح) = (1/6) × (1/2) أو 1/12 ([رابط]). لاحظ كلمة "و" في وصف الاحتمال. يعد "و" إشارة لتطبيق قاعدة المنتج. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك كيفية تطبيق قاعدة المنتج على التهجين ثنائي الهجين: احتمال وجود كلتا السمتين المهيمنتين في F2 النسل هو نتاج احتمالات امتلاك السمة المهيمنة لكل خاصية ، كما هو موضح هنا:

من ناحية أخرى ، فإن حكم المجموع يتم تطبيق الاحتمالية عند النظر في نتيجتين متنافيتين يمكن تحقيقهما من خلال أكثر من مسار واحد. تنص قاعدة المجموع على أن احتمال وقوع حدث واحد أو حدث آخر ، لحدثين متنافيين ، هو مجموع احتمالاتهما الفردية. لاحظ كلمة "or" في وصف الاحتمال. يشير الحرف "أو" إلى أنه يجب عليك تطبيق قاعدة المجموع. في هذه الحالة ، لنفترض أنك تقلب فلسًا (P) وربعًا (Q). ما هو احتمال ظهور عملة واحدة على شكل وجه وعملة واحدة تظهر ذيول؟ يمكن تحقيق هذه النتيجة في حالتين: قد يكون البنس رؤوسًا (صح) والربع قد يكون ذيول (ستي) ، أو قد يكون الربع رأسًا (سح) وقد يكون البنس ذيولًا (صتي). كلتا الحالتين تفي بالنتيجة. وفقًا لقاعدة المجموع ، نحسب احتمال الحصول على رأس واحد وذيل واحد مثل [(Pح) × (ستي)] + [(سح) × (صتي)] = [(1/2) × (1/2)] + [(1/2) × (1/2)] = 1/2 ([رابط]). يجب أن تلاحظ أيضًا أننا استخدمنا قاعدة الضرب لحساب احتمال Pح وستي، وكذلك احتمال P.تي وسحقبل أن نلخصها. مرة أخرى ، يمكن تطبيق قاعدة الجمع لإظهار احتمال وجود سمة مهيمنة واحدة فقط في F.2 توليد صليب ثنائي الهجين:

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع
سيادة المنتج حكم المجموع
بالنسبة للأحداث المستقلة A و B ، فإن الاحتمال (P) كلاهما يحدث (A و ب) هو (صأ × صب) بالنسبة للأحداث المتنافية A و B ، فإن الاحتمال (P) أن يحدث واحد على الأقل (A أو ب) هو (صأ + صب)

لاستخدام قوانين الاحتمالات في الممارسة العملية ، من الضروري العمل بأحجام عينات كبيرة لأن أحجام العينات الصغيرة عرضة للانحرافات التي تسببها الصدفة. سمحت الكميات الكبيرة من نباتات البازلاء التي فحصها مندل له بحساب احتمالات الصفات التي تظهر في كتابه F2 توليد. كما ستتعلم ، يعني هذا الاكتشاف أنه عندما تكون سمات الوالدين معروفة ، يمكن التنبؤ بسمات النسل بدقة حتى قبل الإخصاب.

ملخص القسم

من خلال العمل مع نباتات البازلاء ، وجد مندل أن التهجين بين الآباء الذين يختلفون في سمة واحدة ينتج F1 النسل الذي عبروا جميعًا عن سمات أحد الوالدين. يشار إلى السمات التي يمكن ملاحظتها على أنها سائدة ، ويتم وصف السمات غير المعبر عنها بأنها متنحية. عندما تم تهجين النسل في تجربة مندل ذاتيًا ، فإن F2 أظهر النسل السمة السائدة أو السمة المتنحية بنسبة 3: 1 ، مما يؤكد أن السمة المتنحية قد تم نقلها بأمانة من P الأصلي.0 الأبوين. ولدت تقاطعات متبادلة متطابقة F1 و F2 نسب النسل. من خلال فحص أحجام العينة ، أظهر مندل أن تقاطعاته تتصرف بشكل متكرر وفقًا لقوانين الاحتمال ، وأن السمات موروثة كأحداث مستقلة.

يمكن استخدام قاعدتين في الاحتمال لإيجاد النسب المتوقعة لنسل صفات مختلفة من تقاطعات مختلفة. للعثور على احتمال وقوع حدثين مستقلين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الضرب وضرب احتمالات الأحداث الفردية. يشير استخدام كلمة "و" إلى التطبيق المناسب لقاعدة المنتج. للعثور على احتمال وقوع حدثين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الجمع وأضف الاحتمالات الفردية معًا. استخدام كلمة "أو" يقترح التطبيق المناسب لقاعدة الجمع.

راجع الأسئلة

أجرى مندل عمليات تهجين عن طريق نقل حبوب اللقاح من _______ من نبات الذكر إلى البويضات الأنثوية.


من خلال العمل مع نباتات البازلاء في الحديقة ، وجد مندل أن التهجين بين الآباء الذين يختلفون في صفة واحدة ينتج عنه نسل F والذي يعبر جميعًا عن سمات أحد الوالدين.

يركز جريجور مندل ، على الوراثة ، وهو نوع من الميراث البيولوجي ، على وراثة السمة في نباتات البازلاء ، والتي يفصلها كل زوج من الأليلات بشكل فردي أثناء إنتاج الأمشاج البويضة والحيوانات المنوية. يسمى هذا القانون "تشكيلة مستقلة". ركزت دراسات مندل التحليلية على ثلاثة قوانين للوراثة: قانون الفصل العنصري الذي هو القانون الأول ، وقانون الاستقلال هو القانون الثاني ، وقانون الهيمنة هو قانون الميراث الثالث. قدم قانون مندل الأول للفصل العنصري فصلًا موضعيًا في أمشاج منفصلة بينما يوضح القانون الثاني للتشكيلة المستقلة أن أليلات أحد الجينات تتجمع في الأمشاج بحرية وبشكل مستقل عن أليلات جين آخر. يدعي قانون مندل الثالث للهيمنة ، أن السبب أو العامل لامتلاك زوج من الصفات الموروثة سيكون هو المسيطر بينما الآخر متنحي. يكشف Mendel في تجربته عن سبع سمات مختلفة: البازلاء (الشكل واللون) ، القرنة (الشكل واللون) ، الزهرة (اللون والموضع) وحجم النبات. درس مندل الأنواع البديلة من العوامل ، والتي تُعرف الآن على أنها جينات ، وتسمى "الأشكال" البديلة الآن الأليلات.

استمر في تعلم تفسيرات علم الأحياء بالكلية

ما هو النتح؟

ويعتقد أنه حتى الإجهاد المائي الخفيف ، يؤدي إلى انخفاض معدل النمو في النباتات. على الرغم من النتح.

ما هو نظام فصيلة الدم ابو؟

يعتبر ABO نظام فصيلة الدم الأساسي للإنسان. اكتشفه عالم أمريكي لأول مرة ، سمي باسم.

ما هي معدلات النتح والنتح؟

من خلال التبخر ، يتم فقد الماء من السطح. تتم عملية فقدان الماء عن طريق الثغور.

ما هي البلاستيدات؟

تتكون البلاستيدات من عضيات مرتبطة بغشاء مزدوج توجد في الجزء الداخلي من النباتات. البلاستيدات هي الوظيفة الأولى والسائدة.

ما هو تقسيم الخلية؟

يشارك نسخ بدائيات النوى في تخليق الرنا المرسال الذي يبدأ في المروج (منطقة من الحمض النووي) على تسلسل.

ما هو العامل الممرض؟

مسببات الأمراض مسؤولة عن توليد الأمراض في الكائنات الحية في خلاياها ، والدخول إلى أجسامها والتكاثر هناك. يوجد .


أساسيات الاحتمالية

الاحتمالات هي مقاييس رياضية للاحتمالية. يتم حساب الاحتمال التجريبي لحدث ما بقسمة عدد مرات وقوع الحدث على العدد الإجمالي لفرص وقوع الحدث. من الممكن أيضًا حساب الاحتمالات النظرية بقسمة عدد المرات التي يُتوقع حدوث حدث فيها على عدد المرات التي يمكن أن يحدث فيها. تأتي الاحتمالات التجريبية من الملاحظات ، مثل تلك الخاصة بمندل. تأتي الاحتمالات النظرية من معرفة كيفية إنتاج الأحداث وافتراض أن احتمالات النتائج الفردية متساوية. يشير احتمال واحد لحدث ما إلى أنه مضمون الحدوث ، بينما يشير احتمال الصفر إلى ضمان عدم حدوثه. مثال على حدث وراثي هو بذرة مستديرة ينتجها نبات البازلاء. في تجربته ، أوضح مندل أن احتمال وقوع حدث "البذور المستديرة" كان واحداً في F.1 نسل أبوين حقيقيين ، أحدهما له بذور مستديرة والآخر به بذور مجعدة. عندما يكون F1 تم تهجين النباتات ذاتيًا لاحقًا ، واحتمال وجود F معطى2 النسل الذي لديه بذور مستديرة أصبح الآن ثلاثة من أصل أربعة. بمعنى آخر ، في عدد كبير من السكان من F2 تم اختيار النسل عشوائيًا ، وكان من المتوقع أن يكون 75 في المائة منه بذور مستديرة ، بينما كان من المتوقع أن يكون 25 في المائة ببذور مجعدة. باستخدام أعداد كبيرة من الصلبان ، كان مندل قادرًا على حساب الاحتمالات واستخدامها للتنبؤ بنتائج التهجينات الأخرى.


59 تجارب مندل وقوانين الاحتمالات

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • صف الأسباب العلمية لنجاح عمل مندل التجريبي
  • وصف النتائج المتوقعة من التهجين أحادي الهجين التي تتضمن أليلات سائدة ومتنحية
  • قم بتطبيق قواعد المجموع والمنتج لحساب الاحتمالات

كان يوهان جريجور مندل (1822-1884) ((الشكل)) متعلمًا ومعلمًا وعالمًا ورجل إيمان مدى الحياة. عندما كان شابًا بالغًا ، انضم إلى دير القديس أوغسطينوس في سانت توماس في برنو فيما يعرف الآن بجمهورية التشيك. وبدعم من الدير ، قام بتدريس الفيزياء وعلم النبات والعلوم الطبيعية في المرحلتين الثانوية والجامعية. في عام 1856 ، بدأ رحلة بحثية استمرت عقدًا من الزمن تتضمن أنماطًا وراثية في نحل العسل والنباتات ، واستقر في النهاية على نباتات البازلاء كنظام نموذج أساسي له (نظام ذو خصائص ملائمة يستخدم لدراسة ظاهرة بيولوجية محددة ليتم تطبيقها على أنظمة أخرى). في عام 1865 ، قدم مندل نتائج تجاربه مع ما يقرب من 30000 من نباتات البازلاء إلى جمعية التاريخ الطبيعي المحلية. لقد أظهر أن السمات تنتقل من الآباء إلى الأبناء بشكل مستقل عن السمات الأخرى وفي الأنماط السائدة والمتنحية. في عام 1866 نشر أعماله ، تجارب في تهجين النبات ، احتلت المرتبة الأولى في أعمال جمعية التاريخ الطبيعي في برون.

ذهب عمل مندل دون أن يلاحظه أحد تقريبًا من قبل المجتمع العلمي ، الذي اعتقد ، بشكل غير صحيح ، أن عملية الوراثة تنطوي على مزيج من السمات الأبوية التي أنتجت مظهرًا جسديًا متوسطًا في النسل. ال مزج نظرية الوراثة أكد أن الصفات الأبوية الأصلية فقدت أو امتصها المزج في النسل ، لكننا نعلم الآن أن هذا ليس هو الحال. بدت هذه العملية الافتراضية صحيحة بسبب ما نعرفه الآن على أنه تباين مستمر. ينتج التباين المستمر عن عمل العديد من الجينات لتحديد خاصية مثل ارتفاع الإنسان. يبدو أن النسل هو "مزيج" من سمات والديهم.

بدلاً من الخصائص المستمرة ، عمل مندل مع سمات موروثة في فئات متميزة (على وجه التحديد ، البنفسجي مقابل الزهور البيضاء) ويشار إلى هذا على أنه تباين غير مستمر. أتاح اختيار مندل لهذه الأنواع من السمات أن يرى تجريبيًا أن السمات لم يتم مزجها في النسل ، ولم يتم امتصاصها ، بل احتفظت بتميزها ويمكن نقلها. في عام 1868 ، أصبح مندل رئيسًا للدير وتبادل مساعيه العلمية لأداء واجباته الرعوية. لم يتم الاعتراف به لمساهماته العلمية غير العادية خلال حياته. في الواقع ، لم يتم اكتشاف أعماله واستنساخها وتنشيطها حتى عام 1900 من قبل العلماء الذين كانوا على وشك اكتشاف الأساس الكروموسومي للوراثة.

نظام نموذج مندل

تم إنجاز عمل مندل الأساسي باستخدام البازلاء في الحديقة ، بيسوم ساتيفوملدراسة الميراث. تقوم هذه الأنواع بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي ، بحيث يصادف حبوب اللقاح البويضات داخل الأزهار الفردية. تظل بتلات الزهور مغلقة بإحكام حتى بعد التلقيح ، مما يمنع التلقيح من النباتات الأخرى. والنتيجة هي نباتات البازلاء الفطرية للغاية ، أو "التكاثر الحقيقي". هذه نباتات تنتج دائمًا ذرية تشبه الأم. من خلال تجربة نباتات البازلاء صادقة التكاثر ، تجنب مندل ظهور سمات غير متوقعة في النسل قد تحدث إذا لم تكن النباتات تكاثر حقيقيًا. تنمو البازلاء أيضًا حتى النضج خلال موسم واحد ، مما يعني أنه يمكن تقييم عدة أجيال خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. أخيرًا ، يمكن زراعة كميات كبيرة من البازلاء في وقت واحد ، مما يسمح لمندل باستنتاج أن نتائجه لم تتحقق ببساطة عن طريق الصدفة.

الصلبان المندلية

أجرى مندل عمليات تهجين ، والتي تنطوي على تزاوج شخصين حقيقيين التكاثر لهما سمات مختلفة. في البازلاء ، وهي ذاتية التلقيح بشكل طبيعي ، يتم ذلك عن طريق نقل حبوب اللقاح يدويًا من العضو الآخر لنبات البازلاء الناضج من صنف واحد إلى وصمة العار الخاصة بنبات البازلاء الناضج المنفصل من الصنف الثاني. في النباتات ، يحمل حبوب اللقاح الأمشاج الذكرية (الحيوانات المنوية) إلى الوصمة ، وهو عضو لزج يحبس حبوب اللقاح ويسمح للحيوانات المنوية بالانتقال إلى أسفل المدقة إلى الأمشاج الأنثوية (البويضات) أدناه. لمنع نبات البازلاء الذي كان يتلقى حبوب اللقاح من الإخصاب الذاتي وإرباك نتائجه ، أزال مندل بشق الأنفس جميع الأنثرات من أزهار النبات قبل أن تتاح لها فرصة النضج.

النباتات المستخدمة في الجيل الأول من الصلبان كانت تسمى P.0 ، أو الجيل الأول من الأبوين ((الشكل)). بعد كل صليب ، جمع مندل البذور التي تنتمي إلى P.0 ونماها في الموسم التالي. هذه النسل كانت تسمى F1 ، أو الأبناء الأول (الابناء = النسل أو الابنة أو الابن) جيل. بمجرد فحص مندل الخصائص في F.1 جيل من النباتات ، سمح لهم بالتخصيب الذاتي بشكل طبيعي. ثم قام بجمع البذور وزراعتها من F1 نباتات لإنتاج ف2 ، أو الجيل الثاني ، الأبناء. امتدت تجارب مندل إلى ما بعد ف2 جيل إلى F.3 و F4 الأجيال ، وما إلى ذلك ، لكنها كانت نسبة الخصائص في P.0− F.1− F.2 كانت الأجيال الأكثر إثارة للاهتمام وأصبحت أساسًا لمسلمات مندل.

كشفت خصائص البازلاء عن أساسيات الوراثة

في منشوره عام 1865 ، أبلغ مندل عن نتائج هجنه التي تتضمن سبع خصائص مختلفة ، لكل منها سمتان متناقضتان. تُعرَّف السمة على أنها تباين في المظهر الجسدي لخاصية وراثية. تضمنت الخصائص ارتفاع النبات ، وملمس البذور ، ولون البذور ، ولون الزهرة ، وحجم حبة البازلاء ، ولون قرنة البازلاء ، وموضع الزهرة. بالنسبة لخاصية لون الزهرة ، على سبيل المثال ، كانت السمتان المتناقضتان هما الأبيض مقابل البنفسجي. لفحص كل خاصية بشكل كامل ، أنشأ مندل أعدادًا كبيرة من F1 و F2 النباتات ، يبلغ عن النتائج من 19،959 فهرنهايت2 النباتات وحدها. كانت نتائجه متسقة.

ما هي النتائج التي وجدها مندل في صلبانه بالنسبة للون الزهرة؟ أولاً ، أكد مندل أن لديه نباتات تتكاثر بشكل صحيح مع لون الزهرة البيضاء أو البنفسجية. بغض النظر عن عدد الأجيال التي فحصها مندل ، فإن جميع الأبناء المتهجين ذاتيًا لأبوين لديهم أزهار بيضاء كانت لديهم أزهار بيضاء ، وجميع الأبناء المتقاطعين ذاتيًا لأبوين بأزهار بنفسجية كانت لديهم أزهار بنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، أكد مندل أنه بخلاف لون الزهرة ، فإن نباتات البازلاء متطابقة ماديًا.

بمجرد اكتمال عمليات التحقق هذه ، قام مندل بتطبيق حبوب اللقاح من نبات بأزهار بنفسجية على وصمة نبات ذات أزهار بيضاء. بعد جمع البذور التي نتجت عن هذا الصليب وبذرها ، وجد مندل أن 100 في المائة من ف1 الجيل الهجين كان له زهور البنفسج. كانت الحكمة التقليدية في ذلك الوقت (نظرية المزج) قد توقعت أن تكون الأزهار الهجينة بنفسجية شاحبة أو أن تحتوي النباتات الهجينة على أعداد متساوية من الزهور البيضاء والبنفسجية. بعبارة أخرى ، كان من المتوقع أن تختلط الصفات الأبوية المتناقضة في النسل. وبدلاً من ذلك ، أظهرت نتائج مندل أن سمة الزهرة البيضاء في حرف F.1 جيل اختفى تماما.

الأهم من ذلك ، لم يتوقف مندل عن تجاربه هناك. سمح لـ F1 نباتات للتخصيب الذاتي ووجدت أن من F2- نباتات الجيل 705 نباتات بنفسجية و 224 زهرة بيضاء. كانت هذه نسبة 3.15 زهرة بنفسجية لكل زهرة بيضاء واحدة ، أو ما يقرب من 3: 1. عندما نقل مندل حبوب اللقاح من نبتة ذات أزهار بنفسجية إلى وصمة نبات ذات أزهار بيضاء والعكس صحيح ، حصل على نفس النسبة تقريبًا بغض النظر عن أي من الوالدين ، ذكرًا كان أم أنثى ، ساهم في هذه السمة. يسمى هذا صليبًا متبادلًا - صليبًا مزدوجًا تصبح فيه السمات الخاصة لكل من الذكر والأنثى في صليب واحد الصفات الخاصة لكل من الأنثى والذكر في الصليب الآخر. بالنسبة للخصائص الست الأخرى التي فحصها مندل ، فإن F1 و F2 الأجيال تتصرف بنفس الطريقة التي تصرفت بها مع لون الزهرة. ستختفي إحدى السمتين تمامًا من الحرف F.1 جيل فقط للظهور مرة أخرى في F.2 الجيل بنسبة 3: 1 تقريبًا ((الشكل)).

  • 705 بنفسجي
  • 224 أبيض
  • 651 محوري
  • 207 محطة
  • 787 طولا
  • 277 قزم
  • 5،474 طلقة
  • 1،850 متجعد
  • 6022 أصفر
  • 2،001 أخضر
  • 882 تضخم
  • 299 مقيد
  • 428 أخضر
  • 152 أصفر

عند تجميع نتائجه لعدة آلاف من النباتات ، خلص مندل إلى أنه يمكن تقسيم الخصائص إلى سمات معبرة و كامنة. أطلق على هذه الصفات السائدة والمتنحية على التوالي. السمات السائدة هي تلك الصفات الموروثة دون تغيير في التهجين. الصفات المتنحية تصبح كامنة أو تختفي في نسل التهجين. ومع ذلك ، فإن السمة المتنحية تظهر مرة أخرى في ذرية النسل الهجين. مثال على السمة السائدة هي سمة زهرة البنفسج. لهذه الخاصية نفسها (لون الزهرة) ، الزهور ذات اللون الأبيض هي سمة متنحية. حقيقة أن السمة المتنحية عادت إلى الظهور في F2 الجيل يعني أن السمات ظلت منفصلة (غير مخلوطة) في نباتات F.1 توليد. اقترح مندل أيضًا أن النباتات تمتلك نسختين من سمة خاصية لون الزهرة ، وأن كل والد ينقل نسخة من نسختين إلى نسله ، حيث يجتمعون معًا. علاوة على ذلك ، يمكن أن تعني الملاحظة الفيزيائية للسمة السائدة أن التركيب الجيني للكائن الحي يتضمن نسختين مهيمنتين للخاصية أو أنه يشتمل على نسخة سائدة وأخرى متنحية. على العكس من ذلك ، فإن ملاحظة سمة متنحية تعني أن الكائن الحي يفتقر إلى أي إصدارات سائدة من هذه الخاصية.

فلماذا حصل مندل مرارًا وتكرارًا على نسب 3: 1 في صلبانه؟ لفهم كيف استنتج مندل الآليات الأساسية للوراثة التي تؤدي إلى مثل هذه النسب ، يجب علينا أولاً مراجعة قوانين الاحتمال.

أساسيات الاحتمالية

الاحتمالات هي مقاييس رياضية للاحتمالية. يتم حساب الاحتمال التجريبي لحدث ما بقسمة عدد مرات وقوع الحدث على العدد الإجمالي لفرص وقوع الحدث. من الممكن أيضًا حساب الاحتمالات النظرية بقسمة عدد المرات التي يكون فيها الحدث متوقع من خلال عدد المرات التي يمكن أن يحدث فيها. تأتي الاحتمالات التجريبية من الملاحظات ، مثل تلك الخاصة بمندل. من ناحية أخرى ، تأتي الاحتمالات النظرية من معرفة كيفية إنتاج الأحداث وافتراض أن احتمالات النتائج الفردية متساوية. يشير احتمال واحد لحدث ما إلى أنه مضمون الحدوث ، بينما يشير احتمال الصفر إلى ضمان عدم حدوثه. مثال على حدث وراثي هو بذرة مستديرة ينتجها نبات البازلاء.

في إحدى التجارب ، أوضح مندل أن احتمالية وقوع حدث "البذور المستديرة" كانت واحدة في F.1 نسل أبوين حقيقيين ، أحدهما له بذور مستديرة والآخر به بذور مجعدة. عندما يكون F1 تم تهجين النباتات ذاتيًا لاحقًا ، واحتمال وجود F معطى2 النسل الذي لديه بذور مستديرة أصبح الآن ثلاثة من أصل أربعة. بمعنى آخر ، في عدد كبير من السكان من F2 تم اختيار النسل عشوائيًا ، وكان من المتوقع أن يكون 75 في المائة منه بذور مستديرة ، بينما كان من المتوقع أن يكون 25 في المائة ببذور مجعدة. باستخدام أعداد كبيرة من الصلبان ، كان مندل قادرًا على حساب الاحتمالات واستخدامها للتنبؤ بنتائج التهجينات الأخرى.

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع

أوضح مندل أن نباتات البازلاء تنقل الخصائص كوحدات منفصلة من الأم إلى النسل. كما سيتم مناقشته ، حدد مندل أيضًا أن الخصائص المختلفة ، مثل لون البذور وملمس البذور ، تنتقل بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن اعتبارها في تحليلات احتمالية منفصلة. على سبيل المثال ، لا يزال إجراء تهجين بين نبات به بذور خضراء مجعدة ونبات ذو بذور مستديرة صفراء ينتج نسلًا يحتوي على نسبة 3: 1 من البذور الخضراء: الصفراء (تجاهل نسيج البذور) ونسبة 3: 1 من البذور المستديرة : بذور مجعدة (تجاهل لون البذور). لم تؤثر خصائص اللون والملمس على بعضها البعض.

يمكن تطبيق قاعدة الاحتمال الناتج على ظاهرة النقل المستقل للخصائص. تنص قاعدة المنتج على أنه يمكن حساب احتمال وقوع حدثين مستقلين معًا بضرب الاحتمالات الفردية لكل حدث يحدث بمفرده. لتوضيح قاعدة المنتج ، تخيل أنك تقوم برمي نرد سداسي الجوانب (D) وتقليب فلسًا واحدًا (P) في نفس الوقت. قد يلف القالب أي رقم من 1 إلى 6 (D#) ، في حين أن العملة المعدنية قد ترفع الرؤوس (Pح) أو ذيول (صتي). ليس لنتيجة دحرجة القالب أي تأثير على نتيجة قلب العملة والعكس صحيح. هناك 12 نتيجة محتملة لهذا الإجراء ((الشكل)) ، ومن المتوقع حدوث كل حدث باحتمالية متساوية.

اثنا عشر نتيجة محتملة بالتساوي من دحرجة الموت وتقليب بنس واحد
المتداول يموت التقليب بيني
د1 صح
د1 صتي
د2 صح
د2 صتي
د3 صح
د3 صتي
د4 صح
د4 صتي
د5 صح
د5 صتي
د6 صح
د6 صتي

من بين 12 نتيجة محتملة ، فإن النرد لديه احتمال 2/12 (أو 1/6) لرمي اثنين ، ولدى العملة المعدنية احتمالية 6/12 (أو 1/2) لظهور رؤوس. وفقًا لقاعدة المنتج ، فإن احتمال حصولك على النتيجة المجمعة 2 والرؤوس هو: (D2) x (صح) = (1/6) x (1/2) أو 1/12 ((الشكل)). لاحظ كلمة "و" في وصف الاحتمال. يعد "و" إشارة لتطبيق قاعدة المنتج.على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك كيفية تطبيق قاعدة المنتج على التهجين ثنائي الهجين: احتمال وجود كلتا السمتين المهيمنتين في F2 النسل هو نتاج احتمالات امتلاك السمة المهيمنة لكل خاصية ، كما هو موضح هنا:

من ناحية أخرى ، يتم تطبيق قاعدة مجموع الاحتمال عند النظر في نتيجتين متنافيتين يمكن تحقيقهما من خلال أكثر من مسار واحد. تنص قاعدة المجموع على أن احتمال وقوع حدث واحد أو حدث آخر ، لحدثين متنافيين ، هو مجموع احتمالاتهما الفردية. لاحظ كلمة "or" في وصف الاحتمال. يشير الحرف "أو" إلى أنه يجب عليك تطبيق قاعدة المجموع. في هذه الحالة ، لنفترض أنك تقلب فلسًا (P) وربعًا (Q). ما هو احتمال ظهور عملة واحدة على شكل وجه وعملة واحدة تظهر ذيول؟ يمكن تحقيق هذه النتيجة في حالتين: قد يكون البنس رؤوسًا (صح) والربع قد يكون ذيول (ستي) ، أو قد يكون الربع رأسًا (سح) وقد يكون البنس ذيولًا (صتي). كلتا الحالتين تفي بالنتيجة. وفقًا لقاعدة المجموع ، نحسب احتمال الحصول على رأس واحد وذيل واحد مثل [(Pح) × (ستي)] + [(سح) × (صتي)] = [(1/2) × (1/2)] + [(1/2) × (1/2)] = 1/2 ((الشكل)). يجب أن تلاحظ أيضًا أننا استخدمنا قاعدة الضرب لحساب احتمال Pح وستي، وكذلك احتمال P.تي وسحقبل أن نلخصها. مرة أخرى ، يمكن تطبيق قاعدة الجمع لإظهار احتمال وجود سمة مهيمنة واحدة فقط في F.2 توليد صليب ثنائي الهجين:

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع
سيادة المنتج حكم المجموع
بالنسبة للأحداث المستقلة A و B ، فإن الاحتمال (P) كلاهما يحدث (A و ب) هو (صأ × صب) بالنسبة للأحداث المتنافية A و B ، فإن الاحتمال (P) أن يحدث واحد على الأقل (A أو ب) هو (صأ + صب)

لاستخدام قوانين الاحتمالات في الممارسة العملية ، يجب أن نعمل بأحجام عينات كبيرة لأن أحجام العينات الصغيرة عرضة للانحرافات التي تسببها الصدفة. سمحت الكميات الكبيرة من نباتات البازلاء التي فحصها مندل له بحساب احتمالات الصفات التي تظهر في كتابه F2 توليد. كما ستتعلم ، يعني هذا الاكتشاف أنه عندما تكون سمات الوالدين معروفة ، يمكن التنبؤ بسمات النسل بدقة حتى قبل الإخصاب.

ملخص القسم

من خلال العمل مع نباتات البازلاء ، وجد مندل أن التهجين بين الآباء الذين يختلفون في سمة واحدة ينتج F1 النسل الذي عبروا جميعًا عن سمات أحد الوالدين. يشار إلى السمات التي يمكن ملاحظتها على أنها سائدة ، ويتم وصف السمات غير المعبر عنها بأنها متنحية. عندما تم تهجين النسل في تجربة مندل ذاتيًا ، فإن F2 أظهر النسل السمة السائدة أو السمة المتنحية بنسبة 3: 1 ، مما يؤكد أن السمة المتنحية قد تم نقلها بأمانة من P الأصلي.0 الأبوين. ولدت تقاطعات متبادلة متطابقة F1 و F2 نسب النسل. من خلال فحص أحجام العينة ، أظهر مندل أن تقاطعاته تتصرف بشكل متكرر وفقًا لقوانين الاحتمال ، وأن السمات موروثة كأحداث مستقلة.

يمكن استخدام قاعدتين في الاحتمال لإيجاد النسب المتوقعة لنسل صفات مختلفة من تقاطعات مختلفة. للعثور على احتمال وقوع حدثين مستقلين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الضرب وضرب احتمالات الأحداث الفردية. يشير استخدام كلمة "و" إلى التطبيق المناسب لقاعدة المنتج. للعثور على احتمال وقوع حدثين أو أكثر معًا ، قم بتطبيق قاعدة الجمع وأضف الاحتمالات الفردية معًا. استخدام كلمة "أو" يقترح التطبيق المناسب لقاعدة الجمع.

راجع الأسئلة

أجرى مندل عمليات تهجين عن طريق نقل حبوب اللقاح من _______ من نبات الذكر إلى البويضات الأنثوية.


قاعدة المنتج وقاعدة المجموع

أوضح مندل أن نباتات البازلاء تنقل الخصائص كوحدات منفصلة من الأم إلى النسل. كما سيتم مناقشته ، حدد مندل أيضًا أن الخصائص المختلفة ، مثل لون البذور وملمس البذور ، تنتقل بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن اعتبارها في تحليلات احتمالية منفصلة. على سبيل المثال ، لا يزال إجراء تهجين بين نبات به بذور خضراء مجعدة ونبات ذو بذور مستديرة صفراء ينتج نسلًا يحتوي على نسبة 3: 1 من البذور الخضراء: الصفراء (تجاهل نسيج البذور) ونسبة 3: 1 من البذور المستديرة : بذور مجعدة (تجاهل لون البذور). لم تؤثر خصائص اللون والملمس على بعضها البعض.

اثنا عشر نتيجة محتملة بالتساوي من دحرجة الموت وتقليب بنس واحد
المتداول يموت التقليب بيني
د1 صح
د1 صتي
د2 صح
د2 صتي
د3 صح
د3 صتي
د4 صح
د4 صتي
د5 صح
د5 صتي
د6 صح
د6 صتي

من بين 12 نتيجة محتملة ، فإن النرد لديه احتمال 2/12 (أو 1/6) لرمي اثنين ، ولدى العملة المعدنية احتمالية 6/12 (أو 1/2) لظهور رؤوس. وفقًا لقاعدة المنتج ، فإن احتمال حصولك على النتيجة المجمعة 2 والرؤوس هو: (D2) x (صح) = (1/6) × (1/2) أو 1/12 (جدول). لاحظ كلمة "و" في وصف الاحتمال. يعد "و" إشارة لتطبيق قاعدة المنتج. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك كيفية تطبيق قاعدة المنتج على التهجين ثنائي الهجين: احتمال وجود كلتا السمتين المهيمنتين في F2 النسل هو نتاج احتمالات امتلاك السمة المهيمنة لكل خاصية ، كما هو موضح هنا:

3 16 + 3 4 = ​ 15 16

قاعدة المنتج وقاعدة المجموع
سيادة المنتج حكم المجموع
بالنسبة للأحداث المستقلة A و B ، فإن الاحتمال (P) كلاهما يحدث (A و ب) هو (صأ × صب) بالنسبة للأحداث المتنافية A و B ، فإن الاحتمال (P) أن يحدث واحد على الأقل (A أو ب) هو (صأ + صب)

لاستخدام قوانين الاحتمالات في الممارسة العملية ، يجب أن نعمل بأحجام عينات كبيرة لأن أحجام العينات الصغيرة عرضة للانحرافات التي تسببها الصدفة. سمحت الكميات الكبيرة من نباتات البازلاء التي فحصها مندل له بحساب احتمالات الصفات التي تظهر في كتابه F2 توليد. كما ستتعلم ، يعني هذا الاكتشاف أنه عندما تكون سمات الوالدين معروفة ، يمكن التنبؤ بسمات النسل بدقة حتى قبل الإخصاب.


الفصل 12 تجارب مندلز والوراثة علم الأحياء العام

الفصل 12: تجارب مندل وعلم الأحياء العام للوراثة I BSC 2010 التسمية التوضيحية: Pea Plant (c) Wikipedia ، المجال العام تنزيل مجانًا على https: // cnx. org / content / GFy_h 8 [email & # 160protected] 114: O 2 l. [email & # 160protected] / مقدمة

الشكل 12. 1 • نظرية المزج للوراثة: فقدت الصفات الأبوية أو امتصها المزج في النسل ، ونحن نعلم الآن أن هذا ليس هو الحال. • بدلاً من الخصائص المستمرة ، عمل مندل مع سمات موروثة في فئات متميزة (زهور أرجوانية مقابل زهور بيضاء) ويشار إلى هذا على أنه تباين غير مستمر. • أتاح اختيار مندل لهذه السمات أن يرى تجريبيًا أن السمات لم يتم مزجها في النسل ، فقد احتفظوا بتميزهم تنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

شكل 12. 2 • يوهان جريجور مندل يعتبر أب علم الوراثة. • اختار مندل نظامًا بيولوجيًا بسيطًا وأجرى تحليلات منهجية وكمية باستخدام عينات بأحجام كبيرة. • بسبب عمل مندل ، تم الكشف عن المبادئ الأساسية للوراثة. • نحن نعلم الآن أن الجينات ، المحمولة على الكروموسومات ، هي الوحدات الوظيفية الأساسية للوراثة مع القدرة على التكاثر ، أو التعبير ، أو التحور. • تشكل أفكار مندلز أساس علم الوراثة الكلاسيكي أو المندلي. قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

درس جريجور مندل الوراثة في نباتات البازلاء للأسباب التالية: 1. يمكن إنتاج أنواع هجينة من البازلاء 2. توفر العديد من أصناف البازلاء 3. البازلاء نباتات صغيرة وسهلة النمو 4. البازلاء يمكن تخصيبها ذاتيًا أو التخصيب الخلطي التسمية التوضيحية: نبات البازلاء ( ج) ويكيبيديا ، المجال العام 4 تنزيله مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

طريقة مندل التجريبية بعض المصطلحات: • التخصيب المتبادل: الأمشاج الذكورية والأنثوية من أزهار / نباتات مختلفة تستخدم في صنع البيضة الملقحة (البازلاء) • التخصيب الذاتي: الأمشاج الذكرية والأنثوية من زهرة واحدة / نبات يستخدم في صنع البيضة الملقحة (البازلاء) • صحيح - التزاوج: النسل الناتج عن الإخصاب الذاتي يشبه الوالد (نبات الزهرة الأرجواني يصنع المزيد من النباتات ذات اللون الأرجواني). • التهجين المتبادل: تبديل ترتيب النباتات التي يتم أخذ حبوب اللقاح منها لتخصيب نبات آخر. 5

طريقة مندل التجريبية للتخصيب الذاتي • حبوب اللقاح المأخوذة من العضو الآخر المستخدمة لتخصيب البيض في أنثى الكاربيل. • أشكال اللاقحة. • التكاثر الحقيقي = البازلاء المنتجة ستتطور إلى نباتات ذات أزهار بيضاء التسمية التوضيحية: تشريح نبات البازلاء (ج) ويكيبيديا ، المجال العام 6

طريقة مندل التجريبية X • التخصيب المتبادل: الأمشاج الذكرية والأنثوية من أزهار / نباتات مختلفة تستخدم في صنع البيضة الملقحة (البازلاء) • إزالة الأنثرات من الزهرة الأرجوانية (منع الإخصاب الذاتي). • نقل حبوب اللقاح من زهرة أرجوانية إلى بيضاء. • اجمع البازلاء وزرعها ولاحظ لون أزهار جيل النسل. 7 قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

عادة ما تكون طريقة مندل التجريبية 3 مراحل: 1. إنتاج سلالات صادقة التكاثر لكل سمة كان يدرسها. 2. التخصيب المتبادل لسلالات التكاثر الحقيقي التي لها أشكال بديلة من السمة • إجراء تهجينات متبادلة أيضًا 3. السماح للنسل الهجين بالتخصيب الذاتي لعدة أجيال واحسب عدد النسل الذي يظهر كل شكل من أشكال السمة 8

تهجين أحادي الهجين تهجين أحادي الهجين: • أحادي = سمة واحدة (على سبيل المثال: لون الزهرة) • هجين = متباينان (على سبيل المثال: أبيض أو أرجواني) • هجين أحادي الهجين: لدراسة نوعين مختلفين من سمة واحدة • أنتج مندل سلالات من البازلاء صحيحة التكاثر لمدة 7 سمات مختلفة • كل سمة لها متغيران 9

التسمية التوضيحية: سمات البازلاء (ج) ويكيبيديا ، المجال العام تنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 10

F 1 Generation: أول جيل من الأبناء • نسل من أبوين حقيقيين (جيل P) • جميع نباتات F 1 تبدو وكأنها واحدة من الوالدين فقط • السمة المرئية في F 1 هي السائدة • كانت السمة الأخرى متنحية (مخفية) • لا يوجد مزج: لا توجد ألوان وسيطة ملحوظة (أبيض أرجواني) True Breeding X Cross-تلقيح True Breeding تنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 F 1 Generation

F 1 Generation • F 2: ذرية ناتجة عن الإخصاب الذاتي لنباتات F 1 • تظهر السمة المتنحية في بعض نباتات F 2 التخصيب الذاتي • F 2 Generation: • 3: 1 = 3 أرجواني إلى 1 أبيض • يتم العثور عليها دائمًا حوالي 3: 1 نسبة • 3 مهيمن إلى 1 متنحي F 2 Generation 3: 1 3 أرجواني إلى 1 أبيض تنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 F 2 Generation

13 قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 التسمية التوضيحية: Pea Traits (c) Wikipedia، Public domain

المصطلحات يحتوي جين لون الزهرة على نوعين (الأليلات) أليل للزهور الأرجوانية (F) موضع لجين لون الزهرة زوج متماثل من الكروموسومات أليل للزهور البيضاء (و) متغاير الزيجوت: أليلين مختلفين للون الزهرة: Ff الجاميتات التي ينتجها هذا النبات سوف إما أن تحصل على F أو f ، ولكن ليس كلاهما (تذكر أن الأمشاج أحادية العدد)

طريقة مندل التجريبية بعض المصطلحات: • النمط الظاهري: السمات التي يمكن ملاحظتها التي يعبر عنها كائن حي (زهور بيضاء أو أرجوانية) • النمط الجيني: التركيب الجيني الأساسي ، الذي يتكون من أليلات مرئية وغير معبر عنها على حد سواء • متماثل الزيجوت: في جين معين ، أو موضع ، لديهم أليلين متطابقين لهذا الجين على كروموسوماتهم المتجانسة. • متغاير الزيجوت: في جين أو موضع معين ، يوجد أليلين مختلفين لهذا الجين على كروموسوماتهما المتجانسة. 15

نسب F 2: النمط الظاهري والنمط الجيني • نسبة نباتات F 2 على أساس النمط الظاهري (الخصائص التي يمكن ملاحظتها) • أظهرت النباتات سمة سائدة • أظهرت النباتات صفة متنحية • نسبة 3: 1 = 3 سائدة إلى 1 متنحية • نسبة نباتات F 2 على أساس على الأنماط الجينية (الأليلات المسؤولة عن النمط الظاهري) • • 1 نبات أبيض سائد متماثل الزيجوت = FF 2 نبات أبيض سائد متغاير الزيجوت = FF 1 نبات أرجواني متماثل متنحٍ = ff نسبة النمط الوراثي = 1: 2: 1 16

نسبة النمط الظاهري F 2: النمط الظاهري والنمط الجيني • نباتات ذات الشكل السائد • ¼ نباتات ذات شكل متنحي • كانت النسبة السائدة إلى المتنحية 3: 1 كل F 2 مُخصب بشكل مستقل F 2 نسبة النمط الجيني • 1 نبات سائد حقيقي التكاثر • 2 لا -النباتات السائدة ذات التكاثر الحقيقي • 1 نبات متنحي حقيقي التكاثر • 1: 2: 1 17 التنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 F 2 نسبة النمط الظاهري

نسبة النمط الظاهري 3: 1 • النمط الظاهري: المظهر الجسدي أو السمة التي يمكن ملاحظتها للأليلات (إصدارات الجينات) كل F 2 يتم تخصيبها بنسبة 1: 2: 1 نسبة النمط الجيني • النمط الوراثي: مجموعة الأليلات • كل زهرة ثنائية الصبغية ، لذلك لديها نسختان من كل منهما جين (2 أليلات) • بعضها يحتوي على 2 أرجواني ، وبعضها يحتوي على 2 أبيض ، وبعضها يحتوي على واحد من كل منهما! 18 قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 F 2 نسبة النمط الظاهري: النمط الظاهري والنمط الجيني

نظرة عامة على Mendel التخصيب المتبادل F 1 Generation التخصيب الذاتي F 2 Generation 3: 1 نسبة النمط الظاهري 1: 2: 1 تحميل النسبة المئوية للطراز الوراثي مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 Parent Generation

الشكل 12. 4 • في جيل الفسفور ، يتم تهجين نباتات البازلاء التي تكون صادقة التكاثر للنمط الظاهري الأصفر السائد مع النباتات ذات النمط الظاهري الأخضر المتنحي. • ينتج عن هذا التهجين زيجوت متغاير الزيجوت F 1 مع نمط ظاهري أصفر. • يمكن استخدام تحليل مربع Punnett للتنبؤ بالأنماط الجينية لجيل F2. قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

قانون Lae Segregation Mendel الأول: قانون الفصل تنفصل نسختا الجين عندما يصنع الفرد الأمشاج. الزهرة الأم: ثنائي الصبغيات: مفردة الصبغيات

مربع بونيت • نبات متقاطع مزهر بالأرجوانية مع نبات أبيض الأزهار • P هو الأليل السائد - زهور أرجوانية • p هو أليل متنحي - زهور بيضاء • نبات أزهار بيضاء متكاثر حقيقي PP • متنحٍ متماثل • نبات أرجواني حقيقي التكاثر هو PP • سائد متماثل الزيجوت • Pp هو نبات بنفسجي اللون متغاير الزيجوت 22

Punnett Square P جيل • دعونا نصنع مربع Punnett للتخصيب المتقاطع لزهرة أرجوانية حقيقية التكاثر بزهرة بيضاء متكاثرة حقيقية لإنشاء جيل F 1 • ما هو النمط الجيني للزهرة الأرجوانية؟ (PP، Pp or pp) • ما هو التركيب الجيني للزهرة البيضاء؟ الجيل الأول؟ 23 قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

ضع الأنماط الجينية للآباء هنا ____ X ____ لكل والد نسختين من كل أليل لجين لون الزهرة ، ضع الأنماط الجينية لأحد الوالدين هنا 24

Punnett Square P جيل ____ X ____ F 1 Generation 25 تنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

Punnett Square P جيل PP X pp P P p Pp Pp F 1 Generation 26 تنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

ساحة بونت • دعونا نصنع مربع بونيت للتخصيب الذاتي لزهرة أرجوانية حقيقية التكاثر لإنشاء جيل F 2 • ما هو النمط الجيني للزهور الأرجواني F 2؟ 27 تنزيل مجانًا على الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

Testcross • Testcross: يمكن إجراء اختبار تقاطع لتحديد ما إذا كان الكائن الحي الذي يعبر عن سمة سائدة هو متماثل الزيجوت أو متغاير الزيجوت • النمط الظاهري المتنحي له نمط ظاهري واحد فقط - & gt yy. • لكن النمط الجيني غير معروف (Yy أو YY؟) • عبور الفرد بنمط وراثي غير معروف بنمط وراثي متماثل. • Y_ x yy • تختلف نسب النسل ، اعتمادًا على النمط الجيني للوالد المجهول 28

• يمكن إجراء اختبار تقاطع لتحديد ما إذا كان الكائن الحي الذي يعبر عن سمة سائدة هو متماثل الزيجوت أو متغاير الزيجوت. إذا كان YY الشكل 12. 5 إذا كانت Yy ستكون نسب الطرز المظهرية • 100٪ سائدة إذا كان المجهول متماثل (YY) • 50٪ سائدًا إذا كان المجهول متغاير الزيجوت (Yy). قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected]. 61

مثال نبات طويل القامة مجهول التركيب الوراثي تم تهجينه (بمعنى أنه يتم تهجينه مع نبات tt المتنحي). من بين النسل ، 349 قزم و 367 طويل القامة. ما هو التركيب الجيني للوالد المجهول ، هل هو TT أم Tt؟ أظهر الصليب لإثبات ذلك. 30

تحليل النسب • تحليل النسب: نمط مسار الوراثة في عائلة • شجرة عائلة وراثية • تتبع السمات المهيمنة أو المتنحية أو الأمراض الوراثية 31 التنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 حقوق الطبع والنشر © The Mc. Graw-Hill Companies، Inc. الإذن المطلوب للاستنساخ أو العرض. كيف تقرأ النسب: • المربعات ذكور • الدوائر أنثوية • الأشكال المليئة بالألوان متأثرة / لها سمة 32

خطوات النسب العامة: 1) تحديد طريقة الوراثة: سائدة جسمية ، جسمية متنحية ، مرتبطة بالجنس ، إلخ 2) اكتب الأنماط الجينية للأفراد المتأثرين وغير المتأثرين 3) ابدأ في ملء النسب بالأنماط الجينية الواضحة (على سبيل المثال: للمهيمنة سمة ، تعلم أن كل الأشكال المملوءة بها حرف كبير واحد [الأليل السائد])

قواعد الوراثة الصبغية السائدة: 1. كل شخص مصاب لديه والد متأثر 2. يتأثر أيضًا حوالي نصف نسل أحد الوالدين المتضررين 3. يحدث النمط الظاهري بالتساوي في كلا الجنسين (لذلك ليس على الكروموسوم X أو Y) 4. متأثر يمتلك الأفراد أليلًا سائدًا واحدًا على الأقل 34

أأ أ؟ أأ؟ ؟ • هل يمكنك ملء الأنماط الجينية؟ • استخدم "أ" أو "أ" للأليلات. 35

قواعد الوراثة الصبغية المتنحية: 1. معظم الأفراد المتضررين ليس لديهم آباء متأثرون • تخطي الأجيال 2. احتمال إصابة الذكور والإناث بالتساوي. التسمية التوضيحية: المتنحية (ج) ويكيبيديا ، المجال العام 36

قواعد الوراثة الصبغية المتنحية: 1. معظم الأفراد المتضررين ليس لديهم آباء متأثرون • تخطي الأجيال 2. احتمال إصابة الذكور والإناث بالتساوي. التسمية التوضيحية: النسب المتنحية (ج) ويكيبيديا ، المجال العام

التسمية التوضيحية: النسب المتنحية (ج) ويكيبيديا ، المجال العام • هل يمكنك ملء الأنماط الجينية؟ • استخدم "أ" أو "أ" للأليلات. 38

ما هو نوع هذا الميراث؟ ما هي الأنماط الجينية؟ التسمية التوضيحية: النسب (ج) ويكيبيديا ، المجال العام

استخدم F = FF أو Ff أو ff هل شحمة الأذن المرفقة هي سمة سائدة أم متنحية؟ التسمية التوضيحية لشحمة الأذن المجانية: الأذن الحرة (ج) ويكيبيديا ، التسمية التوضيحية للمجال العام: الأذن المرفقة (ج) ويكيبيديا ، شحمة الأذن المتصلة بالمجال العام

السؤال R = بذرة مستديرة r = بذور مجعدة • نبتة بذرة مستديرة متماثلة اللواقح مع نبتة بذرة متماثلة اللواقح مجعدة. ما هي الطرز الوراثية من الآباء والأمهات؟ _____ x _____ • ما هي نسبة النسل التي ستكون متماثلة اللواقح أيضًا؟ _______41

السؤال P = أرجواني ف = أبيض يتم عبور نباتين ، كلاهما متغاير الزيجوت للجين الذي يتحكم في لون الزهرة. ما هي النسبة المئوية لنسلهم سيكون لديهم زهور أرجوانية؟ _______ ما هي النسبة المئوية للزهور البيضاء؟ ______ 42

تهجين ثنائي الهجين • تهجين ثنائي الهجين: تهجين بين والدين حقيقيين التكاثر يعبران عن سمات مختلفة لخاصيتين • ضع في اعتبارك خصائص لون البذور وملمس البذور لنبتين من البازلاء ، أحدهما يحتوي على بذور خضراء مجعدة (سنة) والآخر أصفر ، البذور المستديرة (YYRR). • يشير قانون الفصل إلى أن الأمشاج للنبات الأخضر / المجعد كلها سنة ، وأن الأمشاج للنبات الأصفر / المستدير كلها سنة. • الجيل الأول من النسل جميعهم Yy. ص 43

الآباء والأمهات المتكاثرون الحقيقيون ثنائي الهجين: الصفات المستديرة والأصفر هي الصفات السائدة. بذور صفراء مستديرة yy

ألعاب الجيل Dihybrid Cross P: RY ry F 1 Generation Rr. Yy بذور صفراء مستديرة قانون الفصل: الأمشاج للنبات الأخضر / المجعد كلها عام ، والأمشاج للنبات الأصفر / المستدير كلها YR. • الجيل الأول من ذرية كلهم ​​Yy. Rr 45 تنزيل مجانًا من http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

الآن قم بالتخصيب الذاتي للجيل F 1 Rr. Yy x Rr. Yy R مستدير (مهيمن) r متجعد (متنحي) Y أصفر (مهيمن) y أخضر (متنحي) Gametes: RY ، Ry ، r. Y أو ry لجيل F 2: • قانون الفصل: يتطلب أن تتلقى كل مشيمة إما R allele أو r مع أليل Y أو y allele. • قانون التشكيلة المستقلة: ينص على أن الأمشاج التي يتم فرز الأليل فيها من المرجح أن تحتوي إما على أليل Y أو أليل y. • وبالتالي ، هناك أربعة أمشاج متساوية الاحتمال يمكن أن تتشكل عند Yy. Rr متخالف ذاتي الزيجوت ، على النحو التالي: YR ، Yr ، y. R ، وسنة. 46

صليب ثنائي الهجين F 1 x F 1 = Rr. Yy x Rr. Yy • يظهر الجيل F 2 جميع الأنماط الظاهرية الأربعة • نسبة F 2: • 9: 3: 3: 1 • 9 دائري أصفر • 3 دائري أخضر • 3 أصفر متجعد • 1 أخضر متجعد 47 تنزيل مجانًا من http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

تقاطع ثنائي الهجين سوف نعبر F 1 (Rr. Yy x Rr. Yy) للحصول على F 2 ما الأمشاج التي سينتجها كل من الوالدين؟ بالنسبة إلى ثنائي الهجين ، يمكننا النظر إلى كل زوج من الجينات على حدة Rr x Rr Yy x Yy

ص. Yy x Rr. Yy Rr x Rr = ¼ RR: ½ Rr: ¼ rr Yy x Yy = ¼ YY: ½ Yy: ¼ yy Just Multiply!

ص. Yy x Rr. Yy Rr x Rr = ¼ RR: ½ Rr: ¼ rr Yy x Yy = ¼ YY: ½ Yy: ¼ yy ¼ YY ¼ RR 2/4 Yy ¼ yy 2/4 Rr ¼ YY __ / __ Rr. YY 2/4 Yy ¼ YY __ / __ 2/4 Yy __ / __ ¼ yy ¼ rr 1/16 RRYY 2/16 RRYy 1/16 RRyy تنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 Just Multiply! 9: RRYY، Rr. Yy 3: RRyy ، Rryy 3: rr. YY، rr. Yy 1: rryy

تشكيلة مستقلة • قانون التشكيلة المستقلة: ينص على أن المشيمة التي تم فرز الأليل فيها من المرجح أن تحتوي إما على أليل Y أو أليل y. • وبالتالي ، هناك أربعة أمشاج متساوية الاحتمال يمكن أن تتشكل عند Yy. Rr متخالف ذاتي الزيجوت ، على النحو التالي: YR ، Yr ، y. R ، وسنة. • يمكن أن تكون البازلاء ... • صفراء ومستديرة ، أو خضراء ومستديرة • صفراء ومتجعدة ، أو خضراء ومتجعدة • تذكر كيف تتماشى الكروموسومات المتجانسة بشكل مستقل في الانقسام الاختزالي (الطور الأول) 51

الكروموسوم رقم 2 الكروموسوم رقم 1 الطور الأول لون البذور تشكيلة مستقلة • أليلات من جينين مختلفين تتنوع بشكل مستقل عن بعضها البعض نسيج البذور 52

صليب ثنائي الهجين يتم تهجين أرنب ذكر مع النمط الجيني GGbb مع أنثى أرنب مع النمط الوراثي gg. Bb تم إنشاء المربع 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؟ _____ G = فرو رمادي ز = فرو أبيض ب = عيون سوداء ب = عيون حمراء 53

صليب ثنائي الهجين أرنب ذكر مع النمط الوراثي Gg. يتم عبور Bb مع أنثى أرنب مع النمط الوراثي Gg. Bb تم إنشاء المربع 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؟ _____ G = فرو رمادي ز = فرو أبيض ب = عيون سوداء ب = عيون حمراء 54

بدائل للهيمنة والتراجع • اقترحت تجارب مندل مع نباتات البازلاء ما يلي: 1. توجد "وحدتان" أو أليلات لكل جين 2. تحافظ الأليلات على سلامتها في كل جيل (بدون مزج) 3. في وجود الأليل السائد ، الأليل المتنحي مخفي ولا يساهم في النمط الظاهري • أظهرت دراسات وراثية أخرى في نباتات وحيوانات أخرى وجود تعقيد أكثر بكثير ، لكن المبادئ الأساسية لعلم الوراثة المندلية لا تزال صحيحة

الشكل 12. 7 الهيمنة غير الكاملة ، التي تشير إلى التعبير عن أليلين متناقضين بحيث يظهر الفرد نمطًا ظاهريًا وسيطًا A تقاطعًا بين والد متماثل الزيجوت مع أزهار بيضاء (CWCW) وأب متماثل اللواقح ذو أزهار حمراء (CRCR) سينتج ذرية مع الزهور الوردية (CRCW) • تنتج هذه الزهور الوردية من أنف العجل متغاير الزيجوت عن هيمنة غير كاملة. (الائتمان: "storebukkebruse" / Flickr) قم بالتنزيل مجانًا على http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

Codominance ، للدلالة على التعبير عن أليلين متناقضين بحيث يعرض الفرد نمطًا ظاهريًا للنمط الظاهري الوسيط • IA IA أو IA IO A بروتينات سكرية • IB IB أو IB IO B بروتينات سكرية • IOO = NO بروتينات سكرية • IA IB AB بروتين سكري (التسمية التوضيحية: الدم ) ويكيبيديا ، المجال العام

أمثلة • الرجل من فصيلة الدم A متزوج بامرأة من فصيلة الدم O. ما هي جميع أنواع الدم المحتملة لأطفالهم. • الرجل من فصيلة الدم AB متزوج من امرأة تحمل فصيلة الدم AB. ما هي جميع أنواع الدم المحتملة لأطفالهم؟ 58

الأليلات المتعددة • مندل: يوجد أليلين فقط ، واحد سائد وواحد متنحي لجين معين • قد توجد أليلات متعددة على مستوى السكان بحيث يتم ملاحظة العديد من مجموعات من أليلين اثنين • النمط الظاهري أو النمط الجيني الأكثر شيوعًا بين الحيوانات البرية مثل البرية النوع (غالبًا ما يتم اختصاره "+") • تعتبر جميع الأنماط الظاهرية أو الأنماط الجينية الأخرى من المتغيرات التسمية التوضيحية: الأرنب (ج) ويكيبيديا ، المجال العام

الأليلات المتعددة الشكل 12. 8 • توجد أربعة أليلات مختلفة لجين لون معطف الأرنب (C). & gt & gt & gt في هذه الحالة ، يسود أليل wildtype على جميع الأنواع الأخرى ، وتهيمن شينشيلا بشكل غير كامل على جبال الهيمالايا والألبينو ، وتهيمن جبال الهيمالايا على ألبينو. قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

الأليلات المتعددة الشكل 12. 8 • توجد أربعة أليلات مختلفة لجين لون معطف الأرنب (C). & gt & gt & gt • ما هي الصفة الظاهرية CCch؟ • هل يمكن أن يكون لأرنب شينشيلا والأرنب البني أرنب صغير ألبينو؟

Epistasis • Epistasis: أحد الجينات يقنع أو يتداخل مع تعبير آخر • مثال: لون المعطف في مستردات لابرادور أليلان: أليل واحد للون ، أليل واحد للصبغة في الشعر أليل ب: اللون: ب (أسود) المهيمن على ب (بني) ) Allele E: صبغة في الشعر: E (ترسب الصباغ) هي المهيمنة على e (لا يوجد ترسب صبغ: أصفر). التسمية التوضيحية: Black Lab (c) Wikipedia ، التسمية التوضيحية للملكية العامة: Yellow. Lab (c) Wikipedia ، التسمية التوضيحية للملكية العامة: Brown Lab (c) Wikipedia ، النمط الظاهري للملكية العامة النوع الجيني BBEE Bb. EE BBEe Bb. هب ب. EE ب. Ee BBee Bbee bbee

الشكل 12. 20 • في الفئران ، يكون لون طبقة الأغوطي المرقّط (A) هو المسيطر على التلوين الصلب ، مثل الأسود أو الرمادي. • الجين الموجود في موضع منفصل (C) مسؤول عن إنتاج الصباغ. • أليل c المتنحي لا ينتج صبغة ، والفأر ذو النمط الوراثي المتنحي متماثل الزيجوت cc هو ألبينو بغض النظر عن الأليل الموجود في الموضع A. • وهكذا ، فإن الجين C هو إبستاتي للجين A. قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

الكروموسومات الجنسية • يتم تحديد جنس الإنسان بواسطة كروموسوم Y • الكروموسومات XX = أنثى • الكروموسومات XY = ذكر • يمتلك البشر 46 كروموسومًا إجمالاً • 22 زوجًا من الصبغيات الذاتية • زوج واحد من الكروموسومات الجنسية XX = التسمية التوضيحية الأنثوية: XX (c) ويكيبيديا ، التسمية التوضيحية للمجال العام: XY (c) Wikipedia ، المجال العام XY = الذكور 64

الارتباط الجنسي • حدد توماس هانت مورغان جينًا للون العين في ذباب الفاكهة (ذبابة الفاكهة) موجود على كروموسوم X في عام 1910 • ذكور ذبابة الفاكهة لديها زوج كروموسوم XY ، والإناث XX • لون العين من النوع البري أحمر (XR) وهو هو المسيطر على لون العين البيضاء (Xr) • يقال إن الذكور مصابين بالدم الزيجوت ، لأن لديهم أليلًا واحدًا فقط لأي خاصية مرتبطة بـ X • الأنماط الجينية الذكرية: XRY أو Xr. Y. • للإناث أليلان ، طرز وراثية: XRXR أو XRXr أو Xr. Xr الشكل 12. 11 في اتجاه عقارب الساعة من أعلى اليسار هي البني ، الزنجفر ، البني الداكن ، القرمزي ، الأبيض ، والأحمر. لون العين الحمراء من النوع البري ويسود لون العين البيضاء. قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

الشكل 12. 12 XRY X w Red (XW) وهو المسيطر على لون العين البيضاء (Xw) ما هي نسبة النسل التي تنتج عن التهجين بين الذكر ذي العين البيضاء والأنثى غير المتجانسة للون العين الحمراء؟ • يستخدم تحليل مربع بونت لتحديد نسبة النسل من التهجين بين ذكر ذبابة الفاكهة حمراء العينين وأنثى ذبابة الفاكهة بيضاء العينين. قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

الارتباط الجنسي والسمات والأمراض البشرية • الأمراض البشرية المرتبطة بالكروموسوم X: عمى الألوان ، الهيموفيليا ، الحثل العضلي • نظرًا لأن الذكور يحتاجون إلى وراثة أليل X متحور متنحي واحد فقط للتأثر ، يتم ملاحظة الاضطرابات المرتبطة بـ X بشكل غير متناسب عند الذكور. • يجب أن ترث الإناث الأليلات المتنحية المرتبطة بالكروموسوم X من كلا الوالدين من أجل التعبير عن السمة • لذلك ، تظهر الصفات المتنحية المرتبطة بـ X في الذكور أكثر من الإناث 67

النسب المتنحية المرتبطة بـ X الأب: XRY Mom: XRXr ، الناقل = غير متأثر X RY X RX RX RX r الجيل الأول: X r YX RX RX RY X r YX RX r التسمية التوضيحية: النسب (ج) ويكيبيديا ، المجال العام X RY X RX r Y فقط الذكور الذين حصلوا على "Xr" من أمهم هم من يتأثرون ، تلقت الإناث "XR" من الأب ، لذلك لم يتأثر أي منهم ، هم حاملون

النسب المتنحية المرتبطة بـ X الأب: XRY Mom: XRXr ، الناقل = غير متأثر X RY X RX RX RX r 2 nd الجيل: X r YX RX RX RY X r YX RX r X RY التسمية التوضيحية: النسب (ج) ويكيبيديا ، المجال العام X RY X RX r Y لا يوجد انتقال للذكور: يعطي الأب الأبناء كروموسوم Y وليس X! يمكن للذكور أن ينقلها إلى البنات اللائي يحملن المرض ويمكن أن يؤثر على الأحفاد

الارتباط الجنسي والسمات والأمراض البشرية • سيكون لدى ابن المرأة التي تحمل اضطرابًا متنحيًا مرتبطًا بالصبغي X فرصة بنسبة 50٪ للتأثر. • لن تتأثر الابنة ، ولكن سيكون لديها فرصة بنسبة 50٪ في أن تصبح حاملة مثل والدتها. الشكل 12. 13 التسمية التوضيحية: الوراثة (ج) ويكيبيديا ، المجال العام

الفتك • في بعض الأحيان ، يمكن أن ينشأ أليل غير وظيفي لجين أساسي عن طريق الطفرة وينتقل في مجموعة سكانية طالما أن الأفراد الذين لديهم هذا الأليل لديهم أيضًا نسخة وظيفية من النوع البري • اعتمادًا على مرحلة الحياة التي تتطلب هذا الجين الأساسي ، فإن الأفراد الذين لديهم قد يفشل الأليل غير الوظيفي في: 1. تطوير الإخصاب السابق 2. الموت في الرحم 3. الموت في وقت لاحق في الحياة ، • المميت المتنحي: نمط الوراثة الذي يكون فيه الأليل مميتًا فقط في شكل متماثل الزيجوت والذي قد يكون فيه الزيجوت متغاير الزيجوت طبيعيًا أو بعض النمط الظاهري غير المميت المتغير

الفتك • نسخة واحدة من أليل من النوع البري لا تكفي دائمًا للعمل الطبيعي أو حتى البقاء على قيد الحياة • المهيمن القاتل: الأليل قاتل في كل من الزيجوت المتماثل والزيجوت المتغاير • لا يمكن أن ينتقل هذا الأليل إلا إذا حدث النمط الظاهري المميت بعد الإنجاب سن. • الأليلات السائدة المميتة نادرة جدًا لأن الأليل يستمر لجيل واحد فقط ولا ينتقل

الفتك • من الأمثلة القاتلة السائدة على البشر مرض هنتنغتون ، حيث يتلاشى الجهاز العصبي تدريجيًا • الأشخاص غير المتجانسين في أليل هنتنغتون السائد (Hh) سيصابون حتماً بالمرض المميت. • قد لا يحدث ظهور داء هنتنغتون إلا في سن الأربعين ، أي بعد النضج الإنجابي بكثير. الشكل 12. 14: تحتوي الخلية العصبية الموجودة في وسط هذه الصورة المجهرية (باللون الأصفر) على شوائب نووية مميزة لمرض هنتنغتون (المنطقة البرتقالية في وسط الخلية العصبية). قم بالتنزيل مجانًا من الموقع http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 ef 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61 (الائتمان: دكتور ستيفن فينكباينر ، معهد جلادستون للأمراض العصبية ، مركز توب كوريت Huntington & # 039s Disease Research ، وجامعة كاليفورنيا سان فرانسيسكو / ويكيميديا)

الارتباط • تشكيلة مستقلة: الجينات الموجودة على كروموسومات منفصلة غير متجانسة (مثل Chr 4 و Chr 16) ستفرز بشكل مستقل • الارتباط: في أي الجينات الموجودة فعليًا بالقرب من بعضها البعض على نفس الكروموسوم من المرجح أن يتم توريثها كزوج كروموسوم # 1 الطور الأول I ارتفاع النبات ارتباط لون الزهرة تشكيلة مستقلة

الشكل 12. 18 • ينتج عن التقاطع اثنين من الكروموسومات المؤتلفة واثنين من الكروموسومات غير المؤتلفة. • كروموسوم متماثل 1: أليلات للنباتات الطويلة والزهور الحمراء • كروموسوم متماثل 2: أليلات للنباتات القصيرة والزهور الصفراء • الجاميطات: الأليلات الطويلة والحمراء ستندمج معًا في مشيج والأليلات القصيرة والصفراء ستنتقل إلى الأمشاج الأخرى. هذه هي "الأنماط الجينية الأبوية" • لا 9: 3: 3: 1 لهذا التهجين ثنائي الهجين ، لا توجد تشكيلة مستقلة • لكن ... (الشريحة التالية) قم بالتنزيل مجانًا من http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61

الشكل 12. 18 • إذا كانت هذه الأليلات موجودة على كروموسومات منفصلة ، فسيكون هناك أمشاج طويلة وصفراء وقصيرة وحمراء • مع زيادة المسافة بين جينين ، يزداد احتمال عمليات الانتقال ، وتتصرف الجينات كما لو كانت منفصلة الكروموسومات. • نسبة الأمشاج المؤتلفة (تلك التي لا تشبه الوالدين) يمكن أن تقيس مدى تباعد الجينات على الكروموسوم (رسم الخرائط) • تسمح الكروموسومات المؤتلفة بجميع مجموعات ارتفاع النبات ولون الزهرة (على سبيل المثال: طويل وأصفر أو قصير باللون الأحمر ) قم بالتنزيل مجانًا من http: // cnx. org / content / 185 cbf 87 -c 72 e-48 f 5 -b 51 e-f 14 f 21 b 5 [email & # 160protected] 61


10.3 الاحتمالية

ال احتمالا لنتيجة معينة يمكن اعتبارها معادلة لعدد المرات التي يُتوقع فيها حدوث نتيجة خلال عدد كبير من التجارب المتكررة. عندما يتم التعبير عنها كنسبة ، يكون هذا مكافئًا لاحتمال حدوث نتيجة معينة في تجربة واحدة.

10.3.1 قانون الاحتمال الإضافي

بروب (أ أو ب) = احتمال (أ) + احتمال (ب)

إن احتمال تحقيق أحد الاحتمالين المتعارضين ، A أو B ، هو مجموع احتمالاتهما المنفصلة.

10.3.2 قانون الاحتمالات المضاعف

بروب (أ و ب) = احتمال (أ) × احتمال (ب)

يتم الحصول على احتمال اثنين من الاحتمالات المستقلة ، A و B ، في وقت واحد من خلال ناتج احتمالاتهما المنفصلة


شاهد الفيديو: شرح قوانين الاحتمالات التي استخدمها مندل في الوراثة - توجيهي (أغسطس 2022).