قوانين مندل 3 وتجارب البازلاء - مادة الاحياء - 2025

تعتبر الوراثة المندلية أو المندلية الثلاثة من أهم بيانات الوراثة. يعتبر جريجوري مندل ، الراهب النمساوي وعالم الطبيعة ، والد علم الوراثة. من خلال تجاربه مع النباتات ، اكتشف مندل أن سمات معينة موروثة في أنماط محددة.

درس مندل الميراث من خلال تجربة البازلاء من نبات Pisum sativum الذي كان لديه في حديقته. كان هذا النبات نموذج اختبار ممتاز لأنه يمكن أن يقوم بالتلقيح الذاتي أو التخصيب المتبادل ، بالإضافة إلى امتلاكه للعديد من السمات التي لها شكلين فقط.

على سبيل المثال: يمكن أن تكون ميزة "اللون" باللون الأخضر أو ​​الأصفر فقط ، ويمكن أن تكون ميزة "الملمس" ناعمة أو خشنة فقط ، وهكذا مع الميزات الخمس الأخرى ذات الشكلين.

صاغ جريجور مندل قوانينه الثلاثة في عمله المنشور تحت عنوان تجارب حول تهجين النبات (1865) ، والذي قدمه في جمعية برون للتاريخ الطبيعي ، على الرغم من تجاهلها وعدم أخذها في الاعتبار حتى عام 1900.

قصة جريجور مندل

يعتبر جريجور مندل والد علم الوراثة ، بسبب المساهمات التي قدمها من خلال قوانينه الثلاثة. ولد في 22 يوليو 1822 ، ويقال إنه كان على اتصال مباشر بالطبيعة منذ صغره ، وهو الوضع الذي دفعه إلى الاهتمام بعلم النبات.

في عام 1843 دخل دير برون ، وبعد ثلاث سنوات رُسم كاهنًا. في وقت لاحق ، في عام 1851 ، قرر دراسة علم النبات والفيزياء والكيمياء والتاريخ في جامعة فيينا.

بعد الدراسة ، عاد مندل إلى الدير وهناك أجرى التجارب التي سمحت له بصياغة ما يسمى بقوانين مندل.

لسوء الحظ ، عندما قدم عمله ، مر دون أن يلاحظه أحد ويقال إن مندل قد تخلى عن التجارب على الوراثة.

ومع ذلك ، في بداية القرن العشرين ، بدأ عمله يكتسب الاعتراف ، عندما أجرى العديد من العلماء وعلماء النبات تجارب مماثلة وصادفوا دراساته.

تجارب مندل

درس مندل سبع خصائص لنبات البازلاء: لون البذرة وشكل البذرة وموضع الزهرة ولون الزهرة وشكل القرنة ولون القرنة وطول الساق.

كانت هناك ثلاث خطوات رئيسية لتجارب مندل:

1-من خلال التخصيب الذاتي أنتجت جيلاً من النباتات النقية (متماثلة اللواقح). أي أن النباتات ذات الزهور الأرجوانية تنتج دائمًا بذورًا تنتج أزهارًا أرجوانية. أطلق على هذه النباتات اسم جيل P (من الآباء).

2-ثم عبر أزواج من النباتات النقية ذات الصفات المختلفة وأطلق على المتحدرين منها اسم الجيل الثاني (F1).

3- أخيرًا ، حصل على جيل ثالث من النباتات (F2) عن طريق التلقيح الذاتي لمصنعين من الجيل الأول من الجيل الأول ، أي تهجين نباتين من الجيل الأول لهما نفس الصفات.

نتائج التجربة

وجد مندل بعض النتائج المذهلة من تجاربه.

الجيل F1

وجد مندل أن جيل F1 أنتج دائمًا نفس الصفة ، على الرغم من أن للوالدين خصائص مختلفة. على سبيل المثال ، إذا عبرت نباتًا مزهرًا أرجوانيًا بنبات مزهر أبيض ، فإن كل نباتات النسل (F1) تحتوي على أزهار أرجوانية.

هذا لأن الزهرة الأرجوانية هي السمة الغالبة. لذلك ، الزهرة البيضاء هي سمة متنحية.

يمكن عرض هذه النتائج في رسم تخطيطي يسمى مربع بونيت. يظهر الجين السائد للون بحرف كبير والجين المتنحي بحرف صغير. هنا اللون الأرجواني هو الجين السائد الموضح بالحرف "M" والأبيض هو الجين المتنحي الموضح بالحرف "b".

الجيل F2

في جيل F2 ، وجد مندل أن 75٪ من الأزهار كانت أرجوانية و 25٪ بيضاء. وجد أنه من المثير للاهتمام أنه على الرغم من أن كلا الوالدين لديه زهور أرجوانية ، فإن 25 ٪ من النسل لديهم أزهار بيضاء

يرجع ظهور الزهور البيضاء إلى جين متنحي أو سمة موجودة في كلا الوالدين. هذا هو مربع بونت الذي يوضح أن 25٪ من النسل لديه جينات "ب" أنتجت الأزهار البيضاء:

كيف أجريت تجارب مندل؟

تم إجراء تجارب مندل على نباتات البازلاء ، وهو وضع معقد إلى حد ما لأن كل زهرة لها جزء ذكر وأنثى ، أي أنها تُخصب ذاتيًا.

فكيف يمكن أن يتحكم مندل في نسل النباتات؟ كيف يمكنني عبورها؟

الجواب بسيط ، من أجل السيطرة على نسل نبات البازلاء ، ابتكر مندل إجراءً سمح له بمنع النباتات من الإخصاب الذاتي.

يتكون الإجراء من قطع الأسدية (الأعضاء الذكرية للزهور ، والتي تحتوي على أكياس حبوب اللقاح ، أي تلك التي تنتج حبوب اللقاح) من أزهار النبات الأول (تسمى BB) ونفض حبوب اللقاح من النبات الثاني على المدقة (العضو الأنثوي من الزهور ، وتقع في وسطها) من الأول.

من خلال هذا الإجراء ، سيطر مندل على عملية الإخصاب ، وهو الوضع الذي سمح له بإجراء كل تجربة مرارًا وتكرارًا للتأكد من الحصول على نفس النسل دائمًا.

هذه هي الطريقة التي حقق بها صياغة ما يعرف الآن باسم قوانين مندل.

لماذا اختار مندل نباتات البازلاء؟

اختار جريجور مندل نباتات البازلاء لتجاربه الجينية ، لأنها أرخص من أي نبات آخر ، ولأن وقت توليدها قصير جدًا وله عدد كبير من النسل.

كان النسل مهمًا ، حيث كان من الضروري إجراء العديد من التجارب لتكون قادرة على صياغة قوانينها.

اختارهم أيضًا للتنوع الكبير الموجود ، أي أولئك الذين لديهم بازلاء خضراء ، أولئك الذين لديهم بازلاء صفراء ، أولئك الذين لديهم قرون مستديرة ، من بين أمور أخرى.

كان التنوع مهمًا لأنه كان من الضروري معرفة السمات التي يمكن توريثها. ومن هنا نشأ مصطلح الميراث المندلي.

تلخيص قوانين مندل الثلاثة

قانون مندل الأول

لوحظ أنه في جيل الوالدين 1 (الأب و ww ، الأم RR) ، جميع الأحفاد لديهم الجين R المهيمن.

ينص قانون مندل الأول أو قانون التوحيد على أنه عندما يتقاطع شخصان نقيان (متماثلان) ، فإن جميع الأحفاد سيكونون متساوين (منتظمين) في ميزاتهم.

هذا بسبب هيمنة بعض الشخصيات ، تكفي نسخة بسيطة منها لإخفاء تأثير الطابع المتنحي. لذلك ، سيقدم كل من النسل متماثل الزيجوت وغير المتجانسة نفس النمط الظاهري (السمة المرئية).

قانون مندل الثاني

ينص قانون مندل الثاني ، الذي يُطلق عليه أيضًا قانون الفصل بين الشخصيات ، على أنه أثناء تكوين الأمشاج ، تفصل الأليلات (العوامل الوراثية) (منفصلة) ، بحيث يكتسب النسل أليلًا واحدًا من كل قريب.

عدل هذا المبدأ الجيني الاعتقاد الأولي بأن الوراثة هي عملية "توليفية" بحتة يُظهر فيها النسل سمات وسيطة بين الوالدين.

قانون مندل الثالث

يُعرف قانون مندل الثالث أيضًا باسم قانون الفصل المستقل. أثناء تكوين الأمشاج ، يتم توريث الشخصيات الخاصة بالصفات المختلفة بشكل مستقل عن بعضها البعض.

من المعروف حاليًا أن هذا القانون لا ينطبق على الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم ، والتي سيتم توريثها معًا. ومع ذلك ، فإن الكروموسومات تنفصل بشكل مستقل أثناء الانقسام الاختزالي.

الشروط التي قدمها مندل

صاغ مندل العديد من المصطلحات المستخدمة حاليًا في مجال علم الوراثة ، بما في ذلك: المهيمن ، المتنحي ، الهجين.

مهيمن

عندما استخدم مندل الكلمة السائدة في تجاربه ، كان يشير إلى الشخصية التي تتجلى خارجيًا في الفرد ، سواء تم العثور على واحد منهم أو تم العثور على اثنين منهم.

الصفة الوراثية النادرة

من خلال المتنحية ، قصد مندل أنها شخصية لا تظهر نفسها خارج الفرد ، لأن الشخصية المهيمنة تمنعها. لذلك ، لكي يسود هذا ، سيكون من الضروري أن يكون للفرد حرفان متنحيان.

هجين

استخدم مندل كلمة هجين للإشارة إلى نتيجة تهجين بين كائنين من أنواع مختلفة أو خصائص مختلفة.

وبنفس الطريقة ، كان هو الشخص الذي أسس استخدام الحرف الكبير للأليلات السائدة والحالة الصغيرة للأليلات المتنحية.

في وقت لاحق ، أكمل باحثون آخرون عملهم واستخدموا بقية المصطلحات المستخدمة اليوم: الجين ، الأليل ، النمط الظاهري ، متماثل الزيجوت ، متغاير الزيجوت.

تطبيق الوراثة المندلية على البشر

يمكن تفسير سمات البشر من خلال الميراث المندلي ، طالما أن تاريخ العائلة معروف.

من الضروري معرفة تاريخ العائلة ، حيث يمكن جمع المعلومات الضرورية حول سمة معينة معهم.

لهذا ، يتم عمل شجرة أنساب حيث يتم وصف كل سمة من سمات أفراد الأسرة وبالتالي يمكن تحديد من ورثوا.

مثال على الميراث في القطط

في هذا المثال ، يُشار إلى لون المعطف بواسطة B (بني ، مهيمن) أو ب (أبيض) ، بينما يُشار إلى طول الذيل بواسطة S (قصير ، مهيمن) أو نظام تشغيل (طويل).

عندما يكون الوالدان متماثلين لكل سمة (SSbb و ssBB) ، فإن أطفالهم في الجيل F1 يكونون متغاير الزيجوت لكلا الأليلين ولا يظهرون سوى الأنماط الظاهرية السائدة (SsbB).

إذا تزاوج الجراء مع بعضهم البعض ، فإن جميع مجموعات لون المعطف وطول الذيل تحدث في الجيل الثاني: 9 بني / قصير (صناديق أرجوانية) ، 3 بيضاء / قصيرة (مربعات وردية) ، 3 بني / طويل (مربعات زرقاء) و 1 أبيض / طويل (صندوق أخضر).

4 أمثلة على السمات المندلية

- المهق: وهو صفة وراثية تتكون من تغير في إنتاج الميلانين (صبغة يمتلكها الإنسان وهي مسؤولة عن لون الجلد والشعر والعينين) ، ولهذا السبب توجد في كثير من الأحيان الغياب التام لها. هذه السمة متنحية.

- شحمة الأذن الحرة: وهي سمة سائدة.

- شحمة الأذن المتحدة: وهي صفة متنحية.

- ذروة الشعر أو الأرملة: تشير هذه الميزة إلى الطريقة التي ينتهي بها خط الشعر على الجبهة. في هذه الحالة سينتهي الأمر بقمة في المركز. أولئك الذين لديهم هذه السمة لديهم شكل الحرف "w" إلى الخلف. إنها سمة سائدة.

العوامل التي تغير الفصل العنصري المندلي

الميراث المرتبط بالجنس

الوراثة المرتبطة بالجنس تشير إلى ما يتعلق بزوج الكروموسومات الجنسية ، أي تلك التي تحدد جنس الفرد.

البشر لديهم كروموسومات X وكروموسومات Y. لدى النساء كروموسومات XX ، بينما لدى الرجال XY.

بعض الأمثلة على الميراث المرتبط بالجنس هي:

- الدالتونية: هي تغيير جيني يجعل الألوان غير قابلة للتمييز. عادة لا يمكنك التمييز بين اللون الأحمر والأخضر ، لكن هذا يعتمد على درجة عمى الألوان التي يعاني منها الشخص.

ينتقل عمى الألوان من خلال الأليل المتنحي المرتبط بالكروموسوم X ، لذلك إذا ورث الرجل كروموسوم X الذي يقدم هذا الأليل المتنحي ، فسيصاب بعمى الألوان.

بينما بالنسبة للنساء لتقديم هذا التغيير الجيني ، من الضروري أن يكون كلاهما قد غيّر الكروموسومات X. لهذا السبب ، فإن عدد النساء المصابات بعمى الألوان أقل من عدد الرجال.

- الهيموفيليا: وهو مرض وراثي يرتبط مثل عمى الألوان بالكروموسوم X. الهيموفيليا مرض يتسبب في عدم تجلط الدم بشكل صحيح.

لهذا السبب ، إذا جرح شخص مصاب بالهيموفيليا نفسه ، فسيستمر نزفه لفترة أطول بكثير من نزيف شخص آخر لا يعاني منه. يحدث هذا بسبب عدم وجود بروتين كافٍ في دمك للسيطرة على النزيف.

- الحثل العضلي الدوشيني: وهو مرض وراثي متنحي يرتبط بالكروموسوم X وهو مرض عصبي عضلي يتميز بوجود ضعف عضلي كبير يتطور بشكل عام وتدريجي.

- فرط الشعر: هو مرض وراثي موجود في كروموسوم Y ، حيث ينتقل فقط من الأب إلى الطفل الذكر. هذا النوع من الميراث يسمى هولندي.

يتكون فرط الشعر من نمو الشعر الزائد ، بحيث يكون لدى من يعانون منه أجزاء من أجسامهم كثيفة الشعر. يُطلق على هذا المرض أيضًا متلازمة بالذئب ، حيث أن العديد من الذين يعانون منه يغطون الشعر بالكامل تقريبًا.

المراجع

1. بروكر ، ر. (2012). مفاهيم علم الوراثة (الطبعة الأولى). شركة McGraw-Hill Companies، Inc.
2. Griffiths، A.، Wessler، S.، Carroll، S. & Doebley، J. (2015). مقدمة في التحليل الجيني (الطبعة 11). WH فريمان
3. حسن ، هـ (2005). مندل وقوانين علم الوراثة (الطبعة الأولى). مجموعة Rosen Publishing Group، Inc.
4. لويس ، ر. (2015). علم الوراثة البشرية: المفاهيم والتطبيقات (الطبعة 11). تعليم ماكجرو هيل.
5. Snustad ، D. & Simmons ، M. (2011). مبادئ علم الوراثة (الطبعة السادسة). جون وايلي وأولاده.
6. تريفيل ، ج. (2003). طبيعة العلم (الطبعة الأولى). هوتون ميفلين هاركورت.