معلومة

3.6: قد لا تكون الأنماط الظاهرية كما هو متوقع من النمط الجيني - علم الأحياء

3.6: قد لا تكون الأنماط الظاهرية كما هو متوقع من النمط الجيني - 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.

العوامل البيئية

الطرز المظهرية الموصوفة حتى الآن لها علاقة شبه كاملة مع الأنماط الجينية المرتبطة بها ؛ وبعبارة أخرى ، فإن الفرد الذي لديه نمط وراثي معين لديه دائمًا النمط الظاهري المتوقع. ومع ذلك ، فإن العديد من الطرز المظهرية لا يتم تحديدها بالكامل من خلال التركيب الجيني وحده. يتم تحديدها بدلاً من ذلك من خلال التفاعل بين العوامل البيئية وغير الوراثية وغير الوراثية ويمكن تصورها في العلاقة التالية:

[ mathrm {Genotype + Environment ⇒ Phenotype hspace {30px} (G + E ⇒ P)} ]

أو:

[ mathrm {Genotype + Environment + overset {Genetics : and : Environment} {Interaction_ {GE}} ⇒ Phenotype hspace {30px} (G + E + I_ {GE} ⇒ P)} ]

هذا التفاعل مهم بشكل خاص في دراسة الأنماط الظاهرية المهمة اقتصاديًا ، مثل الأمراض البشرية أو الإنتاجية الزراعية. على سبيل المثال ، قد يؤدي نمط جيني معين إلى إصابة الفرد بالسرطان مسبقًا ، ولكن قد يتطور السرطان فقط إذا تعرض الفرد لبعض المواد الكيميائية الضارة بالحمض النووي. لذلك ، ليس كل الأفراد الذين لديهم نمط وراثي معين سيطورون النمط الظاهري للسرطان.

الاختراق والتعبيرية

المصطلحان الاختراق والتعبيرية مفيدان أيضًا لوصف العلاقة بين بعض الأنماط الجينية وأنماطها الظاهرية.

  • الاختراق هي نسبة الأفراد (عادةً ما يتم التعبير عنها كنسبة مئوية) بنمط وراثي معين يعرض نمطًا ظاهريًا مطابقًا (الشكل ( فهرس الصفحة {16} )). لأن جميع نباتات البازلاء المتماثلة اللواقح للأليل للزهور البيضاء (على سبيل المثال أأ في الشكل ( PageIndex {3} )) تحتوي بالفعل على أزهار بيضاء ، هذا النمط الجيني مخترق تمامًا. على النقيض من ذلك ، فإن العديد من الأمراض الوراثية البشرية غير مكتملة الاختراق ، حيث لا تظهر الأعراض المرتبطة بالمرض على جميع الأفراد المصابين بالنمط الجيني للمرض.
  • التعبيرية يصف التباين في الأنماط الظاهرية الطافرة التي لوحظت في الأفراد الذين لديهم نمط ظاهري معين (الشكل ( PageIndex {16} )). تقدم العديد من الأمراض الوراثية البشرية أمثلة على التعبيرية الواسعة ، حيث قد يختلف الأفراد الذين لديهم نفس الأنماط الجينية اختلافًا كبيرًا في شدة أعراضهم. يرجع الاختراق غير الكامل والتعبير الواسع إلى عوامل الصدفة العشوائية وغير الوراثية (البيئية) والوراثية (الطفرات في الجينات الأخرى).

إتقان واجب البيولوجيا CH 14

تحتوي الخلايا ثنائية الصبغيات على مجموعتين من الكروموسومات ، مجموعة واحدة موروثة من كل والد ، والتي تشكل أزواجًا متجانسة.

تحتوي متماثلات زوج الكروموسوم على نفس الموقع الجيني. لذلك ، يتم تمثيل كل موضع جيني مرتين في خلية ثنائية الصبغيات.

الأليل الأبيض هو الأليل المتنحي.

الأليل الدائري (R) هو المسيطر على الأليل المتجعد (r) و

الأليل الأصفر (Y) هو المسيطر على الأليل الأخضر (y).

يوضح الجدول أدناه ذرية F1 التي تنتج عن تربية أربعة نباتات مختلفة من البازلاء.

استخدم الأنماط الظاهرية لسلالة F1 لاستنتاج التركيب الوراثي والنمط الظاهري لكل نبات أصلي.

النمط الظاهري للنبات الأصلي 2: مستدير أصفر
النبات الوراثي الأصل 2: ​​RrYy

النمط الظاهري للنبات 3: مستدير أصفر
النبات الوراثي الأصل 3: RRYy

[مستدير ، أصفر] ، [متجعد ، أصفر] ، [مستدير ، أخضر] ، و [متجعد ، أخضر].

استخدم هذه المعلومات لاستنتاج الأنماط الجينية للنباتات الأم.

الترددات المتوقعة باللون الأصفر المتجعد: 3/8
الأنماط الجينية للذرية ذات التجاعيد الصفراء: rrYY، rrYy (x2)

الترددات المتوقعة باللون الأخضر: 1/8
الأنماط الجينية ذرية الجولة الخضراء: Rryy

يُظهر مربع Punnett نتائج تقاطع Yy x Yy لتكوين ذرية F2.

استخدم فهمك لقانون Mendel للفصل وقواعد الاحتمال لإكمال مربع Punnett لهذا الصليب.

حدد أولًا الأمشاج. استخدم الملصقات الوردية لتحديد أنواع الأمشاج الذكرية والأنثوية والملصقات البيضاء لتحديد ترددات الأمشاج.

2. ما هو احتمال أن تتكاثر بذور F2 المختارة عشوائياً من بين البذور الصفراء عند التزاوج الذاتي؟ 1/3

3. ما هو احتمال أن تحتوي ثلاث بذور F2 المختارة عشوائياً على بذرة صفراء واحدة على الأقل؟ 63/64

متشعب: الأليل الطافر هو المسيطر على أليله من النوع البري المقابل.

أنت تقوم بتعيين أليل متحولة متشعب كـ F (النوع البري = f +) وأليل متحولة شاحب كـ p (النوع البري = P).

1. ضع في اعتبارك الأليلات في لون الورقة أولاً. اسحب التسميات إلى الأهداف في المجموعة 1 لتحديد النمط الجيني لكل فئة F2. تذكر أن p (أليل متحولة شاحبة) و P (أليل من النوع البري) مهيمنتان بشكل غير كامل على بعضهما البعض.

2. النظر في الأليلات لشكل الورقة بعد ذلك. اسحب الملصقات إلى الأهداف في المجموعة 2 لتحديد النمط الجيني لكل فئة F2. تذكر أن F (أليل متحولة متشعب) يهيمن على f + (أليل من النوع البري).


الملخص

لفهم كيف تولد الأنظمة المتطورة أنماطًا ظاهرية جديدة ومفيدة ، من الضروري فهم العلاقة بين تغير النمط الجيني والتغير الظاهري. يمكن أن تساعدنا أنظمة التطور الاصطناعي في فهم ما إذا كانت خرائط النمط الجيني للنمط الظاهري للأنظمة الطبيعية المتطورة غير عادية للغاية ، وقد تساعد في إنشاء أنظمة اصطناعية قابلة للتطور. هنا نقوم بتمييز خريطة النمط الوراثي للكائنات الرقمية في Avida ، وهي منصة للتطور الرقمي. نحن نعتبر الكائنات الحية الرقمية من مساحة شاسعة من 10141 نمطًا وراثيًا (تسلسل التعليمات) ، والتي يمكن أن تشكل 512 نمطًا ظاهريًا مختلفًا. تتميز هذه الأنماط الظاهرية بوظائف منطقية مختلفة يمكن حسابها ، وكذلك من خلال تعقيد هذه الوظائف. نلاحظ العديد من الخصائص مع أوجه التشابه في النظم الطبيعية ، مثل شبكات التركيب الوراثي المتصلة والتحولات المظهرية غير المتماثلة. السبب الشائع المحتمل هو المتانة للتغيير الجيني. نصف توترًا مثيرًا للاهتمام بين تعقيد النمط الظاهري وقابلية التطور والذي قد يكون له آثار على التطور البيولوجي. من ناحية أخرى ، من المرجح أن ينتج عن التغيير الوراثي أنماط ظاهرية جديدة في الكائنات الحية الأكثر تعقيدًا. من ناحية أخرى ، فإن العدد الإجمالي للأنماط الظاهرية الجديدة التي يمكن الوصول إليها من خلال تغيير النمط الجيني هو الأعلى بالنسبة للكائنات ذات الأنماط الظاهرية البسيطة. يمكن أن تساعدنا أنظمة التطور الاصطناعي في دراسة جوانب التطور البيولوجي التي لا يمكن الوصول إليها في الأنظمة الطبيعية الأكثر تعقيدًا. يمكن أن تساعد أيضًا في تحديد الخصائص ، مثل المتانة ، المطلوبة لكل من الأنظمة الاصطناعية التي صممها الإنسان والأنظمة البيولوجية التركيبية لتكون قابلة للتطور.


سفر الأمثال ١٨:١٨

18 إلقاء القرعة يوقف الخصومة.
ويبقي الأقوياء منفصلين.

الاحتمالية والوراثة

تنطبق نفس قواعد الاحتمالية في رمي العملات على الأحداث الرئيسية التي تحدد الأنماط الجينية للنسل. هذه الأحداث هي تكوين الأمشاج أثناء الانقسام الاختزالي واتحاد الأمشاج أثناء الإخصاب.

الاحتمالية وتشكيل الجاميت

كيف يكون تشكيل الأمشاج مثل رمي قطعة نقود؟ ضع في اعتبارك نباتات البازلاء الأرجواني المزهرة مندل مرة أخرى. افترض أن النبات متغاير الزيجوت بالنسبة لأليل لون الزهرة ، لذلك فهو يحتوي على التركيب الوراثي ب (ارى شكل أدناه). أثناء الانقسام الاختزالي ، تفصل الكروموسومات المتجانسة - والأليلات التي تحملها - وتنتقل إلى أمشاج مختلفة. لذلك ، عندما يكون ملف ب أشكال نبات البازلاء الأمشاج ، و ب و ب الأليلات تفصل وتذهب إلى الأمشاج المختلفة. نتيجة لذلك ، ينتج نصف الأمشاج بواسطة ب سوف يكون الوالد ب الأليل والنصف سيكون لهما ب أليل. استنادًا إلى قواعد الاحتمال ، فإن أي مشيج معين لهذا الوالد لديه فرصة بنسبة 50 في المائة في الحصول على ب الأليل وفرصة 50 في المائة لامتلاك ب أليل.

الاحتمالية والتخصيب

أي من هذه الأمشاج ينضم إلى الإخصاب مع أمشاج نبات أم آخر؟ هذه مسألة صدفة ، مثل رمي قطعة نقود. وبالتالي ، يمكننا أن نفترض أن أي نوع من الأمشاج - واحد مع ب أليل أو واحد مع ب الأليل - لديه فرصة متساوية في الاتحاد مع أي من الأمشاج التي ينتجها الوالد الآخر. افترض الآن أن الوالد الآخر هو أيضًا ب. إذا الأمشاج من اثنين ب يتحد الوالدان ، ما هي فرصة النسل في الحصول على واحد من كل أليل مثل الوالدين (ب)؟ ما هي فرصة وجود تركيبة مختلفة من الأليلات عن الوالدين (إما BB أو ب)؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، يستخدم علماء الوراثة أداة بسيطة تسمى مربع بونيت.

باستخدام ساحة بونت

أ ميدان بونيت هو مخطط يسمح لك بسهولة تحديد النسب المئوية المتوقعة للأنماط الجينية المختلفة في نسل الوالدين. يظهر مثال على ساحة Punnett لنباتات البازلاء في شكل أدناه.

في هذا المثال ، كلا الوالدين متغاير الزيجوت للون الزهرة (ب). توجد الأمشاج التي ينتجها الوالد الذكر في الجزء العلوي من الرسم البياني ، وتكون الأمشاج التي ينتجها الوالد الأنثوي على طول الجانب. يتم تحديد المجموعات المختلفة الممكنة من الأليلات في نسلها عن طريق ملء خلايا مربع Punnett بالأحرف الصحيحة (الأليلات). في الرابط أدناه ، يمكنك مشاهدة الرسوم المتحركة التي يشرح فيها ريجينالد بونيت ، مخترع ميدان بونيت ، الغرض من اختراعه وكيفية استخدامه.

يمكن الاطلاع على شرح لمربعات Punnett في الفيديو أدناه:

مربعات Punnett بواسطة Bozeman Science:

يمكن الاطلاع على مثال لاستخدام مربع Punnett على http://www.youtube.com/watch؟v=nsHZbgOmVwg&feature=related (5:40) ، فقط في حالة عدم حصولك على هذا تمامًا بعد. إذا حصلت عليه ، تحرك على طول ولا تتردد في تخطيه !!

التنبؤ بالأنماط الجينية للذرية

في الصليب المبين في شكل أعلاه (تجاوز مقاطع الفيديو الثلاثة السابقة) ، يمكنك أن ترى أن واحدًا من كل أربعة نسل (25 بالمائة) لديه النمط الجيني BB، واحد من كل أربعة (25 بالمائة) لديه التركيب الوراثي ب، واثنان من كل أربعة (50 بالمائة) لديهم التركيب الوراثي ب. هذه النسب المئوية من الأنماط الجينية هي ما تتوقعه في أي تهجين بين أبوين متغاير الزيجوت. بالطبع ، عندما يتم إنتاج أربعة ذرية فقط ، قد تختلف النسب المئوية الفعلية للأنماط الجينية بالصدفة عن النسب المئوية المتوقعة. ومع ذلك ، إذا كنت تفكر في المئات من هذه التهجينات وآلاف النسل ، فستقترب جدًا من النتائج المتوقعة - تمامًا مثل رمي عملة معدنية.

توقع الأنماط الظاهرية للذرية

يمكنك التنبؤ بالنسب المئوية للأنماط الظاهرية في نسل هذا التهجين من الأنماط الجينية الخاصة بهم. ب المهيمن على ب، لذلك فإن النسل مع أي من BB أو ب النمط الجيني سيكون له النمط الظاهري الزهرة الأرجواني. فقط النسل مع ب النمط الجيني سيكون له النمط الظاهري الزهرة البيضاء. لذلك ، في هذا التهجين ، تتوقع أن ثلاثة من كل أربعة (75 بالمائة) من النسل لديهم أزهار أرجوانية وواحد من كل أربعة (25 بالمائة) لديه أزهار بيضاء. هذه هي نفس النسب المئوية التي حصل عليها مندل في تجربته الأولى.

تحديد الأنماط الجينية المفقودة

يمكن أيضًا استخدام مربع Punnett لتحديد التركيب الوراثي المفقود بناءً على الأنماط الجينية الأخرى المشاركة في التهجين. لنفترض أن لديك نباتًا أصليًا به زهور أرجوانية ونبات أصلي به أزهار بيضاء. بسبب ال ب الأليل متنحي ، فأنت تعلم أن الوالد الأبيض الزهرة يجب أن يكون لديه النمط الجيني ب. من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون لدى الوالد المزهر الأرجواني إما BB أو ال ب الطراز العرقى. ساحة بونت في شكل أدناه يظهر هذا الصليب. يمكن أن تكون علامات الاستفهام (؟) في الرسم البياني إما ب أو ب الأليلات.

هل يمكنك معرفة النمط الوراثي للأب الأرجواني المزهر من المعلومات الموجودة في ميدان بونيت؟ لا ، أنت بحاجة أيضًا إلى معرفة الأنماط الجينية للنسل في الصف 2. ماذا لو اكتشفت أن اثنين من النسل الأربعة لهما أزهار بيضاء؟ الآن أنت تعلم أن النسل الموجود في الصف الثاني يجب أن يمتلك الامتداد ب الطراز العرقى. واحدة من ب من الواضح أن الأليلات تأتي من الزهرة البيضاء (ب) أحد الوالدين ، لأن هذا هو الأليل الوحيد الذي يمتلكه هذا الوالد. الأخرى ب يجب أن يأتي الأليل من الوالد الأرجواني المزهر. لذلك ، يجب أن يكون لدى الوالد الذي لديه أزهار أرجوانية النمط الجيني ب.

ساحة بونت لخاصيتين

عندما تفكر في أكثر من خاصية واحدة في وقت واحد ، يكون استخدام مربع Punnett أكثر تعقيدًا. هذا بسبب إمكانية وجود العديد من مجموعات الأليلات. على سبيل المثال ، مع وجود جينين لكل منهما أليلين ، يكون للفرد أربعة أليلات ، ويمكن أن تحدث هذه الأليلات الأربعة في 16 توليفة مختلفة. هذا موضح لنباتات البازلاء في شكل أدناه. في هذا الصليب ، كلا الوالدين متغاير الزيجوت للون القرون (جيغ) ولون البذور (ص).

كيف عمل مندل للخلف للمضي قدمًا

استخدم مندل المئات أو حتى الآلاف من نباتات البازلاء في كل تجربة قام بها. لذلك ، كانت نتائجه قريبة جدًا من تلك التي تتوقعها بناءً على قواعد الاحتمال. على سبيل المثال ، في إحدى تجاربه الأولى مع لون الزهرة ، كان هناك 929 نباتًا في الجيل F2. من بين هؤلاء ، 705 (76 بالمائة) لديهم أزهار أرجوانية و 224 (24 بالمائة) أزهار بيضاء. وبالتالي ، كانت نتائج Mendel & # 8217s قريبة جدًا من 75 في المائة من اللون الأرجواني و 25 في المائة من الأبيض التي تتوقعها وفقًا لقوانين الاحتمال لهذا النوع من التهجين. بالطبع ، لم يكن لدى مندل سوى أنماط ظاهرية للعمل معها. لم يكن يعرف شيئًا عن الجينات والأنماط الجينية. بدلاً من ذلك ، كان عليه أن يعمل للخلف من الأنماط الظاهرية ونسبها في النسل لفهم الميراث. من نتائج مجموعته الأولى من تجاربه ، أدرك مندل أنه يجب أن يكون هناك عاملين يتحكمان في كل من الخصائص التي درسها ، حيث يكون أحد العوامل هو المسيطر على الآخر. لقد أدرك أيضًا أن العاملين ينفصلان ويذهبان إلى أمشاج مختلفة ثم يتحدان لاحقًا في النسل. هذا مثال على حظ Mendel & # 8217s الجيد. كل الخصائص التي درسها توارثت بهذه الطريقة. كان مندل محظوظًا أيضًا عندما أجرى مجموعته الثانية من التجارب. حدث أنه اختار الخصائص الموروثة بشكل مستقل عن بعضها البعض. نحن نعلم الآن أن هذه الخصائص تتحكم فيها الجينات الموجودة على الكروموسومات غير المتجانسة. ماذا لو درس مندل الخصائص التي تتحكم فيها الجينات على الكروموسومات المتجانسة؟ هل سيرثون معًا؟ إذا كان الأمر كذلك ، كيف تعتقد أن هذا سيؤثر على استنتاجات Mendel & # 8217؟ هل كان سيتمكن من تطوير قانونه الثاني للميراث؟ لفهم كيفية تفسير Mendel للنتائج التي توصل إليها وتطوير قوانين الميراث الخاصة به بشكل أفضل ، يمكنك زيارة الرابط التالي. يقدم رسمًا متحركًا يشرح فيه مندل كيف توصل إلى فهم الوراثة من نتائجه التجريبية.

الوراثة غير المندلية

إن توريث الخصائص ليس دائمًا بسيطًا كما هو الحال بالنسبة للخصائص التي درسها مندل في نباتات البازلاء. تم التحكم في كل خاصية تم فحصها من قبل مندل بواسطة جين واحد يحتوي على أليلين محتملين ، أحدهما كان مهيمنًا تمامًا على الآخر. نتج عن ذلك نمطين ظاهريين محتملين فقط لكل خاصية. تم التحكم أيضًا في كل خاصية تمت دراستها مندل بواسطة جين على كروموسوم مختلف (غير متماثل). نتيجة لذلك ، تم توريث كل خاصية بشكل مستقل عن الخصائص الأخرى. يعرف علماء الوراثة الآن أن الوراثة غالبًا ما تكون أكثر تعقيدًا من هذا.

هيمنة كود وهيمنة غير كاملة

قد يتم التحكم في الخاصية بواسطة جين واحد به أليلين ، ولكن قد يكون للأليلين علاقة مختلفة عن العلاقة البسيطة السائدة المتنحية التي قرأت عنها حتى الآن. على سبيل المثال ، قد يكون للأليلين علاقة سائدة أو غير كاملة العلاقة. الأول يتضح من الزهرة في شكل أدناه ، والأخير في شكل أدناه.

كودومينانس

كودومينانس يحدث عندما يتم التعبير عن كلا الأليلين بالتساوي في النمط الظاهري للزيجوت المتغاير. تحتوي الزهرة الحمراء والبيضاء في الشكل على أليلات سائدة للبتلات الحمراء والبتلات البيضاء.

سيادة غير تامة

سيادة غير تامة يحدث عندما لا يكون الأليل السائد هو المسيطر بالكامل. يتأثر التعبير عن الأليل السائد بالأليل المتنحي ونتائج النمط الظاهري الوسيطة. الزهرة الوردية في الشكل لها أليل سائد غير كامل للبتلات الحمراء وأليل متنحي للبتلات البيضاء.

كودومينانس. تحتوي الزهرة على بتلات حمراء وبيضاء بسبب السلالة المشتركة للبتلات الحمراء والبيضاء بتلات الأليلات.

سيادة غير تامة. تحتوي الزهرة على بتلات وردية بسبب الهيمنة غير الكاملة لأليل البتلة الحمراء وأليل البتلة الأبيض المتنحي.

أليلات متعددة

العديد من الجينات لها عدة أليلات (أكثر من اثنين). مثال على ذلك فصيلة الدم ABO في البشر. هناك ثلاثة أليلات شائعة للجين الذي يتحكم في هذه الخاصية. الأليل الخاص بالنوع A هو سائد مع الأليل للنوع B ، وكلا الأليلين يسودان الأليل من أجل النوع O. لذلك ، فإن الطرز الظاهرية المحتملة هي النوع A و B و AB و O. هل تعرف ما هي الأنماط الجينية التي تنتج هذه الطرز الظاهرية ؟

جرب ورقة العمل هذه لمساعدتك على فهم الوراثة المندلية:

خصائص متعدد الجينات

الخصائص متعددة الجينات يتحكم فيها أكثر من جين واحد ، وقد يحتوي كل جين على أليلين أو أكثر. قد تكون الجينات على نفس الكروموسوم أو على كروموسومات غير متجانسة.

  • إذا كانت الجينات تقع بالقرب من نفس الكروموسوم ، فمن المحتمل أن يتم توريثها معًا. ومع ذلك ، من الممكن أن يتم فصلهم عن طريق العبور أثناء الانقسام الاختزالي ، وفي هذه الحالة قد يتم توريثهم بشكل مستقل عن بعضهم البعض.
  • إذا كانت الجينات موجودة على كروموسومات غير متجانسة ، فيمكن إعادة تجميعها بطرق مختلفة بسبب تشكيلة مستقلة.

لهذه الأسباب ، فإن وراثة الخصائص متعددة الجينات معقدة للغاية. قد تحتوي هذه الخصائص على العديد من الأنماط الظاهرية المحتملة. لون الجلد وطول البالغين أمثلة على الخصائص متعددة الجينات في البشر. هل لديك فكرة عن عدد الصفات الظاهرية لكل خاصية؟

تأثيرات البيئة على النمط الظاهري

تلعب الجينات دورًا مهمًا في تحديد خصائص الكائن الحي. ومع ذلك ، بالنسبة للعديد من الخصائص ، يتأثر النمط الظاهري للفرد بعوامل أخرى أيضًا. يمكن أن تؤثر العوامل البيئية ، مثل ضوء الشمس وتوافر الغذاء ، على كيفية التعبير عن الجينات في النمط الظاهري للأفراد. هنا مثالان فقط:

  • تلعب الجينات دورًا مهمًا في تحديد طول البالغين. ومع ذلك ، يمكن لعوامل مثل سوء التغذية أن تمنعنا من تحقيق إمكاناتنا الوراثية الكاملة.
  • الجينات هي المحدد الرئيسي للون بشرة الإنسان. ومع ذلك ، فإن التعرض للأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يزيد من كمية الصبغة في الجلد ويجعلها تبدو أغمق.

ملخص الدرس

  • الاحتمال هو فرصة حدوث حدث معين. على سبيل المثال ، فإن احتمال ظهور رأس على أي عملة معدنية هو 50 بالمائة.
  • يمكن استخدام الاحتمالية للتنبؤ بفرصة وجود الأمشاج والنسل بأليلات معينة.
  • مربع Punnett هو مخطط لتحديد النسب المئوية المتوقعة لأنماط وراثية مختلفة وأنماط ظاهرية في نسل الوالدين.
  • استخدم مندل النسب المئوية للأنماط الظاهرية في النسل لفهم كيفية وراثة الخصائص.
  • العديد من الخصائص لها أنماط وراثية أكثر تعقيدًا من تلك التي درسها مندل. وهي معقدة بسبب عوامل مثل السيادة المشتركة ، والسيطرة غير الكاملة ، والأليلات المتعددة ، والتأثيرات البيئية.

أسئلة مراجعة الدرس

اعد الاتصال

1. تحديد الاحتمال. تطبيق المصطلح على إرم عملة.

2. كيف يشبه تكوين الأمشاج رمي قطعة نقود؟

3. ما هو ميدان بونيت؟ كيف يتم استخدامه؟

4. ما هي المعلومات التي يجب أن تعرفها لتحديد الأنماط الظاهرية للأنماط الجينية المختلفة لجين به أليلين؟

5. بناءً على نتائج تجاربه ، ماذا استنتج مندل بشأن العوامل التي تتحكم في الخصائص مثل لون الزهرة؟

تطبيق المفاهيم

6. ارسم مربع بونت من أ SS x ss تعبر. رموز أليل S للسيقان الطويلة في نباتات البازلاء ورموز الأليل s للسيقان القصيرة. إذا كانت S هي المسيطرة على s ، فما نسبة النسل التي تتوقع أن يكون لها كل نمط ظاهري؟

7. ما هو الحرف الذي يجب أن يحل محل علامات الاستفهام (؟) في مربع Punnett هذا؟ اشرح كيف تعرف.

فكر بشكل نقدي

8. اشرح كيف استخدم مندل الرياضيات والاحتمالات لفهم نتائج تجاربه.

9. قارن و قارن بين السيادة و الهيمنة غير المكتملة.

10. فحص مندل طول الساق ، أو الارتفاع ، في نباتات البازلاء. ماذا لو كان قد حقق في ارتفاع الإنسان بدلاً من ذلك؟ لماذا كان من الصعب تفسير نتائجه؟

نقاط للنظر فيها

مثل معظم خصائص الكائنات الحية ، فإن الخصائص التي درسها مندل في نباتات البازلاء تتحكم فيها الجينات. تحتوي جميع خلايا الكائن الحي على نفس الجينات ، لأن جميع الكائنات الحية تبدأ كخلية واحدة. معظم الجينات ترمز للبروتينات.


3.6: قد لا تكون الأنماط الظاهرية كما هو متوقع من النمط الجيني - علم الأحياء


التمهيدي لعلم الوراثة المندلية
ظهور كائن حي ( النمط الظاهري ) يتأثر بالوراثة ( الطراز العرقى ). كثير من الأفراد الشخصيات (المورفولوجية ، السلوكية ، البيوكيميائية ، الجزيئية ، إلخ) للكائنات تتأثر بشكل مباشر إلى حد ما بالعناصر الوراثية الفردية التي تسمى الجينات . تقع الجينات على الكروموسومات ، كل منها في موقع مادي معين يسمى أ المكان (جمع، الموقع) .

علم الوراثة هو علم التحليل الأنماط الظاهرية لاستنتاج طبيعة جوهرها الأنماط الجينية . تم وصف المبادئ الأساسية لأول مرة بواسطة جريجور مندل في عام 1867. عمل علم الوراثة كعلم متميز منذ إعادة اكتشاف عمل مندل في عام 1900 ، دون معرفة المادة الجينية حتى عام 1953. علم الوراثة يختلف عن علم الأحياء الجزيئي ، الذي يحلل الأنماط الجينية (في جزيء الحمض النووي) للتنبؤ بالأنماط الظاهرية (التي غالبًا ما تكون منتجات مباشرة أو غير مباشرة للبروتينات). لهذا السبب ، يسمى ب العقيدة المركزية في علم الأحياء الجزيئي (الحمض النووي » RNA » بروتين) تسمى أحيانًا "علم الوراثة العكسية".

1
. تسمى الأشكال البديلة للجينات الأليلات كل فرد يمتلك أليلين لكل جين *.
الفرد الذي لديه أليلين متطابقين هو متماثل الزيجوت ويوصف بأنه متماثل
الفرد الذي لديه أليلين مختلفين هو متغاير الزيجوت ويوصف بأنه متغاير الزيجوت .

2
. بعض الأليلات (تسمى مهيمن ) يخفي التعبير المظهري للأليلات الأخرى (تسمى الصفة الوراثية النادرة ).
يتم تحديد الهيمنة من خلال مقارنة النمط الظاهري متغاير الزيجوت مع ذلك من متماثل الزيجوت
الأليلات السائدة يرمز لها بحرف كبير ( أ )
الأليلات المتنحية بحرف صغير ( أ ).

على سبيل المثال ، يمكن لبعض الأشخاص تذوق المادة الكيميائية فينيل ثيوكاربيميد (PTC) ("المتذوقون"),
والبعض لا يستطيع ("غير المتذوقين").
الشخصية "حساسية PTC"يتأثر بجين له أليلين ،
واحد مرتبط بـ " الذائق"وواحد مع" غير متذوق" .
ال "الذائق"الأليل يخفي التعبير عن"غير متذوق"أليل في الزيجوت متغايرة الزيجوت:
متماثل الزيجوت TT أو متغاير الزيجوت تي تي يظهر كل من الأفراد "تي" النمط الظاهري ("الذائق"):
فقط فرد tt متماثل الزيجوت يظهر " ر " النمط الظاهري (" غير متذوق ").
لأن النمط الظاهري لـ تي تي الفرد يشبه ذلك من TT فرادى،
ال تي الأليل هو مهيمن الى ر أليل.

3
. الأليلين يفصلان (فصل) خلال تشكيل الأمشاج (بيض & أمبير الحيوانات المنوية)
نصف خلايا الجراثيم تحمل أليلًا واحدًا بينما يحمل نصفها الآخر [قانون مندل للفصل العنصري] .

4
. ينتج الاتحاد العشوائي للأمشاج البيضة الملقحة التي تتطور إلى أفراد جدد.
تحدث الأنماط الجينية الزيجوتية بنسب مميزة وفقًا للأنماط الجينية للوالدين.
على سبيل المثال ، تقاطع بين اثنين من الزيجوت المتغايرة (أأ x أأ)
تنتج نسبة النمط الجيني المتوقعة من 1:2:1 من بين AA, أأ، & أمبير أأ الأنماط الجينية.

5
. نسب النمط الجيني تنتج نسب مظهرية مميزة ,
وفقًا لعلاقات هيمنة الأليلات المعنية.
على سبيل المثال ، إذا أ المهيمن على أ، ينتج التقاطع بين الزيجوت المتغايرة
نسبة النمط الظاهري المتوقعة من 3:1 من بين "أ" و "أ"الأنماط الظاهرية.

6. الأليلات في مواضع منفصلة موروثة بشكل مستقل [قانون مندل للتشكيلة المستقلة]
ينتج عن ذلك نسب نمطية وراثية مميزة.
على سبيل المثال ، في تهجين ثنائي الهجين بين "زيجوتين متغاير الزيجوت" (AaBb x AaBb)
النسب الوراثية هي 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1
للأنماط الجينية AABB AABb AAbb AaBB AaBb Aabb aaBB aaBb aabb
والنسب المظهرية هي 9 " AB " : 3 " أب " : 3 " أب " : 1 " أب "

* لم يكن مندل على علم بأن الجينات الموجودة على الكروموسومات
يقال إن الجينات التي تحدث على نفس الكروموسوم مرتبطة ببعضها البعض
لن يتم تصنيف مواقع الجينات الموجودة بالقرب من بعضها البعض على كروموسوم واحد بشكل مستقل.
سيتم تعديل النسب المميزة وفقًا لمدى قربها.
يمكن استخدام النسب المعدلة لإنشاء خريطة جينية للكروموسوم

على سبيل المثال ، يتم تحديد الجنس عند البشر من خلال الجينات الموجودة على الكروموسومات الجنسية (X و Y)
الإناث XX لديها أليلين (واحد على كل X)
الذكور XY ولديهم أليل واحد فقط على X واحد (hemizygous)
ترتبط الأحرف الموجودة على الكروموسومات X (أو Y) بالجنس


لماذا يهتم مقدمو الرعاية الصحية بمطابقة فصائل الدم أثناء عمليات نقل الدم؟

عندما يتلقى الشخص عملية نقل دم ، من المهم جدًا أن يحصل على فصيلة الدم الصحيحة. إذا تلقى الشخص فصيلة دم غير صحيحة ، فقد يؤدي ذلك إلى استجابة مناعية خطيرة للغاية. إليكم سبب حدوث ذلك:

كما تعلم بالفعل ، تعد الأجسام المضادة جزءًا من نظام الدفاع بجسمك ويتم استخدامها للمساعدة في مهاجمة أي شيء غريب موجود في الجسم. تعمل الأجسام المضادة عن طريق تدمير الأجسام الغريبة أو تمييزها لتدميرها بواسطة بعض المكونات الأخرى لجهاز المناعة. لا يصنع الشخص السليم أجسامًا مضادة ضد أي شيء يوجد عادة في أجسامهم. على سبيل المثال ، إذا كان لديك دم AB ، فلن يصنع جسمك أجسامًا مضادة ضد A أو B glycolipids. ومع ذلك ، إذا كان لديك دم O ، فإن دمك لا يحتوي على جليكوليبيدات A أو B. نتيجة لذلك ، سيتعرف جسمك على الجليكوليبيدات A و B في الدم من فصيلة A و B و AB على أنها غريبة وينتج أجسامًا مضادة ضدها. بشكل عام ، ينتج الشخص أجسامًا مضادة ضد أي جليكوليبيد في الدم غير موجود بالفعل في فصيلة الدم.

يمكن أن يؤدي هذا إلى حدوث مشكلة أثناء عمليات نقل الدم إذا أعطيت شخصًا دمًا لديه أجسام مضادة ضده ، فسيعمل جهاز المناعة على تدمير الدم المتبرع به وستؤدي العملية إلى التهاب خطير. نتيجة لذلك ، يمكن للناس تلقي تبرعات بالدم فقط من فصائل الدم التي ليس لديهم أجسام مضادة ضدها. هذا هو السبب في أن O يسمى المتبرع الشامل (O لا يحتوي على A أو B glycolipids لذلك لا يحفز استجابة الجسم المضاد في أي شخص) ويسمى AB المتلقي العام (يحتوي دم AB على كل من A و B glycolipids لذلك الشخص الذي لديه هذا الدم النوع لن يصنع أجسامًا مضادة ضد أي فصيلة دم أخرى).


النسبة المظهرية: كيفية العثور عليها.

قبل معرفة كيفية إيجاد النسبة المظهرية ، يجدر بنا أن ندقق في العديد من المصطلحات المستخدمة في مجال علم الوراثة.

    : وحدة وراثة أساسية ناتجة عن جينات الوالدين. الجينات عبارة عن رسائل مشفرة تنتج بروتينات معينة داخل الخلية ، ولكن فقط إذا تم تشغيل الخلية للتعبير عنها.
  • أليل: نسخة من جين يأتي من أحد الوالدين. عندما يكون الأليل من أي من الوالدين هو نفسه ، فإنه يسمى الجين متماثل اللواقح. إذا كان هناك أليلان موروثان من الوالدين مختلفين ، فإن أليلات نسل ذلك الكائن الحي يمكن أن تكون متغايرة الزيجوت أيضًا. (انظر الصورة أدناه).
  • الموقع: يعطينا الموضع إحداثيات موضع جين معين على كروموسوم. : المجموعة الكلية للجينات في الكائن الحي التي تشكل سمة معينة لا يجب التعبير عن هذه الجينات بأنها موجودة في كل خيط من الحمض النووي.
  • النمط الظاهري: سمة يمكن ملاحظتها أو قياسها في كائن حي في أي وقت خلال حياة هذا الكائن الحي. النمط الظاهري هو جين معبر عنه.
  • هجين أحادي: نسل لوالدين يختلفان فقط في موضع جيني معين ولصفة واحدة محددة. أي من هذين الموقعين غير المتجانسين معبر عنه (مهيمن) يقرر النمط الظاهري للنسل.
  • ثنائي هجين: نسل من أبوين يختلفان فقط في موضعين جينيّين محددين. يمكن للنسل التعبير عن مجموعات مختلفة من الأنماط الظاهرية.
  • ثلاثي الهجين: نسل من أبوين يختلفان فقط في ثلاثة مواضع جينية محددة. يمكن للنسل التعبير عن مجموعة أكبر من الأنماط الظاهرية من تلك الموجودة في ثنائية الهجينة. : نمط وراثي في ​​الكروموسومات غير الجنسية (جسمية). سيتم دائمًا التعبير عن الأليل أو الجين السائد كنمط ظاهري عندما يكون الأليل المقابل من الوالد الآخر متنحيًا.
  • صفة متنحية متنحية: أليل أو جين لا يمكنه تجاوز الأليل السائد ومع ذلك ، إذا كان لدى الوالد الآخر أيضًا أليل متنحي في نفس الموقع ، فسيتم ملاحظة السمة المتنحية في النسل. : تمثيل رسومي للأنماط الجينية المحتملة والأنماط الظاهرية التي تتنبأ باحتمالية سمة معينة في زوج التربية.

النسبة المظهرية هي عدد المرات التي تظهر فيها توليفة معينة من الأليلات في الأنماط الظاهرية المتوقعة لأي نسل. يجب معرفة المعلومات الجينية المتعلقة بالصفة المدروسة. من الممكن أيضًا تحديد الأليلات الأم المهيمنة أو المتنحية من خلال دراسة الأنماط الظاهرية لنسلها.

هذا مثال على أنماط الوراثة أو الميراث المندلية التي تحدث في النسل بعد التكاثر الجنسي بين كائنين. يأتي الاسم من جريجور مندل الذي - في البداية عن غير قصد - جرب تقاطعات نبات البازلاء في حديقة الدير. أدت هذه الملاحظات إلى فهمنا للسمات السائدة والمتنحية.


مناقشة

لقد كان التغيير من مجتمع زراعي إلى مجتمع صناعي وما بعد صناعي ملحوظًا (41). أدى هذا التغيير ، إلى جانب التغييرات الأخرى ، إلى تحولات جذرية في البيئات التي واجهها البشر خلال القرن العشرين. إن التوسع في التعليم المدرسي (42) ، والتحسينات الطبية (43) ، وزيادة طول العمر (44) ، ووفرة السعرات الحرارية ليست سوى بعض التغييرات التي قد تؤثر ليس فقط على العلاقات بين الأنماط الظاهرية المهمة ولكن أيضًا على بروز الأنماط الجينية المرتبطة بها. في هذه الورقة ، نوضح أن التغييرات الملحوظة في تفضيلات التزاوج أو ارتباطات الخصوبة لا تتوافق دائمًا مع التحولات في البنية الجينية الأساسية. على سبيل المثال ، في حين أن التحصيل التعليمي العالي أصبح يتنبأ بإنجاب عدد أقل من الأطفال في مجموعات المواليد الحديثة ، فإن الأمر نفسه لا ينطبق على الجينات المرتبطة بالتحصيل التعليمي - أي أن الارتباط بين PGS للشخص من أجل التحصيل التعليمي وخصوبته ظل ثابتًا عبر أفواج الميلاد. وبالمثل ، فإن الارتباط الزوجي في النمط الظاهري التعليمي يتزايد حتى مع أن الفرز على تنبئ متعدد الجينات للتعليم كان ثابتًا (إن لم يكن متناقصًا).

على عكس المخاوف بشأن الاختيار السلبي و / أو الاستقطاب المتزايد بشأن المقاييس الجينية المتعلقة بالتعليم ، نتوقع - بناءً على النتائج هنا - أن أي ديناميكيات خلل جيني فيما يتعلق بالتعليم لا تتزايد ، في الواقع ، حتى مع تقوية ارتباطات النمط الظاهري. على الرغم من أن المشهد البيئي للمجتمع الأمريكي يتغير بالتأكيد ، إلا أن التركيب الجيني للسكان قد يتغير أيضًا معه - على الرغم من أنه قد يكون في اتجاهات متضاربة. الباحثون المستقبليون الذين يدرسون اتجاهات الأتراب في التأثيرات الجينية - على افتراض أن هذه مدفوعة بالكامل بالظروف البيئية المتغيرة بينما التباين الجيني ثابت - سيكون من الحكمة إعادة فحص هذا الافتراض (45 ⇓ –48).

بالإضافة إلى إعلامنا بمعرفتنا حول المشهد الجيني والمظاهر المتغير للزواج والتكاثر ، فإن معرفة الدرجة التي يرتبط بها الزوجان بالمقاييس الوراثية التنبؤية المظهرية بدلاً من النمط الظاهري الملحوظ فقط له آثار مهمة على نماذج الوراثة المضافة التي تعتمد على افتراض التزاوج العشوائي (49). وبالتحديد ، تفترض معظم نماذج التوريث - ولا سيما تصميم التوأم الكلاسيكي أو التوأم الممتد - أن الأشقاء (أي التوائم الشقيقة) يشاركون ، في المتوسط ​​، 50٪ من الواسمات الجينية ذات الصلة المرتبطة بالنمط الظاهري محل الاهتمام. إذا كان هناك تزاوج إيجابي كبير على التدابير الجينية الأساسية ذات الصلة ، فسيتم الاستهانة بالوراثة (حتى لو كان التزاوج المتنوع على نطاق الجينوم لا شيء). أدت المحاولات السابقة للتخفيف من هذا الافتراض إلى تفعيل التزاوج المتنوع من خلال الارتباط الظاهري بين الآباء ، ولكن هذا يفترض أن الارتباطات المظهرية يمكن أن تعمل بمثابة وكلاء دقيق للارتباطات الجينية ، وهي المعلمة الحقيقية للاهتمام. تشير نتائجنا إلى العكس: تشكيلة جينية مستقرة أو منخفضة بشكل محتمل على المقاييس الجينية المرتبطة بالتعليم في مواجهة تشكيلة النمط الظاهري المتزايدة. وبالمثل ، تؤثر الخصوبة التفاضلية حسب النمط الجيني على احتمالية إدراج الوالدين في أي دراسات للانتقال بين الأجيال - جينيًا أو اجتماعيًا - بسبب ممارسة أخذ العينات على الأبناء في معظم الدراسات الاستعادية أو استبعاد الأفراد الذين ليس لديهم أطفال من الدراسات المستقبلية لأزواج الوالدين والطفل . بمعنى ، إذا كان مقياس جيني معين متعدد الاتجاهات للتأثير على نتيجة مثيرة للاهتمام - لنقل التعليم - بالإضافة إلى الخصوبة ، فإن تقدير آثاره بناءً على عينة من النسل الحي (كما يحدث عادةً) سيؤدي إلى نتائج مختلفة إلى حد كبير عن أخذ العينات على جيل الوالدين والسماح للأعضاء غير الخصيبين من ذلك الجيل بالبقاء في التحليل ونمذجة تعليم الأبناء بشرط أن يولدوا على الإطلاق.


شروط علم الأحياء ذات الصلة

  • علم الوراثة المندلية - مجموعة النظريات التي اقترحها جريجور مندل, which attempt to explain the inheritance patterns of genetic characteristics based on simple breeding experiments involving single genes on chromosome pairs.
  • الطراز العرقى – The genetic makeup of an individual organism.
  • النمط الظاهري – The physical and biological characteristics أعربت in an individual as determined by their genotype.
  • رعاف – The interactions between separate genes, in which one masks the effect of another.

1. In polygenic inheritance, traits are determined by:
أ. Multiple alleles at a single locus
ب. The interaction of multiple genes
ج. Two dominant alleles on a gene
د. One gene being masked by another

2. How many different allele combinations can possibly be produced from two parents that are heterozygous for a polygenic trait controlled by three different genes with two allele pairs?
أ. 5
ب. 7
ج. 54
د. 64

3. Which of the following phenotypes is unlikely to be a multifactorial trait affected by environment?
أ. The risk of lung cancer
ب. Down’s syndrome
ج. High body Weight
د. انفصام فى الشخصية


7. Coda on Causality

The introduction noted that, if the genotype-phenotype صلة had been the focus of this entry, more attention would need to be given to philosophical arguments about causality and about abstraction as it relates to causal claims. Yet, realizing any of the programs of reintegration mentioned in this entry would entail rich causal analyses: networks of gene regulation linked to organized structures that branch into more organized structures, epigenetic modifications during and across lifespans, organisms shaping the dynamics of the ecological context in which they develop their traits, and frequencies of traits changing in populations over generations. This said, in realms of experimentally controlled biological materials and conditions, a simpler sense of causality may seem plausible, namely, a difference that makes a difference (see entry on causation and manipulability). (The serious debate about whether statistical analysis can distinguish causal from non-causal differences that &ldquomake&rdquo a difference should be noted Hernán et al. 2002.) The connection between an association within some population and causal mechanisms is susceptible to disconfirmation by experiments. At the same time, doing such experiments invites scrutiny of the relationship of experimentally altered dynamics to the original dynamics that generated the data that were analyzed to show the original statistical association (Taylor 2015).

Most importantly given the framing of this entry around control and reintegration: Any experimental as well as statistical association is also conditional on the subset of the population or species studied and the situations where they are observed (Lewontin 1974b). Understanding associations and formulating manipulations based on them requires attention to what has been experimentally or, at least, statistically held constant. In other words, in controlled conditions the direction of the arrow labeled identification in Figures 2 and 3 may be reversed and given a causal connotation, but the causality is conditional on the factors, including the rest of the organism, held constant. The understanding and manipulations may well extrapolate beyond the original, controlled population and situations (and thus match the general theory summarized in Figure 1), but, absent an actual program of reintegration, there is no basis for assuming that they will. While Waters (2007), Tabery (2014) and others would give greater status to differences that have في الواقع been observed to make a difference (Griffiths & Stotz 2013), this entry has pointed to the control of biological materials and conditions that excludes many factors&mdashgenetic as well as environmental, structural as well as particulate&mdashfrom being رأيت to make a difference. Ironically, if appearances are not to mislead and obscure, or be spun into speculative theories (section 2), the science of heredity needs methods that bring back what was abstracted away under the experimental control that made Johannsen&rsquos original genotype-conception meaningful.


شاهد الفيديو: تفوق الجينات و تحديد الجنس (أغسطس 2022).