أحياء – DNA والمعلومات الوراثية للصف الثالث الثانوى 2016

جهـود العلمــاء لمعرفــــة المــــادة الوراثية للكائن الحي:

(1) نـواة الخلية هى المسئولة عن انتقال الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء ــــ> وذلك لأنها تحتوي على وحدات المعلومات الوراثية (الجينات).

(2) الكروموسومات تحمل الجينات.

(3) الصبغيات هي التي تحمل المعلومات الوراثية لأنها:

1- أثناء الانقسام الميتوزي للخلية تنفصل الصبغيات لمجموعتين متماثلتين.

2- ينتج عن الانقسام الميتوزي خليتين بكل منهما نفس عدد الصبغيات الموجودة فى الخلية الأصلية.

(4 ) يدخل في تركيب الصبغي مركبان رئيسيان هما :

1- DNA

2- البروتينات.

(5 ) اعتقد العلماء فى بادئ الأمر أن البروتينات هي المادة الوراثية وليس DNA وذلك لأن :

1- البروتينات يدخل فى تركيبها 20 نوع من الأحماض الأمينية المختلفة والتي تتجمع بطرق مختلفة لتعطي عدداً لا حصر له من المركبات البروتينية المختلفة بما يتناسب مع تنوع الصفات الوراثية.

2- DNA يدخل فى تركيبه أربعة نيوكليوتيدات فقط.

( 6 ) اتضح خطأ هذا الاعتقاد. حيث أثبتت الأدلة على ان DNA هو المادة الوراثية لذلك درس العلماء (الأساس الجزيئي للوراثة) والذي يطلق عليه اسم (البيولوجيا الجزيئية).

لاحظ أن: 

1- الجينات ـــــ> وحدات المعلومات الوراثية التي تتحكم في الصفات الوراثية.

2- البيولوجيا الجزيئية ـــــ> أحد مجالات العلم الحديث الذي يهتم بدراسة الأساس الجزيئي الوراثة (DNA).

3- الصبغيات تحمل الجينات.

4- DNA هو المادة الوراثية ويتكون من 4 نيوكليوتيدات.

5- البروتين يتكون من 20 حمض أمينى.

* الأدلة على أن DNA هو المادة الوراثية :

(1) التحول البكتيري.

(2) لاقمات البكتيريا (البكتيريو فاج)

(3) كمية DNA فى الخلايا.

أولاً: التحول البكتيري:

( 1 ) تجربة العالم جريفث :

1 – أجرى تجاربه على الفئران مستخدماً نوعين من سلالة البكتريا المسببة للالتهاب الرئوي وهما:

(1) السلالة المميتة (S) ـــــ> تسب الالتهاب الرئوي الحاد وتؤدي لموت الفئران.

(2) السلالة غير المميتة (R) ـــــ>  تسبب إصابة الفئران بالتهاب الرئوي ولا تسبب موتها.

2 – حقن مجموعة من الفئران بسلالة البكتريا (S) ـــــ> ماتت الفئران بسبب الإصابة بالالتهاب الرئوي الحاد.

3 – حقن مجموعة من الفئران بسلالة البكتريا (R) ـــــ> لم تمت الفئران ولكنها أصابتها بالالتهاب الرئوي فقط.

4- حقن الفئران بسلالة البكتريا (S) المقتولة بالحرارة ـــــ>لم تمت الفئران لأن البكتريا (S) المقتولة بالحرارة لا تسبب موت الفئران.

5 – حقن الفئران بسلالة (S) المقتولة حرارياً مع سلالة (R) حية ـــــ> ماتت بعض الفئران وذلك لأن المادة الوراثية الخاصة بالسلالة (S) المميتة انتقلت إلى داخل سلالة البكتريا (R) غير المميتة فتحولت إلى السلالة (S) وأصبحت مميتة.

6 – أطلق جريفث على هذه الظاهرة ـــــ> (التحول البكتيري).

لاحظ أن:

(1) التحول البكتيري ـــــ> تحول إحدى سلالات البكتيريا إلى سلالة أخرى نتيجة انتقال المادة الوراثية إليها.

(2) لم يفسر جريفث كيفية انتقال المادة الوراثية من السلالة (S) المميتة إلى السلالة (R )غير المميتة.

( 2 ) تجربة العالم إفري وزملاءه :

1- عزل مادة التحول البكتيري التي تسببت فى تحول البكتريا (R) الغير مميتة إلى السلالة (S) المميتة.

2- قام بتحليل مادة التحول البكتيري فوجدها تتكون من DNA.

3- التفسير العام : سلالة البكتريا (R) أمتصت DNA الخاص بسلالة البكتريا (S) فاكتسبت خصائصها وانتقلت هذه الصفات إلى الأبناء.

4- الاعتراض على أن DNA هو المادة الوراثية DNA الذي سبب التحول البكتيري لم يكن نقي تماماً لأنه يحمل كمية من البروتين يحتمل أن تكون السبب فى إحداث التحول البكتيرى.

( 3 ) التجربة الحاسمة :

1- تم معاملة المادة النشطة المنتقلة (DNA + بروتينات) المسئولة عن التحول البكتيري بإنزيم (دي أكسي ريبونيوكليز) الذي عمل على تحليل DNA تحليلاً كاملاً ولا يؤثر على البروتينات أو RNA.

2- تم نقل هذه المادة إلى سلالة البكتريا (R ) غير المميتة.

3- لم تتحول سلالة البكتريا (R ) غير المميتة إلى السلالة (S) المميتة.
4- توقفت عملية التحول البكتيري نتيجة غياب المادة DNA التي تحللت.

5- إذاً DNA هو المادة الوراثية وليس البروتين.

لاحظ أن:

انزيم (دي أكسي ريبونيوكليز) يحلل DNA فقط ولا يؤثر على البروتين أو RNA.

ثانياً: لاقمات البكتريا (البكتيروفاج):

- الفاج عبارة عن فايروس يهاجم الخلايا البكتيرية.

( 1 ) تركيب البكتيريو فاج (الفاج):

مادة وراثية (DNA) يحيط بها غلاف بروتيني ممتد ليكون ما يشبه الذيل.

( 2 ) تكاثر البكتيريو فاج (كيفية إصابة البكتيريو فاج للبكتريا).

1- يهاجم الفيروس الخلية البكتيرية فيتصل بها عن طريق الذيل.

2- تنفذ المادة الوراثية للفيروس إلى داخل الخلية البكتيرية وتتضاعف أعدادها.

 3- تنفجر الخلية البكتيرية بعد حوالي 32 دقيقة ويخرج منها حوالي 100 فيروس جديد مكتمل التكوين يهاجم خلايا بكتيرية جديدة.

( 3 ) انتقلت مادة ما من الفيروس إلى الخلية البكترية وهذه المادة تحتوي على المعلومات الوراثية (الجينات) للفيروس.

( 4 ) تجربة: هيرشي وتشيس:

- استغل هيرشي وتشيس لإجراء تجاربهما حقائق وهي :

(1) DNA  ـــــ> يدخل فى تركيبه الفوسفور ولا يدخل فى تركيبه الكبريت.

(2) البروتين ـــــ> يدخل فى تركيبه الكبريت ولا يدخل فى تركيبه الفوسفور.

- خطوات التجربة:

(1) قاما بترقيم DNA الفيروسي (DNA للبكتيريوفاج) بالفوسفور المشع وترقيم البروتين الفيروسي بالكبريت المشع. وسمحا لهذا الفيروس بمهاجمة البكتريا.

(2) قاما بالكشف عن كل من الفوسفور المشع والكبريت المشع فى داخل وخارج الخلايا البكتيرية.

(3) المشاهدة :

(1) كل الفوسفور المشع انتقل إلى داخل خلايا البكتيريا. دليل على أن DNA وصل داخل الخلية البكتيرية بالكامل.

(2) 3% فقط من الكبريت المشع انتقل إلى داخل خلايا البكتيريا دليل على عدم وصول أغلب البروتين الفيروسي.

(4) الاستنتاج :

(1) DNA الفيروسي يدخل الخلية البكتيرية ويدفعها لبناء فيروسات جديدة.

(2) DNA هو المادة الوراثية.

لاحظ أن:

1- DNA ـــــ> هو المادة الوراثية لكل من الفاج وسلالات البكتيريا الخاصة بالالتهاب الرئوي.

2- ليس كل الكائنات الحية مادتها الوراثية هي DNA ـــــ> وذلك لأن هناك بعض الفيروسات مادتها الوراثية هي RNA لذلك فهي تشذ عن القاعدة وتمثل جزء صغير من صور الحياة.

ثالثاً: كمية DNA فى الخلايـا :
- فى حقيقيات النواة وجد أن : -

(1) كمية DNA فى أنواع مختلفة من الخلايا الجسدية للدجاج متساوية بينما كمية البروتين غير متساوية.

(2) كمية DNA فى الخلايا الجنسية (الأمشاج) تعادل نصف كمية DNA فى الخلايا الجسدية لنفس الكائن. بينما البروتين لا يشترط أن تكون كميته أقل فى الخلايا الجنسية ـــــ> وذلك لأن الفرد الجديد ينشأ من اتحاد مشيج مذكر مع مشيج مؤنث لذلك يجب أن يحتوي كل مشيج على نصف المعلومات الوراثية الموجودة فى الخلية الجسدية وإلا فإن المادة الوراثية ستتضاعف فى كل جيل. ولا ينطبق ذلك على البروتين.

(3) البروتين وجزئيات RNA يتم هدمها وإعادة بنائها باستمرار داخل الخلايا بينما DNA يكون ثابت بشكل واضح فى الخلية أي لا يتحلل.

لاحظ أن :

( 1 ) الخلايا التالية تحتوي على نصف عدد جزئياتDNA (ن1)

1- فى الإنسان ـــــ> الخلايا المنوية الثانوية – الطلائع المنوية – الحيوانات المنوية – البويضة – الخلايا البيضية الثانوية.

2 – فى النبات ـــــ> حبة اللقاح – النواة الأنبوبية – النواة المولدة – البيضة – الخلايا المساعدة – الخلايا السمتية.

( 2 ) إذا كانت نصف كمية DNA فى النواة الأنبوبية لحبة اللقاح = س فكم تكون نسبة DNA فى الخلايا الميرستيمية؟

ـــــ> نصف DNA = س

كل DNA = 2 س.

الخلايا الميرستيمية جسدية.

النواة الأنبوبية خلايا جنسية = 2 س.

DNA الخلايا الميرستيمية = ضعف كمية DNA فى الخلايا الجنسية.

DNA فى الخلايا الميرستيمية = ( 4 س )

 لتحميل الدرس بصيغة PDF اضغط هنا..