3 قوانين مندل وتجارب البازلاء

تعد القوانين الثلاثة لوراثة مندل أو مندليا هي أهم بيانات الميراث البيولوجي. يعتبر جريجوريو مندل ، راهب وطبيعي نمساوي ، والد علم الوراثة. من خلال تجاربه مع النباتات ، اكتشف مندل أن بعض الصفات الموروثة تتبع أنماط محددة.

درس مندل الميراث من خلال تجربة البازلاء من نبات بيسوم ساتفيوم كان لديه في حديقته. كان هذا المصنع نموذج اختبار ممتاز لأنه يمكن التلقيح الذاتي أو الإخصاب المتقاطع ، بالإضافة إلى وجود العديد من الصفات التي لها شكلان فقط.

على سبيل المثال: يمكن أن تكون سمة "اللون" خضراء أو صفراء فقط ، ويمكن أن تكون سمة "النسيج" سلسة أو خشنة فقط ، وهكذا مع السمات الخمس الأخرى ذات شكلين لكل منهما.

صاغ جريجور مندل قوانينه الثلاثة في عمله المنشور تحت عنوان " تجارب على تهجين النباتات" (1865) ، الذي قدمه في جمعية التاريخ الطبيعي في برن ، على الرغم من أنه تم تجاهله ولم يتم أخذه في الاعتبار حتى عام 1900.

تاريخ جريجور مندل

يعتبر جريجور مندل والد علم الوراثة ، بسبب المساهمات التي تركها من خلال قوانينه الثلاثة. ولد في 22 يوليو 1822 ، ويقال إنه منذ صغره كان على اتصال مباشر مع الطبيعة ، وهو الموقف الذي جعله يهتم بعلم النبات.

في عام 1843 دخل دير برون وبعد ثلاث سنوات تم تعيينه كاهن. بعد ذلك ، في عام 1851 ، قرر دراسة علم النبات والفيزياء والكيمياء والتاريخ في جامعة فيينا.

بعد الدراسة ، عاد مندل إلى الدير وكان هناك حيث أجرى التجارب التي سمحت له بصياغة ما يسمى قوانين مندل.

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

ومع ذلك ، في أوائل القرن العشرين ، بدأ عمله يكتسب التقدير ، عندما أجرى العديد من العلماء والنباتيين تجارب مماثلة ووجدوا دراساتهم.

تجارب مندل

درس مندل سبع خصائص لنبات البازلاء: لون البذرة ، شكل البذرة ، موضع الزهرة ، لون الزهرة ، شكل البود ، لون البود وطول الساق.

كانت هناك ثلاث خطوات رئيسية لتجارب مندل:

1-عن طريق الإخصاب الذاتي أنتجت جيل من النباتات النقية (متماثلة الزيجوت). وهذا يعني أن النباتات ذات الزهور الأرجواني تنتج دائمًا البذور التي تولد الزهور الأرجواني. ودعا هذه النباتات الجيل P (الآباء).

2 - ثم ، عبر أزواج من النباتات النقية مع سمات مختلفة وأحفاد هذه تسمى الجيل الابناء الثاني (F1).

3 - أخيرًا ، حصل على الجيل الثالث من النباتات (F2) عن طريق التلقيح الذاتي لمحطتي توليد F1 ، أي عبور محطتين من الجيل F1 بنفس الخصائص.

نتائج التجارب

وجد مندل بعض النتائج المذهلة من تجاربه.

جيل F1

اكتشف مندل أن جيل F1 أنتج دائمًا نفس الصفة ، على الرغم من أن للوالدين خصائص مختلفة. على سبيل المثال ، إذا عبرت نباتًا ذو ورود أرجوانية مع نبات ذي ورود بيضاء ، فإن كل النباتات المنحدرة (F1) بها ورود أرجوانية.

وذلك لأن الزهرة الأرجواني هي السمة الغالبة . لذلك ، الزهرة البيضاء هي السمة المتنحية.

يمكن أن تظهر هذه النتائج في رسم تخطيطي يسمى مربع Punnett. يظهر الجين المهيمن للون بحرف كبير والجين المتنقل بحرف صغير. هنا اللون الأرجواني هو الجين السائد الذي يظهر مع "M" والأبيض هو الجين المتنحي الذي يظهر مع "ب".

الجيل F2

في جيل F2 ، اكتشف مندل أن 75 ٪ من الزهور كانت أرجوانية و 25 ٪ من البيض. وجد أنه من المثير للاهتمام أنه على الرغم من أن كلا الوالدين كان لهما أزهار أرجوانية ، فإن 25٪ من النسل كان له أزهار بيضاء.

يرجع سبب ظهور الزهور البيضاء إلى وجود الجينات أو السمات المتنحية الموجودة لدى كلا الوالدين. في ما يلي مخطط بونيت الذي يظهر أن 25٪ من النسل كان له جينان "ب" أنتجوا الزهور البيضاء:

كيف أجريت تجارب مندل؟

أجريت تجارب مندل مع نباتات البازلاء ، وهو وضع معقد إلى حد ما لأن كل زهرة لها جزء من الذكور وجزء من الإناث ، أي أنها تتلقيح ذاتيًا.

فكيف يمكن السيطرة على مندل نسل النباتات؟ كيف يمكنني عبورهم؟

الجواب بسيط ، ليكون قادرًا على التحكم في نسل نبات البازلاء ، ابتكر مندل إجراءً سمح له بمنع النباتات من التآمر.

يتكون الإجراء من قطع السداة (الأعضاء الذكرية للأزهار ، التي تحتوي على أكياس الطلع ، أي تلك التي تنتج حبوب اللقاح) من زهور النبات الأول (تسمى BB) ورشها حبوب اللقاح من النبات الثاني في المدقة (عضو أنثى من الزهور ، وتقع في وسطها) من الأول.

من خلال هذا الإجراء ، سيطر مندل على عملية الإخصاب ، وهو الموقف الذي سمح له بإجراء كل تجربة مرارًا وتكرارًا من أجل التأكد من الحصول على النسل نفسه دائمًا.

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

لماذا اختار مندل نباتات البازلاء؟

اختار جريجور مندل نباتات البازلاء لإجراء تجاربه في علم الوراثة ، لأنها كانت أرخص من أي نبات آخر ولأن وقت التوليد فيها قصير جدًا وله كمية كبيرة من النسل.

كان للنسل أهمية ، حيث كان من الضروري إجراء العديد من التجارب من أجل صياغة قوانينهم.

اختارهم أيضًا بسبب التنوع الكبير الموجود ، أي البازلاء الخضراء ، البازلاء الصفراء ، البودرة الدائرية ، وغيرها.

كان التنوع مهمًا لأنه كان من الضروري معرفة السمات التي يمكن توريثها. وبالتالي ، فإن مصطلح المندلية الميراث ينشأ.

تلخيص 3 قوانين مندل

قانون مندل الأول

ينص قانون مندل الأول أو قانون التوحيد على أنه عند عبور شخصين نقيين (متجانسات الزيجوت المتماثل) ، يكون جميع المتحدرين متساوين (موحدون) في سماتهم.

هذا بسبب هيمنة بعض الشخصيات ، نسخة بسيطة منها تكفي لإخفاء تأثير الشخصية المتنحية. لذلك ، فإن كلا من أحفاد متماثل الزيجوت وغير متماثل الزيجوت سوف يقدم نفس النمط الظاهري (سمة مرئية).

مندل القانون الثاني

ينص قانون مندل الثاني ، الذي يطلق عليه أيضًا قانون الفصل بين الشخصيات ، على أنه خلال تكوين الأمشاج ، يتم فصل الأليلات (العوامل الوراثية) (منفصلة) ، بحيث يحصل النسل على أليل من كل قريب.

عدل هذا المبدأ الجيني الاعتقاد الأولي بأن الوراثة هي عملية "مزيج" فريدة من نوعها ، حيث يظهر النسل سمات وسيطة بين الوالدين.

مندل القانون الثالث

يُعرف قانون مندل الثالث أيضًا باسم قانون الانفصال المستقل. أثناء تكوين الأمشاج ، يتم توارث الشخصيات للسمات المختلفة بشكل مستقل عن بعضها البعض.

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

الشروط المقدمة من مندل

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

مهيمن

عندما استخدم مندل الكلمة المهيمنة في تجاربه ، أشار إلى الشخصية التي ظهرت خارجيا في الفرد ، سواء كان هناك واحد منهم فقط أو إذا كان هناك اثنان منهم.

متنح

مع المتنحية ، يعني مندل أنها شخصية لا تتجلى خارج الفرد ، لأن الشخصية المهيمنة تمنعها. لذلك ، لكي يسود ، سيكون من الضروري للفرد أن يكون له حرفان متنحيان.

هجين

استخدم مندل الكلمة الهجينة للإشارة إلى نتيجة التقاطع بين كائنين مختلفين من الأنواع المختلفة أو الخصائص المختلفة.

وبالمثل ، كان هو الذي أنشأ استخدام الحرف الكبير للأليلات السائدة والحالة الصغيرة للأليلات المتنحية.

بعد ذلك ، أكمل باحثون آخرون عملهم واستخدموا بقية المصطلحات المستخدمة اليوم: الجين ، الأليل ، النمط الظاهري ، متماثل الزيجوت ، متغاير الزيجوت.

الميراث المندلية المطبق على البشر

يمكن شرح سمات البشر من خلال الميراث المندلية ، طالما أن الخلفية العائلية معروفة.

من الضروري معرفة الخلفية العائلية ، حيث يمكنك معهم جمع المعلومات اللازمة حول سمة معينة.

للقيام بذلك ، يتم إنشاء شجرة الأنساب حيث يتم وصف كل سمة من سمات أفراد الأسرة ، وبالتالي يمكن تحديد من الذي ورثهم منها.

مثال على الميراث في القطط

في هذا المثال ، يشار إلى لون الغلاف بـ B (بني ، مهيمن) أو ob (أبيض) ، بينما يشار إلى طول الذيل بـ S (قصير ، مهيمن) أو طويل (طويل).

عندما يكون الوالدان متجانسين لكل سمة (SSbb و ssBB) ، فإن أطفالهما في الجيل الأول من F1 متغاير الزيجوت في كل من الأليلات ويظهران فقط النمط الظاهري السائد (SsbB).

إذا تزاوج النسل مع بعضهما البعض ، في الجيل الثاني من F2 ، يتم إنتاج جميع مجموعات من لون الفراء وطول الذيل: 9 من بني / قصير (مربعات أرجوانية) ، 3 منها بيضاء / قصيرة (مربعات وردية) ، 3 أسمر / طويل (الصناديق الزرقاء) و 1 أبيض / طويل (الصندوق الأخضر).

4 أمثلة على الصفات المندلية

- المهق : هي سمة وراثية تتكون من تغيير إنتاج الميلانين (صبغة يمتلكها البشر وتكون مسؤولة عن لون البشرة والشعر والعينين) ، بحيث يكون هناك في كثير من الحالات الغياب التام لذلك. هذه الصفة متنحية.

- فصوص الأذن الحرة : إنها ميزة سائدة.

- فصوص الأذن متصلة : إنها سمة متنحية.

- شعر أو منقار الأرملة : تشير هذه الميزة إلى الطريقة التي ينتهي بها خط الشعر على الجبهة. في هذه الحالة سوف ينتهي بذروة في الوسط. أولئك الذين يقدمون هذه الميزة لديهم شكل حرف "w" رأسًا على عقب. إنها ميزة مهيمنة.

العوامل التي تغير الفصل المندلي

الوراثة مرتبطة بالجنس

تشير الميراث المرتبط بالجنس إلى الميراث المرتبط بزوج الكروموسومات الجنسية ، أي المورثات التي تحدد جنس الفرد.

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

بعض الأمثلة على الميراث المرتبطة بالجنس هي:

- دالتونية: إنه تغيير جيني يجعل الألوان لا يمكن تمييزها. عادة لا يمكنك التمييز بين الأحمر والأخضر ، لكن ذلك يعتمد على درجة العمى اللوني الذي يقدمه الشخص.

ينتقل العمى اللوني عن طريق الأليل المتنحي المرتبط بالكروموسوم X ، لذلك إذا ورث الرجل كروموسوم إكس الذي يقدم هذا الأليل المتنحي ، فسيكون لونًا أعمى.

بينما تقدم النساء هذا التغيير الوراثي ، فمن الضروري أن تمتلك كروموسومات X المتغيرة. وهذا هو السبب في أن عدد النساء المصابات بعمى الألوان أقل من عدد الرجال.

- الهيموفيليا : مرض وراثي يرتبط ، مثل العمى اللوني ، بالكروموسوم X. الهيموفيليا مرض يسبب عدم تخثر دم الناس بشكل صحيح.

لهذا السبب ، إذا تم قطع شخص يعاني من الهيموفيليا ، فإن نزيفه سوف يستمر لفترة أطول من شخص آخر لا يعاني منه. يحدث هذا لأنه لا يوجد لديك ما يكفي من البروتين في دمك للتحكم في النزيف.

- ضمور دوشين العضلي: هو مرض وراثي متنحي مرتبط بالكروموسوم إكس ، وهو مرض عصبي عضلي ، يتميز بوجود ضعف عضلي كبير ، يتطور في مرض معمم وتقدمي

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

فرط الشعر الدهني هو نمو الشعر الزائد ، بحيث يعاني من يعاني من أجزاء من جسمك تكون شديدة الشعر. ويسمى هذا المرض أيضًا متلازمة الذئب ، حيث أن العديد من الأشخاص الذين يعانون منه مغطى بالكامل بالشعر.