Skip to main content
Global

8.2: قوانين الميراث

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    191358

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    تم التعبير عن كل من الخصائص السبع التي قام Mendel بتقييمها في نباتات البازلاء الخاصة به كواحدة من نسختين أو سمات. استنتج مندل من نتائجه أن كل فرد لديه نسختين منفصلتين من الخاصية التي يتم تمريرها بشكل فردي إلى النسل. نسمي الآن هاتين النسختين الجينات، التي يتم حملها على الكروموسومات. سبب حصولنا على نسختين من كل جين هو أننا نرث واحدة من كل والد. في الواقع، إنها الكروموسومات التي نرثها وتوجد نسختان من كل جين على كروموسومات مزدوجة. تذكر أنه في الانقسام الاختزالي يتم فصل هذه الكروموسومات إلى أمشاج أحادية الصبغية. هذا الفصل أو الفصل بين الكروموسومات المتماثلة يعني أيضًا أنه يتم نقل نسخة واحدة فقط من الجين إلى المشيج. يتشكل النسل عندما يتحد هذا المشيج مع واحد من والد آخر ويتم استعادة نسختين من كل جين (وكروموسوم).

    في الحالات التي يتحكم فيها جين واحد في خاصية واحدة، يحتوي الكائن الحي ثنائي الصبغيات على نسختين جينيتين قد تشفر أو لا تشفر نفس النسخة من تلك الخاصية. على سبيل المثال، قد يحمل فرد واحد جينًا يحدد لون الزهرة البيضاء والجين الذي يحدد لون الزهرة البنفسجية. تسمى المتغيرات الجينية التي تنشأ عن طريق الطفرة وتوجد في نفس المواقع النسبية على الكروموسومات المتماثلة الأليلات. قام مندل بفحص وراثة الجينات بشكلين فقط من الأليل، ولكن من الشائع أن يواجه أكثر من أليلين لأي جين معين في مجموعة طبيعية.

    الأنماط الظاهرية والأنماط الجينية

    يتم التعبير عن أليلين لجين معين في كائن ثنائي الصبغيات والتفاعل لإنتاج خصائص فيزيائية. يشار إلى الصفات التي يمكن ملاحظتها التي يعبر عنها الكائن الحي بالنمط الظاهري. يُطلق على التركيب الجيني الكامن للكائن الحي، والذي يتكون من كل من الأليلات المرئية جسديًا والأليلات غير المعبر عنها، النمط الجيني. تُظهر تجارب التهجين التي أجراها مندل الفرق بين النمط الظاهري والنمط الجيني. على سبيل المثال، ترتبط الأنماط الظاهرية التي لاحظها مندل في صلباته بين نباتات البازلاء ذات الصفات المختلفة بالأنماط الجينية ثنائية الصبغيات للنباتات في أجيال P و F 1 و F 2. سنستخدم السمة الثانية التي فحصها مندل، وهي لون البذور، كمثال. يخضع لون البذور لجين واحد يحتوي على أليلين. أليل البذور الصفراء هو السائد وأليل البذور الخضراء متنحي. عندما تم تخصيب نباتات التكاثر الحقيقية بشكل متبادل، حيث كان لدى أحد الوالدين بذور صفراء والآخر بذور خضراء، كانت جميع ذرية F 1 الهجينة تحتوي على بذور صفراء. أي أن النسل الهجين كان مطابقًا ظاهريًا للأب الحقيقي المتكاثر بالبذور الصفراء. ومع ذلك، نعلم أن الأليل الذي تبرع به الوالد بالبذور الخضراء لم يُفقد ببساطة لأنه ظهر مرة أخرى في بعض نسل F 2 (الشكل\(\PageIndex{1}\)). لذلك، يجب أن تكون نباتات F 1 مختلفة وراثيًا عن النباتات الأم ذات البذور الصفراء.

    كانت كل نباتات P التي استخدمها Mendel في تجاربه متجانسة بالنسبة للسمة التي كان يدرسها. تحتوي الكائنات ثنائية الصبغيات المتجانسة في الجين على أليلين متطابقين، أحدهما على كل كروموسوماتها المتماثلة. غالبًا ما تتم كتابة النمط الجيني كـ YY أو yy، حيث يمثل كل حرف أحد الأليلين في النمط الجيني. يتم كتابة الأليل السائد بالأحرف الكبيرة والأليل المتنحي هو الأحرف الصغيرة. عادة ما يرتبط الحرف المستخدم للجين (لون البذور في هذه الحالة) بالسمة السائدة (الأليل الأصفر، في هذه الحالة، أو «Y»). لطالما كانت نباتات البازلاء الأبوية من Mendel حقيقية لأن كلا من الأمشاج المنتجة كانت تحمل نفس الأليل. عندما تم تخصيب نباتات P ذات الصفات المتباينة، كانت جميع النسل غير متجانسة بسبب السمة المتناقضة، مما يعني أن النمط الجيني يحتوي على أليلات مختلفة للجين الذي يتم فحصه. على سبيل المثال، كانت النباتات الصفراء F 1 التي تلقت أليل Y من أبيلها الأصفر وأليل y من والدها الأخضر تحمل النمط الجيني Yy.

    رسم مكون من عمودين، الأول بعنوان «النمط الظاهري» والثاني بعنوان «النمط الجيني». في عمود النمط الظاهري، يتم تخصيب نبات البازلاء الأصفر بنبات البازلاء الأخضر. الجيل الأول من النسل هو نباتات البازلاء الصفراء بنسبة 100 في المائة. بعد الإخصاب الذاتي لنسل البازلاء الصفراء، فإن 75 بالمائة من نسل الجيل الثاني لديهم بازلاء صفراء و 25 بالمائة لديهم بازلاء خضراء. يُظهر عمود النمط الجيني نسل الجيل الأول بنسبة 100 بالمائة من Yy، والجيل الثاني بنسبة 25 بالمائة YY و 50 بالمائة Yy و 25 بالمائة Yy.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): الأنماط الظاهرية هي التعبيرات المادية للسمات التي تنتقل عن طريق الأليلات. تمثل الأحرف الكبيرة الأليلات السائدة وتمثل الأحرف الصغيرة الأليلات المتنحية. النسب المظهرية هي نسب الخصائص المرئية. النسب الجينية هي نسب التوليفات الجينية في النسل، ولا يمكن تمييزها دائمًا في الأنماط الظاهرية.

    قانون الهيمنة

    تقودنا مناقشتنا للكائنات الحية المتجانسة وغير المتجانسة إلى سبب تطابق نسل F 1 غير المتجانس مع أحد الوالدين، بدلاً من التعبير عن كلا الأليلين. في جميع خصائص نبات البازلاء السبع، كان أحد الأليلين المتناقضين هو السائد والآخر متنحًا. أطلق مندل على الأليل المهيمن اسم عامل الوحدة المعبر عنه؛ وتمت الإشارة إلى الأليل المتنحي باسم عامل الوحدة الكامنة. نحن نعلم الآن أن ما يسمى بعوامل الوحدة هي في الواقع جينات على الكروموسومات المتماثلة. بالنسبة للجين الذي يتم التعبير عنه بنمط مهيمن ومتنحي، ستبدو الكائنات الحية المتجانسة المهيمنة وغير المتجانسة متطابقة (أي أنها ستكون لها أنماط وراثية مختلفة ولكن نفس النمط الظاهري)، ولن يتم ملاحظة الأليل المتنحي إلا في الأفراد المتنحيين متجانسين الزيجوت (الجدول\(\PageIndex{1}\)).

    الجدول\(\PageIndex{1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية سائدة متنحية.
      متماثل الزيجوت الزيجوت غير المتجانس متماثل الزيجوت
    \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة.» style= text-align:sustify; ">النمط الجيني \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة. «متماثل» style= «text-align:descuty;" > YY \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة. نمط «غير متجانس» = «text-align:descuty;" > Yy \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة. «متماثل» style= «text-align:descuty;" > yy
    \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة.» style= text-align:sustify; ">النمط الظاهري \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة. نمط متماثل = = «text-align:descuty;" >أصفر \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة. نمط «غير متجانس» = = «text-align:descuty;" >أصفر \ (\ pageIndex {1}\): التطابق بين النمط الجيني والنمط الظاهري لخاصية متنحية مهيمنة. نمط متماثل = = «text-align:descuty;" >green

    ينص قانون مندل للهيمنة على أنه في الزيجوت غير المتجانس، ستخفي إحدى السمات وجود سمة أخرى لنفس الخاصية. على سبيل المثال، عند تهجين نباتات أزهار البنفسج الحقيقية المتكاثرة مع نباتات بيضاء مزهرة حقيقية التكاثر، كانت جميع النسل مزهرة باللون البنفسجي، على الرغم من احتوائها جميعًا على أليل واحد للبنفسج وأليل واحد للأبيض. بدلاً من أن يساهم كلا الأليلين في النمط الظاهري، سيتم التعبير عن الأليل السائد حصريًا. سيظل الأليل المتنحي كامنًا، ولكنه سينتقل إلى النسل بنفس الطريقة التي ينتقل بها الأليل السائد. لن يتم التعبير عن السمة المتنحية إلا من خلال النسل الذي يحتوي على نسختين من هذا الأليل (الشكل\(\PageIndex{2}\))، وسوف تتكاثر هذه النسل بشكل حقيقي عند التزاوج الذاتي.

    تظهر الصورة أمًا لديها طفل ألبينو.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): أليل المهق، الذي يتم التعبير عنه هنا في البشر، متنحي. حمل كلا والدي هذا الطفل الأليل المتنحي.

    صليب مونوهايبرد وساحة بونيت

    عندما يحدث الإخصاب بين أبوين حقيقيين يتكاثران ويختلفان في الخاصية التي تتم دراستها فقط، تُسمى العملية بالصليب أحادي الهجين، ويطلق على النسل الناتج اسم أحادي الهجين. أجرى مندل سبعة أنواع من التقاطعات أحادية الهجين، كل منها يتضمن سمات متباينة لخصائص مختلفة. من بين هذه الصلبان، كان لكل نسل F 1 النمط الظاهري لأحد الوالدين، وكان لدى نسل F 2 نسبة ظاهرية 3:1. على أساس هذه النتائج، افترض مندل أن كل والد في الصليب أحادي الهجين ساهم بواحد من عاملي الوحدة المزدوجة لكل نسل، وأن كل مزيج ممكن من عوامل الوحدة كان مرجحًا بنفس القدر.

    يمكن تفسير نتائج بحث مندل من حيث الاحتمالات، وهي مقاييس رياضية للاحتمالية. يتم حساب احتمالية الحدث من خلال عدد مرات وقوع الحدث مقسومًا على إجمالي عدد الفرص لحدوث الحدث. يشير احتمال واحد (100 بالمائة) لبعض الأحداث إلى أنه من المؤكد حدوثه، بينما يشير احتمال حدوث صفر (0 بالمائة) إلى أنه من المؤكد عدم حدوثه، واحتمال 0.5 (50 بالمائة) يعني أن احتمال حدوثه أو عدم حدوثه متساوٍ.

    لإثبات ذلك باستخدام صليب أحادي الهجين، ضع في اعتبارك حالة نباتات البازلاء الحقيقية ذات البذور الصفراء مقابل البذور الخضراء. لون البذور السائد هو الأصفر؛ لذلك، كانت الأنماط الجينية الأبوية هي YY للنباتات ذات البذور الصفراء و yy للنباتات ذات البذور الخضراء. يُعد مربع بونيت، الذي ابتكره عالم الوراثة البريطاني ريجينالد بونيت، مفيدًا في تحديد الاحتمالات لأنه مرسوم للتنبؤ بجميع النتائج المحتملة لجميع أحداث الإخصاب العشوائي المحتملة وتردداتها المتوقعة. \(\PageIndex{5}\)يوضِّح الشكل مربع بونيت للتقاطع بين نبتة تحتوي على البازلاء الصفراء ونبتة بالبازلاء الخضراء. لإعداد مربع Punnett، يتم سرد جميع التركيبات الممكنة للأليلات الأبوية (الأنماط الجينية للالأمشاج) على طول الجزء العلوي (لأحد الوالدين) والجانب (للوالد الآخر) من الشبكة. ثم يتم عمل تركيبات أمشاج البويضات والحيوانات المنوية في الصناديق الموجودة في الجدول والتي يتم على أساسها دمج الأليلات. ثم يمثل كل صندوق النمط الجيني ثنائي الصبغيات للزيجوت أو البويضة المخصبة. نظرًا لأن كل احتمال متساوي الاحتمال، يمكن تحديد النسب الجينية من مربع Punnett. إذا كان نمط الميراث (السائد والمتنحي) معروفًا، فيمكن استنتاج النسب المظهرية أيضًا. بالنسبة للصليب أحادي الهجين لوالدين الحقيقيين، يساهم كل والد بنوع واحد من الأليل. في هذه الحالة، لا يوجد سوى نمط وراثي واحد ممكن في نسل F 1. جميع النسل هم Yy ولديهم بذور صفراء.

    عندما يتم تهجين ذرية F 1 مع بعضها البعض، يكون لكل منها احتمال متساوٍ للمساهمة إما بـ Y أو y في نسل F 2. والنتيجة هي احتمال 1 من كل 4 (25 في المائة) أن يساهم كلا الوالدين بـ Y، مما يؤدي إلى نسل ذي نمط ظاهري أصفر؛ واحتمال 25 في المائة لمساهمة الوالد A بـ Y والوالد B a y، مما يؤدي إلى نسل بنمط ظاهري أصفر؛ و 25 في المائة احتمال مساهمة الوالد أ بـ y والوالد B a Y، مما يؤدي أيضًا إلى النمط الظاهري الأصفر؛ واحتمال (25 بالمائة) مساهمة كلا الوالدين بـ y، مما يؤدي إلى النمط الظاهري الأخضر. عند حساب جميع النتائج الأربعة المحتملة، هناك احتمال 3 في 4 أن يكون لدى النسل النمط الظاهري الأصفر واحتمال 1 في 4 أن يكون لدى النسل النمط الظاهري الأخضر. وهذا يفسر سبب ظهور نتائج جيل F 2 من Mendel بنسبة النمط الظاهري 3:1. باستخدام أعداد كبيرة من التقاطعات، تمكن مندل من حساب الاحتمالات، ووجد أنها تناسب نموذج الوراثة، واستخدمها للتنبؤ بنتائج التقاطعات الأخرى.

    قانون الفصل

    لاحظ مندل أن نباتات البازلاء ذات التكاثر الحقيقي ذات الصفات المتناقضة أدت إلى ظهور أجيال F 1 التي عبرت جميعها عن السمة السائدة وأجيال F 2 التي عبرت عن السمات السائدة والمتنحية بنسبة 3:1، اقترح Mendel قانون الفصل. ينص هذا القانون على أن عوامل الوحدة المزدوجة (الجينات) يجب أن تنفصل بالتساوي في الأمشاج بحيث يكون لدى النسل احتمال متساوٍ لوراثة أي عامل. بالنسبة للجيل F 2 من الصليب أحادي الهجين، ينتج عن التوليفات الثلاثة الممكنة التالية من الأنماط الجينية: متماثل الزيجوت السائد أو غير المتجانس أو متنحي متماثل الزيجوت. نظرًا لأن الزيجوت غير المتجانسة يمكن أن تنشأ من مسارين مختلفين (تلقي أليل مهيمن وآخر متنحي من أي من الوالدين)، ولأن الزيجوت غير المتجانسة والأفراد المهيمنين متماثلين متماثلون ظاهريًا، فإن القانون يدعم نسبة النمط الظاهري التي لاحظها مندل 3:1. الفصل المتساوي للأليلات هو السبب في أننا نستطيع تطبيق مربع Punnett للتنبؤ بدقة بنسل الآباء ذوي الأنماط الجينية المعروفة. الأساس المادي لقانون مندل للفصل هو القسم الأول من الانقسام الاختزالي حيث يتم فصل الكروموسومات المتماثلة بإصداراتها المختلفة من كل جين إلى نوى ابنة. لم يتم فهم هذه العملية من قبل المجتمع العلمي خلال حياة مندل (الشكل\(\PageIndex{3}\)).

    تصطف أزواج متجانسة من الكروموسومات عند لوحة الميتاتاز خلال المرحلة الوصفية الأولى من الانقسام الاختزالي. يتم فصل الكروموسومات المتماثلة بإصداراتها المختلفة من كل جين إلى نوى ابنة.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): يظهر القسم الأول في الانقسام الاختزالي.

    تيست كروس

    بالإضافة إلى توقع نسل الصليب بين أبوين معروفين متجانسين أو متغايرين، طور مندل أيضًا طريقة لتحديد ما إذا كان الكائن الحي الذي يعبر عن سمة سائدة هو الزيجوت غير المتجانس أو الزيجوت المتماثل. لا تزال هذه التقنية، التي تسمى صليب الاختبار، مستخدمة من قبل مربي النباتات والحيوانات. في اختبار الصليب، يتم تهجين الكائن الحي الذي يعبر عن الكائن الحي المهيمن مع كائن حي متماثل الزيجوت لنفس الخاصية. إذا كان الكائن الحي المسيطر هو الزيجوت المتماثل، فسيكون كل نسل F 1 عبارة عن زيجوت غير متجانسة تعبر عن السمة السائدة (الشكل\(\PageIndex{4}\)). بدلاً من ذلك، إذا كان الكائن الحي المسيطر هو الزيجوت غير المتجانس، فسوف يُظهر نسل F 1 نسبة 1:1 من الزيجوت غير المتجانسة والزيجوت المتنحية (الشكل\(\PageIndex{4}\)). يؤكد تقاطع الاختبار أيضًا على افتراض مندل بأن أزواج عوامل الوحدة تنفصل بالتساوي.

    في اختبار الصليب، يتم تهجين أحد الوالدين ذو النمط الظاهري السائد ولكن النمط الجيني غير المعروف مع أحد الوالدين المتنحي. إذا كان الوالد ذو النمط الظاهري غير المعروف هو المسيطر المتماثل، فسيكون لكل النسل الناتج أليل مهيمن واحد على الأقل. إذا كان الوالد ذو النمط الظاهري غير المعروف متغاير الزيجوت، فإن 50 بالمائة من النسل سيرثون أليلًا متنحًا من كلا الوالدين وسيكون لديهم النمط الظاهري المتنحي.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): يمكن إجراء اختبار متقاطع لتحديد ما إذا كان الكائن الحي الذي يعبر عن سمة سائدة هو متماثل الزيجوت أو الزيجوت غير المتجانس.

    آرت كونيكشن

    يُظهر هذا الرسم التوضيحي صليبًا أحادي الهجين. في الجيل P، يمتلك أحد الوالدين النمط الظاهري الأصفر السائد والنمط الجيني YY، والوالد الآخر لديه النمط الظاهري الأخضر المتنحي والنمط الجيني yy. ينتج كل والد نوعًا واحدًا من الأمشاج، مما ينتج عنه جيل F_ {1} مع النمط الظاهري الأصفر السائد والنمط الجيني Yy. ينتج عن التلقيح الذاتي لجيل F_ {1} جيل F_ {2} بنسبة 3 إلى 1 من البازلاء الصفراء إلى الخضراء. يحتوي واحد من كل ثلاثة من نباتات البازلاء الصفراء على نمط وراثي سائد من YY، ويحتوي 2 من أصل 3 على النمط الجيني غير المتجانس Yy. يحتوي النبات المتنحي المتماثل على النمط الظاهري الأخضر والنمط الجيني y.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): يُظهر مربع Punnett هذا التقاطع بين النباتات ذات البذور الصفراء والبذور الخضراء. ينتج عن التقاطع بين نباتات P الحقيقية المتكاثرة زيجوت F 1 غير المتجانسة التي يمكن تخصيبها ذاتيًا. يمكن تحليل التقاطع الذاتي لجيل F 1 باستخدام مربع Punnett للتنبؤ بالأنماط الجينية لجيل F 2. بالنظر إلى نمط الوراثة السائد - المتنحي، يمكن بعد ذلك تحديد النسب الجينية والمظهرية.

    في نباتات البازلاء، تسود البازلاء المستديرة (R) على البازلاء المجعدة (r). تقوم بإجراء اختبار التقاطع بين نبات البازلاء مع البازلاء المجعدة (النمط الجيني rr) ونبات من النمط الجيني غير المعروف الذي يحتوي على البازلاء المستديرة. ينتهي بك الأمر بثلاثة نباتات، تحتوي جميعها على بازلاء مستديرة. من هذه البيانات، هل يمكنك معرفة ما إذا كان النبات الأم هو أحادي الزيجوت أو مهيمن أو متغاير الزيجوت؟

    قانون التشكيلة المستقلة

    ينص قانون مندل للتشكيلة المستقلة على أن الجينات لا تؤثر على بعضها البعض فيما يتعلق بفرز الأليلات إلى الأمشاج، ومن المرجح أن يحدث كل مزيج ممكن من الأليلات لكل جين بنفس القدر. يمكن توضيح تشكيلة مستقلة من الجينات من خلال الصليب ثنائي الهجين، وهو عبارة عن تقاطع بين أبوين يتكاثران حقيقيان يعبران عن سمات مختلفة لخاصيتين. ضع في اعتبارك خصائص لون البذور وملمس البذور لنباتين من البازلاء، أحدهما يحتوي على بذور خضراء مجعدة (rryy) والآخر يحتوي على بذور مستديرة صفراء (RRYY). نظرًا لأن كل من الوالدين متماثل الزيجوت، فإن قانون الفصل يشير إلى أن الأمشاج الخاصة بالنباتات الخضراء المجعدة كلها جافة، والأمشاج الخاصة بالنبات الأصفر المستدير كلها جافة. لذلك، فإن جيل F 1 من النسل جميعًا هم RyY (الشكل\(\PageIndex{6}\)).

    آرت كونيكشن

    يُظهر هذا الرسم التوضيحي تقاطعًا هجينًا بين نباتات البازلاء. في الجيل P، يتم تهجين النبات الذي يحتوي على النمط الظاهري السائد المتجانس للبازلاء الصفراء المستديرة بنبات يحمل النمط الظاهري المتنحي المتماثل للبازلاء الخضراء المجعدة. يحتوي نسل F_ {1} الناتج على نمط وراثي غير متجانس وبازلاء صفراء مستديرة. يؤدي التلقيح الذاتي لجيل F_ {1} إلى نسل F_ {2} بنسبة نمطية تبلغ 9:3:3:1 للبازلاء الخضراء المستديرة، والمستديرة، والمجعدة، والأصفر، والمجعد، والمجعد، على التوالي.
    الشكل\(\PageIndex{6}\): يتضمن التقاطع ثنائي الهجين في نباتات البازلاء جينات لون البذور وملمسها. ينتج الصليب P ذرية F 1 التي تكون جميعها غير متجانسة لكلتا الخاصيتين. يتم الحصول على النسبة المظهرية الناتجة 9:3:3:1 F 2 باستخدام مربع Punnett.

    في نباتات البازلاء، تهيمن الأزهار الأرجوانية (P) على اللون الأبيض (p)، وتهيمن البازلاء الصفراء (Y) على اللون الأخضر (y). ما هي الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية المحتملة للتقاطع بين نباتات البازلاء PpYy و PpYy؟ ما عدد المربعات التي ستحتاجها لإكمال تحليل مربع بونيت لهذا الصليب؟

    يجب أن تحتوي الأمشاج التي ينتجها أفراد F 1 على أليل واحد من كل من الجينين. على سبيل المثال، يمكن أن يحصل المشيج على أليل R لجين شكل البذور وأليل Y أو y لجين لون البذور. لا يمكن الحصول على كل من R و R. يمكن أن يحتوي كل مشيج على أليل واحد فقط لكل جين. ينص قانون التشكيلة المستقلة على أن المشيج الذي يتم فرز الأليل فيه من المحتمل أيضًا أن يحتوي على أليل Y أو a y. وبالتالي، هناك أربعة أنواع من الأمشاج ذات الاحتمالية المتساوية يمكن تشكيلها عندما يتم تهجين زيجوت RyY المتغاير ذاتيًا، على النحو التالي: RY و Ry و Ry و ry. يمنحنا ترتيب هذه الأمشاج على طول الجزء العلوي واليسار من مربع بونيت 4 × 4 (الشكل\(\PageIndex{6}\)) 16 تركيبة جينية متساوية الاحتمال. من هذه الأنماط الجينية، نجد النسبة المظهرية لـ 9 دائري - أصفر: 3 دائري - أخضر: 3 متجعد - أصفر: 1 متجعد - أخضر (الشكل\(\PageIndex{6}\)). هذه هي نسب النسل التي نتوقعها، بافتراض أننا أجرينا عمليات التهجين بحجم عينة كبير بما يكفي.

    يكمن الأساس المادي لقانون التشكيلة المستقلة أيضًا في الانقسام الاختزالي الأول، حيث تصطف الأزواج المتماثلة المختلفة في اتجاهات عشوائية. يمكن أن يحتوي كل مشيج على أي مزيج من الكروموسومات الأبوية والأمومية (وبالتالي الجينات الموجودة عليها) لأن اتجاه الرباعيات على مستوى الميتافيز عشوائي (الشكل\(\PageIndex{7}\)).

    تصطف أزواج متجانسة من الكروموسومات عند لوحة الميتاتاز خلال المرحلة الوصفية الأولى من الانقسام الاختزالي. يتم فصل الكروموسومات المتماثلة، بإصداراتها المختلفة من كل جين، بشكل عشوائي إلى نوى ابنة، مما يؤدي إلى مجموعة متنوعة من الترتيبات الجينية المحتملة.
    الشكل\(\PageIndex{7}\): يمكن أن يؤدي الفصل العشوائي إلى نوى ابنة الذي يحدث أثناء التقسيم الأول في الانقسام الاختزالي إلى مجموعة متنوعة من الترتيبات الجينية المحتملة.

    ملخص القسم

    عندما يتم تجاوز الأفراد الذين يتكاثرون حقًا أو متجانسون ويختلفون في سمة معينة، فإن جميع النسل سيكون متغاير الزيجوت بالنسبة لهذه السمة. إذا كانت الصفات موروثة على أنها مهيمنة ومتنحية، فإن نسل F 1 سيُظهر جميعًا نفس النمط الظاهري مثل متماثل الوالدين للسمة السائدة. إذا تم تهجين هذه النسل المتغاير ذاتيًا، فسيكون من المرجح أيضًا أن يرث نسل F 2 الناتج الأمشاج التي تحمل السمة السائدة أو المتنحية، مما يؤدي إلى ظهور نسل يكون ربعه هو المسيطر متماثل الزيجوت ونصفه متغاير الزيجوت وربعه متنحي متماثل الزيجوت. نظرًا لأن الأفراد المهيمنين وغير المتجانسين متماثلين متماثلون في الشكل الظاهري، فإن السمات المرصودة في نسل F 2 ستظهر نسبة ثلاثة مهيمنة إلى واحدة متنحية.

    افترض مندل أن الجينات (الخصائص) موروثة كأزواج من الأليلات (الصفات) التي تتصرف بنمط مهيمن ومتنحي. تنقسم الأليلات إلى أمشاج بحيث يكون من المرجح بالتساوي أن يتلقى كل مشيج أيًا من الأليلين الموجودين في فرد ثنائي الشكل. بالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيف الجينات في الأمشاج بشكل مستقل عن بعضها البعض. وهذا يعني، بشكل عام، أنه ليس من المرجح أن تنفصل الأليلات إلى مشيج بأليل معين من جين آخر.

    اتصالات فنية

    الشكل\(\PageIndex{5}\): في نباتات البازلاء، تهيمن البازلاء المستديرة (R) على البازلاء المجعدة (r). تقوم بإجراء اختبار التقاطع بين نبات البازلاء مع البازلاء المجعدة (النمط الجيني rr) ونبات من النمط الجيني غير المعروف الذي يحتوي على البازلاء المستديرة. ينتهي بك الأمر بثلاثة نباتات، تحتوي جميعها على بازلاء مستديرة. من هذه البيانات، هل يمكنك معرفة ما إذا كان النبات الأم هو أحادي الزيجوت أو مهيمن أو متغاير الزيجوت؟

    إجابة

    لا يمكنك التأكد مما إذا كان النبات متجانسًا أو غير متجانس لأن مجموعة البيانات صغيرة جدًا: بالصدفة العشوائية، ربما اكتسبت النباتات الثلاثة الجين السائد فقط حتى في حالة وجود الجين المتنحي.

    الشكل\(\PageIndex{6}\): في نباتات البازلاء، تهيمن الأزهار الأرجوانية (P) على اللون الأبيض (p)، وتهيمن البازلاء الصفراء (Y) على اللون الأخضر (y). ما هي الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية المحتملة للتقاطع بين نباتات البازلاء PpYy و PpYy؟ ما عدد المربعات التي ستحتاجها لإكمال تحليل مربع بونيت لهذا الصليب؟

    إجابة

    الأنماط الجينية المحتملة هي PpyY و PpyY و PpyY. سيؤدي النمطين الوراثيين السابقين إلى نباتات ذات أزهار أرجوانية وبازلاء صفراء، في حين أن النمطين الوراثيين الأخيرين سينتج عنهما نباتات ذات أزهار بيضاء مع البازلاء الصفراء، بنسبة 1:1 لكل نمط ظاهري. تحتاج فقط إلى مربع Punnett 2 × 2 (إجمالي أربعة مربعات) لإجراء هذا التحليل لأن اثنين من الأليلات متجانسان.

    مسرد المصطلحات

    أليل
    واحد من نوعين أو أكثر من الجينات التي تحدد سمة معينة للخاصية
    منزوع الهجين
    نتيجة التقاطع بين أبوين يتكاثران حقيقيان يعبران عن سمات مختلفة لخاصيتين
    الطراز العرقى
    التركيب الجيني الأساسي، الذي يتكون من الأليلات المرئية جسديًا وغير المعبر عنها، للكائن الحي
    متغاير الزيجوت
    وجود أليلين مختلفين لجين معين على الكروموسومات المتماثلة
    متماثل الزيجوت
    وجود أليلين متطابقين لجين معين على الكروموسومات المتماثلة
    قانون الهيمنة
    في الزيجوت غير المتجانس، ستخفي إحدى السمات وجود سمة أخرى لنفس الخاصية
    قانون التشكيلة المستقلة
    لا تؤثر الجينات على بعضها البعض فيما يتعلق بفرز الأليلات إلى الأمشاج؛ من المرجح أن يحدث كل مزيج ممكن من الأليلات بنفس القدر
    قانون الفصل
    تنقسم عوامل الوحدة المزدوجة (أي الجينات) بالتساوي إلى الأمشاج بحيث يكون لدى النسل احتمال متساوٍ لوراثة أي مجموعة من العوامل
    أحادي الهجين
    نتيجة التقاطع بين أبوين يتكاثران حقيقيان يعبران عن سمات مختلفة لخاصية واحدة فقط
    النمط الظاهري
    الصفات التي يمكن ملاحظتها التي يعبر عنها الكائن الحي
    ميدان بونيت
    تمثيل مرئي لتقاطع بين شخصين يتم فيه الإشارة إلى الأمشاج الخاصة بكل فرد على طول الجزء العلوي والجانب من الشبكة، على التوالي، ويتم إعادة تجميع الأنماط الجينية الزيجوت المحتملة في كل مربع في الشبكة
     
    اختبار الصليب
    تقاطع بين فرد معبر مهيمن له نمط وراثي غير معروف وفرد متنحي متماثل الزيجوت؛ تشير الأنماط الظاهرية للنسل إلى ما إذا كان الوالد المجهول متغاير الزيجوت أو متماثل الزيجوت بالنسبة للسمة السائدة

    المساهمون والصفات