بطاقة الدرس:
- عنوانه: المادة الوراثية
- ترتيبه: الأول من الوحدة الأولى «الوراثة والتكاثر».
- مادة: العلوم.
- الصف: الثامن الأساسي.
- الفصل الدراسي: الأول.
- المدارس: الأردنية.
- الهدف: تلخيص/مراجعة وحل أسئلة.
تحتوي الخلية على المادة الوراثية التي تُحدد الصفات الوراثية التي تنتقل من جيل إلى جيل.
سؤال: ما هي الكروموسومات؟
ج: هي المادة الوراثية في خلايا الكائنات الحية حقيقة النواة بصورة تراكيب دقيقة.
سؤال: مما تتكون الكروموسومات؟
الإجابة:
- من مركب كيميائي معقد يسمى الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأكسجين والذي يسمى (DNA).
- بروتين يسمى هستون.
تختلف أعداد الكروموسومات باختلاف أنواع الكائنات الحية.
سؤال: كم عدد الكروموسومات في جسم الإنسان؟
ج: 46 كروموسوم.
سؤال: ما هي وظيفة الحمض النووي الرايبوزي “DNA“؟
الإجابة:
- يتحكم في أنشطة الخلية.
- يُخزّن المعلومات الوراثية التي تنتقل من الآباء إلى الأبناء فيها.
سؤال: كيف يظهر (DNA) ما هو شكل (DNA)؟
ج: على شكل سلسلتين حلزونيتين ملتفتين تحويان تراكيب تسمى الجينات، وتمثل أجزاء محددة من الكروموسوم.
سؤال: بماذا تتحكم الجينات؟
ج: في الصفات الوراثية المختلفة؛ ففي الإنسان مثلا توجد جينات لصفة لون العينين، وطول الجسم وغيرهما.
تعد الجينات المسؤول الرئيس عن اختلاف الصفات بين أفراد النوع الواحد على الرغم من تساوي عدد الكروموسومات في كل منها.
سؤال: ما هي النيوكليوتيدات؟
ج: هي الوحدات البنائية في جزيء DNA.
سؤال: مم تتكون النيوكليوتيدات؟
ج: من جزيء سكر خماسي الكربون منقوص الأكسجين، وقاعدة نيتروجينية واحدة ومجموعة فوسفات.
سؤال: بماذا تختلف النيوكليوتيدات بعضها عن بعض في جزيء DNA الواحد؟
الإجابة:
باختلاف نوع القاعدة النيتروجينية الموجودة فيها، وهي أربعة أنواع:
- السايتوسين C.
- الأدينين A.
- الغوانين G.
- الثاينين T.
يرتبط بعضها ببعض بروابط تسمى الروابط الهيدروجينية.
مثلا ترتبط القاعدتان A و T بعضهما ببعض برابطتين هيدروجينيتين، في حين ترتبط القاعدتان G و C بثلاث روابط هيدروجينية.
سؤال: متى تحدث عملية تضاعف DNA؟
ج: في الخلايا الحية قبل حدوث الانقسام الخلوي لإنتاج جزيئي DNA مطابقين لجزيء DNA الأصلي، وبذا تتضاعف الكروموسومات.
سؤال: إلى ماذا توصل العالمان جيمس واطسون وفرانسيس كريك من خلال النموذج الذي اقترحاه لجزيء DNA؟
ج: إلى أن كل سلسة فيه تحوي قواعد نيتروجينية متممة للقواعد النيتروجيتية الموجودة في السلسلة المقابلة، وهذا يعني أن تتابع النيوكليوتيدات في سلسلة معينة يساعد على بناء السلسلة المقابلة المتممة لها.
سؤال: ما هي مراحل تضاعف المادة الوراثية DNA؟
الإجابة:
- انفصال سلسلتي DNA بعضهما عن بعض نتيجة تكسر الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية في النيوكليوتيدات.
- تكوين سلسلة متممة لكل سلسلة أصلية اعتمادا على تتابع النيوكليوتيدات.
- تكوين روابط هيدروجينية جديدة بين القواعد النيتروجينية وإنتاج جزيء DNA يتكون كل منهما من سلسلتين: إحداهما أصلية والأخرى جديدة.
سؤال: كيف يكون DNA بعد عملية التضاعف؟
ج: يمكن ملاحظة تضاعف DNA في الخلية عن طريق متابعة ما يحدث للكروموسومات خلال هذه العملية؛ إذ يتكون الكروموسوم بعد تضاعفه من كروماتيدين يرتبطان معا بقطعة مركزية.
سؤال: ما هي عملية الانقسام الخلوي؟
ج: هي العملية التي يتم من خلالها إنتاج خلايا جديدة من أخرى من النوع نفسه، وتسبق هذه العملية بعملية تضاعف للمادة الوراثية.
سؤال: ماذا ينتج عن انقسام خلية حية انقسام متساويًا؟
ج: خليتان جديدتان متماثلتان تحوي كل منهما العدد نفسه من الكروموسومات الموجودة في الخلية الأصلية، ويُعبر عن عدد الكروموسومات فيها بـ (2n) أي ثنائية المجموعة الكروموسومية.
سؤال: أين يحدث الانقسام المتساوي؟
ج: في خلايا الكائنات الحية عديدة الخلايا، بهدف نموها أو تعويض ما يتلف منها؛ ففي الانسان مثلا، يحدث الانقسام المتساوي في خلاياه الجسمية مثل خلايا الجلد في حالات الجروح والحروق لتعويض الخلايا التالفة.
سؤال: ماذا تتوقع أن يحدث لخلية حقنت بمادة كيميائية تمنع تكوين الروابط الهيدروجينية في جزيء DNA؟
ج: لن تتم عملية التضاعف، ولن يتم ارتباط السلسلة الأصلية بالقواعد النيتروجينية التي تكون السلسلة المتممة.
سؤال: ما هي مراحل الانقسام المتساوي؟
الإجابة:
- الطور التمهيدي: تستعد فيه الخلية للانقسام، وتظهر الكروموسات بوضوح.
- الطور الاستوائي: تصطف الكروموسومات في منتصف الخلية.
- الطور الانفصالي: تنفصل الكروماتيدات بعضها عن بعض باتجاه أقطاب الخلية.
- الطور النهائي: ينقسم السيتوبلازم وتنتج خليتان جديدتان.
سؤال: أين يحدث الانقسام المنصف؟
ج: في الكائنات الحية حقيقية النواة.
سؤال: ماذا ينتج عن انقسام خلية حية انقسام منصف؟
ج: ينتج أربع خلايا تحوي كل منها نصف عدد الكروموسومات الموجود في الخلية الأصلية، ويُعبر عنها بـ (1n) أي أحادية المجموعة الكروموسومية.
سؤال: ما هي الجاميتات (الخلايا الجنسية)؟
ج: هي الخلايا الناتجة من الانقسام المنصف، وهي مهمة لعملية التكاثر.
سؤال: ما هي أطوار الانقسام المنصف؟
الإجابة:
- التمهيدي.
- الاستوائي.
- الانفصالي.
- النهائي.
سؤال: ماذا ينتج من الانقسام المنصف؟
ج: أربع خلايا يسمى كل منها جاميت، ويحتوي على نصف عدد كروموسومات الخلية الأصلية.
تنقسم الخلايا بدائية النواة أيضا بعد حدوث تضاعف للمادة الوراثية، وتنتهي بإنتاج خليتين جديديتن متماثلتين، وتسمى هذه العملية الانشطار الثنائي في البكتيريا.
تنبيه: تمكن العلماء من دراسة مكونات DNA مستفيدين من تطور التقنيات المخبرية المختلفة؛ إذ توصل مجموعة منهم إلى اكتشاف التسلسل الكامل للنيوكليوتيدات في كل كروموسوم كروموسومات الخلايا البشرية ضمن مشروع علمي دولي ضخم عرف بمشروع الجينوم البشري.
سؤال: ما هي أهمية مشروع الجينوم البشري؟
ج: أكثر الإجازات العلمية أهمية للإنسان؛ إذ تمكن الباحثون من تحديد ترتيب القواعد النيتروجينية جميعها في الحمض النووي للجينوم البشري، وعمل خرائط توضح مواقع الجينات في الكروموسومات جميعها، وهذا ما أسهم في تتبع الاختلالات الوراثية تمهيدًا لمعالجتها.
إجابات أسئلة الدرس ص 18
1– أقارن بين الانقسام المتساوي والانقسام المنصف من حيث: عدد الخلايا الناتجة، وعدد الكروموسومات في الخلايا الناتجة مقارنة بعددها في الخلية الأصلية.
| من حيث | الانقسام المتساوي | الانقسام المنصف |
| عدد الخلايا الناتجة | 2 | 4 |
| عدد الكروموسومات في الخلايا الناتجة مقارنة بعددها في الخلية الأصلية | نفس العدد في الخلية الأصلية | نصف العدد الموجود في الخلية الأصلية |
2– أطرح سؤالاً إجابته الجين.
ج: من هو المتحكم في الصفات الوراثية المختلفة لدى الإنسان؟
3– أنشئ مخططا سهميًا يوضح تسلسل تركيب المادة الوراثية مستخدمًا المصطلحات الآتية: نيوكليوتيد، كروموسوم، جين.
ج: كروموسوم ⇐ الجين ⇐ نيوكليوتيد.
4– أستنتج أهمية تضاعف DNA قبل الانقسام الخلوي.
ج: الحفاظ على ثبات عدد الكروموسومات (كمية المادة الوراثية) عبر الأجيال.
5– أفسر تعوض الخلايا التالفة عن طريق الانقسام المتساوي؟
ج: لأن الانقسام المتساوي ينتج عنه خليتان جديدتان متماثلتان ومماثلتان للخلية الأصلية لذلك يمكن تعويض الخلايا التالفة من خلاله.
6– التفكير الناقد: يحتوي كل جاميت من الجاميتات الناتجة من الانقسام المنصف على نصف عدد الكروموسومات الموجود في الخلية الأصلية، فما أهمية ذلك؟
ج: للجاميتات دور مهم في عملية التكاثر، حيث تندمج نواة جاميت ذكري مع نواة جاميت أنثوي لانتاج بويضة مخصبة تنقسم انقسامات متساوية متكررة لتكون فردًا جديدًا، ويلزم أن تحوي الجاميتات نصف عدد الكروموسومات في الخلية الأصلية من أجل أن يشكل اندماج الأنوية عند التكاثر خلية تحوي نفس العدد الأصلي من الكروموسومات للخلايا الجسمية لهذا النوع من الكائنات الحية.