2010
الثانية بكالوريا ,مسلك علوم الحياة واألرض
علوم الحياة واألرض
مساھمة منا في إثراء الحقل التربوي بدعامات ديداكتيكية ،تم إنجاز ھذا العمل وفق المنھاج الدراسي لمادة علوم الحياة واألرض للسنة الثانية من سلك البكالوريا شعبة العلوم التجريبية )مسلك علوم الحياة واألرض(. و يتضمن :وثائق بيداغوجية )صور ،رسوم تخطيطية ،معطيات ونتائج تجريبية ،رسوم بيانية، خرائط و مقاطع جيولوجية،نصوص علمية،خطاطات تركيبية , (..ھي عبارة عن أنشطة متنوعة تراعي تسلسل الفصول و الوحدات الدراسية للمقرر ،و ترمي مختلف األنشطة إلى مساعدة كل من األستاذ)ة( والتلميذ)ة( على إنجاز المقرر في أحسن الظروف من خالل منھجية تراعي خصوصيات ھذا المسلك التعليمي. وتجدر اإلشارة إلى أن ھذه الوثائق ال يمكنھا أن تعوض المالحظة المباشرة أو المناولة أو التجربة في حالة إمكانية إنجازھا. أملنا أن يساھم ھذا المعين الديداكتيكي في تسھيل بلوغ األھداف المرسومة وفق المنھاج الرسمي الجديد لمادة علوم الحياة و األرض بتحقيق الكفايات المستھدفة ،و إثراء مراجع األستاذ و تدليل الصعاب المرتبطة بتدريس المادة في ھذا المسلك التعليمي . األستاذ :يوسف األندلسي علوم الحياة واألرض أكاديمية مراكش ـ تانسيفت ـ الحوز
Email : alanyouyou@gmail.com
الوحدة األولى اﺳﺘﻬﻼك اﻟﻤﺎدة اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ وﺗﺪﻓﻖ اﻟﻄﺎﻗﺔ مـــدخـــل عـــــام : تنتج النباتات اليخضورية ،المواد العضوية ،من سكريات ،دھنيات ،وبروتيدات ،بواسطة ظاھرة التركيب الضوئي. خالل المرحلة المضاءة من التركيب الضوئي ،يتم تحويل الطاقة الضوئية الملتقطة من طرف خاليا النبات ،إلى طاقة كيميائية على شكل جزيئات ) ATPاألدينوزين ثالثي الفوسفاط ( Adénosine Triphosphateحسب التفاعل التالي :
ATP
طــاقــة ADP + Pi +
خالل المرحلة المظلمة ،تستعمل الطاقة المخزنة في ATPفي تفاعالت تركيب المواد العضوية. تستعمل الخاليا المادة العضوية لتجديد مكوناتھا من جھة ،وللتزود بالطاقة الالزمة لنشاطھا من جھة أخرى .وبما أن شكل الطاقة المستعملة من طرف الخاليا الحية ھو ATPفالبد من استخالص الطاقة الكامنة في المواد العضوية المستھلكة لتصبح على شكل ، ATPيمكن بعد ذلك استعماله في مختلف الظواھر المستلزمة للطاقة ،كالنقل النشيط ،الحركة ،والتركيبات الخلوية. (1ما ھي الظواھر الخلوية التي تمكن من استخالص الطاقة على شكل ATPمن المواد العضوية المستھلكة ؟ (2كيف تستفيد الخلية من ATPالمستخلص ؟ (3كيف توظف المواد العضوية في بناء المادة الحية ؟
الصفحة - 1 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل األول:
ﺗﺤﺮﻳﺮ اﻟﻄﺎﻗﺔ اﻟﻜﺎﻣﻨﺔ ﻓﻲ اﻟﻤﻮاد اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ – Ιالكشف عن أنماط التفاعالت المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية: أ – التنفس ظاھرة خلوية لھدم األغذية: – aتجربة :أنظر الوثيقة 1لوحة .1
الوثيقة :1
اللوحــــــــــة 1
الشكل 1
نعرض محلوال عالقا لخاليا الخميرة ) (10g/lللتھوية بواسطة مضخة لمدة 30 ساعة؛ نضع 5mlمن ھذا المحلول داخل مفاعل حيوى لعدة ) EXAOالشكل (1؛ نتتبع ،بفضل العدة ،تطور تركيز األوكسجين المذاب داخل المفاعل الحيوي ينقل مجس قياس األوكسجين ) (، إشارات كھربائية إلى المرافق البيني )محول( الذي يحولھا إلى معطيات رقمية يعالجھا الحاسوب ويترجمھا إلى مبيان )الشكل( 2؛ في الزمن t1نحقن داخل المفاعل 0.1 ml من محلول الكليكوز بتركيز .5 % صف تطور تركيز األوكسجين في المفاعل الحيوي ،قبل إضافة الكليكوز وبعدھا :ماذا تستنتج ؟
الشكل 2
.
– bتحليل واستنتاج:
قبل إضافة الكليكوز ،تكون نسبة األوكسجين مستقرة. مباشرة بعد إضافة الكليكوز ،تنخفض نسبة األوكسجين في الوسط. نستنتج من ھذه المعطيات أن خاليا الخميرة تستھلك األوكسجين لھدم الكليكوز .نقول ادن أن خاليا الخميرة تتنفس. الصفحة - 2 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – التخمر ظاھرة خلوية أخرى لھدم األغذية: – aالتخمر اللبني.( Fermentation lactique ) : تجربة :أنظر الوثيقة 2لوحة .1 الوثيقة : 2 نأخذ عينة من الحليب الكامل الطري ونفرغھا في بوقال ذي حجم .250 mlنحرص على ملء البوقال إلى أخره لطرد الھواء – للحصول على تفاعل حي ال ھوائي ــ ؛ نضع داخل الحليب مقياس phالذي نربطه بعدة EXAO قصد تتبع تطور حمضية الحليب أثناء عملية التخمر – تحول الكليكوز المكون لالكتوز إلى حمض لبني ،ويتم ذلك دون طرح co2ــ ؛ نترك التحضير لمدة 15يوما في درجة حرارة مالئمة ) ،(40°Cبعد ذلك نتتبع تطور قيمة phبواسطة عدة EXAOفنحصل على النتائج المبينة بالشكل . 3 صف تطور المنحنى واستنتج العالقة بين ھذا التطور وھدم الكليكوز.
اللوحــــــــــة 1
الشكل : 3
Ph ـ ـ 5.8 ـ ـ 5.6 ـ ـ 5.4 ـ ـ 5.2 ـ ـ5 ـ الزمن )(s
800
600
200
400
تحليل واستنتاج :بعد 15يوما في درجة حرارة مالئمة ) ( 40°Cنالحظ انخفاض قيمة ph أي ارتفاع قيمة حمضية الحليب. نستنتج من ھذه المالحظة أنه تم ھدم الكليكوز المكون لالكتوز ،وتحوله إلى حمض لبني Acide ،lactiqueوذالك في غياب األوكسجين .نتكلم ادن عن ظاھرة التخمر اللبني – bالتخمر الكحوليFermentation alcoolique :
تجربة :أنظر الوثيقة 3لوحة .1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة: 3 الشكل : 4البروتوكول التجريبي نضع محلول الكليكوز في قارورة ) ( 5g/l؛ نزرع الخميرة في محلول الكليكوز؛ نضع التحضير في ماء ساخن ) .( 37 °C النتائج : • انخفاض كمية الكليكوز في الوسط. • طرح co2في األنبوب. • ارتفاع طفيف لدرجة الحرارة. • ظھور الكحول في وسط الزرع) .نكشف عن الكحول بواسطة التفاعل المبين في الشكل .(5 انطالقا من ھذه المعطيات التجريبية ،قارن بين التخمر اللبني والتخمر الكحولي. قارن بين مظاھر التنفس ومظاھر التخمر.
تحليل واستنتاج :
التخمر اللبني ھو طريقة لھدم الكليكوز ،حيث ينتج عن ذلك تكون الحمض اللبني دون طرح .CO2 2CH3 – CHOH - COOH الصفحة - 3 - :
C6H12O6 األستاذ :يوسف األندلسي
التخمر الكحولي ھو طريقة لھدم الكليكوز ،حيث ينتج عن ذلك كحول ھو االيتانول )(Ethanol
مع طرح .CO2 C6H12O6
2CH3 – CH2OH + 2CO2
– cخالصة : تستعمل الخاليا الكليكوز كمستقلب طاقي ،ويمكنھا ھدمه بطريقتين مختلفتين حسب ظروف : oالتنفس :في وسط حيھوائي ) Aérobieغني باألوكسجين ( ،يتم الھدم الكلي للكليكوز وتحويله إلى CO2وماء وھي مواد معدنية دون قيمة طاقية. oالتخمر :في وسط حيالھوائي ) Anaérobieغياب األوكسجين ( ،يخضع الكليكوز لھدم غير تام ،وتحويله إلى جزيئات عضوية ال تزال تخزن الطاقة الكيميائية.
– ΙΙانحالل الكليكوز على مستوى الجبلة الشفافة.
Le hyaloplasme
1تعرف البنيات الخلوية المتدخلة في التنفس والتخمر – aتجارب ومالحظات :أنظر الوثيقة 1لوحة .2 اللوحــــــــــة 2
الوثيقة :1تجربة خميرة البيرة فطر مجھري وحيد الخلية يمكن أن يعيش في وسط غني باألكسجين ) وسط حيھوائي( و وسط يفتقر لألكسجين ) وسط حيالھوائي( ـ توضع الخميرة في وسط غني باألكسجين يحتوي على الكليكوز فيالحظ بعد مرور يوم أن عدد الخمائر تضاعف كثيرا مع انخفاض كميتي الكليكوز و األكسجين و ارتفاع كميتي CO2و H2Oفي الوسط و تبين المالحظة المجھرية أن خاليا الخمائر غنية بعضيات خلوية تسمى الميتوكوندريات .الشكل 1 توضع الخميرة في وسط يفتقر لألكسجين يحتوي على الكليكوز فيالحظ بعد مرور يوم أن عدد الخمائر زاد نسبيا مع انخفاض كمية الكليكوز و ارتفاع كمية CO2مع تكون كحول االثانول C2H5OHفي الوسط و تبين المالحظة المجھرية أن خاليا الخمائر تحتوي على ميتوكوندريات قليلة و ضامرة .الشكل 2 انطالقا من ھذه المعطيات التجريبية حدد العالقة بين وجود الميتوكندريات ،ووجود ثنائي األوكسجين في الخلية ،مبينا موقعي كل من التنفس والتخمر داخل الخلية. الشكل 1
الشكل 2
– bتحليل واستنتاج : يتبين من ھذه المعطيات أنه في الظروف الحيھوائية ،أي خالل ظاھرة التنفس ،يتطلب ھدم الكليكوز وجود عضيات خلوية خاصة ھي الميثوكندريات ) ،(Mitochondriesبينما في الظروف الحيالھوائية، أي خالل ظاھرة التخمر ،ال يتطلب ھدم الكليكوز وجود الميثوكندريات. يبتدئ كل من التنفس والتخمر بمرحلة مشتركة تتم داخل الجبلة الشفافة ،وھي انحالل الكليكوز ) .(glycolyseفتستمر تفاعالت التخمر في الجبلة الشفافة ،بينما يتطلب التنفس تدخل الميثوكندريات. الصفحة - 4 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2مراحل انحالل الكليكوز – aتفاعالت انحالل الكليكوز :
اللوحــــــــــة 2
GLUCOSEالكليكوز C6H12O6
6C
ATP
استھالك الطاقة
تعطي الوثيقة 2والوثيقة 3لوحة ،2التفاعالت الكيميائية النحالل الكليكوز. انطالقا من ھذه المعطيات ،استخرج األشكال الطاقية الناتجة عن انحالل الكليكوز.
6C
ADP
Glucose 6-phosphate
Fructose 6-phosphate 6C
ATP
استھالك الطاقة
ADP
Fructose 1, 6-diphosphate 6C
– bتحليل واستنتاج : داخل الجبلة الشفافة ينحل الكليكوز حسب سلسلة من التفاعالت الكيميائية ،المحفزة بأنزيمات نوعية .وھي تفاعالت غير مستھلكة لألوكسجين ،وتتم على ثالث مراحل:
2 3-phosphoglycéraldéhyde 3C +
2 Pi
2
NAD + 2 NADH + H
انتزاع الھيدروجين
2 1, 3-diphosphoglycérate 3C 2 ADP
انتاج الطاقة
• المرحلة األولى:
ATP
2 3-phosphoglycérate 3C
يتحول الكليكوز فوسفات إلى فريكتوز ثنائي الفوسفات ،بعد تثبيت مجموعة فوسفاتية آتية من .ATP
2 2-phosphoglycérate 3C
2 Phosphoénolpyruvate 3C 2 ADP
انتاج الطاقة
اللوحــــــــــة 2 الوثيقة : 3
3C
عالقة انحالل الكليكوز بالتنفس والتخمر. كليكوز
انحالل الكليكوز
+
2ADP
ATP
حمض بيروفيك 2CH3COCOOH
Pyruvate
الوثيقة : 2مراحل انحالل الكليكوز
2NAD
+
) 2(NADH+H
2ATP
+
) 2(NADH+H
2حمض بيروفيك التنفس
التخمر
+
2NAD
+
) 2(NADH+H
2CO2
2CH3-CHOH-COOH
ميثوكندري
2حمض لبني ) تخمر لبني (
2CH3-CHO +
) 2(NADH+H +
+
2NAD
2NAD
2CH3 -CH2OH 2ايتانول ) تخمر كحولي (
الصفحة - 5 - :
2
األستاذ :يوسف األندلسي
2
2
• المرحلة الثانية: ينشطر الفريكتوز ثنائي الفوسفات إلى جزيئتين من سكر ثالثي فوسفات)2غليسيرألدييد فوسفات(. تخضع كل من ھاتين الجزيئتين إلى انتزاع الھيدروجين ) أكسدة ( ،بواسطة مستقبل للھيدروجين ( ) .NAD+ = Nicotinamide adénine dinucléotide الشكل المؤكسد NAD+يختزل ويحول إلى NADH + H+مع تفسفر جزيئتي الغليسيرألدييد فوسفات ،اللتان تتحوالن إلى حمض غليسيري ثنائي الفوسفات. NAD+ + 2H+ + 2e-
NADH + H+
• المرحلة الثالثة: تسلم جزيئتا الحمض الغليسيري ثنائي الفوسفات ،مجموعتيھما الفوسفاتية إلى ADPوتتحوالن إلى جزيئتين من حمض البيروفيك ) ،( Acide pyruvique CH3COCOOHبينما يتحول ADPإلى .ATP ملحوظة :لكي تستمر عملية انحالل الكليكوز ،يجب إعادة أكسدة .NADH + H+وتتم ھذه األكسدة ،إما خالل التنفس الخلوي ،عند وجود األوكسجين ،أو خالل التخمر في غياب األوكسجين. 3الحصيلة الطاقية النحالل الكليكوز: 2CH3COOH + 2ATP + 2(NADH+H )2(NADH+ +
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi + 2NAD+
ادن الحصيلة الطاقية النحالل الكليكوز ھي تركيب جزيئتين من ATPبالنسبة لكل جزيئة من الكليكوز.
– ΙΙΙالتأكسدات التنفسية ودور الميثوكندريات. 1ماذا يحدث على مستوى الميثوكندري ؟ : – aتجارب : لمعرفة مصير حمض البيروفيك داخل الميثوكندري ،أنجزت التجارب المبينة على الوثيقة 1لوحة .3 الوثيقة : 1تجربة
اللوحــــــــــة 3
نھرس خاليا كبد فأر في محلول عيار له ph=7.4من أجل عزل الميثوكندريات. نعرض الخليط لنبذ ذي سرعة كبيرة يمكن من الحصول على قعيرة culotمن الميثوكندريات .نخلط جزءا من القعيرة بمحلول عيار مالئم ،ونضعه في مفاعل إحيائي لعدة ،EXAOثم نتتبع على شاشة الحاسوب تطور تركيز ثنائي األوكسجين )الشكل .(1 في الزمن t1نضيف إلى المفاعل اإلحيائي كمية قليلة من الكليكوز، وفي الزمن t2نضيف كمية قليلة من حمض البيروفيك. (1حلل منحنى تطور تركيز O2بداللة الزمن. (2على ماذا يدل تغير كمية O2في الوسط ؟ (3ما ھي الظاھرة الفيزيولوجية التي يعبر عنھا المنحنى؟ وأين تتم؟ (4ماذا تستنتج بخصوص التفاعالت التي تتم داخل الميثوكندري؟
الشكل 1
– bتحليل واستنتاج : (1قبل t1يكون استھالك األوكسجين من طرف الميثوكندريات ضعيف جدا ،وعند إضافة الكليكوز في الزمن t1ال يتغير استھالك األوكسجين .أما عند إضافة حمض البيروفيك فان نسبة استھالك األوكسجين ترتفع. الصفحة - 6 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(2يدل تغير كمية األوكسجين في الوسط على كون الميثوكندريات تستعمله خالل نشاطھا. (3الميثوكندريات تستھلك األوكسجين يعني أن األمر يتعلق بظاھرة التنفس الخلوي. (4نستنتج أن الميثوكندريات ال تستعمل الكليكوز مباشرة ،بل تستعمل ناتج انحالل الكليكوز ،الذي ھو حمض البيروفيك. (5إن التفاعالت الكيميائية التي تطرأ على حمض البيروفيك بوجود األوكسجين ،داخل الميثوكندري ،تشكل التأكسدات التنفسية وھي تفاعالت حيھوائية. – cخالصة : يتعرض مستقلب الكليكوز إلى تفككين : ـ األول خارج الميثوكندري على مستوى الجبلة الشفافة ،و ال يحتاج إلى األوكسجين ،و يسمى انحالل الكليكوز( glycolyse ) . ـ الثاني على مستوى الميثوكندري و يحتاج إلى األوكسجين و يسمى التأكسدات التنفسية .و يعتبر حمض البيروفيك ھو المستقلب الذي يتعرض للتأكسدات التنفسية. 2بنية ومكونات الميثوكندريات : – aفوق بنية الميثوكندري :أنظر الوثيقة 2لوحة 3 اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 2
شكل 1
شكل 2
شكل 3
الشكل = 1مالحظة الكترونغرافية لمقطع طولي للميثوكندري. الشكل = 2مالحظة الكترونغرافية لمقطع عرضي للميثوكندري. الشكل = 3رسم تخطيطي تفسيري لفوق بنية الميثوكندري. عناصر الوثيقة = 1 :غشاء داخلي = 2 .غشاء خارجي = 3 .حيز بيغشائي =5 . ADN = 4 .ماتريس.
تعتبر الميثوكندري من عضيات الخلية ،وتتكون من غشاء مزدوج ،يحيط بمادة عديمة اللون تسمى ماتريس ) ،( matriceتتخللھا تفرعات للغشاء الداخلي تسمى أعراف ) .( crêtes الصفحة - 7 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– bالتركيب البيوكيميائي للميثوكندري :أنظر الوثيقة ،3الوثيقة ،4لوحة 3
اللوحــــــــــة 3 الوثيقة : 3أ = بنية الغشاء الداخلي للميثوكندري مالحظة بالمجھر االلكتروني ،ب= رسم للبنية الجزيئية للغشاءين الداخلي والخارجي.
الوثيقة 4 : الغشاء الخارجي بروتينات .62 % دھنيات 38 % ذات طبيعة شبيھة بتلك الموجودة بالغشاء السيتوبالزمي.
الغشاء الداخلي بروتينات .80 % دھنيات ،20 %طبيعتھا مختلفة عن الجزيئات الموجودة بالغشاء السيتوبالزمي. أنزيمات تساھم في تفاعالت أكسدة اختزال. ATPسنتتاز.
الماتريس
جزيئات صغيرة كربونية. أنزيمات متنوعة. ناقالت االلكترونات والبروتونات. ATPو ADPو .P
يالحظ اختالف في التركيب بين الغشاء الخارجي ،والداخلي ،والماتريس ،إذ تكون الماتريس غنية باألنزيمات المزيلة للھيدروجين والمزيلة للكربون ،غنية بناقالت البروتونات وااللكترونات و ،ATPأما الغشاء الداخلي فيتميز بوجود مركبات أنزيمية مسؤولة عن تفسفر ADPإلى .ATPوتدخل ھذه األنزيمات في تركيب الكرات ذات شمراخ.( sphère pédonculée ) .
– ΙVدور التأكسدات التنفسية في إنتاج :ATP 1تفاعالت دورة Krebsواألكسدة التنفسية : عند انتقاله إلى الميثوكندري ،يخضع حمض البيروفيك لمجموعة من التفاعالت ،بوجود األوكسجين، وتسمى التأكسدات التنفسية. تبدأ ھذه التفاعالت في الماتريس ،حيث يتم ھدم البيروفيك عبر مراحل: – aالمرحلة األولى :تكون األسيتيل كوأنزيم .A تحت تأثير أنزيمات نوعية ،مزيلة للھيدروجين ومزيلة للكربون ،يتكون األسيتيل كوأنزيم Aفي الماتريس ،انطالقا من حمض البيروفيك. CH3CO – CoA + NADH2 + CO2
أسيتيل كوأنزيم A الصفحة - 8 - :
CH3CO – COOH + Co-AH AH + NAD+
كوأنزيم A
حمض البيروفيك
األستاذ :يوسف األندلسي
.4 لوحة1 انظر الوثيقة.Krebs دورة: – المرحلة الثانيةb 4 اللوحــــــــــة
: 1 الوثيقة
حمض البيروفيك NAD+ NADH
3C HS – CoA - A كوأنزيم
1
+
A أستيل كوأنزيم
2C H2O
4c حمض أوكسالو أسيتيك4C
Remarques : Le nombre d’atomes de carbone de chaque type de molécule est indiqué dans le cadre blanc. Chez les végétaux le GDP est remplacé par de l’ADP.
CO2
+H
*
HS - CoA
2
+ NADH + H
حمض السيتريك
Enzymes impliquées
6C
9
NAD+ Malate
4C
3
8 Isocitrate Fumarate FADH2
Krebs تفاعالت دورة
4C
CO2
4
7
FAD
α-cétoglutarate Succinate
5C
+
6
GDP + Pi
+ NADH + H
Noms des molécules
5 GTP
NAD+
Pyruvate déshydrogénase Citrate synthase Aconitase Isocitrate déshydrogénase α-cétoglutarate cétoglutarate déshydrogénase Succinyl Succinyl-CoA synthétase Succinate déshydrogénase Fumarase Malate déshydrogénase
4C CO2
*
6C
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Succinyl-CoA
4C
NAD+ + NADH + H
NAD : nicotine adénine dinucléotide FAD : flavine adénine dinucléotide GDP : guanosine 5’-diphosphate 5’ GTP : guanosine 5’-triphosphate 5’ HS – CoA : coenzyme A
Équation bilan du cycle de Krebs à partir de l’acide pyruvique (= pyruvate) CH3-CO-COOH + 4 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 3H2O → 3 CO2 + 4 NADH + 4H+ + FADH2 + GTP
*
. وإزالة الھيدروجين،ھي دورة بيوكيميائية تتكون من سلسلة من تفاعالت إزالة الكربون يوسف األندلسي: األستاذ
- 9 - : الصفحة
• • •
ينضم أستيل كوأنزيم Aإلى حمض أوكسالوأسيتيك ) ، (C4ليعطي حمض السيتريك ).(C6 يحرر الكوأنزيم ،Aقصد تثبيت شق ألستيل جديد. يخضع حمض السيتريك لتفاعالت إزالة الكربون ،وإزالة الھيدروجين ،بتواجد أنزيمات خاصة، لنحصل في األخير على حمض األوكسالوأسيتيك ،ھذا األخير يعاود التفاعل مع أستيل كوأنزيم .A خالل دورة Krebsيتم تحرير ،CO2واختزال جزيئة NADوfad
•
NADH + H+
>----------
) NAD+ + 2 ( H+ + e-
FADH2
>----------
) FAD+ + 2 ( H+ + e-
وتركب جزيئة ATPانطالقا من أكسدة جزيئة .GTP التفاعل اإلجمالي لھدم حمض البيروفيك في الماتريس: CH3-CO-COOH + 4NAD+ + FAD + GDP + Pi + 3H2O ---------> 4NADH2 + ATP + 3CO2
– cالمرحلة الثالثة :مصير NADH+H+و .FADH2 انطالقا من الوثيقة ،2والوثيقة ،3اللوحة ،4وضح كيف تحصل األكسدة التنفسية ،وأبرز أھميتھا في تكون ممال البروتونات H+من جھتي الغشاء الداخلي للميثوكندري. خالل تفاعالت أكسدة الكليكوز ،يتم اختزال + + NAD+و ،FADلتعطي NADH+H و . FADH2ادن ھذه جزيئات ناقلة للبروتونات وااللكترونات ،يجب أن تعود إلى حالتھا المؤكسدة. تتم أكسدة ھذه المتقبالت داخل الغشاء الداخلي للميثوكندري .حيث تطرح البروتونات H+في الحيز البيغشائي ،بينما تسلم االلكترونات إلى نواقل توجد على مستوى الغشاء الداخلي للميثوكندري ،وتكون السلسلة التنفسية ( la ) .chaîne respiratoire
الوثيقة :2
اللوحــــــــــة 4
يتم نقل االلكترونات من الزوج NADH+H+/NAD+ إلى الزوج O2/H2Oبواسطة تفاعالت أكسدة-اختزال، عبر السلسلة التنفسية ،وذلك بشكل تلقائي حسب تبدل الجھد أكسدة-اختزال.
إن االلكترونات تتدفق انطالقا من المعطي األول NAD+/NADH+H+إلى المستقبل النھائي وھو الزوج .O2/H2Oيسمى ھذا التدفق األكسدة التنفسية. + 2يتفاعل األوكسجين المختزل Oمع ، 2H ليعطي جزيئة الماء ،وتتم ھذه العملية داخل ماتريس الميثوكندري. H2 O
----------->------------ الصفحة - 10 - :
2H+
+
1/2 O2 األستاذ :يوسف األندلسي
خالل مرور االلكترونات من أول معط NADH + H+إلى أخر متقبل ،O2يتم طرح بروتونات H+ داخل الحيز البيغشائي ،فيرتفع بذلك تركيز H+في ھذا الحيز ،مما يترتب عنه ممال للبروتونات H+ من جھتي الغشاء الداخلي. اللوحــــــــــة 4
2اختزال األوكسجين والتفسفر المؤكسد: – aمعطيات تجريبية: أ -تجربة :1 وضعت ميثوكندريات ،على شكل محلول عالق ،في وسط يحتوي على معطي بروتونات ،خال من ،O2ثم تم تتبع تطور تركيز أيونات H+في ھذا الوسط قبل وبعد إضافة محلول غني ب .O2فحصلنا على النتائج المبينة على الوثيقة 4لوحة .4 اللوحــــــــــة 4
ماذا تستنتج من تحليل ھذه المعطيات التجريبية؟ ب – تجربة : 2 للكشف عن شروط إنتاج ATPعلى مستوى الكرات ذات شمراخ ،نقوم بالتجارب المبينة على الوثيقة 1لوحة .5 الصفحة - 11 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 1دور الكرات ذات شمراخ ) نقل البروتونات والتفسفر المؤكسد ل( ATP
استخرج شروط تركيب ATPداخل الميثوكندري.ثم أبرز العالقة بين اختزال األوكسجين والتفسفر المؤكسد. – bتحليل المعطيات التجريبية: أ -تجربة :1 قبل إضافة ،O2تركيز H+في المحلول ضعيف ) pHمرتفع ( .وبعد إضافة O2إلى الوسط ،تم تسجيل ارتفاع سريع في تركيز ) H+انخفاض ،( PHثم بدأ يتراجع تدريجيا. يرجع ارتفاع تركيز H+في الوسط ،بعد إضافة ،O2إلى انتقال النواقل ) (TH2أي (FADH2 , ) NADH2من حالتھما المختزلة إلى حالتھما المؤكسدة حسب التفاعل التالي: 2 e-
--------------------------- T + 2H+ >---------------------------
+
TH2
يرجع انخفاض تركيز H+في الوسط بعد ذلك ،إلى استنفاذ O2اثر تفاعله مع االلكترونات والبروتونات ،حيث يعتبر المتقبل النھائي للبروتونات وااللكترونات ،حسب التفاعل التالى: >-----------------------
H 2O
2 e-
2H+
+
1/2 O2
التفاعل اإلجمالي بعد إضافة O2للوسط ھو : H2 O
+
R
>------------------
1/2 O2
+
TH2
ب – تجربة : 2 تبين التجربة aأن فسفرة ADPإلى ،ATPيتم على مستوى الكريات ذات شمراخ (ATP ) .Synthétaseوتتطلب ھذه الفسفرة وجود فارق في تركيز H+بين الحيز البيغشائي والماتريس ،حيث يفوق تركيزه في الحيز البيغشائي ،تركيزه في الماتريس. تبين التجربة bأن الغشاء الداخلي للميثوكندري ضروري إلنتاج ،ATPفھو المسؤول عن خلق الفارق في تركيز ،H+بين الحيز البيغشائي والماتريس ،ھذا الفارق في التركيز يعتبر ضروريا لفسفرة ADPإلى ATPمن طرف الكريات ذات شمراخ. الصفحة - 12 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– cخالصة: عند وجود متقبل لاللكترونات ) ،(O2تتم أكسدة ))(FADH2 , NADH2معط لاللكترونات( ،الشيء الذي يعطي طرح للبروتونات ،H+فترتفع نسبتھا داخل الحيز البيغشائي. بفعل اختالف تركيز H+من جھتي الغشاء الداخلي للميثوكندري ،تتدفق ھذه البروتونات إلى الماتريس عبر الكرات ذات شمراخ ،والتي تستغل طاقة التدفق لتنتج ATPمن خالل تثبيت مجموعة فوسفاتية Phosphorylation oxydative على جزيئة .ADPتسمى ھذه العملية التفسفر المؤكسد.
– Vمقارنة الحصيلة الطاقية للتنفس والتخمر: 1قياس مردودية التنفس والتخمر : أ -المردود الطاقي للتنفس:
اعتمادا على معلوماتك وعلى معطيات الوثيقة 2لوحة ،5حدد عدد جزيئات ATPالمنتجة انطالقا من األكسدة الكاملة لجزيئة واحدة من الكليكوز ،في حالة التنفس. علما أن أكسدة جزيئة واحدة من ،NADH2تمكن من تركيب ثالث جزيئات من .ATPوأكسدة جزيئة واحدة من ،FADH2تمكن من تركيب جزيئتين من .ATP اللوحــــــــــة 5
اعتمادا على معطيات الوثيقة أعاله ،حدد عدد جزيئات ATPالمنتجة انطالقا من األكسدة الكاملة لجزيئة واحدة من الكليكوز ،في حالة التنفس .علما أن أكسدة جزيئة واحدة من ،NADH2تمكن من تركيب ثالث جزيئات من .ATP وأكسدة جزيئة واحدة من ،FADH2تمكن من تركيب جزيئتين من .ATPو أكسدة جزيئة GTPتمكن من تركب جزيئة واحدة من ) . ATPأتمم فراغات النص أسفله ( ان األكسدة الكاملة لجزيئة الكليكوز ،تعطي : • خالل انحالل الكليكوز نحصل على ......... + ATP ........ + (NADH+H+)...........حمض البيروفيك. • خالل دورة Krebsيتكون .ATP ............... + (FADH2).......... + (NADH+H+)..........ادن بالنسبة لجزيئتين من حمض البيروفيك ،الناتجتين عن انحالل جزيئة واحدة من الكليكوز ،يتكون........... ).ATP ........... + (FADH2)............ + (NADH+H+ • إن عدد ATPالمركبة عند استھالك جزيئة واحدة من الكليكوز ھو: الصفحة - 13 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
إن األكسدة الكاملة لجزيئة الكليكوز ،تعطي : • خالل انحالل الكليكوز نحصل على ) + 2ATP + 2(NADH+H+جزيئتين من حمض البيروفيك. + • خالل دورة Krebsيتكون ) .1ATP + 1(FADH2) + 3(NADH+Hادن بالنسبة لجزيئتين من حمض البيروفيك ،الناتجتين عن انحالل جزيئة واحدة من الكليكوز ،يتكون )8(NADH+H+ .2ATP + 2(FADH2) + • إن عدد ATPالمركبة عند استھالك جزيئة واحدة من الكليكوز ھو: 4 ATP ---------------4 ATP )30 ATP ---------------- 10 (NADH+H+ 4 ATP ---------------)2(FADH2
المجـــمـــوع : 38 ATP
نظريا نحصل على ATP38لكن في الواقع نحصل على ATP36فقط ألن نواقل NADHالناتجة في الجبلة الشفافة ال تدخل إلى الميتوكوندري ولكن تعوض بنواقل 2FADHباستثناء خاليا القلب والكبد حيث تعوض بنواقل . NADH
أحسب المردود الطاقي للتنفس ،علما أن الطاقة اإلجمالية التي يمكن استخراجھا من مول واحد من الكليكوز ،تحت درجة حرارة ،37 °Cوبوجود األوكسجين ،ھي ،2860 KJ :وأن حلمأة مول واحد من ،ATPيؤدي إلى تحرير طاقة تساوي .30 KJ بما أن مول واحد من الكليكوز يركب ،ATP 38فالطاقة التي يحررھا مول واحد من الكليكوز ھي1159 KJ = (30.5 x 38 ) : ادن المردود الطاقي للتنفس ھو:
1159 = 100 x -----------------2860
40,5 %
ب -المردود الطاقي للتخمر:
أحسب المردود الطاقي للتخمر ،علما أن استھالك جزيئة واحدة من الكليكوز في حالة التخمر اللبني ،يحرر فقط جزيئتين من .ATP المردود الطاقي للتخمر ھو :
) ( 2 x 30.5 = 100 x -----------------2860
2.13 %
2مقارنة وتفسير : • أثناء التنفس يتحلل المستقلب ) الكليكوز ( كليا ،فيطرح مجموع الطاقة الكامنة فيه ،على شكل طاقة كيميائية ) ،(1159 KJوطاقة حرارية ) ،(1701 KJمع تكوين حثالة معدنية ( CO2 ) + H2Oخالية من الطاقة. • أثناء التخمر ،ال يتحلل المستقلب ) كليكوز ( كليا وبالتالى ال يطرح إال جزء من الطاقة الكامنة ( ) ،167 KJجزء منھا على شكل طاقة كيميائية ) ،( 61 KJوجزء على شكل طاقة حرارية ) ،( 106 KJمع حثالة عضوية ) حمض لبني ( ،مازالت تحتوي على طاقة كامنة( (2860 . ) .– 167)/2 = 1346.5 KJ/ac.lactique الصفحة - 14 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
تمرين:
حل التمرين :
الصفحة - 15 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثاني:
دور اﻟﻌﻀﻠﺔ اﻟﻬﻴﻜﻠﻴﺔ اﻟﻤﺨﻄﻄﺔ ﻓﻲ ﺗﺤﻮﻳﻞ اﻟﻄﺎﻗﺔ تمھيد: يمكن كل من التنفس والتخمر من ھدم المواد العضوية المستھلكة ،وتحرير الطاقة الكامنة فيھا ،لتصبح على شكل ،ATPقابل لالستعمال في مختلف الظواھر المستھلكة للطاقة ،كالتفاعالت الكيميائية، مواجھة تغيرات درجة الحرارة ،أو القيام بحركة. يعتبر التقلص العضلي من الظواھر المستھلكة للطاقة. ما مصدر الطاقة الالزمة للنشاط العضلي؟ ما ھي البنيات المسؤولة عن التقلص العضلي؟ كيف يتم التقلص العضلي؟ كيف تستعمل الخاليا العضلية الكليكوز كمصدر للطاقة؟
– Ιالدراسة التجريبية للتقلص العضلي. 1تسجيل التقلص العضلي عند الضفدعة أ – التركيب التجريبي :أنظر الوثيقة ،1الوثيقة ،2لوحة .6
اللوحــــــــــة 6 الوثيقة: 2 عدة تجريبية لتسجيل الظواھر الميكانيكية المصاحبة للنشاط العضلي.
الوثيقة:1 لدراسة التقلص العضلي ،يتم أخد ضفدعة ،فيخرب دماغھا ونخاعھا الشوكي،إلزالة كل ردود الفعل اإلرادية والالإرادية. بعد تثبيتھا على لوحة خشبية ،نشرح الطرف الخلفي إلبراز العصب الوركي :الوثيقة .2نقطع وتر العقب لعضلة بطن الساق ،ونوصله بجھاز تسجيل التقلص العضلي الشكل .1 نھيج العضلة إما مباشرة ،بوضع االلكترودين المھيجين على سطحھا ،أو بصفة غير مباشرة ،بوضع االلكترودين على العصب الوركي. تھيج العضلة بواسطة مھيجات اصطناعية ،تكون إما ميكانيكية، حرارية ،كيميائية ،أو كھربائية.
ب – استجابة العضلة للتھييج الكھربائي: – aاستجابة العضلة الھاجة منفردة :أنظر الوثيقة 2الشكل 2لوحة .6 عند تسليط اھاجة فعالة ،تستجيب العضلة لالھاجة ،فنقول أنھا ھيوجة (Excitable)،ولھا خاصية االھتياجية .كما تستجيب بالتقلص ،فنقول أنھا قلوصة ،وتسمى ھذه الخاصية بالقلوصية. عند تطبيق اھاجة منفردة ،نحصل على تقلص قصير األمد ،معزول ،وبسيط ،نتكلم عن رعشة عضلية ) .(Secousse musculaireوالتي يمكن تقسيمھا إلى ثالث مراحل: الصفحة - 16 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
• فترة الكمون :ھي الفترة الزمنية الفاصلة بين لحضة االھاجة وبداية االستجابة. • مرحلة التقلص :يرتفع خاللھا توتر العضلة. • مرحلة االرتخاء :خاللھا تأخذ العضلة أبعادھا األولية.
ملحوظات: يتغير شكل التخطيط العضلي حسب سرعة األسطوانة المسجلة. أنظر الوثيقة 3لوحة : 6عندما نخضع العضلة الھاجات متباعدة ،ذات شدة متصاعدة ،ال تظھر االستجابة إال عندما تكون شدة التھييج تساوي أو أكبر من قيمة معينة ،تسمى عتبة االھاجة (Seuil ) ،d'excitationأو الريوباز.
اللوحــــــــــة 6
– bاستجابة العضلة الھاجتين متتاليتين :أنظر الوثيقة 4لوحة.6 تختلف االستجابة في ھذه الحالة حسب اللحظة التي تسلط فيھا االھاجة الثانية ،وھكذا نميز ثالث حاالت: 1إذا وقع التھييج الثاني بعد انتھاء الرعشة األولى ،تكون الرعشتان متماثلتين ومستقلتين. 2إذا وقع التھييج الثاني خالل مرحلة ارتخاء االستجابة األولى ،يكون وسع االستجابة الثانية أكبر من وسع االستجابة األولى ،كما يبقى المنحنيان منفصالن .نتكلم عن االلتحام غير التام. الصفحة - 17 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
3إذا وقع التھييج الثاني خالل مرحلة تقلص االستجابة األولى ،يالحظ تراكب المنحنيين .نتكلم عن االلتحام التام ،يكون فيه وسع التوتر االجمالى أكبر من وسع التوتر خالل رعشة معزولة. – cاستجابة العضلة الھاجات متتالية :أنظر الوثيقة 5لوحة .6 عند تطبيق سلسلة من االھاجات المتتالية ،نالحظ حالتين: الشكل :1عندما يكون ترددالتھييجات ضعيف ،نحصل على تسجيل مكون من ذبذبات متتالية ،نسمي ھذا التقلص الكزاز الناقص ) ،(Tétanos imparfaitوالذي يفسر بالتحام غير تام للرعشات العضلية، ألن كل تھييج يحدث خالل فترة االرتخاء لالستجابة السابقة. الشكل :2عندما يكون تردد التھييجات قوي ،نحصل على تسجيل منبسط مستقيم ،نسمي ھذا التقلص الكزاز التام ) ،(Tétanos parfaitوالذي يفسر بالتحام تام للرعشات العضلية ،ألن كل تھييج يأتي في فترة التقلص لالستجابة السابقة. مالحظة :استجابة العضلة المتعبة. عندما تصبح العضلة متعبة ،بعد خضوعھا لعدة اھاجات ،فان وسعاالستجابة يصبح ضعيفا ،كما أن مدة االرتخاء تصبح طويلة.
– ΙΙالظواھر التي تصاحب التقلص العضلي. التقلص العضلي ظاھرة ميكانيكية ترافقھا ظواھر حرارية ،طاقية وكيميائية. 1الظواھر الحرارية المرافقة للتقلص العضلي: عند القيام بمجھود عضلي ،ترتفع درجة حرارة الجسم الداخلية ،ويقاوم ھذا االرتفاع بزيادة طرح الحرارة .ھذا الطرح يختلف حسب شدة الجھد. أ – التركيب التجريبي :أنظر الشكل 1الوثيقة 6لوحة .6 الشكل 1
اللوحــــــــــة 6 الشكل 2
نستعمل في ھذه الدراسة تقنية العمود الحراري .Thermopile يتكون العمود الحراري من إبرتين كھروحراريتين ،تتكون كل إبرة من معدنين مختلفين )نحاس و نيكل أو ذھب ونيكل (. إن اختالف الحرارة بين اإلبرتين ،يولد فرق جھد كھربائي تتناسب شدته مع درجة حرارة العضلة المتقلصة. الصفحة - 18 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – النتائج التجريبية :أنظر أنظر الشكل 2الوثيقة 6لوحة .6 انطالقا من ھذه النتائج ،استخرج أنواع الحرارة المحررة من طرف العضلة في حالة نشاط.
ج – تحليل واستنتاج: خالل التقلص العضلي تنتج الحرارة ،ويتوزع إنتاجھا على مرحلتين أساسيتين: • الحرارة األولية :ھي الحرارة االبتدائية ،وتحرر في جزأين :جزء خالل التقلص )حرارة التقلص( ،وجزء خالل االرتخاء )حرارة االرتخاء( ،وتدوم بضع أجزاء من الثانية. • الحرارة المؤخرة :أو المتأخرة ،وتحرر بعد التقلص العضلي ،وتدوم من دقيقة إلى دقيقتين. 2الظواھر الكيميائية والطاقية :
أ – مالحظات:
تبين المالحظة المجھرية للنسيج العضلي ،أنه غني بالشعيرات الدموية. يبرر التعرق الشديد للنسيج العضلي ،بكون النشاط العضلي يرفع من حاجيات العضلة من القيت واألوكسجين ،والتي تصل إلى العضلة عن طريق الدم.
ب – نتائج تجريبية: انطالقا من تحليل معطيات ھذه الوثائق ،3،2،1لوحة ،7استنتج متطلبات العمل العضلي. الوثيقة:1
اللوحــــــــــة 7
قياس كمية الكليكوز ) شكل ،( 1والغليكوجين ) شكل ،( 2المستعملة من طرف عضالت الطرفين السفليين عند شخص خالل مجھود عضلي متزايد الشدة(d’après manuel Hatier- mai 2000) . حلل ھذه المعطيات ،واستنتج متطلبات العمل العضلي.
.الشكل . 2
.الشكل . 1
كمية الغليكوجين ) (u.a
كمية الكليكوز )(mg/min
0
تمرين شاق
900
20
تمرين خفيف
720 40
تمرين متوسط
تمرين متوسط الشدة الزمن t )(mm
الوثيقة :2 والكليكوز
80
90
60
تمرين بدني
30
0
نتائج قياس استھالك األوكسجين
2
استھالك الكليكوز )(mmol/min
استھالك األوكسجين )(L/h/kg
1
0,9 01 0,7 51 0,6 01 0,4 51 0,3 01
0,5
0,1 51 )7 t (min
6
5
4
الصفحة - 19 - :
3
2
1
تمرين خفيف الزمن t )(mm
40
180
30
20
تمرين بدني
10
0 0
خالل ساعة بالنسبة ل 1Kgمن العضلة في حالة نشاط في حالة راحة
الوثيقة :3
خالل مجھود عضلي.
1,5
360
60
تمرين شاق 120
540
حجم الدم الذي يعبر العضلة ب)(l حجم األكسجين المستھلك ب )(l حجم ثاني أكسيد الكربون المطروح ب ) ( l كمية الكليكوز المستھلكة ب )(g
12.220
56.325
0.307
5.207
0.220 2.042
5.950 8.432
البروتيدات المستھلكة ب ( )g
0
0
الدھون المستھلكة ب ) ( g
0
0
األستاذ :يوسف األندلسي
ج – تحليل واستنتاج: نالحظ خالل المجھود العضلي ،ارتفاع استھالك الكليكوز ،ويالحظ في نفس الوقت ،انخفاض مدخرات العضلة من الغليكوجين. نالحظ كذلك ارتفاع استھالك األوكسجين ،عند المجھود العضلي ،مع طرح المزيد من ثاني أكسيد الكربون. انطالقا من ھذه المعطيات ،نستنتج أن الطاقة الالزمة للنشاط العضلي ،تأتي من تفاعل أكسدة الكليكوز، الناتج عن حلمأة الغليكوجين.
– ΙIΙبنية وفوق بنية النسيج العضلي. 1بنية العضلة الھيكلية المخططة: أ – مالحظات بالعين المجردة :أنظر الوثيقة ،4لوحة :7
اللوحــــــــــة 7
تكون العضالت مثبتة على العظام ،وتظھر جزأين :جزء أحمر مرن ،يسمى بطن العضلة، وھو أحمر بوجود بروتين خاص يسمى الخضاب العضلي ) ،(Myoglobineوجزء أبيض لؤلئي ) ،(nacréيوجد في نھايتي العضلة ،ويسمى وتر عضلي ).(Tendon تبين مالحظة المقطع العرضي للعضلة أنھا تتكون من كتل مفصولة عن بعضھا بواسطة نسيج ضام ،ھي الحزم العضلية (Faisceau ).musculaire يتبين من تأريب العضلة )(Délacération أنھا ذات بنية ليفية.
ب – مالحظات مجھرية: أنظر وثيقة ،5لوحة ) 7أنظر الرسم أسفله ( تبرز المالحظة المجھرية أن العضلة الھيكلية المخططة تتكون من عدد كبير من األلياف ،كل ليف ھو عبارة عن خلية مستطيلة مخططة )طولھا ما بين 0.1مم وعدة سنتيمترات(. وتحتوي على عدة مئات من النوى مرتبة على المحيط ،نتكلم عن مختلط خلوي. كل ليف عضلي يكون محاطا بغشاء سيتوبالزمي ،يدعى ساركوليم ،ويحتوي على سيتوبالزم يدعى ساركوبالزم. تظھر الخلية العضلية ) الليف العضلي ( مخططة طوليا ،لوجود لييفات عضلية داخل الساركوبالزم .وتظھر ھذه الخلية مخططة عرضيا ،لكون اللييفات العضلية تتكون من تناوب أشرطة قاتمة وأشرطة فاتحة. الصفحة - 20 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
1فوق بنية الليف العضلي:
أ – المالحظات بالمجھر االلكتروني:
انطالقا من معطيات الوثيقة ،3 ،2 ،1و ،4لوحة ،8صف بنية المقاطع المستعرضة للييفات العضلية ،ثم بين أن الساركومير يعتبر الوحدة البنيوية لليف العضلي. اللوحــــــــــة 8
الوثيقة :1مالحظة بالمجھر االلكتروني لنسيج عضلي.
الوثيقة : 2نقوم بمقاطع مستعرضة للييف عضلي على مستويات مختلفة .C , B , A :
تبين ھذه المالحظة أن اللييفات العضلية تتكون من تناوب نوعين من األشرطة: • أشرطة فاتحة ) (Isotropique=Iتتكون من خييطات دقيقة من بروتين يسمى األكتين ) ، (Actineويتوسطھا الحز (de l'allemand zwischen,, signifiant "entre") (Strie Z) .Z • أشرطة قاتمة ) ،(Anisotropique=Aتتكون من خييطات األكتين ،وخييطات سميكة من بروتين يسمى الميوزين ) ،(Myosineوتتوسطھا المنطقة . (de l'allemand heller, plus pâle H التي تحتوي على خييطات الميوزين فقط. الصفحة - 21 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة : 3
اللوحــــــــــة 8
الوثيقة : 4
يتكون كل لييف عضلي من وحدات متتالية تسمى الساركوميرات ) ،(Sarcomèreتوجد بين حزي .Zويعتبر الساركومير الوحدة البنيوية للليف العضلي. يحتوي الساركومير على عدد كبير من الميثوكندريات ،وكمية ھامة من الغليكوجين ،كما يحتوي على شبكة ساركوبالزمية وافرة ،تحتوي على كمية كبيرة من الكالسيوم. ب – البنية الجزيئية للخييطات العضلية :أنظر الوثيقة 1لوحة .9
اللوحــــــــــة 9
الوثيقة : 1
يتكون كل خييط دقيق ،أو خييط األكتين من بروتين يدعى األكتين ،وھو الطاغي ،باإلضافة إلى بروتينين آخرين ھما التروبونين والتروبوميوزين. الصفحة - 22 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
يتكون الخييط السميك أو خييط الميوزين ،من حزمة من جزيئات بروتين الميوزين ،وكل جزيئة ميوزين تتكون من رأسين كرويين وعصية.
– IVالية التقلص العضلي. 1ماذا يحدث أثناء التقلص العضلي؟
أ – مالحظات مجھرية:
تم تجميد عضلة في حالة راحة ،وعضلة متقلصة .بعد ذلك تم انجاز مقاطع على مستوى العضلتين، لتتم مالحظتھما بالمجھر االلكتروني. تمثل الوثيقة 5لوحة ،8نتيجة ھذه المالحظة. الوثيقة : 5
اللوحــــــــــة 8
حدد التغيرات المالحظة على الليف المتقلص ،ثم فسر ھذه التغيرات. نالحظ أن تقلص العضلة يصاحبه : • تقصير على مستوى الساركوميرات ) تقارب حزي .( z • ينقص طول الشريط الفاتح ،Iوالمنطقة .H • يبقى طول الشريط القاتم Aثابت.
ب – تفسير واستنتاج: بما أن طول األشرطة القاتمة يبقى ثابت ،نستنتج أن التقصير المالحظ في الساركومير ليس ناتجا عن تقصير في الخييطات العضلية ،بل عن انزالق ھذه الخييطات بعضھا بالنسبة لبعض ،في اتجاه مركز الساركومير ) انزالق األكتين على الميوزين ( ،فينتج عن ذلك اقتراب حزي Z واختزال المنطقة .Hنتكلم عن آلية انزالق الخييطاتGlissement des filaments. 2آلية انزالق الخييطات ؟
أ – معطيات تجريبية:
انطالقا من معطيات الوثيقة ،2لوحة ،9استنتج دور كل من ATPو Ca++في حدوث التقلص العضلي. لقد بينت دراسات أخرى أن ھناك تالف بين رؤوس الميوزين واألكتين ،وبوجود ايونات الكالسيوم، ترتبط رؤوس الميوزين باألكتين فيتشكل مركب األكتوميوزين الذي يكون بنيات خاصة تسمى القناطر المستعرضة ) ) (Ponts transversalsالوثيقة ،1لوحة .( 9باالعتماد على المعطيات السابقة ومعطيات الوثيقة ،1لوحة ،9بين العالقة بين ايونات الكالسيوم ونشوء القناطر المستعرضة. الصفحة - 23 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة :2
يعطي مبيان الشكل ،1نتائج قياس كل من كمية Ca2+داخل ساركوبالزم الخلية العضلية وتوترھا بعد تھييجھا. يعطي مبيان الشكل ،2نتائج تأثير وجود أو عدم وجود ATPو ، Ca2+على توتر الليف العضلي. المادة Xھي مادة كيميائية ترتبط بالكالسيوم وتمنع فعله .المادة ،Salyrganھي مادة كابحة لحلمأة .ATP
اللوحــــــــــة 9
ب – تحليل واستنتاج: • الشكل : 1بعد تھييج العضلة مباشرة ،نالحظ ارتفاع تركيز الكالسيوم داخل سيتوبالزم الخلية العضلية ،متبوعا بارتفاع توتر الليف العضلي. • الشكل : 2نالحظ أن اللييفات العضلية تتقلص بسرعة عند وجود ،ATPوايونات الكالسيوم. وعندما نمنع حلمأة ATPبفعل ،Salyrganيختفي توثر اللييف. أما عندما نمنع فعل ، Ca++يختفي توتر اللييف ،رغم وجود .ATP نستنتج من ھذه المعطيات أن توتر الليف العضلي يستلزم وجود ATPو .Ca++ھذا األخير يعمل على تحرير مواقع االرتباط بين الميوزين واألكتين ،لتتكون قناطر مستعرضة. ج – خالصة :آلية التقلص العضلي .أنظر الوثيقة،1لوحة ،9الوثيقة ،1لوحة.10 الوثيقة : 1
الصفحة - 24 - :
اللوحــــــــــة 10
التفاعل بين خييطات الميوزين واألكتين خالل التقلص العضلي.
األستاذ :يوسف األندلسي
يتطلب التقلص العضلي وجود ،ATPوايونات الكالسيوم ،ويتم كما يلي: • عند تنبيه الليف العضلي ،تحرر الشبكة الساركوبالزمية ايونات الكالسيوم. • بحضور ،Ca++يتم تحرير مواقع ارتباط رؤوس الميوزين على األكتين ،والتي كانت محجوبة ببروتينات التروبوميوزين ،فتتكون بذلك قناطر األكتوميوزين. • تلعب مركبات األكتوميوزين دور أنزيم محفز لحلمأة ،ATPوتحرير طاقة تؤدي إلى دوران رؤوس الميوزين في اتجاه مركز الساركومير ،وھذا ما يؤدي إلى تقلصه. • عند انتھاء التنبيه ،يضخ Ca++داخل الشبكة الساركوبالزمية ،فترتبط جزيئة أخرى ل ATP برؤوس الميوزين ،مما يؤدي إلى انفصال األكتين عن الميوزين ،وحدوث االرتخاء.
– Vكيف يتم تجديد الطاقة الالزمة للتقلص العضلي ؟ أ – معطيات تجريبية: تعطي الوثيقة ،2لوحة ،10تغيرات بعض المكونات الكيميائية للعضلة ،قبل وبعد التقلص .قارن معطيات جدول الوثيقة ،واقترح تفسيرا لقيم ،ATPقبل التقلص وبعده. اللوحــــــــــة 10 الوثيقة :2تغيرات بعض المكونات الكيميائية للعضلة قبل وبعد التقلص..
ب – تحليل واستنتاج: نالحظ خالل التجربة األولى أن نسبة الغليكوجين تنخفض ،ونسبة الحمض اللبني ترتفع ،بينما نسبة ،ATPوالفوسفوكرياتين ،تبقى ثابتة. يدل ثبات نسبة ATPفي ھذه التجربة ،رغم استھالكه خالل التقلص العضلي ،على أنه يتجدد باستمرار .ويتم ھذا التجديد بواسطة التخمر اللبني ،حيث تمت حلمأة الكليكوجين إلى كليكوز ،يخضع ھذا األخير للتخمر ليعطي حمض لبني .ATP + خالل التجربة الثانية ،انخفاض نسبة الفوسفوكرياتين فقط .تدل ھذه النتائج على أن تجديد ATPفي ھذه الحالة يتم بواسطة الفوسفوكرياتين ،وھي مادة غنية بالفوسفات ،تجدد ،ATPحسب التفاعل التالي: ) + ATPالكرياتينين ( C الصفحة - 25 - :
أنزيم خاص
) الفوسفوكرياتين ( ADP + CP األستاذ :يوسف األندلسي
خالل التجربة الثالثة ،توقفت العضلة عن التقلص بعد استنفاذ مخزونھا من ، ATPيدل ھذا على عدم تجديد .ATP
ب – طرق تجديد :ATP حسب سرعة تدخلھا يمكن تصنيف الطرق المجددة ل ،ATPإلى ثالثة أنواع: – aالطرق الالھوائية السريعة: في أقل من 30ثانية ينطلق تفاعالن لتجديد :ATP • بواسطة التفاعل بين ،ADPتحت تأثير األنزيم الميوكيناز (myokinase) MK ADP + ADP -------------- ATP + AMP • بواسطة الفوسفوكرياتين ADP + CP -------------- ATP + C : ويكون ھذا التفاعل مصحوبا بتحرير حرارة ،ھي الحرارة األولية. – bالطرق الالھوائية المتوسطة السرعة: تتمثل في التخمر اللبني ،حيث تتم حلمأة الغليكوجين العضلي إلى كليكوز ،يخضع لالنحالل في الجبلة الشفافة إلى حمض البيروفيك ،الذي يتحول إلى حمض لبني. كليكوز + H2O -------------------- C6H12O6غليكوجين ( C6H12O6)n حلمأة الغليكوجين
C6H12O6 + 2ADP ------------------ 2CH3 – CHOH – COOH + 2ATP طاقة
+
حمض البيروفيك
التخمر اللبني
كليكوز
– cالطرق الھوائية البطيئة: تتمثل في التنفس الخلوي ،حيث تتم حلمأة الكليكوجين العضلي إلى كليكوز ،يتم ھدمه بشكل تام بوجود األوكسجين ،ليتحول إلى CO2وماء ،مع تحرير كمية كبيرة من الطاقة ) ،(ATPمع تحرير طاقة على شكل حرارة ،ھي الحرارة المؤخرة.
الصفحة - 26 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثالث:
دور اﻟﻤﺎدة اﻟﻌﻀﻮﻳﺔ ﻓﻲ ﺑﻨﺎء وﺗﺠﺪﻳﺪ اﻟﻤﺎدة اﻟﺤﻴﺔ تمھيد: يتم استعمال جزء من المواد العضوية المستھلكة ،للحصول على الطاقة الالزمة للنشاط الخلوي ،بينما يتم استعمال جزء آخر في بناء وتجديد المادة الحية .فكيف يتم توظيف المادة العضوية في بناء وتجديد المادة الحية ؟
– Ιالكشف عن تجديد المادة الحية. أ – معطيات تجريبية :أنظر الوثيقة ،1لوحة .11
اللوحــــــــــة 11
الوثيقة :1 (1يتكون جسم اإلنسان البالغ مما يقارب 100ألف مليار خلية ،ويزن حوالي 80مليار مرة أكثر من البيضة التي تعتبر أصله. (2تتجدد األمعاء الدقيقة كل أربعة أيام تقريبا ،كما يتجدد الجلد كل 25يوما. (3مكن التحليل الكيميائي للمادة الحية من الحصول علة النتائج المدونة في الجدول التالي: المركبات
النسبة من الكتلة الحية
الماء
70 %
البروتينات
23 %
السكريات
4%
الدھون
2%
أمالح معدنية
1%
النشاط اإلشعاعي للبروتينات %
– 100
– 50
– 25
(4تناولت مجموعة من الفئران وجبة غذائية تحتوي على أحماض أمينية موسومة بالكربون المشع ). (14Cوتم قياس النشاط اإلشعاعي لبروتينات الكبد عند ھذه الفئران ،فحصلنا على المبيان أمامه. (5يعطي الجدول أمامه ،مدة تجديد بعض الجزيئات ،وذلك في مواقع مختلفة من جسم اإلنسان والفأر.
I األيام 9
الكائن الحي اإلنسان
I 8
I 7
I 6
العضو أو المكون الكبد العضلة البالزما
الفأر
الكبد العضلة
I 5
I 4
I 3
I 2
المادة العضوية البروتينات البروتينات البروتينات الكولسترول البروتينات الغليكوجين البروتينات
– 10 – 5
I 0 1
مدة التجديد باأليام 10 150 4إلى 8 8 5إلى 14 1.5 21
ب – تحليل واستنتاج: .Aينمو الجسم عن طريق التكاثر ،والذي يتطلب تركيب المادة الحية تتجدد المادة الحية باستمرار ،بحيث تموت في كل لحظة خاليا متعددة ،فتعوض بأخرى جديدة. تتكون المادة الحية من مواد مختلفة ،تمثل منھا المادة العضوية ،29 %وتعتبر البروتينات المادة العضوية األكثر تواجدا في المادة الحية. .Bأدى تناول الوجبة المحتوية على األحماض األمينية المشعة ،إلى ارتفاع في النشاط اإلشعاعي لبروتينات الكبد ،إلى أن وصلت قيمتھا القصوى ،ثم تراجعت تدريجيا إلى أن تنعدم. الصفحة - 27 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
إن ارتفاع النشاط اإلشعاعي لبروتينات الكبد ،ناتج عن تجديد بروتينات الكبد العادية ،بأخرى مشعة. إن انخفاض النشاط اإلشعاعي لبروتينات الكبد ،ناتج عن تجديد بروتينات الكبد المشعة بأخرى عادية. .Cنستخلص من ھذه المعطيات أن الجزيئات العضوية ،وخاصة البروتينات ،تدخل في تركيب المادة الحية ،وتجدد باستمرار. .Dتبين المعطيات على الجدول ،أن جميع المواد العضوية تتجدد ،إال أن مدة تجديدھا تختلف من مادة عضوية إلى أخرى ،ومن عضو آلخر ،ومن كائن حي آلخر.
– ΙΙتركيب البروتيدات األنزيمية للبنكرياس. أ – بنية البنكرياس :أنظر الوثيقة ،2لوحة .11
اللوحــــــــــة 11
الوثيقة :2
البنكرياس غدة تقع خلف المعدة ،وتتكون من مجموعتين من الخاليا: • خاليا مفرزة لألنزيمات الھضمية ،تنتظم على شكل بنيات تسمى عنبات ).(Les acinis
• خاليا مفرزة لھرمونات ،تظھر على شكل جزيرات ،تسمى جزيرات النجرھانس (Les îlots de )langerhans
البنكرياس غدة خارجية اإلفراز = غدة صماء ،وغدة داخلية اإلفراز ،لذلك تعتبر البنكرياس غدة مختلطة. الصفحة - 28 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – تتبع تدفق المادة عبر البنيات الخلوية: – aمعطيات تجريبية: إلبراز دور العنبات في تدفق المادة ،نقوم بالتجارب المبينة على الوثيقة ،1لوحة .12
اللوحــــــــــة 12
الوثيقة 1بعد حقن حيوان بكمية من حمض أميني مشع من نوع اللوسين ،تم تتبع مسير الجزيئة المشعة عبر الخاليا اإلفرازية لعنبة بنكرياسية .تمثل األشكال أسفله النتائج المحصل عليھا. (1أعط األسماء المناسبة لكل رقم. (2حدد مسار اإلشعاع في خاليا العنبة اإلفرازية. (3علما أن اللوسين يدخل في تركيب البروتينات ،حدد الظاھرة التي عرفتھا خاليا العنبة اإلفرازية. 2 5 3
1
6 4
الزمن t1
الزمن t3
الزمن t2
– bتحليل واستنتاج: (1األسماء :أنظر الوثيقة (2في الزمن ،t1تنفذ المواد المشعة إلى سيتوبالزم الخاليا اإلفرازية من جھتھا القاعدية. في الزمن ،t2تتواجد المواد المشعة وسط سيتوبالزم الخاليا اإلفرازية. في الزمن ،t3تتواجد المواد المشعة بالجھة العلوية للخاليا اإلفرازية ،وفي فتحة العنبة. (3نالحظ أن اإلشعاع ينفذ للخلية من قاعدتھا صوب قمتھا ،تم يطرح بعد ذلك في فتحة العنبة، نستنتج من ھذا أن خاليا العنبة تستعمل األحماض األمينية التي تدخل عبر قاعدتھا ،لتركيب البرروتيبات األنزيمية البنكرياسية.
ج – الموقع الخلوي لتركيب البروتينات ومسارھا الضمخلوي: – aمعطيات تجريبية: لتحديد البنيات الخلوية المتدخلة في تركيب البروتينات ،نقوم بالتجربة المبينة على الوثيقة ،2لوحة.12
70 60
REG Golgi
50
VS
40 30
نســبة حبيبــات الفضــة
الصفحة - 29 - :
80
%
توضع خاليا إفرازية في وسط الوثيقة :2 يحتوي على أحماض أمينية مشعة لبضع دقائق، بعد ذلك يتم نقلھا إلى وسط يحتوي على أحماض أمينية عادية ،فنتتبع تطور نسبة اإلشعاع عبر البنيات الخلوية المختلفة ،بداللة الزمن .لنحصل على المبيان أمامه. = REGالشبكة السيتوبالزمية الداخلية. = Golgiجھازغولجي. = VSحويصالت إفرازية. (1صف نتائج التجربة. (2فسر التغير المالحظ في النشاط اإلشعاعي للعضيات الخلوية. (3بين على الوثيقة 3مسير الجزيئات البروتينية المركبة.
اللوحــــــــــة 12
نســبة النشــاط االشــعاعي للبنيــات الخلويــة
90
20 10
ا لزمن )(.m in
0 140
120
100
80
60
40
20
األستاذ :يوسف األندلسي
0
– bتحليل واستنتاج: (1في بداية التجربة ،يرتفع النشاط اإلشعاعي في الشبكة السيتوبالزمية الداخلية المحببة ) وجود جسيمات ريبية(. مع مرور الزمن ،ينخفض النشاط اإلشعاعي في الشبكة السيتوبالزمية الداخلية ،وبتزامن مع ذلك يرتفع اإلشعاع في جھاز غولجي .ينخفض النشاط اإلشعاعي في جھاز غولجي ،ليرتفع في الحويصالت اإلفرازية. (2تطور النشاط اإلشعاعي للعضيات الخلوية ،يبين مسار البروتينات المركبة داخل الخلية .حيث تنتقل البروتينات المركبة من الشبكة السيتوبالزمية الداخلية المحببة ،إلى جھاز غولجي عبر الحويصالت االنتقالية ،لتمر إلى فتحة العنبة عبر الحويصالت اإلفرازية. (3تنفذ األحماض األمينية إلى الخلية من جھتھا القاعدية ،وتدخل في تركيب البروتينات على مستوى الشبكة السيتوبالزمية الداخلية المحببة ،فتنتقل بعد ذلك إلى جھازغولجي ،قبل أن تنقل عبر الحويصالت اإلفرازية إلى خارج الخلية ،بواسطة ظاھرة اإلخراج الخلوي .أنظر الوثيقة ،3لوحة .12 اللوحــــــــــة 12 جوف العنبة جھة علوية
ميثوكندري
خلية إفرازية
النواة
حويصالت إفرازية
جھاز غولجي عرق دموي شبكة سيتوبالزمية داخلية
– ΙΙΙفوق بنية العضيات المسؤولة عن تركيب البروتينات. 1فوق بنية العضيات الخلوية ودورھا.
أ – الجسيمات الريبية = الريبوزومات ،Les ribosomes:أنظر الوثيقة ،1لوحة .13 الوثيقة 1
الصفحة - 30 - :
مالحظة بالمجھر اإللكتروني
اللوحــــــــــة 13
األستاذ :يوسف األندلسي
ھي عبارة عن جسيمات صغيرة جدا ،تكون إما حرة في السيتوبالزم أو ملتصقة على الوجه الخارجي للشبكة السيتوبالزمية الداخلية. تتكون الجسيمات الريبية من بروتينات متعددة ،ومن الحمض النووي الريبوزي ) ،80% (ARNوھي وحدات تركيب البروتينات ،إذ تقوم بتجميع األحماض األمينية على شكل سلسلة بيبتيدية. ب – الشبكة السيتوبالزمية الداخلية Réticulum endoplasmique .أنظر الوثيقة ،2لوحة .13 الوثيقة :2
مالحظة بالمجھر االلكتروني
اللوحــــــــــة 13
مجسم تفسيري لبنية الشبكة السيتوبالزمية الداخلية
ھي عبارة عن شبكة من القنوات على شكل كييسات مسطحة ،تتكون من تجويف داخلي يحيط به غشاء له نفس بنية الغشاء السيتوبالزمي ،وتتصل فيما بينھا ،كما تتصل بغشاء النواة. على مستوى تجويفات الشبكة السيتوبالزمية الداخلية يتم تكثيف وتركيز البروتيدات ،التي تم تركيبھا على مستوى الجسيمات الريبية الملتصقة بھا ،لتتجمع مع جزيئات أخرى ،مكونة بذلك أجساما بروتيدية معقدة ،تتم تعبئتھا في حويصالت انتقالية.
ج – جھاز غولجي:
الوثيقة :3
اللوحــــــــــة 13
Appareil de golgi
أنظر الوثيقة ،3لوحة .13 ھو عبارة عن فجوات على شكل أكياس مسطحة ،ومتراصة بعضھا إلى بعض ،كل كييس يحتوي على تجويف وعلى غشاء له نفس بنية الغشاء السيتوبالزمي .ولكل كييس واجھتان: • واجھة التشكل :التي يتشكل على مستواھا الكييس، حيث تلتحم الحويصالت االنتقالية المتبرعمة عن الشبكة السيتوبالزمية الداخلية. • واجھة النضج :التي يتجزأ على مستواھا الكييس، ليعطي حويصالت غولجية إفرازية ،ھذه األخيرة يمكنھا تخزين المواد أو طرحھا خارج الخلية. يمثل جھاز غولجي موقع تكثيف البروتينات وعديدات السكر ،كما يتدخل في إجراء التعديالت الكيميائية النھائية، وانتقاء البروتينات الموجھة لداخل الخلية ،والموجھة إلى خارج الخلية. الصفحة - 31 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2التجديد المستمر لمكونات الخاليا الحية. انطالقا من الوثيقة ،4لوحة ،13بين أھمية ظاھرة اإلخراج الخلوي في تجديد الغشاء السيتوبالزمي ،وأھمية التدفق الغشائي واإلخراج الخلوي ) (Exocytoseفي تجديد المادة الحية. الوثيقة :4
اللوحــــــــــة 13
نالحظ أن غشاء الشبكة السيتوبالزمية الداخلية يعطي حويصالت انتقالية ،تتجمع وتتحد لتكون الكييسات الغولجية .وبما أن عدد كييسات جھاز غولجي ثابت ،وظاھرة التشكل تتم بصفة مستمرة، نستنتج أن الكييسات القديمة ،تعرف تجزءا إلى حويصالت جديدة ھي الحويصالت اإلفرازية ،التي تتوجه نحو الغشاء السيتوبالزمي لتلتحم معه ،وتفرغ محتواھا بواسطة ظاھرة اإلخراج الخلوي .نتكلم ادن عن ظاھرة التدفق الغشائي داخل الخاليا اإلفرازية ،نتيجة التعضي الموحد لألغشية المشكلة لعضياتھا .ھذا التدفق ھو المسؤول عن تجديد وإعادة بناء مكونات الخاليا الحية.
الصفحة - 32 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوحدة الثانية ﻃﺒﻴﻌﺔ اﻟﺨﺒﺮ اﻟﻮراﺛﻲ واﻟﻴﺔ ﺗﻌﺒﻴﺮﻩ – اﻟﻬﻨﺪﺳﺔ اﻟﻮراﺛﻴﺔ مـــدخـــل عـــــام : رغم تنوع الكائنات الحية ،ورغم الفروق البيفردية والساللية داخل كل جنس ،يالحظ دائما أن ھناك وحدة على مستوى اآللية الوظيفية عند كل األجسام الحية ،كما أن مختلف البروتينات المكونة لمختلف البنيات ،تتكون من تسلسل األحماض األمينية ،وتختلف ھذه البروتينات فيما بينھا بعدد ونوع وترتيب األحماض األمينية ،وأن الصفات الشكلية والفيزيولوجية والسلوكية ،تنتقل عبر السالالت المتعاقبة، الشيء الذي يبين أن ھناك خبر وراثي ينتقل من جيل إلى آخر. وقد سخر االنسان علم الوراثة ،فيما يعرف بالھندسة الوراثية ،لتعديل الصفات عند بعض الكائنات الحية.
(1أين يتموضع الخبر الوراثي ؟ (2كيف يتم نقل الخبر الوراثي من جيل آلخر؟ (3ماھي الطبيعة الكيميائية للخبر الوراثي؟ (4ما العالقة بين الصفات الوراثية والخبر الوراثي؟ (5ما عالقة نوع وترتيب األحماض األمينية للبروتينات بطبيعة الخبر الوراثي؟ (6ما مبادىء الھندسة الوراثية وتقنياتھا ؟ وما مجاالت تطبيقھا ؟
الصفحة - 33 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل األول:
ﻣﻔﻬﻮم اﻟﺨﺒﺮ اﻟﻮاﺛﻲ – Ιأين يتواجد الخبر الوراثي ؟ 1الكشف عن تموضع الخبر الوراثي داخل الخلية
– aتجربة القطع عند األميبة : Amibeأنظر الرسم.
يبين الرسم التالي نتائج تجربة القطع عند األميبة. ماذا تستخلص من تحليل نتائج ھذه التجربة؟
جزء منوى
تكاثر
نواة سيتوبالزم
جزء غير منوى انحالل قطع
نالحظ أن الجزء الذي يحتوي على النواة يستمر في الحياة ،ويتكاثر .نستنتج أن النواة ضرورية لحياة الخلية وتكاثرھا. – bتجارب القطع والتطعيم عند األسيتابوالريا :Acetabulariaأنظر نشاط ،1تجربة 1لوحة .1 اللوحــــــــــة 1
نشاط 1دور النواة في حياة الخلية تعد األسيتابوالريا Acétabulariaمن بين الطحالب الخضراء Les algues vertesالبحرية الوحيدة الخلية.ويمثل شكال الوثيقة 1نوعين من ھذا الطحلب. من أجل معرفة كيفية عمل المواد المسؤولة عن تحديد الشكل الخارجي )خاصة القبعة( ،أنجزت مجموعة من التجارب التجربة 1قام Hamerlingومساعدوه بتجربة القطع و التطعيم على النوعين المذكورين أعاله منطحلب األسيتابوالريا ،وتبين الوثيقة 2ظروف ونتائج ھذه التجربة. -1حدد الھدف من ھذه التجربة -2ضع فرضية تفسر بواسطتھا تشكل القبعة
التجربة 2قصد تحديد تموضع الخبر الوراثي داخل الخلية ،تم إنجاز التجارب المبينة على الوثيقة .3انطالقا من معطيات ھذه التجربة ،استنتج مكان تموضع الخبر الوراثي عند الكائنات المتعددة الخاليا. الصفحة - 34 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة :1
الوثيقة 2
اللوحــــــــــة 1
قبعة زرع نواة طحلب Am Acetabularia mediterranea
لولب
إزالة النواة الجزء القاعدي لطحلب Am
زرع نواة طحلب Ac
وبر جذري Acetabularia Crenulata: Ac
Acetabularia crenulata
Acetabularia Mediterranea: Am
(1الھدف من ھذه التجربة ھو تحديد دور النواة في حياة الخلية. (2نالحظ أن الوبر الجذري الذي يحتوي على النواة ،وحده يستمر في العيش ويجدد خلية كاملة، بنفس صفات الخلية األصل للنواة ،أي أن شكل القبعة مرتبط بنوع النواة .انطالقا من ھذا يمكن افتراض أن النواة ھي المسؤولة عن تشكل القبعة ،إذن ھي الحاملة للخبر الوراثي. – cتجربة االستنساخ عند العلجوم : (Crapaud) Xénopesأنظر نشاط ،1تجربة 2لوحة .1 الوثيقة :3
اللوحــــــــــة 1
علجوم أمھق
علجوم أخضر بويضات غير مخصبة
30علجوم أمھق
اقتالع النواة من خلية معوية
بويضة بنواة خلية علجوم أمھق
بويضة بدون نواة
تدمير النواة بواسطة UV
(3نالحظ أن العلجوم الناتج عن االستنساخ ،له صفات العلجوم الذي أخذت منه النواة .ادن الصفات الوراثية محمولة على النواة .يعني أن الخبر الوراثي يتواجد بالنواة عند الكائنات المتعددة الخاليا.
2خالصة:
يتبين من التجارب السابقة أن النواة ضرورية لحياة الخلية ولتوالدھا ،وأن ھذه النواة ھي التي تتحكم في التكوين الشكلي للخلية .إذن المادة الناقلة للصفات الوراثية توجد في النواة .أي أن الخبر الوراثي يتواجد على مستوى النواة.
– IΙانتقال الخبر الوراثي عبر االنقسام الخلوي. 1االنقسام غير المباشر عند خلية نباتية.
ينمو الجسم وتتجدد خالياه ،عن طريق التكاثر الخلوي ،الذي يتم عبر االنقسام الخلوي. الصفحة - 35 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
أثناء االنقسام الخلوي ،تنقسم الخاليا األم ،لتعطي خاليا بنت مشابھة لھا ،ويسمى ھذا االنقسام باالنقسام غير المباشر ).(Mitose أ – مالحظة خاليا نباتية في طور االنقسام غير المباشر .أنظر نشاط ،2لوحة.1 2نشاط 2انتقال الخبر الوراثي عبر االنقسام الخلوي
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة 4
يتم نمو المتعضيات وتجديد خالياھا بالتكاثر الخلوي ويحافظ ھذا الشكل من التوالد على الھوية البيولوجية للخلية.فكيف تتدخل ھذه اآللية في انتقال الخبر الوراثي ؟ تعطي الوثيقة 4صورة الكترونوغرافية لمالحظة مجھرية لحافة جذر البصل. - 1انطالقا من تحليل ھذه الوثيقة بين كيف يتم التكاثر الخلوي؟
تبين ھذه المالحظة أن الجدر يتكون من خاليا صغيرة ذات نوى مختلفة المظھر:بعضھا كبير الحجم، وكروي الشكل ،محاطة بغشاء نووي ،وتضم شبكة كثيفة من الخييطات النووية تسمى الصبغين كما تحتوي على نويات ،تعتبر ھذه الخاليا في طور السكون ،بعض الخاليا تالشت بھا النواة و عوضت ببنيات على شكل خييطات تسمى الصبغيات ،Chromosomesوتعتبر في حالة انقسام غير مباشر. ب – مراحل االنقسام غير المباشر .أنظر نشاط ،2اللوحة .2 اللوحــــــــــة 2
تعطي الوثيقة 5صورا الكترونوغرافية لبعض الخاليا في طور االنقسام. - 2أعط عنوانا لكل صورة ) (9،...2،1بعد ترتيبھا والتعليق عليھا تعطي الوثيقة 6رسوما تخطيطية لمالحظات مجھرية لبعض الخاليا في طور االنقسام. - 3أعط األسماء المناسبة لعناصر كل رسم ثم حدد اسم كل طور من أطوار االنقسام. تبين الوثيقة 7مظاھر الصبغيات خالل دورة خلوية. - 4احسب عدد الصبغيات في كل طور ،ماذا تستنتج ؟ - 5ماذا تستنتج من ھذه المعطيات ؟ – aالطور التمھيدي La prophase
تتميز ھذه المرحلة في بدايتھا بتكاثف الصبغين و انتظامه على شكل خييطات تسمى الصبغيات ،كل صبغي مكون من وحدتين ،نسمي كل واحد منھما صبيغي ،Chromatideمرتبطين على مستوى الجزيء المركزي ،Centromèreفي نھاية ھذه المرحلة يتالشى الغشاء النووي و النويات ،وتظھر منطقة فاتحة في قطبي الخلية ،ھي عبارة عن كمات قطبية ،Calottes polairesيظھر بينھما مغزل اللوني .Fuseau achromatique – bالطور االستوائي La métaphase
خالل ھذه المرحلة تصبح الصبغيات أكثر وضوحا ،و تتموضع على المستوى االستوائي للخلية مكونة الصفيحة االستوائية ،La plaque équatorialeو يكتمل تشكل مغزل االنقسام. – cالطور االنفصالي L'anaphase
تتميز ھذه المرحلة بانشطار الجزيء المركزي ،ليعطي جزيئين مركزيين ،يتصل كل منھما بصبيغي، ليتضاعف الصفحة - 36 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
عدد الصبغيات .تتكون مجموعتين متساويتين من حيث عدد الصبغيات وانفصال فتتم ھجرة كل مجموعة نحو أحد قطبي الخلية نتيجة تقصير األلياف الصبغية إنھا الھجرة القطبية. – dالطور النھائي La télophase
تتجمع الصبغيات و تتشابك و تفقد شكلھا االنفرادي الواضح ،و تتحول إلى كثلة من الصبغين ،و يتكون الغشاء النووي و النويات ،و يختفي مغزل االنقسام ،و يتكون جدار أولي للغشاء السيليلوزي يفصل بين خليتين بنتين تتوفران على نفس عدد الصبغيات. اللوحــــــــــة 2
اﻝوﺜﻴﻘﺔ 5
الترتيب الزمني
للصور .................. ................... ................... ................... ................... .................. .................. ................: . ................
تعليق على الصور :
........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
الصفحة - 37 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 3
اﻝوﺜﻴﻘﺔ 6
2االنقسام غير المباشر عند خلية حيوانية.
من خالل مالحظة مراحل االنقسام غير المباشر عند خلية ،حيوانية يتبين أنه يشبه انقسام الخلية النباتية في خطوطه العريضة ،مع وجود اختالفين رئيسيين: • تتوفر الخلية الحيوانية على عضي خاص يسمى الجسيم المركزي ،Le centrosomeمكون من مريكزين ،2Centriolesيشكل كل واحد منھما نجيمة قطبية ،Asterيتكون بينھما المغزل الاللوني أثناء االنقسام الخلوي. • خالل الطور النھائي ،يتم انفصال الخليتين البنتين ،بواسطة حلقة قلوصة تظھر على مستوى استواء الخلية ،تنقبض فتفصل الخلية إلى جزأين متساويين ،وتسمى ھذه الظاھرة باالختناق االستوائي .L'étranglement équatorial الصفحة - 38 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
3مفھوم الدورة الخلوية .أنظر الوثيقة ،7لوحة.3 G2
الوثيقة :7
G1
اللوحــــــــــة 3
S
G1
G1
S
= ......................................................
= ........................................................
G1
S
= G2 T
G2 A
.......................................................
P
= ........................................................
M
= .......................................................
A
= ........................................................
T
= .......................................................
P M
يكون كل انقسام غير مباشر مسبوقا بمرحلة سكون ،تتميز بمضاعفة الصبغيات ،ليصبح كل صبغي ناتج عن انقسام غير مباشر ،مكونا من صبيغيين متماثلين .ويمثل مجموع مرحلة االنقسام غير المباشر ،ومرحلة السكون التي تسبقه ،دورة خلوية. ادن تنتقل الدخيرة الوراثية من جيل إلى أخر دون تغيير ،فنتكلم النقل المطابق للخبر الوراثي.
– IIΙالطبيعة الكيميائية للمادة الوراثية. 1الكشف عن الطبيعة الكيميائية للمادة الوراثية. أ – تجربة (1928) Griffithأنظر نشاط ،3لوحة .4 اللوحــــــــــة 4
3نشاط 3التركيب الكيميائي للخبر الوراثي قصد تحديد طبيعة الخبر الوراثي أنجزت التجارب التالية: أبحاث ( 1928 ) Griffith في سنة 1928قام العالم اإلنجليزي Griffithبمالحظة المكورات الثنائية الرئوية ، Les pneumocoquesوھي بكتريا تسبب التھاب الرئة ،وتوجد على شكلين مختلفين: شكل يحتوي على محفظة )عليبة( ويكون لمات ملساء ،نرمز لھا بالحرف . ( Smooth ) Sتتميز بكونھا حادة ) ممرضة (. شكل بدون محفظة ويكون لمات حرشة ) خشنة ( ،نرمز لھا بالحرف . (rough) Rوھو شكل غير حاد.في محاولة منه لتحويل البكتريا Sإلى بكتريا Rغير معدية ،قام ھذا العالم بالتجارب الملخصة على الجدول التالي: ماذا تستنتج من خالل تحليل نتائج أبحاث Griffith؟
التجارب
الظروف التجريبية
النتائج المحصل عليھا
مالحظة مجھرية للدم
1
حقن فأر A1بمكورات رئوية Sحية
يموت الفأر
وجود مكورات Sحية
2
حقن فأر A2بمكورات رئوية Rحية
يبقى الفأر حيا
وجود مكورات Rحية
3
حقن فأر A3بمكورات رئوية Sميتة
يبقى الفأر حيا
عدم وجود مكورات Sحية
4
حقن فار A4بخليط يحتوي على مكورات Sميتة ومكورات Rحية
يموت الفأر
وجود مكورات Sحية
الصفحة - 39 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – تحليل واستنتاج: موت الفأر ،A1ناتج عن حقنه بمكورات Sحية ،وھي بكتيريا حادة. لم يمت الفأر ،A2وذلك لكونه حقن بمكورات Rحية ،وھي بكتيريا غير حادة. لم يمت الفأر ،A3لكونه حقن بمكورات Sميتة ،وھي بكتيريا غير حادة. موت الفأر ،A4ناتج عن حقنه بمكورات Sميتة ،و Rحية ،فظھرت عنده مكورات Sحية. نستنتج من ھذا التحليل ،أن المكورات Rالحية عند الفأر ،A4تحولت إلى مكورات Sحية ،ولتفسير ھذا التحول افترض Griffithأن المكورات Sالميتة ،حولت المكورات Rالحية ،إلى مكورات S حية ،وذلك عن طريق مادة نقلتھا إليھا ،سماھا : Griffithالعلة المحولة .Principe transformant ج – التحقق من فرضية :Griffith – aتجربة Averyو مساعدوه :أنظر نشاط ،3لوحة .4 أبحاث Mc Carthy , Mc Leod , Avery
اللوحــــــــــة 4
لمعرفة العلة المحولة ،أي تحديد العامل المسؤول عن تحول البكتيريا Rغير الممرضة ،إلى بكتيريا Sممرضة ،قام ھؤالء الباحثون بإضافة أنزيمات خاصة لتفكيك بعض المكونات الكيميائية للبكتيريا ،فكانت النتائج كالتالي: بكتيريا Rحية +بكتيريا Sميتة +أنزيم محلل للبروتينات = تحول البكتيريا Rإلى بكتيريا Sحية. بكتيريا Rحية +بكتيريا Sميتة +أنزيم محلل للدھون = تحول البكتيريا Rإلى بكتيريا Sحية. بكتيريا Rحية +بكتيريا Sميتة +أنزيم محلل ل = ARNتحول البكتيريا Rإلى بكتيريا Sحية. بكتيريا Rحية +بكتيريا Sميتة +أنزيم محلل ل = ADNعدم تحول البكتيريا Rإلى بكتيريا Sحية. حقن ADNبكتيريا Sلبكتيريا Rحية ثم حقن ھذه األخيرة للفأر = موت الفأر ويبين تحليل دمه وجود بكتيريا Sحية . ماذا تستنتج من خالل تحليل نتائج تجربة Averyومساعدوه ؟
– bتحليل واستنتاج: نالحظ أن التحول البكتيري ال يحدث عند استعمال أنزيمات محلل ل ) ،ADNالحمض النووي الريبوزي ناقص األوكسجين .( Acide désoxyribonucléiqueكما أن حقن ADNالبكتيريا ،S لبكتيريا ،Rيحول ھذه األخيرة إلى بكتيريا Sحية. نستنتج من ھذه المعطيات أن العنصر المسؤول عن تحويل Rحية إلى Sحية ،ھو ،ADNوبالتالي فالعلة المحولة ھي جزيئة .ADN – cتفسير آلية التحول البكتيري :أنظر الرسم.
بعد موت المكورات Sالحادة ) (1يتجزأ ADNإلى أجزاء صغيرة ) (2فيدمج جزء من ADN المكورات ، Sفي ADNالمكورات Rالحية ) ،(3التي تصبح لھا القدرة على تركيب المحفظة المسؤولة عن المرض ،وبالتالي تصبح مكورات Sحية .يعني ھذا نقل صفة وراثية جديدة من Sإلى .R د – دورة حياة العاتية : Bactériophageأنظر الوثيقة ،1،2لوحة .4 اللوحــــــــــة 4
تكاثر الحمات )الفيروسات ( Les virus
تعتبر الفيروسات نظاما حيا ،لھا شكل ھندسي مكون من بروتينات يتوسطھا حمض نووي ADNوأحيانا ARNكحالة الزكام و السيدا. ليس لھا استقالب خاص بھا بل تتكاثر على حساب خاليا أخرى.مثال العاثية ) Bactériophageأنظر الوثيقة ( 1تتكاثر على حساب البكتيريا .ويتم ذلك على مراحل ) أنظر الوثيقة :( 2ماذا يمكنك استنتاجه من ھذه الوثائق لتفسير تكاثر العاثيات ؟ الصفحة - 40 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة 1
اللوحــــــــــة 4
الوثيقة 2
تتكاثر العاتية على حساب البكتيريا ،ويتم ذلك على مراحل ھي: تثبيت العاتية على البكتيريا ،وتسرب جزيئة ADNالعاثية إلى سيتوبالزم البكتيريا. تضاعف ADNالعاتية وتالشي ADNالبكتيريا. تجميع مكونات العاتية داخل البكتيريا ،وتركيب عاتيات جديدة. انفجار البكتيريا وتحرير عاتيات جدد مشابھة للعاتية األصلية. يتبين من دورة حياة العاتية أن ھذه األخيرة تحقن فقط خبرھا الوراثي ،المتمثل في جزيئة ،ADNليتم تركيب عاتيات جديدة مشابھة للعاتية األصلية .وبذلك يتأكد أن ADNيمثل الخبر الوراثي. ه – خالصة: انطالقا مما سبق يمكن استخالص ما يلي: المادة الوراثية الحاملة للخبر الوراثي ھي عبارة عن جزيئة ،ADNتتموضع في النواة و تنتقل عبر الصبغيات خالل االنقسام الخلوي.
2الكشف عن مادة .ADN
ألجل ذلك تستعمل طريقة ،Feulgenإذ تعتمد ھذه التقنية على استعمال كاشف schiffالذي يكون عديم اللون ويتلون باألحمر عند وجود .ADN تبرز نتائج تقنية Feulgenأن جزيئة ،ADNمكون أساسي للصبغيات. ملحوظة :نجد أيضا جزء من ADNعلى مستوى الميتوكوندري و البالستيدة الخضراء لكنه يتحكم فقط في بعض خصائص ھذه العضيات.
– IVالتركيب الكيميائي لجزيئة .ADN 1المكونات الكيميائية لجزيئة .ADNأنظر نشاط ،4وثيقة ،1لوحة .5 4نشاط 4الخصائص الكيميائية ل ADNو عالقته بالصبغين و الصبغيات
اللوحــــــــــة 5
♥ الوثيقة : 1تعتبر جريئة ADNجزيئة كبيرة تتكون من ثالثة أجزاء تتكرر في الفضاء : • سكر الريبوز ناقص األكسجين Désoxyribose • حمض فسفوري Acide phosphorique • قاعدة ازوتية Base azotéeوھي إما :األدنين) ، Adénine (Aالغوانين) ، Guanine (Gالتيمين ) ، Thymine (Tالسيتوزين ). Cytosine (C تكون ھذه األجزاء الثالثة ،الوحدة األساسية ل ADNونسميھا نيكليوتيد Nucléotideوبذلك نقول أن جزيئة ADNھي عبارة عن عديد النيكليوتيدات ). Polynucléotideأنظر الوثيقة ( 1 الصفحة - 41 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 1
بينت حلمأة جزيئات ،ADNذات مصادر مختلفة أنھا تتكون من ثالثة عناصر ھي: • حمض فوسفوري . H3PO4 • سكر خماسي ھو الريبوز ناقص أوكسجين. C5H10O4، • قواعد ازوتية .A ،T ،C ،G و يمثل النيكليوتيد الوحدة األساسية لـ ADNو يتكون من :سكر ريبوزي ناقص أكسجين +حمض فسفوري +قاعدة أزوتية Aأو Tأو Cأو ،Gو بذلك يسمى ADNبعديد النيكليوتيدات.
2بنية جزيئة .ADN
– aنتائج :Chargaff قام Chargaffبتحديد نسب القواعد األزوتية األربع ،A, T, C, G ،في جزيئات ADNذات مصادر مختلفة ،فحصل على النتائج المبينة على الوثيقة ،2لوحة.5
اللوحــــــــــة 5 ♥ الوثيقة : 2تعطي الوثيقة التالية نسبة القواعد االزوتية في ADNعند بعض األنواع من الكائنات : نسبة القواعد االزوتية التركيب من القواعد االزوتية ب mol % األجسام A
G
C
T
A /T
G/C
A+G/C+T
اإلنسان
30.9
19.9
19.8
29.4
1.05
1.01
1.03
الخروف
29.3
21.4
21.0
28.3
1.04
1.02
1.03
الدجاج
28.8
20.5
21.5
29.3
0.98
0.95
0.97
عن ماذا تكشف نتائج ھذه الدراسة؟ – bتحليل واستنتاج: نالحظ بالنسبة لجميع المتعضيات أن العالقة ،1 = G/C = A/Tكما أن ،1 = A+G/T+Cوذلك ألن مقدار Aيساوي مقدار ،Tومقدار Cيساوي مقدار .Gنستنتج من ھذا أن Aترتبط ب ،Tو Cترتبط ب .G أنظر الوثيقة ،3لوحة .5 في سنة 1953اقترح العالمان Watsonو ،Crickنموذجا لجزيئة ،ADNعلى أنھا عبارة عن لولب مضاعف .Double héliceيتكون كل لولب من متتالية من النيكليوتيدات ،والتي ترتبط فيما بينھا عن طريق الحمض الفسفوري بواسطة الكربون ' 5لسكر الريبوز ناقص أكسجين للنيكليوتيد األول و الكربون ' 3لسكر الريبوز ناقص أكسجين للنيكليوتيد الموالي ،وھكذا إلى نھاية اللولب و بالتالي تكون ھناك نھايتين حرتين 3' :و ' ، 5ومن تم نصطلح على التوجيه '. 5' -------- 3 الصفحة - 42 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
و بما أن جزيئة ADNلولب مضاعف ،فلكي يكتمل اللولبين يجب أن يكونا متضادا القطبية > . 5'---نقول إن لولبي ADNمضادا التوازي '5 ' 3'---> 5و '3 ويرتبط اللولبان بعضھما ببعض ،بروابط ھيدروجينية على مستوى القواعد االزوتية. الوثيقة : 3نموذج جزيئة ADNعلى شكل لولب مضاعف ) تصور WATSONو ( CRICK
– Vالعالقة بين الصبغين ،الصبغيات ،و .ADN 1بنية الصبغين. يعطي الشكل أ من الوثيقة ،1لوحة ،6 مالحظة بالمجھر االلكتروني لصبغي استوائي، تمت معالجته بواسطة أنزيمات نوعية تحلل البروتينات.
اللوحــــــــــة 5
اللوحــــــــــة 6 ♥ الوثيقة :1الشكل أ بنية الصبغين ،الشكل ب بنية الصبغي: الشكل أ
انطالقا من ھذه المالحظة استخرج بنية الصبغي. تبين المالحظة المجھرية لصبغين خلية أنه يتكون من خييطات متشابكة ،يبلغ قطر الواحد منھا ،30nmوتسمى ھذه الخييطات خييطات نووية . Les nucléofilaments بينت الدراسات أن الخييط النووي يتكون من جزيئة ADN ملولبة حول حبات من البروتينات ،مكونة نكليوزومات ،Nucléosomesكما نسمي ھذه البروتينات :ھيستونات .Les histones الصفحة - 43 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2بنية الصبغيات .أنظر الشكل ب من الوثيقة ، 1لوحة .6 إن للصبغين والصبغيات نفس التركيب الكيميائي، إذ يعتبر ADNمكون مشترك بين الصبغين والصبغيات:
اللوحــــــــــة 6 الشكل ب
• يلتف كل خييط ADNحول ھيستونات، فيشكل خييط نووي. • تتلولب الخييطات النووية تلولبا طفيفا، فتشكل الصبغين. • عند دخول الخلية في انقسام غير مباشر، يزداد تلولب الخييط النووي حول نفسه ،فتظھر الصبغيات .ويصبح ھذا التلولب شديدا وقصويا، في المرحلة االستوائية ،مما يجعل الصبغيات جد واضحة. • في نھاية االنقسام تتم إزالة تلولب الخييطات النووية للصبغيات ،لتعود إلى حالة الصبغين.
3العالقة بين الصبغين ،الصبغيات ،و .ADN
يالحظ خالل االنقسام الخلوي ،أنه عندما تظھر الصبغيات ،يختفي الصبغين ،والعكس صحيح .كما أن للصبغين والصبغيات نفس التركيب الكيميائي ) + ADNھيستونات ( ،فھما إذن يمثالن عنصرا واحدا ،يتغير شكله حسب درجة تلولب الخييط النووي ،وذلك حسب مراحل الدورة الخلوية.
– VIآلية مضاعفة جزيئة .ADN 1الكشف عن مضاعفة جزيئة .ADNأنظر نشاط ،5وثيقة ،1لوحة.6 اللوحــــــــــة 6
5نشاط 5مضاعفة ال ADNوعالقتھا بالحفاظ على الخبر الوراثي: يعتبر ال ADNالمكون األساسي للصبغيات والحامل الكيميائي للخبر الوراثي ،وينتقل من جيل آلخر بواسطة االنقسام الخلوي غير المباشر .قصد فھم اآلليات التي تضمن الحفاظ على الخبر الوراثي من دورة خلوية ألخرى ،نقوم بدراسة الوثائق التالية:
♥ الوثيقة : 1تمت معايرة كمية ADNالموجودة في خلية إنسان خالل دورتين خلويتين فحصلنا على النتائج المبينة على الوثيقة . 1 سم المراحل المشار إليھا بحروف على الوثيقة .ثم حدد المدة الزمنية التقريبية للمراحل: (1 ،Iو ، Cو .M كيف تتطور كمية ADNفي الخلية خالل الدورة الخلوية؟ (2 أنسب كل شكل من أشكال الوثيقة ) ،( ،... ، ، ،لمرحلة الدورة الخلوية (3 المطابقة له ) .( M,G2,S,G1 بين العالقة بين كمية ADNفي الخلية وشكل الصبغي في مختلف مراحل الدورة الخلوية. (4 الصفحة - 44 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
معايرة كمية ADNالموجودة في خلية إنسان خالل دورتين خلويتين
)[ADN] (u.a وحدات اصطالحية
M G2
16
2q 12
S
S
10
G1 G1 q
4
I الزمن )(h
2
C 0
25
(1
(2
15
20
10
0
5
تسمية المراحل = I :مرحلة السكون ،تدوم 8ساعات ،وتتكون من ثالث فترات ھي: = G1فترة النمو األولى = S ،فترة التركيب /التضاعف = G2 .فترة النمو الثانية. = Mاالنقسام غير المباشر ،ويدوم ساعتين. = M+I = Cدورة خلوية ،وتدوم 10ساعات. تتغير كمية ADNفي نواة الخلية خالل الدورة الخلوية على النحو التالي:
خالل الفترة G1من مرحلة السكون تبقى كمية ADNمستقرة في القيمة ،qلتتضاعف خالل الفترة Sوتمر من القيمة qإلى القيمة .2qفتبقى مستقرة في القيمة 2qخالل الفترة .G2 خالل االنقسام غير المباشر ،تنخفض كمية ،ADNلتمر من القيمة 2qإلى القيمة ،qبحيث أنه خالل المرحلة التمھيدية واالستوائية ،كمية ADNمستقرة في القيمة ،2qوفي المرحلة االنفصالية والنھائية ،تصبح كمية ADNمستقرة في القيمة .q (3ننسب للمرحلة ،G1الشكل .4وللمرحلة ،Sالشكل .1وللمرحلة ،G2الشكل .2أما األشكال ،7 ،6 ،5 ،3فتنسب المرحلة ،Mأي االنقسام غير المباشر 3 ) ،للمرحلة التمھيدية 5 ،للمرحلة االنفصالية 6 ،للمرحلة االستوائية 7 ،للمرحلة النھائية(. (4تتكون الدورة الخلوية من مرحلتين: مرحلة السكون ،خاللھا تتضاعف كمية ADNفي نواة الخلية ،ومع تضاعف ADN تتضاعف حيث يصبح كل صبغي مكونا من صبيغيين. مرحلة االنقسام غير المباشر ،خاللھا تنشطر الصبغيات على مستوى الجزيء المركزي، فتتشكل مجموعتان متماثلتان من الصبغيات ،تحتوي كل واحدة على الكمية qمن .ADN يتبين من ھذا أن الخلية تضاعف كمية ADNالتي تتوفر عليھا ،لتصل إلى القيمة ،2qأثناء فترة السكون ،ثم تعود بعد ذلك كمية ADNإلى القيمة األصلية qأثناء المرحلة االنفصالية لالنقسام غير المباشر. الصفحة - 45 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2آلية مضاعفة .ADN أ – تجربة Meselsonو .Stahlأنظر الوثيقة ،2لوحة .7
اللوحــــــــــة 7
♥ الوثيقة : 2تجربة Meselsonو Stahl بواسطة تقنية النبذ ، centrifugationتمكن Meselsonو Stahlمن عزل جزيئات ADNتحتوي على ذرات األزوت الثقيل 15Nعن جزيئات ADNالمشابھة والتي تحتوي على ذرات األزوت الخفيف . 14Nكما ھو مبين على الوثيقة : 2 (1ماذا تستنتج من خالل تحليل نتائج تجربة Meselsonو Stahl؟ (2ترجم ھذه االستنتاجات على شكل رسوم تخطيطية محترما الطبيعة الفيزيائية لجزيئة ،ADNقصد تفسير نتائج التجربة . إخضاع ADNلعملية النبذ خالل 48ساعة داخل محلول ذي كثافة مالئمة
الشكل: 1
زرع البكتيريا
d = 1,724
14
100% ADN ثقيل
ADNب N
100% ADN خفيف
عزل ADNالبكتيريات
d = 1,710
وسط يحتوي على 15 األزوت الثقيل )( N
ADNھجين 15
رصد جزيئات ADNبواسطة حزمات من األشعة فوق البنفسجية
ADNب N
وسط عادي يحتوي على 14 األزوت الخفيف )( N
الشكل : 2البروتوكول التجريبي ونتائج تجارب Meselsonو stahl زرع في وسط يحتوي على األزوت )(14N
زرع خالل دورة خلوية واحدة في وسط يحتوي على األزوت )(14N G1
G3
G2
زرع باكتريا في وسط يحتوي على األزوت )(15N G1
G2
الساللة G0 G1
عزل ADNالبكتيريات إخضاع ADNلعملية النبذ خالل 48ساعة داخل محلول ذي كثافة مالئمة G2
G3
d = 1,710 d = 1,717
G1
= G0ساللة في وسط يحتوي على األزوت الثقيل 15 ) = G1 ---- ( Nبكتيريا الجيل األول الناتجة عن الساللة G0في وسط يحتوي على األزوت الخفيف 14 ).( N = G2الجيل الثاني ناتج عن G1في وسط يحتوي على 14 األزوت ) =G3 ------- ( Nالجيل الثالث ناتج عن 14 الساللة G2في وسط يحتوي على األزوت ). ( N d = 1,717 d = 1,724
??
الصفحة - 46 - :
1/2 ADNھجين 1/2 ADNخفيف
100% ADN ھجين
األستاذ :يوسف األندلسي
G0
(1يتبين من المعطيات التجريبية أن : الجيل : G1كل الخاليا لھا ) d(ADN) =1.717كثافة وسيطة بين ADNالثقيل ) (1.724و الخفيف ) ( 1.710واعتبر ھذا الـ ADNھجينا. ADN الجيل 50% : G2من الخاليا لھا ADNھجين و 50 %لھا ANDخفيف. الجيل 25% : G3من الخاليا لھا ADNھجين و 75 %لھا ANDخفيف. بناءا على ھذه النتائج ،فان بنية وكثافة ADNالجيل األول G1ال يمكن تفسيرھا إال باعتبار كون نصف جزيئة ADNالجيل األول تتوفر على 14Nوالنصف اآلخر على .15N وبنية وكثافة ADNالجيل الثاني G2ال يمكن تفسيرھا إال باعتبار كون نصف الجزيئات يطابق ADNالجيل األول ،والنصف اآلخر من الجزيئات ال يتوفر إال على 14Nفقط. (2أنظر الرسم : G2
G3 ھجين
% 100ثقيل
% 100ھجين
خفيف
G0
G1
ھجين خفيف
% 50ھجين % 50 +خفيف
% 25ھجين % 75 +خفيف
ب – تجربة .Taylorأنظر الوثيقة ،3لوحة .8 ♥ الوثيقة : 3تجربة Taylor
اللوحــــــــــة 8
وضع Taylorجذور نبات Bellevaliaفي وسط يحتوي على التيمدين معلم بالتريتيوم ، H³وھو نظير إشعاعي النشاط للھدروجين. وبعد مرور 8ساعات ) مدة طور السكون ( ،أخرج Taylorھذه الجذور ثم غسلھا ووضعھا غي وسط اقتياتي محايد ) غير مشع ( ،وتتبع اندماج التيمدين بالتصوير اإلشعاعي الذاتي وذلك أثناء االنقسامات الخلوية ،ومن أجل تسھيل مالحظة الصبغيات ،أضاف taylorللمحلول االقتياتي مادة الكولشسين التي تمنع افتراق الصبغيات في نھاية الطور االستوائي .فحصل على النتائج المبينة على الوثيقة: 3 (1بين أھمية توظيف التيميدين والكولشيسين في ھذه التجربة. (2صف نتائج ھذه التجربة. (3فسر بواسطة رسوم نتائج ھذه التجربة ،مع العلم أن كل صبيغي يتكون من جزيئة ADNواحدة.
الصفحة - 47 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
مظھر الصبغيات بوجود التريتيوم
الوثيــــــــــــــــــقة 3 مظھر الصبغيات بعد وضعھا في مظھر الصبغيات بعد وضعھا في وسط محايد خالل وسط محايد خالل مدة تقابل دورة مدة زمنية تقابل دورتين خلويتين خلوية
(1التيميدين مكون لـ ،ADNيحتوي على التيمين كقاعدة ازوتية ،وتم استعماله مشعا لرصد إدماجه في جزيئة .ADN الكولشيسين مادة توقف االنقسام غير المباشر في المرحلة االستوائية ،حيث تكون الصبغيات جد واضحة ،مما يمكن من مالحظتھا وتحديد نشاطھا اإلشعاعي. (2مباشرة بعد المعالجة بالتيميدين المشع ،نالحظ أن كل الصبغي يظھر نشاطا إشعاعيا. بعد مدة زمنية من المعالجة تقابل دورة خلوية ،نالحظ أن أحد صبيغيي الصبغي يكون مشعا، واألخر غير مشع. بعد مدة زمنية تقابل دورتين خلويتين ،نالحظ أن نصف الصبغيات يكون غير مشع ،والنصف األخر يتكون من صبيغيات مشعة وصبيغيات غير مشعة. (3تفسر نتائج ھذه التجربة بكون كل لولب من لولبي ،ADNيعمل كقالب يشيد عليه لولب مكمل، مما ينتج عنه تكون جزيئتين متماثلتين لجزيئة ADNاألصل .ويالحظ أنه أثناء المضاعفة يتم االحتفاظ على نصف كل جزيئة أصلية ،لذلك نتكلم عن التركيب النصف محافظSemi . .conservatifأنظر الرسم. رسم تفسيري لنتائج تجربة Taylor
الصفحة - 48 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ج – التضاعف النصف محافظ لجزيئة .ADNأنظر الوثيقة ،4لوحة .8 الشكل :1 مالحظة الكترونغرافية لصبغي في مرحلة السكون.
الشكل :2
G G
A
T
C
G
G
A
T
T
ADN بوليميراز
T
A T
A
C
G
C C
G
A
T
لولب جديد
الشكل : 3
G
A T
جزيئة ADNاألصلية
C
C
T
ADNاألصلي
الشكل :4
جزيئة ADNاألصلية
A
اللوحــــــــــة 8
A
T
T
A
C
G
C
G
T
A C A
T
A
C
G
C
G
A
T
T
A
A
T
G
C
جزيئة ADN
جزيئة ADN
عيون النسخ
جزيء مركزي صبيغي
صبيغي
+
ADNالجديد
صبغي
C
G
A T
T A
A
T
G
C
جزيئتان ADNبنتان
يتطلب تركيب ADNجزيئة أصلية ،ونيكليوتيدات حرة ،وأنزيمات ،وطاقة .ويتم التركيب اإلحيائي لـ ADNعلى الشكل التالي: تحت تأثير أنزيم خاص ،يتم تفريق اللولبين المكملين ،بانفصال الروابط الھيدروجينية الرابطة بين القواعد االزوتية ،وبذلك تظھر مناطق افتراق اللولبين على شكل عيون النسخ ) الشكل .( 1 بلمرة تدريجية للنكليوتيدات تحت تأثير أنزيم ADNبوليميراز ،حيث يستعمل كل شريط قديم كنموذج لتشييد شريط جديد ،وذلك مع احترام تكامل القواعد االزوتية مع تلك المتواجدة في اللولب األصلي) ،الشكل ،(2نتكلم عن النسخ الجزيئي لـ .ADN تتم استطالة الشريطين الجديدين في االتجاھين على مستوى عين النسخ) ،الشكل (3مما يؤدي إلى اتساعھا ،فتلتحم ببعضھا البعض ليتم الحصول على جزيئتين بنتين من ،ADNكل واحدة تتكون من شريط قديم ،ورثته من الجزيئة األصلية ،مع شريط جديد) .الشكل(4
الصفحة - 49 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثاني:
ﺗﻌﺒﻴﺮ اﻟﺨﺒﺮ اﻟﻮاﺛﻲ تمھيد: من خالل دراسة تجارب GRIFFITHتبين أن عالقة بين المادة الوراثية ) ،(ADNوظھور أو غياب صفة معينة .فما ھي ھذه العالقة؟ وكيف يتحكم ADNفي ظھور صفات وراثية قابلة للمالحظة والقياس؟
– Ιمفھوم الصفة ،المورثة ،الحليل ،والطفرة. مفھوم الصفة الوراثية.
الصفة الوراثي ھي ميزة نوعية أو كمية ،تميز فردا عن باقي أفراد نوعه ،وتنقل عبر األجيال. بعض الصفات تالحظ بالعين المجردة )لون األزھار مثال( ،في حين ال تبرز أخرى إال بواسطة اختبارات أو تحاليل خاصة )الفصيلة الدموية مثال(.
العالقة بين الخبر الوراثي والصفة. أ – تجارب .أنظر نشاط ،1لوحة.1 اللوحــــــــــة 1
نشاط 1مفھوم الصفة ،المورثة ،الحليل ،والطفرة. من خالل التجربتين التاليتين نحاول تتبع انتقال بعض الصفات الوراثية . ♥ التجربة : 1
نختار إحدى الكائنات الحية التي لھا دورة نمو قصيرة زمنيا مثل بكتريا .Echerichia-Coliإذا كانت الظروف مالئمة تنقسم ھذه البكتريا فنحصل على مستعمرة بكتيرية ) (colonieتدعى اللمة ) ،(cloneتكون البكتريا بھا لھا نفس الخصائص والمتطلبات .و قد تتوالد ھذه البكتريا في وسط أدنى ) أمالح معدنية +غراء +سكر ( = ).(M.mومن مميزات ھذه البكتيريا أنھا غير قادرة على العيش والتكاثر في وسط يحتوي على المضاد الحيوي ) (Antibiotiqueالمسمى ستريبتوميسين ،Streptomycineحيث تعتبر حساسة لھذا المضاد الحيوي فنرمز لھا بـ .Strep S بعد زرع ھذه البكتيريا في وسط بدون ستريبتوميسين ،تم تشتيلھا ) نقلھا ( إلى أوساط مختلفة كما ھو مبين على الوثيقة:1 (1انطالقا من ھذه المعطيات ،أعط تعريفا للمة. (2صف ھذه التجربة ،ثم حدد ما ھو المشكل الذي تطرحه ھذه النتائج؟ (3اقترح تفسيرا لنتائج ھذه التجربة. الوثيقة:1
بكتيريا Strep S في وسط Mmبدون ستريبتوميسين مستعمرة بكتيرية علبة بيتري
+ Mmستريبتوميسين
تشتيل
+ Mmستريبتوميسين
Mm Mm
الصفحة - 50 - :
+ Mmستريبتوميسين
Mm األستاذ :يوسف األندلسي
♥ التجربة : 2 نضع بكتريا Strep sغير قادرة على العيش في وسط ال يحتوي على االالكتوز ).(Lactoseوتتطلب ھذه البكتريا ھذا األخير للعيش ولھذا يرمز إليھا ب ) ، (Lac -ادن ھذه البكتريا سيرمز إليھا ب ) .(Strep s , Lac - إذا تتبعنا ھذه التجارب فإننا نحصل باإلضافة للبكتريا المذكورة سابقا على أنواع أخرى والتي ھي (Strep r , : ) . ( Strep s , Lac + ) ,(Strep r , Lac + ) ، Lac - (4ماذا تستنتج من تحليل معطيات التجربة 2؟ (5اربط بين نتائج التجربتين وبنية جزيئة ADNثم استخلص مفھوم المورثة Le gèneو مفھوم الحليل . L’allèle
ب – تحليل واستنتاج. (1اللمة ھي مجموعة من األفراد لھم نفس الخبر الوراثي ،ومن تم نفس الصفات. (2نالحظ أن البكتيريا ال تتكاثر عند وجود الستريبتوميسين ) ،(Strep Sلكن تظھر تلقائيا بكتيريات أخرى في ھذا الوسط ،مقاومة للستريبتوميسين ،نصطلح على تسميتھا ).(Strep R المشكل المطروح ھو كيف أصبحت البكتيريا Strep Sبكتيريا Strep R؟ (3بما أن الصفة Strep Sوراثية ،والصفة Strep Rبدورھا وراثية ،فان المتحكم فيھما ھو .ADN ال يمكن ادن تفسير تحول البكتيريا Strep Sإلى بكتيريا Strep Rإال بحدوث تغير فجائي على مستوى ،ADNونسمي ھذا التغير بالطفرة ،Mutationفنقول أن البكتيريا Strep Rبكتيريا طافرة أما البكتيريا Strep Sفھي بكتيريا متوحشة. (4نالحظ في ھذه التجربة صفتين: العالقة بالستريبتوميسين :وتظھر شكلين ،الشكل المتوحش ،Strep Sوالطافر .Strep R العالقة بالالكتوز :وتظھر شكلين ،الشكل المتوحش ،Lac-والشكل الطافر .Lac+ وھكذا فالساللة المتوحشة بالنسبة للصفتين ھي.( Strep S, Lac+ ) : والساللة الطافرة بالنسبة للصفتين ھي.( Strep R, Lac- ) : نالحظ أن ظھور طفرة في صفة ما غير مرتبط بالضرورة بظھور طفرة في الصفة األخرى ،ويمكن تفسير ذلك بأن قطعتي ADNالمتحكمتين في الصفتين مختلفتان. (5بما أن التغير على مستوى المادة الوراثية ADNأدى إلى تغير على مستوى الصفة ،فھذا يعني أن كل صفة يقابلھا جزء خاص من ،ADNيسمى مورثة .Gène
العالقة مورثة – بروتين /بروتين -صفة. أ – مثال أول :تجربة :Beadle et Tatumأنظر نشاط ،2لوحة.1 نشاط 2العالقة صفة – بروتين – مورثة قصد الكشف عن ھذه العالقة نعمل على استثمار المعطيات التالية:
اللوحــــــــــة 1
♥ تجربة Beadleو Tatum النوروسبورا Neurosporaعفن مجھري على شكل غزل فطري ،ينمو عادة على الخبز .يمكن للساللة المتوحشة أن تعيش في وسط أدنى يحتوي على سكر +ماء +أمالح األمونيوم .بينما توجد ساللة طافرة غير قادرة على العيش في ھذا الوسط. نقوم بزرع الساللة الطافرة في وسط أدنى +الحمض أألميني التريبتوفان L’acide aminé Tryptophaneفنالحظ أن ھذه الساللة قادرة على العيش والتكاثر في ھذا الوسط وحده. (1ماذا تستنتج من ھذه التجربة؟ الصفحة - 51 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
يتم تركيب التريبتوفان عبر سلسلة من التفاعالت األنزيمية ،يمكن تلخيصھا فيما يلي: أمالح األمونيوم )وسط أدنى(
حمض أنترانيليك Antranilique
أنزيم E1
أندول Indoleأنزيم E3
أنزيم E2
تريبتوفان Tryptophane
(2ماذا تستخلص إذا علمت أن بعض السالالت الطافرة يكفيھا وجود حمض أنترانيليك في الوسط لكي تعيش وتتكاثر ؟
(1نالحظ أن الساللة الطافرة غير قادرة على تركيب التريبتوفان في وسط أدنى يتكون من أمالح األمونيوم فقط .لذا نرمز لھذه الساللة ب ،Try-ونقول أنھا ساللة غير ذاتية التركيب للتريبتوفان .Auxotrophe pour la tryptophaneبينما الساللة المتوحشة Try+فھي ذاتية التركيب للتريبتوفان .Autotrophe pour la tryptophane نستنتج من ھذه المالحظة أن الصفة مرتبطة بالقدرة على تركيب بروتيني معين. (2إن الساللة الطافرة Try-غير قادرة على تحديد التحول أمالح األمونيوم حمض األنترانيليك .وذلك لغياب األنزيم .E1 نستخلص ادن أن كل صفة مرتبطة بتركيب بروتيني معين ،والذي يرتبط بدوره بتركيب أنزيمي معين. ب – مثال ثاني :فقر الدم المنجلي L'anémie falciformeانظرنشاط ،1وثيقة 1لوحة 2 اللوحــــــــــة 2
الوثيقة 1
الخضاب الدموي بروتين يوجد داخل الكريات الحمراء و له دورين ،وظيفي يتجلى في نقل الغازات التنفسية ،و بنيوي يتجلى في إعطاء الشكل الكروي المقعر للكريات الحمراء. فقر الدم المنجلي مرض استقالبي ناتج عن تركيب خضاب دموي Hémoglobineغيhر عhادي )تشhوه الكريات الحمراء تصبح منجلية الشكل( يرمز له ب ) ،( HbSبينما يرمز لخضاب الدم العhادي ب : ).(HbAأنظر الوثيقة ،1شكل.1 عنhد تحريhر ) ( HbSلألكسhيجين يصhبح الخضhاب غيhر دواب ويترسhب علhى شhكل ابhر تشhوه مظھhhر الكريات الحمراء التي تفقد ليونتھا وتسد الشعيرات الدموية ،مما ينتج عنه فقر في إمhداد الخــــــــــــــhـاليا باألكسيجين. يعطhhي الشhhكل 2تسلسhhل األحمhhاض األمينيhhة المكونhhة لجhhزء مhhن جزيئhhة الخضhhاب الhhدموي مhhع جhhزء مhhن المورثتين المتحكمتين في تركيبھما. (1قارن سلسلتي HbAو HbSمن جھة ومورثة HbAو HbSمن جھة أخرى. (2ماذا تستنتج ؟ الشكل 1
الوثيقة 1
جزء المورثة المسؤول عن تركيب HbA
الشكل 2
G T GC A CC T T A C T CC AGAGGAG C A CG T GGA A T GAGG T C T CC T C كريات حمراء عادية
بداية السلسلة β
glu
glu
pro
thr
leu
7
6
5
4
3
val hisالخضاب الدموي HbA 2
1
جزء المورثة المسؤول عن تركيب HbS G T GC A CC T T A C T CC AG T GGAG السلسلة β كريات حمراء مشوھة
الصفحة - 52 - :
C A CG T GGA A T GAGG T C A CC T C
glu
val
pro
thr
leu
7
6
5
4
3
val hisالخضاب الدموي HbS 2
1
األستاذ :يوسف األندلسي
(1يكمن االختالف الوحيد بين السلسلة βللخضاب الدموي HbAوالخضاب الدموي ،HbSفي تعويض الحمض األميني رقم ( Glu ) 6في HbAبالحمض األميني Valفي .HbS وأن متتالية القواعد األزوتية لجزء المورثة HbAتختلف عن متتالية القواعد االزوتية لجزء المورثة ،HbSإذ استبدل الزوج النيكليوتيدي رقم ،17حيث تم استبدال A – Tفي HbSبـ T – Aفي .HbA (2إن استبدال متتالية القواعد االزوتية في المورثة ،ترتب عنه تغيير في متتالية األحماض األمينية في البروتين .نستنتج أن ھناك عالقة بين المورثة والبروتين. إن كل تغيير في بنية البروتين ،يؤدي إلى تغيير في المظھر الخارجي لصفة معينة ) تغير بنية الخضاب تغير شكل الكريات الحمراء ( ،ھذا يدل على وجود عالقة بين الصفة والبروتين. ج – خالصة. إن كل صفة تترجم وجود بروتين بنيوي ،أو نشاط بروتيني مختص ،وأن كل تغير في تعاقب القواعد االزوتية )النيكليوتيدات( داخل جزيئة ، ADNينتج عنه تغير في تعاقب األحماض األمينية داخل السلسلة البروتينية .وھذا يعني أن ترتيب النيكليوتيدات في جزيئة ،ADNھو الذي يحدد طبيعة وترتيب األحماض األمينية في البروتينات. تسمى كل قطعة من ADNتتحكم في صفة وراثية معينة مورثة ،وبما أن الصفة لھا عدة أشكال ،فان للمورثة المتحكمة فيھا عدة أشكال كذلك ،وكل شكل يسمى حليال .Allele مثال :صفة العالقة بالستريبتوميسين لدى البكتيريا :E.coli الحليل المتوحش ، StrepSالحليل الطافر .StrepR
– IΙآلية تعبير الخبر الوراثي :من المورثة إلى البروتين. المورثات قطع من ،ADNوموقعھا النواة ،أما تركيب البروتينات فيتم على مستوى السيتوبالزم .فما الذي يلعب دور الوسيط بين النواة والسيتوبالزم؟
الوسيط بين النواة والسيتوبالزم. أ – معطيات تجريبية. انطالقا من معطيات الوثيقة ،1نشاط ،3لوحة ،2حدد طبيعة الوسيط بين النواة والسيتوبالزم. نشاط 3آلية تعبير الخبر الوراثي :
اللوحــــــــــة 2
إن الخبر الوراثي يتموضع داخل النواة بينما تركيب البروتينات يتم داخل السيتوبالزم .من خالل نتائج تجريبية ومالحظات مجھرية نسعى إلى تحديد العالقة بين النواة و السيتوبالزم ودورھا في تركيب البروتينات . تضhhم الخاليhhا جزيئhhات يقhhارب تركيبھhhا الكيميhhائي تركيhhب ،ADNوتسhhمى .ARNنكشhhف عhhن تموضhhع الجhhزيئتين معhhا فhhي خاليhhا البنكريhhاس ،باسhhتعمال خلhhيط مhhن ملhhونين :أخضhhر الميتيhhل الhhذي يلhhون ADN باألزرق المخضر ،و البيرونين الذي يلون ARNبالوردي. يضhhاف إلhhى وسhhط زرع الخاليhhا مكhhون نhhوعي لhhـ ARNمشhhع ،ثhhم نالحhhظ تطhhور اإلشhhعاع داخhhل الخليhhة فنحصل على النتائج المبينة على الشكل 1و.2 ماذا تستنتج من معطيات التجربة؟ حدد الخاصية المميزة لـ ARNمعلال نعته ب ARNالرسول. الصفحة - 53 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة :1
الشكل 2
الشكل 1
صورة إشعاعية ذاتية لخلية زرعت مدة 15 mnبوجود بشير مشع نوعي لـ ARN
صورة إشعاعية ذاتية لخلية مماثلة عرضت مدة 15 mn لنفس البشير المشع ،ثم زرعت مدة ساعة ونصف في وسط يحتوي على بشائر أخرى عادية
ب – تحليل واستنتاج. نالحظ في المرحلة األولى من التجربة تركيز اإلشعاع في نواة الخلية ،وفي المرحلة الثانية من التجربة انتقل اإلشعاع نحو السيتوبالزم. نستنتج من ھذه المالحظات أن ARNيركب داخل النواة ،وينتقل بعد ذلك إلى السيتوبالزم .وھكذا يمكن افتراض أن الوسيط بين المورثات في النواة ،و البروتينات في السيتوبالزم ،ھو ،ARNلذلك سمي ARNالرسول ،ونرمز له ب .(ARN méssager) .ARNm ج – التحقق من الفرضية .أنظر الوثيقة ،2لوحة.3 اللوحــــــــــة 3 كمية ARNmالمحقونة والمتبقية في الوسط )وحدات اصطالحية(
♥ الوثيقة : 2تجربة تركيب البروتينات في الزجاج. انطالقا من عصيات كولونية نعد مستخلصا يحتوي علfى جميfffffع المكونfffffات السfffffيتوبالزمية الالزمfffffة لتركيfffffب البروتينffffات ،ماعffffدا .ADNبعffffد ذلffffك نضffffيف لھffffذا المسfffتخلص كميتfffين مfffن ARNmوأحمfffاض أمينيfffة، خالل فترتين مختلفتين. ARNm يعطffffي المبيfffffان أمامfffffه ،تطffffور كميfffffة واألحمffاض األمينيffة المدمجffة فffي البروتينffات بعffد كffل حقن. (1صف نتائج ھذه التجربة. (2ماذا تستنتج؟
كمية األحماض األمينية المدمجة بالبروتين )وحدات اصطالحية(
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0 60 70 الزمن )(mn
50
40
30
الحقن الثاني: + ARNmأحماض أمينية
20
10
0
الحقن األول: + ARNmأحماض أمينية
(1بعد كل حقن لـ ARNmواألحماض األمينية ،ترتفع كمية األحماض األمينية المدمجة في البروتينات ،مع انخفاض في كمية .ARNm (2نستنتج من ھذه التجربة أن ھناك عالقة مباشرة بين تركيب البروتين ووجود ،ARNmأي أن ARNmھو فعال الوسيط بين المادة الوراثية على مستوى النواة ،وتركيب البروتينات على مستوى السيتوبالزم. الصفحة - 54 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
بنية جزيئة .ARNأنظر الوثيقة ،3لوحة.3
اللوحــــــــــة 3
♥ الوثيقة : 3تعطي الوثيقة التالية جزء المورثة المسؤولة عن تركيب الخضاب الدموي HbAو ARNmالمناسب له. قارن الجزيئتين. G T GC A C C T T A C T C C A G A GG A G
G UG C A C C U U A C U C C A G A GG A G
ARNmالمناسب لـ ADNالمسؤول عن تركيب HbA
C A CG T GG A A T GA GG T C T C C T C
= Uقاعدة ازوتية ھي األوراسيل ) ( Uracile
جزء من ADNالمسؤول عن تركيب HbA
ARNھو الحمض النووي الريبوزي ،Acide ribonucléiqueيتكون من سلسلة من النيكليوتيدات على شكل لولب واحد ) شريط واحد ( ،وكل نيكليوتيد يتكون من حمض فوسفوري +سكر الريبوز + قاعدة ازوتية تكون إما األدنين ،Aأو الغوانين ،Gأو السيتوزين ،Cأو األوراسيل .U
مراحل تعبير المورثة. أ – مرحلة نسخ :ARNمن المورثة إلى .ARNm انطالقا من الوثيقة ،4لوحة ،3قارن بين بنية جزيئة ARNmو ،ADNثم حدد مراحل تركيب ARNmانطالقا من .ADN اللوحــــــــــة 3
الوثيقة . 4الشكل :1
ARNبوليميراز منحى تنقل ARNبوليميراز '
ADN
3 T ' 3 C C T CG T G C A C C T T A C
TC
CU
GG
A TGA
GA
TG G
للنسخ لولب غير قابل ' 5
C G T G C A C C T T A C T C C A G A G G A GC A
C A C G T G G A A T G A G G T C T C C T CG T G C
G A GC A C G T G G A A T G AAU U ' A CG G G A G G 5 GC A T G لولب قابل للنسخ U TA CA G CTC C ' 5 A C CA C U A G G G GUGCACCUUACUCCAGA G UG نيكليوتيدات حرة C A '
3
جزيئة ARNm
إن تركيب ARNmيتم داخل النواة ،ثم ينتقل إلى السيتوبالزم حامال الخبر الوراثي ،أو الشفرة الضرورية لتركيب البروتين. الصفحة - 55 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
إن ARNmھو نسخة ألحد شريطي ،ADNوتسمى عملية تركيب ARNmباالستنساخ والتي تتم كما يلي: • يتعرف أنزيم ARN polyméraseعلى اإلشارات الوراثية المسؤولة عن انطالق تركيب ARNmويلتصق بھا. • يعمل ARN polyméraseعلى تفريق لولبي جزيئة ADNعلى اثر انفصام الروابط الكيميائية التي تجمع القواعد االزوتية المتاكملة فيما بينھا. • تعمل ARN polyméraseعلى بلمرة النيكليوتيدات الخاصة بـ ،ARNmوذلك حسب تكامل القواعد
االزوتية لـ G ) ،ARNmأمام Cو Uأمام .( A • تتعرف ARN polyméraseعلى الوحدات الرمزية المسؤولة عن نھاية االستنساخ ،فتتوقف عن
البلمرة ،وتستعيد جزيئة ADNحالتھا األصلية. ب – مرحلة الترجمة في السيتوبالزم :من ARNmإلى البروتين. اللوحــــــــــة 4 – aمعطيات حول الطفرات :أنظر الوثيقة ،1لوحة .4 نشاط 4العالقة بين نكليوتيدات ADNومتتالية األحماض األمينية و أدوات تعبير الخبر الوراثي : ♥ الوثيقة : 1معطيات حول الطفرات كشفت دراسة الطفرات عن ما يلي: • يؤدي تغيير نيكليوتيد واحد أو اثنان أو ثالثة نيكليوتيدات متتالية في المورثة ،إلى تغيير متتالية النيكليوتيدات في ،ARNmوبالتالي تغيير حمض أميني واحد في البروتين. • يؤدي تغيير أربع أو خمس أو ست نيكليوتيد متتالية في المورثة ،إلى تغيير متتالية النيكليوتيدات في ،ARNmوبالتالي تغيير حمضين أمينيين في البروتين. عن ماذا تكشف ھذه المعطيات ؟ تبين ھذه المعطيات ما يلي: • ھناك عالقة بين النيكليوتيدات المكونة لـ ARNmواألحماض األمينية للبروتين. • إن اإلشارة لحمض أميني واحد في البروتين ،يتم بواسطة ثالثة نيكليوتيدات في .ARNm – bتجارب Nirenbergو Matthaeiأنظر الوثيقة ،2لوحة .4
اللوحــــــــــة 4
عfffزل مسfffتخلص خلfffوي مfffن بكتيريfffا E.coliيتfffوفر علfffى كfffل العناصfffر السيتوبالزمية الالزمة لتركيfب البروتينfات )،ريبوزومfات،GTP ،ATP ، ، Mg2+أنزيمات ( .ماعدا ،ADNو.ARNm + + + مشع Val مشع Phe وضffع المحتffوى الخلffوي تحffت حffرارة 37°Cفffي 20أنبffوب اختبffار ،ثffم مشع Ala أضffيف لكffل أنبffوب اختبffار 20حمffض أمينffي .حيffث أن كffل أنبffوب يتميffز بكون حمض أميني واحد موسوم بالكربون المشع . 14Cبعد ذلfك تضfاف إلfffى كfffل وسfffط جزيئfffات ARNmاصfffطناعية ،ذات متتاليfffة نيكليوتيديfffة معروفffة ،مffثال متتاليffة مكونffة مffن نيكليوتيffدات ال تحتffوي إال علffى قاعffدة ARNm Poly U ازوتيfffة واحfffدة ھfffي األوراسfffيل - U -وبfffذلك يرمfffز لfffه بfffـ Poly U .ARNm في آخر التجربة وسط واحد من ھfذه األوسfاط يظھfر سلسfلة عديfد البيبتيfد مشعة ،ھذا الوسط يتميز بتوفره على الحمض األميني الفينيالالنين . (1ماذا تستنتج من ھذه المعطيات ؟ 1 2 20 عندما نستعمل Poly-C ARNنحصل على متتالية من البرولين .Pro عندما نستعمل Poly-A ARNنحصل على متتالية من الليزين .Lys عندما نستعمل Poly-GU ARNنحصل على متتالية من حمضين رواسب بروتينية رواسب بروتينية رواسب بروتينية أمينيين السيستين -الفالين .Val-Cys غير مشعة مشعة غير مشعة (2حدد الوحدة الرمزية التي تطابق كل حمض أميني من األحماض األمينية التي تكشف عنھا التجارب السابقة. األستاذ :يوسف األندلسي الصفحة - 56 - : 20 + Poly Uحمض أميني مختلف
(1يتبين من ھذه المعطيات أن الطابع الوراثي األساسي يوجد على شكل ثالثي من النيكليوتيدات، حيث أن الثالثي UUUيرمز للحمض األميني الفينيالالنين. (2الوحدة الرمزية CCCترمز للحمض األميني البرولين .والوحدة الرمزية AAAترمز للحمض األميني الليزين .والوحدة الرمزية GUGترمز للحمض األميني الفالين ،والوحدة الرمزية UGUترمز للحمض األميني السيستين. نستخلص من ھذه التجارب أن كل ثالثي نيكليوتيدي يشكل وحدة رمزية ،Codonويرمز ألحد األحماض األمينية .وباستعمال نفس التقنية التجريبية السابقة ،تمكن الباحثون من تحديد الوحدات الرمزية التي تشير إلى 20نوعا من األحماض األمينية المكونة للبروتينات ،فتم تجميع النتائج المحصل عليھا في جدول الرمز الوراثي الممثل على الوثيقة ،3لوحة.4
اللوحــــــــــة 4
♥ الوثيقة : 3 تبعا لتجارب مماثلة للتجارب السابقة تم الحصول على نتائج الجدول الممثل على الوثيقة ) 3جدول الرمز الوراثي ( Code génétiqueالذي يعطي مختلف التوافقات الممكنة ألربع نيكليوتيدات مأخوذة ثالثة بثالثة ومعاني ھذه
التركيبات. الــــــحـــــرف الثــــانـــــي G U C A G
سيستيين Cys بدون معنى STOP
تريبتوفان Trp
C A
أرجينين Arg
C A G
سيرين Ser أرجينين Arg
U C A
UGA UGG CGU CGC CGA CGG
G U
UGU UGC
غليسين Gly
G
C
تيروزين Tyr
UAU UAC
بدون معنى STOP
غلوتامين
Gln
AGUأسبارجين AGC Asn AGAليزين AGG Lys GGU حمض أسبارتيك GGC Asp GGAحمض الغلوتاميك Glu GGG
UCAلوسين Leu
UAA UAG CAU CAC
ھستدين His
سيرين
Ser
CAA
UCU UCC
برولين Pro
UCG CCU CCC CCA
CAG
CCG
AAU AAC AAA
ACU ACC ACA
AAG GAU GAC GAA GAG
الفينياللنين Phe
تريونين Thr
فالين Val
ACG GCU GCC GCA GCG
UUU UUC UUA
U
UUG CUU CUC
لوسين Leu
C CUA
CUG
ازولوسين Ileu ميثيونين فالين Val
AUU AUC AUA
AUG Met GUU GUC GUA GUG
A
الــــــــحــــــرف األول
الـــــــحــــــرف الثـــــــــالُث
U
A
U
G
يتبين من ھذه الوثيقة أن الرمز الوراثي يتكون من 43أي 64وحدة رمزية تتكون من ثالثيات من النيكليوتيدات ،حيث أن عدة ثالثيات ترمز لنفس الحمض األميني ،وبعض الثالثيات ال ترمز ألي حمض أميني نقول أنھا بدون معنى أو قف ،ھي ) .( UGA , UAG , UAA – cمراحل الترجمة :أنظر الوثائق ،لوحة .5 العناصر الالزمة للترجمة: يحتاج تركيب البروتينات باإلضافة إلى ARNmو المورثة إلى: ريبوزومات و ھي عضيات سيتوبالزمية صغيرة يتشكل كل واحد منھا من وحدة صغيرة و وحدة كبيرة ،وتتكون كل وحدة من ARNريبوزومي ) (ARNrو من بروتينات .وتتكون الريبوزومات داخل النوية. الصفحة - 57 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ARNناقل ) (ARNtالموجود بالسيتوبالزم ،ويختص بنقل األحماض األمينية الحرة المطابقة للوحدة الرمزية .تتكون جزيئة ARNtمن نيكليوتيدات وتتضمن موقعين :أنظر الوثيقة • موقع يحتوي على ثالث نيكليوتيدات مكملة للوحدة الرمزية المشيرة لحمض أميني معين، ويسمى ھذا الثالثي النيكليوتيدي مضاد الوحدة الرمزية .Anticodon • موقع لتثبيت الحمض األميني المناسب للوحدة للوحدة الرمزية. أحماض أمينية و ھي 20حمض أميني طبيعي. طاقة لمختلف مراحل التركيب ،مصدرھا االستقالب الطاقي. عوامل منشطة مراحل الترجمة: يمكن تلخيص ظاھرة تركيب البروتينات في ثالثة مراحل أساسية و ھي: المرحلة األولى.:البداية الشكل :1الريبوزوم وعالقته بـ ARNmو ARNt
اللوحــــــــــة 5 الشكل :2جزيئة ARNt
موقع تثبيث الحمض األميني
موقع تعرف الوحدة الرمزية = مضاد الوحدة الرمزية ARNm
خالل ھذه المرحة تلتصق وحدتي الريبوزومات بـ ،ARNmعلى مستوى الوحدة الرمزية ،AUGالتي تمثل إشارة البدء ،وترمز للحمض األميني الميثيونين الذي يرتبط بـ ARNtخاص يسمى ARNt المبتديء ،والحامل لمضاد الوحدة الرمزية .UAC المرحلة الثانية:االستطالة وصول ARNtآخر حامال معه حمض أميني ثاني مطابق للوحدة الرمزية الموالية على . ARNm تتشكل رابطة بيبتيدية بين Metو الحمض األميني الموالي ،فتنفصل الرابطة بين Metو ARNt المبتديء الذي يغادر الريبوزوم. يتحرك الريبوزوم بوحدة رمزية واحدة ،ليصل ARNtثالث ،وھكذا تتضاعف األحماض األمينية في السلسلة البيبتيدية. المرحلة الثالثة:النھاية عندما يصل الريبوزوم إلى الوحدة الرمزية قف ) UAAأو UAGأو (UGAال يدمج أي حامض أميني ،إذ ال يوجد أي ARNtمتكامل مع ھذه الوحدات الرمزية .فتفترق وحدتي الريبوزوم عن الصفحة - 58 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
Met كما ينفصل الحمض األميني. و يتم تحرير السلسلة البيبتيديةARNm بعضھما البعض و عن . عن باقي السلسلة البيبتيدية 5 اللوحــــــــــة المبتديءARNt
. مراحل الترجمة: 5 ♥ الوثيقة
PHE
ثانيARNt
MET
مرحلة البداية
A A A U A C
AUGUUUCUGGCCGCCCAAUAAUAC ' ARNm 3
'
5
ريبوزوم
مرحلة االستطالة MET
PHE
UACAAA A UGU U U C UGGC CGC C C A A U A A U A C LEU MET
PHE
GAC
UAC
AAA A UGU U U C UGGC CGC C C A A U A A U A C
MET
PHE
LEU
AAAGAC AUGUUUCUGGCCGCCCAAUAAUAC ALA MET
PHE
LEU
CGG AAA
GAC AUGUUUCUGGCCGCCCAAUAAUAC
MET
PHE
LEU
ALA
ALA
PHE
VAL MET
G U U STOP AUGUUUCUGGCCGCCCAAUAAUAC
مرحلة النھاية
ALA
LEU VAL
ALA
GUU STOP
AUGUUUCUGGCCGCCCAAUAAUAC
:ملحوظة تنتقل على، تتم ترجمتھا في نفس الوقت بواسطة عدة جسيمات ريبيةARNm إن جزيئة واحدة من . مما يسمح بتكون عدة بروتينات في نفس الوقت،ARNm طول خييط
يوسف األندلسي: األستاذ
- 59 - : الصفحة
الفصل الثالث:
اﻟﻬﻨﺪﺳﺔ اﻟﻮراﺛﻴﺔ :ﻣﺒﺎدﺋﻬﺎ وﺗﻘﻨﻴﺎﺗﻬﺎ تمھيد :تمكن علماء الوراثة منذ السبعينات من نقل وتوظيف مورثات متنوعة ضمن خاليا أخرى أجنبية ،الشيء الذي يعطي خاليا ھجينة لم تكن موجودة من قبل في الطبيعة .بعد ذلك تم االنتقال من التجارب المخبرية إلى المجال الصناعي ،حيث تأسست صناعة حقيقية تعتمد على التغيير الوراثي للخاليا الحية بواسطة نقل المورثات .تسمى التقنيات المعتمدة في ھذا التغيير الوراثي :الھندسة الوراثية.
– Ιمفھوم التغيير الوراثي ؟ 1االنتقال الطبيعي لمورثات البكتيريا Atإلى نبات: أ – معطيات تجريبية :أنظر نشاط ،1لوحة.1
نشاط :1مفھوم التغيير الوراثي:
اللوحــــــــــة 1 الوثيقة1
دراسfة حالfة :مfرض جfرب السfنخ ، La galle du colletعبfارة عfن ورم سرطاني ضخم يظھر عند بعض النباتات على مسfتوى السfنخ ،وھfي منطقfة التقfاء الساق والجذر )الوثيقة ، (1ونظرا ألثره الحاسم علfى االقتصfاد فقfد كfان موضfوع عدة أبحاث وتجارب.
التجربة األولى ( E . Smith et C . Townsend en 1907 ) : تffffffدعى عffffffزل الباحثffffffان مffffffن ورم سffffffرطاني فffffffي جffffffذر نبffffffات بكتيريffffffا ) At = Agrobacterium tumefaciensالوثيقffة .( 2وبعffد ذلffك تffم زرع ھffذه البكتريffا فffي فتحffة حديثffة ) أقffل مffن يffومين ( أنجffزت علffى نبffات سffليم، فلوحظ ظھور الورم السرطاني في النبتة. (1ماذا يمكنك استنتاجه من ھذه التجربة؟ التجربة الثانية. ( A. Braun 1972 ) : لقد اسfتطاع ھfذا الباحfث أن يfزرع نسfيج جfرب السfنخ ال يحتfوي علfى بكتيريfا فfي وسط معين بدقة ،يتكون فقط من السكروز وأمالح معدنية .فالحظ أن خاليfا النسfيج تتكffاثر بصffورة فوضffوية عكffس الخاليffا العاديffة التffي تتكffاثر بffبطء متطلبffة وجffود الھرمونات النباتية. (2ما التغيير الذي حدث لخاليا السنخ بوجود البكتيريا A.Tumefaciens؟ (3ما الفرضية التي يمكنك إعطاؤھا حول التغيير الذي أصاب سلوك الخاليا النباتية؟ اكتشفت مجموعة من الباحثين وجود نمطين من بكتيريات Agrobacterium A : tumefaciensو . Bوھذان النمطان يسببان المfرض )يؤديfان إلfى تكfون ورم ( .حيث يfؤدي الfنمط Aإلfى تكfون ورم تركfب خاليfاه النوبfالين Nopaline بينمfffا يfffؤدي الfffنمط Bإلfffى تكfffون ورم تركfffب خاليfffاه األكتfffوبين Octopine )النوبffالين و األكتffوبين عبffارة عffن مشffتقات مffن مسffتقلبات مشffتركة تتكffون فffي معظمھا من أحماض أمينية وأحماض سيتونية مختلفة أو سكريات (. (4ما مكمل الفرضية الذي يمكنك إعطاؤه حول التغيير الذي أصاب سلوك ھذه الخاليا؟
ورم
الوثيقة2
At
ب – تحليل المعطيات التجريبية : (1نستنتج من ھذه التجربة أن البكتيريا Atھي المسؤولة عن ظھور الورم السرطاني عند النباتات السليمة. الصفحة - 60 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(2التغيرات التي تطرأ على خاليا السنخ بواسطة البكتيريا Atھي التكاثر العشوائي والسريع غير المنتظم لخليا النبتة دونما حاجة إلى الھرمونات النباتية المسؤولة أصال عن نمو خاليا السنخ. (3الفرضية :نقلت الباكتيريا Atإلى الخاليا النباتية مادة ما أدت إلى تغيير على مستوى الخبر الوراثي وبالتالي اكتساب الخاليا النباتية صفة التكاثر العشوائي. (4ربما أن التغير في جينوم الخاليا النباتية ناتج عن إدخال مورثات بكتيرية إلى الخاليا النباتية ،ھذه المورثات ھي التي تتحكم في تركيب النوبالين واألكتوبين.
اللوحــــــــــة 1
التجربة الثالثة: Agrobacterium تمكffffن بffffاحثون مffffن عffffزل البكتيريffffا ، tumefaciensوبعffد دراسffة مكوناتھffا وجffدوا ADNحلقيffة تدعى البالسميد . Tiنزرع في درجة حرارة 37 ° Cأصfل ذريfة أصل ذرية A1 ل Agrobacterium tumefaciensمن الfنمط Aحساسfة للحfffرارة ،فنحصfffل علfffى أصfffل ذريfffة .A1تبfffين الوثيقfffة 3بقيfffة التجربة . (5فسر النتائج المحصل عليھا. التجربة الرابعة: لتوضيح دور البالسميد ) حلقfة صfغيرة مfن ADNتحمfل مورثfات إضافية ( ننجز التجربة التالية: نffدخل فffي نبffات سffليم بكتيريffات A1ال تسffبب المffرض ومقاومffة للمضffffادات الحيويffffة ،وبكتيريffffات Bمسffffببة للمffffرض وحساسffffة للمضادات الحيوية فيتكون ورم ) أنظر الوثيقة ،4لوحة.( 2 (6ما التفسير الذي تقترحه بالنسبة لنتيجة ھذه التجربة؟ نسffحق الfffورم ونبسffطه فfffوق وسfffط زرع يحتffوي علfffى مضfffادات حيويffة :نتffائج التجربffة ممثلffة فffي الجffزء األسffفل مffن الوثيقffة ،4 لوحة.2 (7تعرف على البكتيريات 1و 2و 3المحصل عليھا. (8ھل يمكنك تحديد دور البالسميد؟ (9انطالقا من نتائج التجارب السابقة وباعتمادك على الوثيقة 5لوحة ، 2اشرح كيفية تكون الورم في عدم ظھور الورم مستوى السنخ عند النبات. الوثيقة 3
الوثيقة : 4
اللوحــــــــــة 2
مضادات حيوية
بالسميد يرمز إلى تركيب األكتوبين
زراعة في 37 °C أصل ذرية A حساسة للحرارة
بالسميد يرمز إلى تركيب النوبالين
ظھور الورم
أصل ذرية B حساسة للمضادات الحيوية
أصل ذرية A1 مقاومة للمضادات الحيوية
1
2
3 تكون الورم
تكون الورم
(5نالحظ أنه تحت تأثير الحرارة ،يتم تفكيك البالسميد المسؤول عن تركيب النوبالين ،وينتج عن ھذا التفكك عدم إصابة النبتة بالورم ،فالبالسميد ادن ھو المسؤول عن القدرة الممرضة للبكتيريا. الصفحة - 61 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(6إن البكتيريا A1فقدت قدرتھا الممرضة لغياب البالسميد .لذا يمكن تصور أن البكتيريا B المتوفرة على البالسميد المسؤول عن تركيب األكتوبين ھي التي تؤدي إلى ظھور الورم عند النبتة. (7البكتيريا 1غير ممرضة ومقاومة للمضادات الحيوية ،ادن ھي البكتيريا .A1 البكتيريا 2تحتوي على بالسميد ومقاومة للمضادات ،ادن ھي نمط ھجين يحمل صفات A1و .B البكتيريا 3ھي حساسة للمضادات الحيوية ،ادن ھي بكتيريا .B (8لقد ظھرت بكتيريا جديدة تشبه A1وتملك بالسميد البكتيريا ،Bوتحدث المرض ،نستنتج من ھذا أن البالسميد يستطيع االنتقال من خلية بكتيرية إلى أخرى محدثا تغيرا في الصفات ،ومن ھذا فان البالسميد مسؤول عن تغيير الخبر الوراثي. الوثيقة : 5
اللوحــــــــــة 2
بالسميد Ti
صبغي البكتيريا ADN-T
نقل ADN-Tإلى الخاليا النباتية
ظھور الورم
صبغي البكتيريا
إدماج ADN-Tفي صبغي الخاليا النباتية
أوبين
ARNm
بشائر
أوبين سانتيتاز
تحريض الخلية النباتية على إفراز مواد منشطة للتكاثر الخلوي
(9يظھر جرب السنخ على مراحل ھي: -
المرحلة األولى :تنفد البكتيريا في جرح يكون قريبا من سنخ النبات ،فتقوم بحقن بالسميدھا Tiفي الخلية النباتية .ھذا البالسميد يحتوي على قطعة من ADNتدعى .ADN-T المرحلة الثانية :تدمج المرثات ADN-Tضمن ADNالخلية النباتية العائلة ،لتدخل تلك القطعة ضمن ذخيرتھا الوراثية. المرحلة الثالثة :تستنسخ ARNmمن مورثات ،ADN-Tوتترجم إلى بروتين في سيتوب الزم الخلية النباتية .ھذا البروتين ھو أنزيم يحفز تفاعل تركيب األوبين من طرف الخلية. المرحلة الرابعة :يؤدي األوبين المركب إلى تكاثر الخاليا النباتية بإيقاع مرتفع ،مما ينتج عنه ورم .كما أن األوبين المفرز خارج الخلية يؤدي إلى تكاثر البكتيريا .At الصفحة - 62 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
خالصة: إن جرب السنخ ناتج عن تغير وراثي لخاليا النبتة .ھاته الصفة أصبحت وراثية ،ويعتبر بالسميد البكتيريا عامل نقل المورثة من البكتيريا إلى الخلية النباتية .ولقد مكنت دراسة ھذه الظاھرة من وضع الخريطة الوراثية للبالسميد Tiعند البكتيريا .Atأنظر الوثيقة 6لوحة .2 الخريطة الوراثية للبالسميد Tiعند البكتيريا At
اللوحــــــــــة 2
يرمز لھذا البالسميد بـ ، Tiنسبة لـ Tumor inducingأي محرض للورم. • Transferred ADN = ADN-Tالجزء الذي ينتقل إلى الخاليا النباتية ويندمج مع ذخيرتھا الوراثية .ويرمز للمورثات المسؤولة عن تركيب األوبينات ) ،(OPSوالمسؤولة عن التكاثر العشوائي )(ONC • الوظيفة VIRمسؤولة عن إدماج ADN-Tفي المادة الوراثية VIR للخلية النباتية. • الوظيفة OCCمسؤولة عن ھدم األوبينات المحررة من طرف النبتة. • الوظيفة ORIمسؤولة عن النسخ الذي يمكن البالسميد من التكائر.
ADN-T OPS
ONC
OCC
OCC ORI
– IΙآليات الھندسة الوراثية. الوسائل المستعملة في الھندسة الوراثية: أ – بكتيريا : Escherichia coli,أنظر الوثيقة ،1لوحة .3
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة :1أھمية اختيار بكتيريا Eschérichia-coliفي الھندسة الوراثية.
تعتبر العصية الكولونية ، La Colibacille E.coliالكائن المفضل عند العلماء المھتمين بميدان الھندسة الوراثية وذلك لعدة اعتبارات ،أھمھا القدرة الكبيرة لھذا الكائن على التكاثر ) تنقسم كل 20 دقيقة ( ،و كذلك لتوفره باإلضافة للصبغي األساسي على عدة بالسميدات يمكن استغاللھا كناقالت للمورثات ،كما أن سيتوبالزم ھذه البكتيريا غني بالجسيمات الريبية والعناصر الضرورية لتركيب البروتينات. ب – أنزيمات الفصل وأنزيمات الربط :أنظر الوثيقة ،2لوحة .3
- aأنزيمات الفصل
les enzymes de restriction
إنھا أنزيمات نوعية قادرة على التعرف في مستوى جزيئة ADNعلى تسلسالت دقيقة من القواعد االزوتية ،وقطع الجزيئة على مستواھا .ويحمل كل أنزيم فصل اسم النوع البكتيري الذي استخلص منه.
- bأنزيمات الربط
Les ligases
ھي أنزيمات نوعية قادرة على ربط أجزاء ADNمقطوعة ،وذلك بربط األطراف الموحدة مع بعضھا حسب مبدأ تكاملية القواعد االزوتية.
الصفحة - 63 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 3
أنزيم : HaeIIIتعرف المتتالية GGCCوتقطع بين Gو C |
A T G G| C C T C T
C C T C
| | T A C C G G A G A |
A T G G
بعد القطع T A C C
C C A G
أطراف موحدة
أنزيم : BamH1تعرف المتتالية GGATCCوتقطع بين Gو G G A T C C G
A G G A T C C G T
A G
بعد القطع T C C T A G G C A
T C C T A G
GC
أنزيم :Pst1تعرف المتتالية CTGCAGوتقطع بين Gو A
A C T G C A G T T
أطراف موحدة G T
A C T G C A
بعد القطع A C G T C A
T G A C G T C A A
T G
ج – الناسخ العكسي :أنظر الوثيقة ،3لوحة .3 ھو أنزيم يستطيع تركيب جزيئة ADNانطالقا من جزيئة .ARNm اللوحــــــــــة 3
الوثيقة :3الناسخ العكسي .Transcriptase inverse
الناسخ العكسي ھو أنزيم يعمل على تركيب جزيئة ADNانطالقا من جزيئة ،ARNmوھكذا يمكن تركيب المورثة التي ترمز لبروتين معين انطالقا من ARNmالذي يرمز له. انطالقا من جزيئة ARNmالتالية ،حدد خييط ADNالمنفرد الناتج عن النسخ العكسي ،ثم حدد جزيئة ADNالمزدوجة والتي تمثل المورثة المرغوبة.
A U C G G U A C G U C
الناسخ العكسي
أنزيم نوعي
نسخة من ADNذات لولب واحد مكمل لـ ARNm
ARNm الصفحة - 64 - :
جزيئة ADNبلولبين األستاذ :يوسف األندلسي
مراحل نقل مورثة إلى بكتيريا :أنظر الوثيقة ،1لوحة .4 اللوحــــــــــة 4
الوثيقة :1نقل المورثة من خلية إلى بكتيريا عزل البالسميد من البكتيريا
عزل ADN موقع الفصل خلية
باكتيريا
بالسميد
C A C G A A T T C TG C A
فصل البالسميد بواسطة أنزيمات الفصل
G T G C T T A A G A C G T
دمج ADNمع البالسميد بواسطة أنزيمات الربط
فصل ADNفي مواقع معينة A A T T C T G C A G A C G T
C A C G . G T G C . T T A A
بالسميد مغير وراثيا
بكتيريا مغيرة وراثيا زرع البالسميد )المورثة(
يتطلب نقل مورثة إلى بكتيريا معينة المرور من المراحل التالية: أ – عزل المورثة ) جزء من ( ADN بعد تحديد الصفة المرغوبة ،يتم عزل المورثة التي ترمز لھا ،وذلك بطريقتين: • عزل ADNالخلية التي تحتوي على المورثة المراد نقلھا ،ثم يتم تقطيع جزيئة ADNبواسطة أنزيمات الفصل. • استخالص ARNmمن الخلية التي تحتوي على المورثة المراد نقلھا ،وبواسطة الناسخ العكسي يتم تركيب ADNcالذي يكون حامال للمورثة المرغوبة ،ثم تضاف لـ ADNcأطراف موحدة. ب – إدماج المورثة داخل متعضي ناقل. نستخرج من خلية E.coliناقل معزول ) = بالسميد ( .يتم قطع البالسميد بواسطة أنزيم الفصل .ثم يتم ربط ADNالبالسميد بالجزء من ADNالمراد نقله بواسطة أنزيم الربط .فنحصل بذلك على بالسميد مغير يتم إدخاله داخل متعضي ناقل ) خلية .( E.coli ج – نقل وتلميم المورثة. داخل علبة بيتري ،يتم زرع البكتيريا المحتوية على ADNالمغير ،فتتكون لمات ،يتم نقل ھذه اللمات إلى علب جديدة ،فنحصل بذلك على عدة لمات بعضھا يحتوي على البكتيريا المغيرة وراثيا. د – رصد البكتيريات المغيرة وراثيا .أنظر الوثيقة ،2لوحة .4 قبل زرع الخاليا البد من التأكد من كونھا تحتوي فعال على البالسميد المغير ,نستغل لھذا الغرض خصائص البالسميد ،كخاصية المقاومة للمضادات الحيوية. الصفحة - 65 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
نالحظ أن البالسميد المستعمل في ھذه الحالة يتميز بوجود مورثتين :المورثة ) Aمقاومة المضاد الحيوي ( Aوالمورثة ) Bمقاومة المضاد الحيوي .( B بعد دمجه للمورثة الجديدة ،فقد البالسميد المورثة Aدون أن يفقد المورثة . Bادن البكتيريا الحاملة للبالسميد المغير ستكون حساسة للمضاد الحيوي Aومقاومة للمضاد الحيوي . Bوھكذا يتم رصدھا باستعمال ھذه المضادات الحيوية.
اللوحــــــــــة 4
الوثيقة :2رصد البكتيريات المغيرة وراثيا مورثة مقاومة للمضاد الحيوي B
إنتاج بالسميد مغير وراثيا
مورثة مقاومة للمضاد الحيوي A
ADNمستنسخ تدمير المورثة المقاومة للمضاد الحيوي A
يتضمن البالسميد المنقول مورثتين مقاومتين لمضادين حيويين Aو B
بعض البكتيريات فقط تدمج البالسميد المغير وراثيا
تمثل كل بقعة على علبة بيتري ،لمة بكتيرية ،وتمثل البقعة المحاطة اللمة الحاملة للبالسميدات المغيرة.
بدون مضاد حيوي
بالمضاد الحيوي A
بالمضاد الحيوي B
ه – تعبير المورثة. بعد الحصول على اللمات التي تحتوي على المورثة المطلوبة ،يتم زرع ھذه الخاليا المغيرة في مخمرات صناعية لتتكاثر وتنتج أكبر كمية من المادة الناتجة عن ترجمة المورثة المدمجة في البالسميد. لكي تقوم البكتيريا بإنتاج بروتينات ال تحتاجھا ،تضاف إلى المورثة المرغوبة وحدات وظيفية منظمة.
خالصة :تعريف الھندسة الوراثية الھندسة الوراثية ھي استخالص جزء من ADNحامل لمورثة مطلوبة ،وزرعھا في خاليا أخرى )بكتيريا أو خاليا الخميرة .( ...وھكذا يتم الحصول اصطناعيا على خاليا ھجينة لم تكن موجودة من قبل في الطبيعة ،قادرة على إنتاج بروتينات معينة مطلوبة.
– IIΙأمثلة لتطبيقات الھندسة الوراثية. اإلنتاج الصناعي لھرمون النمو البشري أنظر نشاط ،3وثيقة ،1لوحة .4 الوثيقة :1اإلنتاج الصناعي لھرمون النمو ( Human growth hormone ) HGH
اللوحــــــــــة 4
ھرمون النمو البشري HGHيفرز من طرف الغدة النخامية ،ويتكون من سلسلة بروتينية تتألف من 191حمض أميني. وھو المسؤول عن نمو القامة ،إذ يؤدي كل نقصان في إفرازه إلى تأخير في النمو .لتعويض ھذا النقص ،استغل ھرمون النمو لدى األبقار منذ 1944لكن المحاولة كانت غير موفقة الختالف التركيب الكيميائي ،كما استغلت كذلك مستخلصات نخامية من جثث بشرية .وھي كذلك غير كافية .لكن بفضل الھندسة الوراثية يتم حاليا إنتاج ھرمون النمو بشكل وافر. باالعتماد على معلوماتك حول تقنيات الھندسة الوراثية ،وعلى الوثيقة 1لوحة ،5بين كيف يمكن إنتاج ھرمون النمو. الصفحة - 66 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
- aنقل المورثة :أنظر الوثيقة ،1لوحة .5 الوثيقة : 1مراحل نقل مورثة الھرمون البشري إلى البكتيريا
اللوحــــــــــة 5
خلية بشرية
1a
المورثة البشرية 3
صبغي بكتيري بالسميد
4
5
2
إفراز ھرمون النمو البشري
ADN
1b
بكتيريا E.coli
فتح البالسميد
+عزل المورثة المرغوب فيھا :يمكن الحصول عليھا إما بعزل ADNالبشري وتجزيئه باستعمال أنزيمات الفصل .أو انطالقا من ARNmالمستخلص مباشرة من خاليا الغدة النخامية البشرية والذي يخضع بعد ذلك لعملية النسخ العكسي ثم بلمرة الشريط األخر بفضل أنزيم البلمرة ) ADN .(polymérase
+رصد الجزء المرغوب فيه ضمن أجزاء ADNالمحصل عليھا بعد تجزيئه.تذكر أننا نتوفر على معلومات كافية حول الجزء المبحوث عنه ضمن األجزاء الناتجة عن تجزيء .ADNفي البداية البد من فصل األجزاء فيما بينھا :نستعمل تقنية الھجرة الكھربائية .Elèctrophoréseبعد ذالك نسلط عليھا ARNمجس )يكون مشعا وله القدرة على االرتباط بجزء ADNالمبحوث عنه(. +إدماج المورثة المحصل عليھا في الوسيلة الناقلة :الوسيلة المستعملة ھنا ھي البالسميد .ھذه المرحلة تتطلب استعمال أنزيم الفصل لفتح البالسميد ثم أنزيم الربط لدمج المورثة. +إدخال البالسميد المركب)المغير( في البكتيرية قصد التكاثر)يمكن اإلشارة ھنا إلى أھمية Ca++ في امتصاص الخلية للبالسميد المركب. - bرصد البكتيريا المغيرة وراثيا: تھدف ھذه المرحلة إلى تحديد البكتيريا التي تتوفر بداخلھا على البالسميد المركب ،والتي ستكون قادرة على إنتاج ھرمون النمو) يمكن اإلشارة إلى أھمية معرفة خصائص البالسميد المستعمل قبل دمجه للمورثة الدخيلة كمقاومتھا لبعض المضادات الحيوية(. - cزرع البكتيريا المركبة: تزرع البكتيريا المركبة في مخمرات صناعية حيث جميع الظروف المناسبة في قيمتھا المثلى قصد تسخيرھا إلنتاج ھرمون النمو بكمية وافرة. - dاستخالص المنتوج ) ھرمون النمو(: تغمر البكتيريا في محلول سكري جد مركز ) مفرط التوتر ( ،ثم يعاد غمرھا في محلول جد مخف، فتمتلئ الخاليا وتطرد الھرمون إلى الوسط الخارجي عبر ثقوب المحفظة. الصفحة - 67 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اإلنتاج الصناعي لألنسولين Insulineأنظر وثيقة ،2لوحة .5 اللوحــــــــــة 5
الوثيقة :2اإلنتاج الصناعي لألنسولين Insuline
األنسولين ھرمون مخفض لنسبة السكر في الدم ،ويتم إنتاجه من طرف خاليا βلجزيرات Langerhansالبنكرياسية .وكل نقص في ھذا الھرمون يؤدي إلى مرض السكري .الذي يعالج في ھذه الحالة بحقن الشخص باألنسولين الحيواني ،إال أن استعماله في ھذه الحالة يؤدي إلى ظھور حاالت أرجية ،بحكم اختالف التركيب الكيميائي بين أنسولين الحيوانات واألنسولين البشري. بفضل تقنيات الھندسة الوراثية تم إنتاج األنسولين البشري بكميات صناعية إذ تم تركيب المورثة انطالقا من ARNmالمسئول عن إفراز ھذا الھرمون .ثم بعد ذلك نقلت ھذه المورثة إلى متعضيات مجھرية كخميرة البيرة وبعض العصيات التي تقوم بعد ذلك بإنتاج ھذا الھرمون وطرحه في الوسط الخارجي مباشرة. انطالقا من المعطيات السابقة ومن معارفك حول آليات الھندسة الوراثية: (1بين أھمية اللجوء إلى الھندسة الوراثية إلنتاج األنسولين البشري (2أعط مراحل تطبيق الھندسة الوراثية إلنتاج األنسولين البشري. (1لألنسولين نفس الدور عند مختلف الثدييات ،إال أنه يظھر بعض االختالفات في التركيب الكيميائي .ولذلك فاستعمال األنسولين الحيواني عند اإلنسان ،يؤدي إلى ظھور حاالت أرجية. ومن ھنا تظھر أھمية اللجوء إلى الھندسة الوراثية إلنتاج أنسولين مطابق لألنسولين البشري. كما أن ھذا األنسولين يكون بكميات وافرة ،وبكلفة أقل. (2مراحل تطبيق الھندسة الوراثية إلنتاج األنسولين البشري : +عزل الصبغي المتضمن للمورثة المعنية. +قطع ADNالمراد استعماله بواسطة أنزيم الفصل).تظھر على ADNالمقطوع أطرافا موحدة(. +استخراج البالسميد )ناقل( من بكتيريا +قطع ADNالبالسميد بواسطة أنزيم الفصل ) .يملك ADNالبالسميد المقطوع أطرافا والتي تتكامل مع أطراف ADNالبشري المعزول (. موحدة، +دمج المورثة على البالسميد بواسطة أنزيم الربط. +نقل البالسميد إلى داخل البكتيريا. +رصد البكتيريات المغيرة وراثيا. +تلميم البكتيريات للحصول على لمات تتوفر على المورثة المراد نقلھا. +حث البكتيريات المغيرة وراثيا على إنتاج األنسولين. نقل القدرة على محاربة الحشرات الضارة أنظر وثيقة ،3لوحة .5 لمقاومة أسروعات الفراشات النارية ،استعمل المزارعون المبيدات الحشرية ،إال أنھا أعطت نتائج جد محدودة .لھذا لجأ الباحثون إلى الھندسة الوراثية لنقل المورثة المسؤولة عن إنتاج بروتين سام بالنسبة لألسروعات ،ودمجه مع جينوم خاليا النبتة ،فتصبح بذلك مقاومة لألسروعات.
الصفحة - 68 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة :3نقل القدرة على محاربة الحشرات الضارة.
تعتبر أسروعات الفراشات النارية ) ، La pyrale du maïs (Ostrinia nubilalisأكبر متلف لنبات الذرة ،إذ تتوغل األسروعات داخل ساق النبتة لتتغذى على أنسجتھا ،كما تحدث أضرارا على مستوى السنابل والبذور ،فيصبح النبات المصاب ضعيف النمو. لمقاومة أسروعات الفراشات النارية ،اكتشف بعض العلماء نوعا من البكتيريات تدعى Bacillus thuringiensisتستطيع تركيب بروتين سام بالنسبة لألسروعات ،وغير ضار بالنسبة للفقريات. الوثيقة3
فراشة نارية La pyrale يونيو فترة التزاوج
وضع البيوض يونيو -يوليوز ظھور األسروعات
الشكل2
دورة نمو الفراشة النارية غشت تدمير السيقان
الشكل1
ماي تشكل الشرنقة
الشكل3
الخريف -الشتاء
تعطي الوثيقة 4لوحة ،6مراحل نقل مورثة البروتين السام لنبات الذرة. الوثيقة : 4مراحل نقل مورثة البروتين السام لنبات الذرة
Bacillus thuringiensis
اللوحــــــــــة 6
بكتيريا Bacillus thuringiensis
المورثة المسؤولة عن إنتاج البروتين السام
موت األسروعات
البروتين السام
نبتة ناضجة
نبتة فتية الصفحة - 69 - :
إنتاج البروتين السام
خلية نبات الذرة
األستاذ :يوسف األندلسي
+تعرف المورثة ذات النفع عند المتعضي المعطي ) بكتيريا .( Agrobacterium turingiensis +عزل المورثة ذات النفع. +دمج المورثة ذات النفع داخل بالسميد ناقل. +تلميم البالسميد المغير وراثيا. +رصد الخاليا المغيرة وراثيا. +إنبات نبتات مغيرة وراثيا. الرفع من المردود الزراعي أنظر وثيقة ،5لوحة .6 اللوحــــــــــة 6
الوثيقة :5الرفع من المردود الزراعي بواسطة المتعضيات المعدلة وراثيا ) ( OGM
انطالقا من المعطيات التالية استخرج خاصيات المتعضيات المعدلة وراثيا واستنتج انعكاساتھا على مردودية اإلنتاج. الشكل 1
مليون ھك تار
الشكل 2 تطور المساحات المزروعة بالنباتات المعدلة وراثيا
500 400
100
300
80
200
المجموع
ذرة
كولزا
مساحات مزروعات OGM
قطن
صوجا
0
دول نامية
40
مساعات مزروعات غير OGM
مليون ھكتار
100
دول مصنعة
60
20 مجموع المساحات المزروعة بالنبا تات المعد لة وراث يا )(OGM مقارنة بالمساحات المزروعة بالنبا تات غير المعد لة وراث يا
السنوات 1996 1998 2000 2002 2004 2006
الشكل 3 خاصيات بعض أنواع المتعضيات المعدلة وراثيا ذرة
صوجا تحمل المبيداتالعشبية. تغيير في تركيبالزيت والبروتينات انتاج جزيئاتنوعية كاألنزيمات.
مقاومة الحشراتالضارة تحمل المبيداتالعشبية مقاومة األمراضتغيير نسبة البروتينات.
قمح
الشكل 4 بطاطس
تحمل المبيداتالعشبية مقاومةاألمراض. تغيير نسبة النشا.
0
نوع الزراعات
المساحة العالمية المزروعة بمليون ھكتار
صوجا متحملة لمبيد العشب الذرة Bt الكولزا متحمل لمبيد العشب قطن متحمل لمبيد العشب ذرة متحملة لمبيد العشب قطن Bt قطن Btمتحمل لمبيد العشب
48.4 11.2 4.3 1.5 4.3 4.5 3
% 60 %14 %5 %2 %5 %6 %4
81
%100
المجموع
النسبة المائوية
مكنت الھندسة الوراثية من الحصول على نباتات معدلة وراثيا ،بحيث ساھمت ھذه التقنية في: +جعل بعض النباتات مقاومة للحشرات ) كالذرة والقطن (. +جعل بعض النباتات مقاومة للمبيدات التي تستعمل في قتل الحشرات الضارة واألعشاب الطفيلية. نقل المورثات البكتيرية المسؤولة عن تثبيت أزوت الھواء إلى النباتات وجعلھا قادرة على امتصاص االزوت ،مما يسمح بعدم استعمال األسمدة االزوتية. +رفع القدرة على إنتاج بروتينات يحتاجھا اإلنسان في تغذيته. وبھذا يتم الرفع من مردودية اإلنتاج ،والتقليص من كلفة اإلنتاج. الصفحة - 70 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوحدة الثالثة ﻧﻘـﻞ اﻟﺨﺒﺮ اﻟﻮراﺛﻲ ﻋﺒﺮ اﻟﺘﻮاﻟﺪ اﻟﺠﻨﺴﻲ – ﻋﻠﻢ اﻟﻮراﺛﺔ اﻟﺒﺸﺮﻳﺔ يمكن التوالد الجنسي من نقل الخبر الوراثي من جيل آلخر ،وتتميز ھذه الظاھرة بحدثين ھامين: • اإلخصاب الذي يتجلى في التحام النواة الذكرية والنواة األنثوية ،فيؤدي إلى تشكل بيضة ثنائية الصيغة الصبغية. • تشكل األمشاج الذي يتجلى في إنتاج خاليا أحادية الصيغة الصبغية قادرة على االلتحام فيما بينھا السترداد ثنائية الصيغة الصبغية.
(1كيف ينقل الخبر الوراثي عبر التوالد الجنسي عند ثنائيات الصيغة الصبغية ؟ (2ما القوانين اإلحصائية النتقال الصفات الوراثية؟ وما تأويلھا الصبغي؟
الصفحة - 71 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل األول:
ﻧﻘـﻞ اﻟﺨﺒﺮ اﻟﻮراﺛﻲ ﻋﺒﺮ اﻟﺘﻮاﻟﺪ اﻟﺠﻨﺴﻲ تمھيد :
اللوحــــــــــة 1
إنسان بالغ – حيوان منوي – جنين – بويضة – مولود جديد –
تمثل المصطلحات التالية مراحل نمو اإلنسان: بيضة. (1أنجز خطاطة تبين العالقة بين ھذه األطوار. (2انطالقا من الخطاطة المنجزة ،بين الظواھر األساسية التي تميز التوالد الجنسي تشكل األمشاج ) انقسام اختزالي ( nحيوان منوي n
بويضة
إخصاب
2n بيضة
2n جنين
2n مولود جديد
2n إنسان بالغ
يتميز التوالد الجنسي بحدثين ھامين ھما: تشكل األمشاج الذي يتم على مستوى المناسل. اإلخصاب وھو التحام نواتين ذكرية وأنثوية إلعطاء خلية واحدة ھي البيضة ،تكون ثنائية الصيغة الصبغية ،الشيء الذي يعني أن األمشاج أحادية الصيغة الصبغية. فكيف يحافظ التوالد الجنسي على ثبات عدد الصبغيات من جيل ألخر عند نفس النوع ؟
– Ιمراحل االنقسام االختزالي La méiose 1مالحظات مجھرية لمراحل االنقسام االختزالي .أنظر الوثيقة ،1لوحة .1 نشاط : 1دراسة الظواھر المسؤولة عن تنوع الصفات الفردية
اللوحــــــــــة 1
يمكن االنقسام االختزالي من المرور من صيغة صبغية ثنائية إلى صيغة صبغية أحادية .نبحث من خالل الوثائق التالية عن آلية ھذا االنقسام وعن عالقته بتطور كمية ، ADNثم دوره في تنوع الصفات الفردية . الوثيقة : 1تعطي ھذه الوثيقة مالحظات مجھرية لخلية نبات أثناء االنقسام االختزالي. صف مظھر ھذه الخاليا ثم أعط عنوانا مناسبا لكل صورة بعد ترتيبھا ترتيبا زمنيا. الوثيقة 1
.
الصفحة - 72 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
โ ซู ุชุจู ู ู ู ฺพุฐู ุงู ู ุงู ุญุธุฉ ุฃู ุงุงู ู ู ุณุงู ุงุงู ุฎุชุฒุงู ู ู ุชู ุนุจุฑ ุงู ู ุณุงู ู ู ู ุชุชุงู ู ู ู โ ช ุ โ ฌู ุชุถู ู ู ู ู ุงุญุฏ ู ู ฺพู ุงโ ฌ โ ซุงู ู ุฑุงุญู ุงู ู ุนุชุงุฏุฉ ู ุงู ู ู ุณุงู ุบู ุฑ ุงู ู ุจุงุดุฑโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุงู ุชุฑุชู ุจ ุงู ุฒู ู ู ู ู ุตู ุฑโ ช = A :โ ฌุงู ุทู ุฑ ุงู ุชู ฺพู ุฏู โ ช = B .Iโ ฌุงู ุทู ุฑ ุงุงู ู ู ุตุงู ู โ ช = C .Iโ ฌุงู ุทู ุฑ ุงุงู ุณุชู ุงุฆู โ ฌ โ ซโ ช.IIโ ฌโ ฌ โ ซโ ช = Dโ ฌุงู ุทู ุฑ ุงู ุชู ฺพู ุฏู โ ช = E .IIโ ฌุงู ุทู ุฑ ุงุงู ุณุชู ุงุฆู โ ช = F .Iโ ฌุงู ุทู ุฑ ุงู ู ฺพุงุฆู โ ช.Iโ ฌโ ฌ โ ซโ ช = Gโ ฌุงู ุทู ุฑ ุงู ู ฺพุงุฆู โ ช = H .IIโ ฌุงู ุทู ุฑ ุงุงู ู ู ุตุงู ู โ ช.IIโ ฌโ ฌ โ ซโ ช 2โ ฌุชุทู ุฑ ู ู ู ุฉ โ ช ADNโ ฌุฎุงู ู ุงุงู ู ู ุณุงู ุงุงู ุฎุชุฒุงู ู โ ช .โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช ุ 2โ ฌู ู ุญุฉ โ ช.1โ ฌโ ฌ
โ ซุงู ู ู ุญู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ุฉ โ ช1โ ฌโ ฌ
โ ซ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช : 2โ ฌุชุนุทู ฺพุฐู ุงู ู ุซู ู ุฉ ุชุทู ุฑ ู ู ู ุฉ โ ช ADNโ ฌุฃุซู ุงุก ุงุงู ู ู ุณุงู ุงุงู ุฎุชุฒุงู ู โ ช .โ ฌู ุงุฐุง ุชุณุชุฎู ุต ู ู ุชุญู ู ู ฺพุฐู ุงู ู ุซู ู ุฉ ุ โ ฌ โ ซุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช2โ ฌโ ฌ โ ซุนุฏุฏ ุงู ุตุจุบู ุงุชโ ฌ โ ซโ ช------โ ฌโ ฌ
โ ซ โ ฌ
โ ซู ู ู ุฉ โ ชADNโ ฌโ ฌ โ ซุจุงู ู ุณุจุฉ ู ู ู โ ฌ โ ซุฎู ู ุฉโ ฌ
โ ซโ ชG2โ ฌโ ฌ
โ ซ โ ฌ โ ซโ ช2Qโ ฌโ ฌ โ ซโ ช14โ ฌโ ฌ
โ ซโ ชSโ ฌโ ฌ
โ ซโ ช12โ ฌโ ฌ
โ ซุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช3โ ฌโ ฌ
โ ซโ ช10โ ฌโ ฌ
โ ซโ ชG1โ ฌโ ฌ
โ ซโ ช6โ ฌโ ฌ
โ ซโ ช2nโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชQ/2โ ฌโ ฌ
โ ซโ ชnโ ฌโ ฌ
โ ซุงู ุฒู ู โ ฌ
โ ซโ ชQโ ฌโ ฌ
โ ซ โ ฌ
โ ซ โ ฌ
โ ซ โ ฌ
โ ซโ ช2โ ฌโ ฌ โ ซโ ช0โ ฌโ ฌ
โ ซู ุณุจู ุงุงู ู ู ุณุงู ุงุงู ุฎุชุฒุงู ู ู ุฑุญู ุฉ ุงู ุณู ู ู ุงู ุชู ุชุนุฑู ู ุถุงุนู ุฉ โ ช ADNโ ฌู ู ุทู ุฑ ุงู ุชุฑู ู ุจ โ ช Sโ ฌู ู โ ฌ โ ซู ู ู ุฉ โ ช qโ ฌุฅู ู โ ช. q2โ ฌโ ฌ โ ซุฎุงู ู ุงุงู ู ู ุณุงู ุงู ู ู ุตู ุชู ู ุตู ุงู ุตุจุบู ุงุช ุงู ู ุชู ุงุซู ุฉ ู ุชุญุตู ู ู ุฎู ู ุฉ ุนู ู ู ู ู ุฉ โ ช qโ ฌู ู โ ช .ADNโ ฌู ู ุงโ ฌ โ ซู ู ุฎู ุถ ุนุฏุฏ ุงู ุตุจุบู ุงุช ู ู โ ช 2nโ ฌุตุจุบู ุฅู ู โ ช nโ ฌุตุจุบู โ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุฎุงู ู ุงุงู ู ู ุณุงู ุงู ุชุนุงุฏู ู ุชู ู ุตู ุตุจู ุบู ุงุช ุงู ุตุจุบู ุงู ู ุงุญุฏ ู ุชุญุตู ู ู ุฎู ู ุฉ ุนู ู โ ช q/2โ ฌู ู ู ู ู ุฉโ ฌ โ ซโ ช.ADNโ ฌโ ฌ โ ซุจู ู ู ุง ู ุจู ู ุนุฏุฏ ุงู ุตุจุบู ุงุช ุซุงุจุชโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซู ุชุจู ู ู ู ุชุญู ู ู ฺพุฐู ุงู ู ุซู ู ุฉ ุฃู ุงุงู ู ู ุณุงู ุงุงู ุฎุชุฒุงู ู ู ู ู ู ู ุง ู ู ุงู ุญุตู ู ุนู ู ุฎุงู ู ุง ุฃุญุงุฏู ุฉ ุงู ุตู ุบุฉโ ฌ โ ซุงู ุตุจุบู ุฉ ุงู ุทุงู ู ุง ู ู ุฎุงู ู ุง ุซู ุงุฆู ุฉ ุงู ุตู ุบุฉ ุงู ุตุจุบู ุฉโ ช ุ โ ฌู ฺพุฐู ุงู ุธุงฺพุฑุฉ ู ฺพู ุฉ ุฎุงู ู ุชุดู ู ุงู ุฎุงู ู ุง ุงู ุฌู ุณู ุฉโ ฌ โ ซุงู ุชู ู ุฌุจ ุฃู ุชู ู ู ุฃุญุงุฏู ุฉ ุงู ุตู ุบุฉ ุงู ุตุจุบู ุฉโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซโ ช 3โ ฌู ุฑุงุญู ุงุงู ู ู ุณุงู ุงุงู ุฎุชุฒุงู ู โ ช .โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช ุ 4โ ฌู ู ุญุฉ โ ช.2โ ฌโ ฌ โ ซู ุชู ู ุฒ ฺพุฐุง ุงุงู ู ู ุณุงู ุจุงู ู ุณุงู ู ู ู ุชุชุงู ู ู ู โ ช:โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ู ุณุงู ู ู ุตู โ ช :โ ฌู ุฎุชุฒู ุนุฏุฏ ุงู ุตุจุบู ุงุช ุฅู ู ุงู ู ุตู ู ู ุคุฏู ุฅู ู ุชุดู ู ุฎู ู ุชู ู ุฃุญุงุฏู ุชู ุงู ุตู ุบุฉโ ฌ โ ซุงู ุตุจุบู ุฉ โ ช. nโ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ู ุณุงู ุชุนุงุฏู ู โ ช :โ ฌู ุจู ู ุฎุงู ู ู ุนุฏุฏ ุงู ุตุจุบู ุงุช ุซุงุจุชุงโ ช ุ โ ฌู ุคุฏู ุฅู ู ุชุดู ู ุฃุฑุจุน ุฎุงู ู ุง ุฃุญุงุฏู ุฉ ุงู ุตู ุบุฉโ ฌ โ ซุงู ุตุจุบู ุฉโ ชnโ ฌโ ฌ
โ ซุงู ุตู ุญุฉ โ ช- 73 - :โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ุณุชุงุฐ โ ช :โ ฌู ู ุณู ุงุฃู ู ุฏู ุณู โ ฌ
الوثيقة : 4رسوم تخطيطية تفسيرية ألطوار االنقسام االختزالي .حلل ھذه الرسوم محددا مختلف أطوار االنقسام االختزالي.
II
I
اللوحــــــــــة 2
1 2 3
4
5 6
7
الصفحة - 74 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
أ – االنقسام المنصف : – aالمرحلة التمھيدية : I تتميز ھذه المرحلة بتكثيف الصبغيات واقتران الصبغيات المتماثلة لتشكل أزواجا تسمى الرباعيات )تتشكل من صبغيين متماثلين كل صبغي مكون من صبيغيين ( ،اختفاء الغشاء النووي و النويات. خالل ھذه المرحلة تتقاطع صبيغيات الصبغيين المتماثلين ،فيتم تبادل أجزاء فيما بينھا أثناء تباعدھما، و تسمى ھذه الظاھرة العبور Crossing-overالذي ينتج عنه تخليط للحليالت وتركيب صبغي جديد. أنظر الوثيقة ،3لوحة.1 – bالمرحلة االستوائية : I تتموضع الصبغيات المتماثلة في المستوى االستوائي للخلية ،تتكون النجميتين ويظھر بينھما المغزل الاللوني. – cالمرحلة االنفصالية : I انفصال الصبغيات المتماثلة دون انقسام الجزيء المركزي ،وھجرتھا نحو القطب الخلوي القريب منھا، وھكذا يتجمع في كل قطب من قطبي الخلية نصف الصيغة الصبغية ،أي nصبغي كل واحد بصبيغيين. – dالمرحلة النھائية : I يتجمع نصف عدد الصبغيات في كل قطب ،يتالشى المغزل الاللوني ويحدث انقسام السيتوبالزم للحصول على خليتين بنتين أحاديتا الصيغة الصبغية ) .( n ب – االنقسام التعادلي : – aالمرحلة التمھيدية : II قصيرة جدا تبتدئ مباشرة بعد النھائية ،Iتبقى الصبغيات منشطرة طوليا ،و يظھر المغزل الاللوني في كل خلية. – bالمرحلة االستوائية : II تتموضع الصبغيات لكل خلية في المستوى االستوائي مشكلة الصفيحة االستوائية. – cالمرحلة االنفصالية : II انشطار الجزيء المركزي لكل صبغي ،وتنفصل صبيغيات كل صبغي فيمثل كل واحد منھما صبغي ، يھاجر نحو أحد قطبي الخلية. – dالمرحلة النھائية : II تتجمع الصبغيات في كل قطب و يزال تلولبھا و يتشكل الغشاء النووي وتظھر النويات ،ويختفي مغزل االنقسام ،وينقسم السيتوبالزم لتتكون في النھاية أربع خاليا أحادية الصيغة الصبغية ) ،( nكل صبغي مكون من صبيغي واحد.
– ΙΙدور االنقسام االختزالي واإلخصاب في تخليط الحليالت أ – دور االنقسام االختزالي : يضمن االنقسام االختزالي إنتاج خاليا أحادية الصيغة الصبغية انطالقا من خاليا ثنائية الصيغة الصبغية ،كما يضمن تخليط الحليالت وانتقال الصفات الوراثية من جيل إلى آخر. الصفحة - 75 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
โ ซโ ช โ aโ ฌุงู ุชุฎู ู ุท ุงู ุจู ุตุจุบู โ ช :โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช ุ 5โ ฌุดู ู ุฃโ ช ุ โ ฌู ู ุญุฉโ ช.3โ ฌโ ฌ โ ซุงู ู ู ุญู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ุฉ โ ช3โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช :5โ ฌุชุจู ู ฺพุฐู ุงู ู ุซู ู ุฉ ุฏู ุฑ ุงุงู ู ู ุณุงู ุงุงู ุฎุชุฒุงู ู ู ู ุชุฎู ู ุท ุงู ุญู ู ุงู ุช โ ช .โ ฌุจู ู ู ู ู ู ุคุซุฑ ุงู ุชุฎู ู ุท ุงู ุตุจุบู ู ู ุชู ู ุน ุงู ุตู ุงุช ุงู ู ุฑุฏู ุฉ ุ โ ฌ
โ ซุงู ุชุฑุงู ุงู ุตุจุบู ุงุช ุงู ู ุชู ุงุซู ุฉโ ฌ โ ซุงู ู ุตุงู ุตุจู ุบู ุงุช ู ู ุตุจุบู โ ฌ
โ ซุงู ุดู ู ุฃ โ ช :โ ฌุงู ุชุฎู ู ุท ุงู ุจู ุตุจุบู โ ฌ
โ ซุฃู ู ุงุท ุฌุฏู ุฏุฉ ุงู ุชุฑู ู ุจโ ฌ โ ซุงู ุดู ู ุจ โ ช :โ ฌุงู ุชุฎู ู ุท ุงู ุถู ุตุจุบู โ ฌ
โ ซู ู ุชุฌ ุงู ุชุฎู ู ุท ุงู ุจู ุตุจุบู โ ช Brassage interchromosomiqueโ ฌุนู ุงู ฺพุฌุฑุฉ ุงู ุนุดู ุงุฆู ุฉ ู ู ุตุจุบู ุงุช ุฃุซู ุงุกโ ฌ โ ซุงู ุทู ุฑ ุงุงู ู ู ุตุงู ู โ ช ุ Iโ ฌู ู ุญุตู ุจุฐู ู ุนู ู ุชู ู ู ู ุงุช ุตุจุบู ุฉ ู ุชุนุฏุฏุฉโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซโ ช โ bโ ฌุงู ุชุฎู ู ุท ุงู ุถู ุตุจุบู โ ช :โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช ุ 5โ ฌุดู ู ุจโ ช ุ โ ฌู ู ุญุฉโ ช.3โ ฌโ ฌ โ ซู ู ู ฺพุงู ุฉ ุงู ุทู ุฑ ุงู ุชู ฺพู ุฏู โ ช Iโ ฌู ู ู ู ุชุจุงุฏู ู ุทุน ู ู ุงู ุตุจุบู ุงุช ุงู ู ุชู ุงุซู ุฉโ ช ุ โ ฌุชุณู ู ฺพุฐู ุงู ุธุงฺพุฑุฉ ุงู ุนุจู ุฑโ ช ุ โ ฌู ุงู ุชู โ ฌ โ ซุชู ู ู ู ู ุชุฎู ู ุท ุงู ุญู ู ุงู ุชโ ช ุ โ ฌู ุณู ู ฺพุฐุง ุงู ุชุฎู ู ุท ุจุงู ุชุฎู ู ุท ุงู ุถู ุตุจุบู โ ช.Brassage intrachromosomiqueโ ฌโ ฌ โ ซู ุงู ุฐู ู ู ู ู ู ู ุฅู ุชุงุฌ ุชุฑู ู ุจุงุช ุฌุฏู ุฏุฉ ู ู ุงุฃู ู ุดุงุฌโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุจ โ ุฏู ุฑ ุงุฅู ุฎุตุงุจ โ ช :โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช ุ 6โ ฌู ู ุญุฉ โ ช.3โ ฌโ ฌ โ ซโ ช (1โ ฌู ุคุฏู ุงุงู ู ุชู ุงุก ุงู ุนุดู ุงุฆู ู ุฃู ู ุดุงุฌ ุงู ุฐู ุฑู ุฉ ู ุงุฃู ู ุซู ู ุฉ ุงู ู ุชู ู ุนุฉ ู ุฑุงุซู ุงโ ช ุ โ ฌุฅู ู ุชู ู ู ู ุจู ุถุงุช ุฐุงุชโ ฌ โ ซุชุฑู ู ุจุฉ ุตุจุบู ุฉ ุฌุฏ ู ุชู ู ุนุฉโ ช ุ โ ฌุชุนุทู ุฃู ุฑุงุฏุง ุจุตู ุงุช ู ุฎุชู ู ุฉโ ช .โ ฌู ฺพู ุฐุง ู ุงู ุงุฅู ุฎุตุงุจ ู ุนู ู ุงู ุชุฎู ู ุทโ ฌ โ ซุงู ุจู ุตุจุบู โ ช ) .โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช ุ 6โ ฌู ู ุญุฉ โ ช.( 3โ ฌโ ฌ
โ ซุงู ุตู ุญุฉ โ ช- 76 - :โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ุณุชุงุฐ โ ช :โ ฌู ู ุณู ุงุฃู ู ุฏู ุณู โ ฌ
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة 6
خلية أم لألمشاج األنثوية
خلية أم لألمشاج الذكرية االنقسام االختزالي عند تشكل األمشاج
اإلخصاب
(2يتمثل دور اإلخصاب في استرداد حالة ثنائية الصيغة الصبغية ) ( 2nأثناء تشكل البيضة، نتيجة اندماج مشيجين ب ) ( nصبغي لكل واحد ) .أنظر الوثيقة ،7لوحة .( 4 اللوحــــــــــة 4
الوثيقة 7
5
ذبابة خل ذكر
3
4
5
1
2
10
9
8
7
6
15
14
13
12
11
18
17
16
3
4
X
22
21
خريطة صبغية عند
5
4
3
2
10
9
8
7
15
14
13
12
11
18
17
16
Y
Y
X 21
1
5
3
4
1
10
9
8
7
6
10
9
8
7
15
14
13
12
11
15
14
13
12
18
17
16
X
22
21
خريطة صبغية لبويضة عند المرأة
الصفحة - 77 - :
خريطة صبغية
الرجل
2
18
17
5
6
11
4
19
22
20
خريطة صبغية لحيوان منوي عند الرجل
3
2
1
10
9
8
7
15
14
13
12
11
18
17
16
16 19
خريطة صبغية
6
Y 21
X
19
20
خريطة صبغية عند
المرأة
20
X
X
19
2
1
6
22 20
ذبابة خل أنثى
X
22
21
20
19
خريطة صبغية لحيوان منوي عند الرجل
األستاذ :يوسف األندلسي
يتبين من معطيات ھذه الوثيقة أن كل كائن حي يتميز بعدد ثابت من الصبغيات :مثال عند اإلنسان فالصيغة الصبغية ھي ،2n = 46عند ذبابة الخل .2n = 8 كما أن الذكر يختلف عن األنثى مستوى الصبغيات الجنسية ،إذ تكون متماثلة لدى األنثى فنرمز لھا ب ،XXومتغايرة لدى الذكر فنرمز لھا ب .XYعند بعض الكائنات يكون العكس كحالة الطيور وبعض األسماك والفراشات. نالحظ أن األمشاج تكون أحادية الصيغة الصبغية ،وھكذا فاإلخصاب ھو الذي يمكن من استرداد حالة ثنائية الصيغة الصبغية المميزة للكائنات ثنائية الصيغة الصبغية ،اثر التقاء األمشاج.
– ΙΙدراسة بعض دورات النمو أ – دورة النمو ثنائية الصيغة الصبغية : – aمثال أول :دورة النمو عند ذبابة الخل .أنظر الوثيقة ،1لوحة .4 اللوحــــــــــة 4 يتميز التوالد الجنسي عند الكائنات الحية ،بحدوث ظاھرتين أساسيتين :االنقسام االختزالي الذي ينتج خاليا أحادية الصيغة الصبغية. واإلخصاب الذي يؤدي إلى تشكل بيضة ثنائية الصيغة الصبغية انطالقا من الخاليا األحادية الصيغة الصبغية .وتعاقب ھاتين الظاھرتين يشكل دورة تسمى دورة النمو نتتبع من خالل الوثائق التالية تطور عدد الصبغيات أثناء دورات نمو كائنات حية من أجل تحديد أھمية االنقسام االختزالي واإلخصاب في تعاقب أجيالھا نتتبع من خالل الوثائق التالية تطور عدد الصبغيات أثناء دورات نمو كائنات حية من أجل تحديد أھمية االنقسام االختزالي واإلخصاب في تعاقب أجيالھا الوثيقة 1 بويضة الوثيقة :1مراحل تطور ذبابة الخل:
الصفحة - 78 - :
يرقة 3
ذبابة خل بالغة
بيضة
يرقة 1
يرقة 2
RCانقسام اختزالي
2n 2n
n n n
أمشاج
γ
n
n
n n n
فرد جديد 2n
n n
إخصاب F
n
n
طور ثنائي الصيغة الصبغية
نالحظ عند ذبابة الخل أن عملية اإلخصاب تتم مباشرة بعد االنقسام االختزالي. ادن يقتصر الطور األحادي الصيغة الصبغية عند ھذا الحيوان على األمشاج ،بينما تكون السيادة للطور الثنائي الصيغة الصبغية. انطالقا من دورة نمو ذبابة الخل يمكن أن ننجز الدورة الصبغية كما يلي):الرسم أمامه(
حيوان منوي
طور أحادي الصيغة الصبغية
ذبابffة الخffل ذبابfffة صffغيرة تعffيش علfffى الفواكfffffه والخضfffffر الفاسfffffدة :وتسfffffھل تربيتھffffا وتتبffffع مراحffffل تطورھffffا فffffي المختبر في وسط زرع مالئم. بعfffد التffffزاوج يضffffع ذكffffر ذبابffffة الخffffل حيوانffات منويffة داخffل الجھffاز التناسffلي لألنثffى ،وبعffد التحffام المشffيجين الffذكري واألنثffوي ،تتكffون بيضffة ثنائيffة الصffيغة الصfffffبغية ،تتعfffffرض النقسfffffامات غيfffffر مباشرة لتعطي يرقfة ثfم خfادرة ثfم ذبابfة خل بالغة.
خادرة
2n بيضة W الدورة الصبغية عند ذبابة الخل :دورة ثنائية الصيغة الصبغية Cycle diplophasique األستاذ :يوسف األندلسي
– bمثال ثاني :دورة النمو عند اإلنسان .أنظر الوثيقة ،2لوحة .5 الوثيقة :2دورة النمو عند اإلنسان:
اللوحــــــــــة 5
االنقسام االختزالي
االنقسام االختزالي
اإلخصاب بويضة
منسليات بيضية
حيوانات منوية
n = 23
منسليات منوية
n = 23
2n = 46
2n = 46
بيضة
2n = 46
مضغة
2n = 46
جنين
2n = 46
انقسامات غير مباشرة انقسامات غير مباشرة 2n = 46
انقسامات غير مباشرة
أنثى بالغة
2n = 46
انقسامات غير مباشرة
2n = 46
انقسامات غير مباشرة
ذكر بالغ
مولود جديد
عند اإلنسان يقتصر الطور الثنائي الصيغة الصبغية على األمشاج ،فدورة النمو عند اإلنسان ھي دورة ثنائية الصيغة الصبغية .أنظر الوثيقة ،5شكل ،1لوحة.6 الوثيقة ،5شكل : 1
انقسام اختزالي
اللوحــــــــــة 6
2n 2n
n n n
n
n
n n n
فرد جديد 2n
n n
إخصاب
n
n
2n بيضة
ب – دورة النمو أحادية الصيغة الصبغية :مثال عند عفن صورداريا :أنظر الوثيقة ،3لوحة .5 اللوحــــــــــة 5
الوثيقة :3مراحل دورة نمو عفن صورداريا .Sordaria
عفن صورداريا ھو عبارة عن غزل فطري .يتم التوالد عند ھذا النوع من العفن بالتحام غزلين فطريين ،ينتج عنه تكون عضو كبير الحجم يسمى الثمرة الزقية ،التي تظھر في وسط الزرع على شكل حبيبات سوداء .عند انفتاح ھذه الثمرة ،نالحظ داخلھا بنيات أنبوبية تدعى الزقات. تلتحم نواتا خاليا التمرة الزقية ،فتتشكل بيضة ثنائية الصيغة الصبغية ) .( 2nتدخل البيضة في انقسام اختزالي لتعطي أربع نوى أحادية الصيغة الصبغية تدخل مباشرة في انقسام غير مباشر ينتج عنه تشكل ثمان نوى أحادية الصيغة الصبغية. الصفحة - 79 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ساللة ذات أبواغ سوداء n=7
الوثيقة 3
ساللة ذات أبواغ صفراء n=7
اللوحــــــــــة 5
خلية بنواتين n + n =14 التحام غزلين فطريين
بوغ n=7
بيضة 2n = 14
انقسام اختزالي
ثمرة زقية
زق انقسام غير مباشر
إخصاب
في ھذه الحالة نالحظ أن اإلخصاب يكون متبوعا مباشرة باالنقسام االختزالي ،وتكون السيادة للطور األحادي الصيغة الصبغية. نمثل الدورة الصبغية في ھذه الحالة كما ھو مبين على الوثيقة ،5شكل ،2لوحة .6 اللوحــــــــــة 6
الوثيقة ،5شكل : 2
إخصاب انقسام اختزالي
2n
n n
بيضة n
n
n
n
n
فرد جديد
n
n
أمشاج
يقتصر الطور الثنائي الصيغة الصبغية على البيضة فقط ،فنقول أن الدورة ھي دورة أحادية الصيغة الصبغية .Cycle haplophasique الصفحة - 80 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ج – دورة النمو أحادية -ثنائية الصيغة الصبغية : مثال عند السرخس :أنظر الوثيقة ،4لوحة .6 اللوحــــــــــة 6
الوثيقة :4مراحل تطور نبات السرخس Le fougère
السرخس نبات يخضوري الزھري ثنائي الصيغة الصبغية ،له أوراق مفصصة ،تظھر كتل من حبات صفراء ،ھي عبارة عن أكياس بوغية تحتوي على أبواغ أحادية الصيغة الصبغية ،تنبت ھذه األبواغ فتشكل نبتة أحادية الصيغة الصبغية تسمى مشيرة ،وھي نبتة صغيرة القد ،على مستواھا تتكون األمشاج ويتم اإلخصاب لتتشكل نبتة سرخس جديدة. الوثيقة 4 نبات بوغي ) ( 2n
أكياس بوغية
ورقة مفصصة
بوغ ) ( n
كيس بوغي
إخصاب
انقسام اختزالي بييضة ) ( n
حاملة البييضة حييات مئبرية ) ( n مئبرية
نبات مشيجي ) ( n = مشيرة
تتميز دورة النمو عند السرخس بمرحلتين: • مرحلة ثنائية الصيغة الصبغية ) ( 2nھي مرحلة النبتة = نبات بوغي. • مرحلة أحادية الصيغة الصبغية ) ( nھي مرحلة المشيرة = نبات مشيجي. في ھذه الحالة يكون اإلخصاب واالنقسام االختزالي متباعدين زمنيا ،لذا نتكلم عن دورة أحادية – ثنائية الصيغة الصبغية.Cycle haplodiplophasique .
ننجز الدورة الصبغية عند السرخس كما يلي : الصفحة - 81 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
طور أحادي الصيغة الصبغية n
n
فرد جديد نبات مشيجي n
n
أبواغ
n n n n
أمشاج γ n
انقسام اختزالي RC
Fإخصاب W
2n
2n
بيضة
نبات بوغي فرد جديد 2n طور ثنائي الصيغة الصبغية الدورة الصبغية عند السرخس :دورة أحادية -ثنائية الصيغة الصبغية Cycle haplodiplophasique
الصفحة - 82 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثاني:
اﻟﻘﻮاﻧﻴﻦ اﻹﺣﺼﺎﺋﻴﺔ ﻻﻧﺘﻘـﺎل اﻟﺼﻔـﺎت اﻟﻮراﺛﻴﺔ ﻋﻨﺪ ﺛﻨﺎﺋﻴﺎت اﻟﺼﻴﻐﺔ اﻟﺼﺒﻐﻴﺔ تمھيد : تعتبر الكائنات الثنائية الصيغة الصبغة نتيجة إخصاب لخاليا جنسية أحادية الصيغة الصبغية ،الشيء الذي يعطي بيضة ثنائية الصيغة الصبغية تحتوي على أزواج من الصبغيات المتماثلة وبذلك توجد كل مورثة على شكل زوج من حليلين .فما ھي القوانين التي تتحكم في انتقال الحليالت عبر أجيال ھذه الكائنات ؟
– Ιدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة السيادة التامة :الھجونة الثنائية. 1تجارب Mendelوتأويلھا الصبغي.: - aتجارب .Mendelأنظر نشاط ،1لوحة 1
اللوحــــــــــة 1
نشاط :1تجربة ماندل ) JOHANN GREGOR MENDEL (1884 – 1822
.
اختار Mendelلھذه الدراسة نبات الجلبانة الذي يظھر صفات متعارضة ) بذور صhفراء أو خضhراء ،أزھhار بيضاء أو بنفسجية ،بذور ملساء أو متجعدة ( فقام بزرع ساللتين نقيتين من نبات الجلبانة ،تتميز الساللة األولى ببذور ملساء Graines lissesوالساللة الثانية ببhذور متجعhدة ) .(Graines ridéesولضhمان اإلخصhاب المتبhادل بhين ھhاتين السhاللتين منhع Mendelاإلخصhاب الhذاتي الhذي يhتم بصhورة طبيعيhة قبhل تفhتح أزھhار الجلبانة وذلك بقطع األسدية Les étaminesقبل نضجھا في مستوى األزھار المستقبلة لحبhوب اللقhاح مhن أزھار أخرى )أنظر الرسم أسفله(. نتج عن ھذا التزاوج تشكل بذور كلھا ملساء تكون الجيل األول الذي سوف نرمز له بالحرف . F1 قام Mendelبإحداث تزاوج بين أفراد الجيل األول ) ( F1 X F1بنفس الطريقhة السhابقة فحصhل علhى الجيل الثاني F2مكون من % 75من بذور ملساء ،و % 25من بذور متجعدة .أنظر الوثيقة ،1لوحة.2 قام Mendelبعد ذلك بزرع بذور الجيل F2تاركا أزھارھا تلقح ذاتيا .فحصل على النتائج التالية: البذور المتجعدة F2تعطي % 100من البذور المتجعدة. % 25من البذور الملساء أفراد الجيل F2تعطي % 100من البذور الملساء. % 50من البذور الملساء أفراد الجيل F2يعطون % 75من البذور الملساء و % 25من البذور المتجعدة. (1ماذا تستنتج من تحليل نتائج تجربة ماندل ؟ (2أعط التأويل الصبغي لنتائج تجربة ماندل ،آخذا بعين االعتبار معطيات الجدول أسفله حول الترميز : الساللة B
الساللة A حبوب اللقاح
B
A
اإلخصاب المتقاطع بين الساللة Aو B
الصفحة - 83 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
โ ซู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ุนู ู ู ู ุทู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ุงุช ุญู ู ู ู ู ุงู ู ู ู ุชู ู ู ู ู ุฑู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ุฒโ ฌ โ ซ ู ุฑู ุฒ ู ู ู ุธฺพุฑ ุงู ุฎุงุฑุฌู ู ู ุฑุฏ ู ุง ุจุงู ุญุฑู ุงุฃู ู ู ุงู ุงู ุชู ู ู ู ู ุงู ุชุณู ู ุฉ ุงู ู ุฑู ุณู ุฉ ู ู ุตู ุฉ ุงู ู ุฏุฑู ุณุฉโ ช .โ ฌู ู ู ุชุจ ฺพุฐุงโ ฌ โ ซุงู ุญุฑู ุจู ู ู ุนู ู ู ุชู ู ู ุจู ุชุงุจุฉ ู ุจู ุฑุฉ โ ช Majusculeโ ฌุนู ุฏู ุง ุชู ู ู ุงู ุตู ุฉ ุณุงุฆุฏุฉ โ ช ุ Dominanteโ ฌู ุจู ุชุงุจุฉโ ฌ โ ซุตุบู ุฑุฉโ ช Minusculeโ ฌุนู ุฏู ุง ุชู ู ู ุงู ุตู ุฉ ู ุชู ุญู ุฉ โ ช.Rรฉcessifโ ฌโ ฌ โ ซู ุซุงู โ ช :โ ฌุจุฐู ุฑ ู ู ุณุงุก ] โ ช ุ [ Lโ ฌุจุฐู ุฑ ู ุชุฌุนุฏุฉ ] โ ช. [ rโ ฌโ ฌ โ ซ ู ุฑู ุฒ ู ู ุญู ู ุงู ุช ุงู ู ุณุฆู ู ุฉ ุนู ุตู ุฉ ู ุง ู ู ุง ฺพู ุงู ุดุฃู ุจุงู ู ุณุจุฉ ู ู ู ุธฺพุฑ ุงู ุฎุงุฑุฌู ุจุงู ุญุฑู ุงุฃู ู ู ุงู ุงู ุชู ู ู ู ู โ ฌ โ ซุงู ุชุณู ู ุฉ ุงู ู ุฑู ุณู ุฉ ู ฺพุฐู ุงู ุตู ุฉโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซ ู ุฑู ุฒ ู ู ู ู ุท ุงู ู ุฑุงุซู ุจุงู ุดู ู ุงู ุชุงู ู โ ช L / / L :โ ฌุญู ุซ ู ู ุซู ุงู ุฎุทุขู ุงู ุฒู ุฌ ุงู ุตุจุบู ุงู ุฐู ู ุญู ู ุงู ุญู ู ู ู ู ู ู ุงโ ฌ โ ซู ุฑู ุฒ ู ู ู ุญู ู ู ุจุญุฑู ู โ ช.โ ฌโ ฌ โ ซู ุซุงู โ ช :โ ฌุงู ู ู ุท ุงู ู ุฑุงุซู ู ู ุจุฐู ุฑ ุงู ู ุชุฌุนุฏุฉ ฺพู โ ช r / / r :โ ฌู ุงู ู ู ุท ุงู ู ุฑุงุซู ู ู ุจุฐู ุฑ ุงู ู ู ุณุงุก ฺพู ุฅู ุง โ ช L / / Lโ ฌุฃู โ ฌ โ ซโ ช.L//rโ ฌโ ฌ
โ ซ ุชุนุฑู ู ุจุนุถ ุงู ู ู ุงฺพู ู โ ช:โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ุณุงู ู ุฉ ุงู ู ู ู ุฉ โ ช :โ ฌุชู ู ู ุงู ุณุงู ู ุฉ ู ู ู ุฉ ุจุงู ู ุณุจุฉ ู ุตู ุฉ ู ุนู ู ุฉโ ช ุ โ ฌุนู ุฏู ุง ุชู ุชู ู ฺพุฐู ุงู ุตู ุฉ ู ู ุฌู ู ุฅู ู ุขุฎุฑโ ฌ โ ซุฏู ู ุชุบู ู ุฑโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ุณุงู ู ุฉ ุงู ู ุชู ุญุดุฉ โ ช :โ ฌุงู ุณุงู ู ุฉ ุฐุงุช ุงู ุตู ุฉ ุงู ู ุฑุฌุนู ุฉ ุงุฃู ู ุซุฑ ุญุถู ุฑุง ู ู ุงู ุทุจู ุนุฉโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ุชฺพุฌู ู โ ช :โ ฌุชุฒุงู ุฌ ุทุจู ุนู ุฃู ุงุตุทู ุงุนู ุจู ู ุญู ู ุงู ุงุช ุฃู ู ุจุงุชุงุช ู ู ุฃู ู ุงุน ุฃู ุณุงู ุงู ุช ู ุฎุชู ู ุฉโ ชุ โ ฌโ ฌ โ ซู ู ุชุฌ ุนู ู ุฃู ุฑุงุฏ ฺพุฌู ุงุกโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ู ุธฺพุฑ ุงู ุฎุงุฑุฌู โ ช :โ ฌฺพู ุงู ุดู ู ุงู ุธุงฺพุฑ ุฃู ุงู ู ุนุจุฑ ุนู ู ู ุตู ุฉ ู ุนู ู ุฉโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ู ู ุท ุงู ู ุฑุงุซู โ ช :โ ฌุญู ู ุงู ุช ุงู ู ู ุฑุซุฉ ุงู ู ุชุญู ู ุฉ ู ู ุงู ุตู ุฉ ุงู ู ุฏุฑู ุณุฉโ ช ุ โ ฌู ุนู ุฏ ุซู ุงุฆู ุงุช ุงู ุตู ุบุฉ ุงู ุตุจุบู ุฉโ ฌ โ ซุชู ู ู ู ู ู ู ุฑุซุฉ ู ู ุซู ุฉ ุจุญู ู ู ู ู โ ช ุ โ ฌุญู ู ู ุนู ู ู ู ุตุจุบู ู ู ุงู ุตุจุบู ุงุช ุงู ู ุชู ุงุซู ุฉโ ช .โ ฌู ฺพู ุฐุง ู ู ู ู โ ฌ โ ซุงู ู ุฑุฏ ุฅู ุง ู ุชุดุงุจู ุงุงู ู ุชุฑุงู ุนู ุฏู ุง ู ู ู ู ุงู ุญู ู ุงู ู ู ุชุดุงุจฺพุงู โ ช ุ โ ฌุฃู ู ุฎุชู ู ุงุงู ู ุชุฑุงู โ ช ุ โ ฌุนู ุฏู ุง ู ู ู ู โ ฌ โ ซุงู ุญู ู ุงู ู ู ุฎุชู ู ุงู โ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุงู ู ุซู ู ุฉโ ช : 1โ ฌู ุชุงุฆุฌ ุฏุฑุงุณุฉ ุงู ุชู ุงู ุงู ุตู ุฉ ุดู ู ุงู ุจุฐู ุฑ ุนู ุฏ ู ุจุงุช ุงู ุฌู ุจุงู ุฉ ู ุงู ุชุฃู ู ู ุงู ุตุจุบู ู ู ุชุงุฆุฌ ุงู ุชุฒุงู ุฌ ุงุฃู ู ู โ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุจุฐู ุฑ ู ู ุณุงุกโ ฌ โ ซุณุงู ู ุฉ ู ู ู ุฉโ ฌ
โ ซุจุฐู ุฑ ู ุชุฌุนุฏุฉโ ฌ โ ซุณุงู ู ุฉ ู ู ู ุฉโ ฌ
โ ซุงู ู ู ุญู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ุฉ โ ช2โ ฌโ ฌ
โ ซโ ชPโ ฌโ ฌ โ ซโ ชLโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชLโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชrโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชrโ ฌโ ฌ
โ ซุชุฒุงู ุฌโ ฌ โ ซุงู ู ุณุงู ุงุฎุชุฒุงู ู โ ฌ โ ซโ ช100 %โ ฌโ ฌ โ ซุจุฐู ุฑ ู ู ุณุงุกโ ฌ
โ ซโ ชF1โ ฌโ ฌ โ ซโ ชF1โ ฌโ ฌ
โ ซโ ชF1โ ฌโ ฌ
โ ซโ ชLโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชLโ ฌโ ฌ
โ ซุฃู ุดุงุฌโ ฌ
โ ซโ ชrโ ฌโ ฌ
โ ซุฅุฎุตุงุจโ ฌ
โ ซุชุฒุงู ุฌโ ฌ
โ ซโ ชLโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชrโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชF2โ ฌโ ฌ โ ซโ ช % 25โ ฌุจุฐู ุฑ ู ู ุณุงุก โ ช % 75 +โ ฌุจุฐู ุฑ ู ุชุฌุนุฏุฉโ ฌ
โ ซุงู ุฌู ู ุงุฃู ู ู โ ช %100 ุ F1โ ฌุจุฐู ุฑ ู ู ุณุงุกโ ฌ
โ ซโ ช - bโ ฌุชุญู ู ู ู ุชุงุฆุฌ ุชุฌุงุฑุจ โ ช.Mendelโ ฌโ ฌ โ ซ ู ุนุทู ุงู ุชุฒุงู ุฌ ุงุฃู ู ู ุจู ู ุงุขู ุจุงุก โ ช ุ Pโ ฌุงู ุฌู ู ุงุฃู ู ู โ ช F1โ ฌู ู ู ู ู ู ุฃู ุฑุงุฏ ู ุชุฌุงู ุณู ู ู ู ุดุจฺพู ู ู ู โ ฌ โ ซุงู ู ุธฺพุฑ ุงู ุฎุงุฑุฌู ุงุฃู ุจ ุฐู ุงู ุดู ู ุงุฃู ู ู ุณโ ช ุ โ ฌู ุน ุบู ุงุจ ุงู ุดู ู ู ุชุฌุนุฏโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุงู ุตู ุญุฉ โ ช- 84 - :โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ุณุชุงุฐ โ ช :โ ฌู ู ุณู ุงุฃู ู ุฏู ุณู โ ฌ
โ ซโ ชrโ ฌโ ฌ
عند التزاوج الثاني ) ،( F1 X F1يظھر جيل ثاني ،F2مكون من أفراد غير متجانسين )%25 متجعدة %75 +ملساء ( .ھذا يعني أن أفراد الجيل األول F1كانت تحمل الشكل متجعد ولكنه لم يظھر إال في الجيل الثاني .F2ھذا يعني أن الفرد الھجين F1يحمل العاملين الوراثيين المسؤولين عن المظھرين الخارجيين المتعارضين. نستنتج من ھذا أن الشكل أملس سائد ،Dominantبينما الشكل متجعد متنحي .Récessif
- cاستنتاج :القانون األول لـ .Mendel نسمي ھذا القانون قانون تجانس الھجناء : في حالة تزاوج ساللتين نقيتين تختلفان بصفة واحدة ،نحصل في الجيل األول F1على أفراد متجانسة ذات صفة األب السائدة. - dالتأويل الصبغي لنتائج أعمال .Mendel التزاوج األول :عند اآلباء P المظاھر الخارجية لـ P
................
[L]:
][r
X
L
الصفة أملس سائدة سنرمز لھا ب .L الصفة متجعد متنحية سنرمز لھا ب .r
كffffل أفffffراد الجيffffل األول F1لھffffم الffffنمط الfffوراثي ،L//rوبمfffا أن الحليfffل Lسfffائد علffى الحليffل ،rفffان كffل أفffراد F1سffوف يكون لھم نفس المظھر الخارجي ].[L
األنماط الوراثية
X
..................................
L
األمشاج
.............................................
اإلخصاب
المظاھر الخارجية لـ F1
X
L
........................................................
r
...................................
:
F1 ][L
F1 X ][L X L
X
..........................................................
r .................................................
اإلخصاب
r
الجيل [L] 100 % F1
L
األمشاج
r
L
التزاوج الثاني .F1 X F1 :
األنماط الوراثية
r
L
...........................................................................
r
r
X
r
L
الجيل F2
في F2يمكن تلخيص إمكانية اإلخصاب ،في جدول ذي مدخلين ،يسمى شبكة التزاوج .croisementحيث يكتب في المدخل العمودي ،مختلف أصناف األمشاج األنثوية ونسبھا ،وفي المدخل األفقي ،مختلف أصناف األمشاج الذكرية ونسبھا.
L'échiquier de
الصفحة - 85 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
L
50%
L
50%
r
50%
L
r
50%
L
25%
25% L
r
L
r
25% r
يتكون الجيل الثاني F2من : المظاھر الخارجية.[L] 75 % + [r] 25 % : األنماط الوراثية 25 % :بنمط وراثي .r//r 50 %بنمط وراثي .L//r 25%بنمط وراثي .L//L
25% r
- eاستنتاج :القانون الثاني لـ .Mendel نسمي ھذا القانون قانون نقاوة األمشاج : أثناء تشكل األمشاج يفترق العامالن الوراثيان اللذان يحمالن الصفتين المتعارضتين ،فيحتوي كل مشيج على أحد حليلي المورثة ،ادن ھو نقي. انتقال صفة لون الفرو عند الفئران: - aمعطيات تجريبية .أنظر تمرين ،1لوحة .2 تمرين : 1 لدينا ساللتين نقيتين من الفئران تختلفان بلون الفرو ،أحدھما ذو فرو أبيض والثاني ذو فرو رمادي .يعطي التزاوج بين فئران إحداھا رمادية واألخرى بيضاء ) ساللة اآلباء ، ( Pخلفا متجانسا مكون فقط من فئران رمادية اللون ) الجيل األول . ( F1 نقوم بتزاوج أفراد F1مع بعضھا فنحصل على الجيل الثاني F2 يتكون من فئران رمادية و فئران البيضاء ) .أنظر الوثيقة أمامه ( (1حدد نمط التزاوج المنجز. (2عرف الساللة النقية . (3حلل النتائج المحصل عليھا في F1و في .F2 (4فسر صبغيا النتائج المحصل عليھا في كل من F1و . F2 من أجل التأكد من نقاوة ساللة الفئران ذات اللون الرمادي نقوم بإجراء تزاوج بين فرد رمادي و فرد آخر أبيض فنحصل على خلف يضم % 50من الفئران رمادية و %50من الفئران بيضاء. (5ماذا نسمي ھذا النوع من التزاوج ؟ ماذا تستنتج من تحليل نتيجة ھذا التزاوج ؟
اللوحــــــــــة 2
فرو رمادي
فرو أبيض
%100رمادي
F1
F1
F1
F2
34أبيض
102رمادي
- bتحليل نتائج التزاوج. (1لقد تم التزاوج بين أفراد من نفس النوع ،ينتمون لساللتين نقيتين ،تختلفان في صفة واحدة .ادن نمط التزاوج ھو عبارة عن ھجونة أحادية. (2تكون الساللة نقية بالنسبة لصفة معينة ،عندما تنتقل ھذه الصفة إلى الخلف بدون تغير عبر أجيال متعددة .ونفسرھا بوجود حليلين متشابھين بالنسبة للمورثة المرتبطة بتلك الصفة. الصفحة - 86 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(3إن جميع أفراد الجيل F1متجانسون فيما بينھم ،ويشبھون في المظھر الخارجي األب ذي اللون الرمادي .اعتمادا على القانون األول لـ Mendelنستنتج أن صفة اللون رمادي صفة سائدة، بينما الصفة لون أبيض صفة متنحية. نالحظ كذلك أن الصفة أبيض ظھرت لدى أفراد الجيل ،F2ولم تكن تظھر عند الجيل ،F1نستنتج أن أفراد الجيل F1يحملون الحليل المسؤول عن الصفة أبيض ،وال يظھر عندھم لكونه حليل متنحي. (4التفسير الصبغي لنتائج التزاوج: بما أن رمادي سائد سنرمز له ب ،Gوأبيض متنحي سنرمز له ب .b التزاوج األول :عند اآلباء P
المظاھر الخارجية لـ P
................
[G]:
][b
X
G
األنماط الوراثية
b
X
..................................
G
األمشاج
X
G
.............................................
اإلخصاب
b b
G ........................................................
b
كل أفراد الجيل األول F1لھم النمط الوراثي ،G//bوبما أن الحليل Gسائد على الحليل ،bفان كل أفراد F1سوف يكون لھم نفس المظھر الخارجي ].[G
التزاوج الثاني .F1 X F1 : المظاھر الخارجية لـ F1
...................................
:
F1 ][G
الجيل [L] 100 % F1
F1 X ][G X
G
األنماط الوراثية
G
X
..........................................................
b
األمشاج
b
.................................................
اإلخصاب
...........................................................................
G
b
X
G
b
الجيل F2
شبكة التزاوج G
50%
G
50%
b
50%
G
b
G
25%
25%
G
b
G
b
25% b
الصفحة - 87 - :
50%
يتكون الجيل الثاني F2من : المظاھر الخارجية.[G] 75 % + [b] 25 % : األنماط الوراثية 25 % :بنمط وراثي .b//b 50 %بنمط وراثي .G//b 25%بنمط وراثي .G//G
25% b
األستاذ :يوسف األندلسي
(5نسمي ھذا النوع من التزاوج بالتزاوج االختباري ،Test Crossوھو تزاوج يتم بين فرد ذي مظھر خارجي سائد ونمط وراثي غير معروف ،وفرد ذي مظھر خارجي متنح أي متشابه االقتران بالنسبة للصفة المدروسة. في ھذا التزاوج ،يرتبط المظھر الخارجي للخلف بنمط األمشاج التي ينتجھا األب ذو المظھر الخارجي السائد .وبذلك نجد حالتين: الحالة األولى :إذا كان النمط الوراثي لألب ذو المظھر السائد ھو ،G//Gفسوف ينتج نمطا واحدا من األمشاج ، G/وبالتالي نحصل عند الخلف على .G//b 100 %أي 100 %فئران رمادية. الحالة الثانية :إذا كان النمط الوراثي لألب ذو المظھر السائد ھو ،G//bفسوف ينتج نمطين من األمشاج G/و ،b/وبالتالي نحصل عند الخلف على .b//b 50 % + G//b 50 %أي 50 % فئران بيضاء 50% +فئران رمادية. نالحظ أن نتيجة ھذا التزاوج االختباري ھي 50 %فئران بيضاء 50 % +فئران رمادية .نستنتج ادن أن الفأر الرمادي مختلف االقتران .G//b
– ΙΙدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة تساوي السيادة. 1التھجين عند نبات شب الليل أنظر تمرين ،2لوحة .2
اللوحــــــــــة 2
تمرين : 2 نقوم بتزاوج ساللتين نقيتين من شب الليل La belle de nuitإحداھما ذات أزھار حمراء Rougeواألخرى ذات أزھار بيضاء . Blancheفنحصل على نباتات ھجينة ذات أزھار وردية Roseتمثل الجيل األول .F1 (1حلل ھذه النتائج .ماذا تستنتج؟ يعطي تزاوج نباتات F1فيما بينھا جيل ثاني F2غير متجانس ومكون من % 25نباتات ذات أزھار بيضاء و % 25 نباتات ذات أزھار حمراء و % 50نباتات ذات أزھار وردية. (2فسر صبغيا النتائج المحصل عليھا في F1و في .F2
2تحليل نتائج التزاوج: إن أفراد الجيل F1متجانسون ،إال أن صفتھم ال تشبه أي صفة من صفات الوالدين ،بل ھي صفة وسيطة بين صفتي األبوين .نستنتج من ھذا أن ھناك غياب للسيادة أو نقول كذلك تساوي السيادة. (1التفسير الصبغي لنتائج التزاوج :نرمز لألحمر ب ،Rواألبيض ب .B التزاوج األول :عند اآلباء P
المظاھر الخارجية لـ P
................
[B]:
][R
X
B
األنماط الوراثية
R
X
..................................
B
األمشاج
.............................................
اإلخصاب
B
R
X
R
R ........................................................
B
كل أفراد الجيل األول F1لھم النمط الوراثي ،R//Bوبما أن ھناك تساوي السfيادة ،فfان كل أفراد F1سوف يكون لھم نفس المظھر الخارجي ] .[ RB الصفحة - 88 - :
الجيل [L] 100 % F1 األستاذ :يوسف األندلسي
التزاوج الثاني .F1 X F1 : المظاھر الخارجية لـ F1
...................................
:
X F1 ] [ RB X
F1 ] [ RB R
األنماط الوراثية
R
X
..........................................................
B
األمشاج
B
.................................................
اإلخصاب
B
X
R
...........................................................................
R
B
الجيل F2
شبكة التزاوج R
50%
R
50%
B
50%
R
B
R
25%
25%
R
B
R
B
25% B
50%
25%
يتكون الجيل الثاني F2من : المظاھر الخارجية[B] 25 % + [R] 25 % : .[ RB ] 50 % + األنماط الوراثية 25 % :بنمط وراثي .R//R 50 % +بنمط وراثي .R//B 25 % +بنمط وراثي .B//B
B
– ΙΙΙدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة المورثة المميتة. 1التھجين عند الفئران أنظر تمرين ،3لوحة .2
اللوحــــــــــة 2
تمرين : 3 نقوم بتزاوج ساللتين من فئران صفراء Jauneھجينة .فنحصل على خلف غير متجانس يضم 202:فأر أصفر و 98فأر رمادي . Gris (1ماذا يمكنك القول عن الصفة لون رمادي والصفة لون أصفر ؟ علل جوابك ؟ (2أحسب نسبة األنماط المحصل عليھا .ماذا تالحظ ؟ (3فسر صبغيا ھذه النتائج علما أنه لوحظ في رحم األم فئران صفراء ميتة
2تحليل نتائج التزاوج: (1إن ظھور فئران رمادية عند الخلف ،يدل على أن الحليل المسؤول عن ھذه الصفة كان عند اآلباء ولم يظھر عندھم .يمكننا القول إذن أن صفة لون رمادي صفة متنحية وصفة لون أصفر صفة سائدة. (2نسب األنماط المحصل عليھا: بما أننا في حالة سيادة تامة ،فالنسب المتوقعة ھي 25 %مظھر خارجي متنحي 75 % + مظھر خارجي سائد. نسبة الفئران الصفراء ھي 67.33 % = 100 * 202 / ( 98 + 202 ) :يعني 2/3 نسبة الفئران الصفراء ھي 32.66 % = 100 * 98 / ( 98 + 202 ) :يعني 1/3 نالحظ أن ھذه النسب تخالف النسب المحصل عليھا عند F2في حالة السيادة التامة. الصفحة - 89 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(3التأويل الصبغي لنتائج التزاوج: المظھر الخارجي لصفة اللون أصفر ھو ] .[ Jو المظھر الخارجي لصفة اللون أصفر ھو ] .[ g التأويل الصبغي للتزاوج ] .[ g ] X [ J المظاھر الخارجية لآلباء P
.........................
] [ RB
:
] [ RB
X R
األنماط الوراثية
R
X
..........................................................
B
األمشاج
B
.................................................
اإلخصاب
R
...........................................................................
B
X
B
R
أنظر شبكة التزاوج
شبكة التزاوج J
50%
J
50%
g
g
50%
J
50%
J
25%
25% J
g
J
g
25%
إن تشابه االقتران بالنسبة للحليلين السائدين j//j يؤدي إلى موت ھذه الفئران ،وھذا ما يفسر وجود فئران ميتة في رحم األم ،و يفسر أن ثلث الفئران ذات لون رمادي ،والثلث اآلخر بلون أصفر. نتكلم في ھذه الحالة عن مورثة مميتة .G.létale
25% g
g
– ΙVدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة مورثة مرتبطة بالجنس. )أنظر الوثيقة ،1لوحة .(3 اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 1دور الصبغيات الجنسية في تحديد الجنس
X
X
Y
اإلخصاب تشكل بيضة 2n = 8 X
تشكل األمشاج عبر االنقسام االختزالي n=4
Y
خلية أم لألمشاج 2n = 8
X
X Y X
الصفحة - 90 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ذبابة خل ذكر
X
X
ذبابة خل أنثى
X
إن مالحظة الخريطة الصبغية لكائن ثنائي الصيغة الصبغية يبين أن النواة تحتوي على أزواج من الصبغيات المتماثلة ،تشكل الصبغيات الالجنسية ،باإلضافة إلى صبغيان جنسيان .عند الذكر يكون الصبغيان الجنسيان مختلفين فنقول أنه متغاير األمشاج ونرمز له ب .XY عند األنثى يكون الصبغيان الجنسيان متشابھين فنقول أنه متشابه األمشاج ونرمز له ب .XX ) في بعض الحاالت األنثى ھي التي تكون متغايرة األمشاج كحالة الطيور واألسماك (
1انتقال صفة مرتبطة بالجنس عند ذبابة الخل أنظر تمرين ،4لوحة .3 اللوحــــــــــة 3
تمرين : 4
ننجز تزاوجات بين ساللتين نقيتين من ذباب الخل تختلفان بلون العيون ،األولى متوحشة ذات عيون حمراء Rouge وساللة طافرة ذات عيون بيضاء . Blanche التزاوج األول :تم بين أنثى ذات عيون حمراء وذكر ذو عيون بيضاء فحصلنا في الجيل األول F1على أفراد كلھم بعيون حمراء. (1ماذا تستخلص من نتائج ھذا التزاوج ؟ التزاوج الثاني :تزاوج عكسي Croisement réciproqueتم بين أنثى ذات عيون بيضاء وذكر ذو عيون حمراء .فحصلنا على جيل F1مكون من % 50إناث بعيون حمراء و % 50ذكور بعيون بيضاء. (2حلل ھذه النتائج ؟ ماذا تستنتج ؟ (3أعط تفسيرا صبغيا للنتائج المحصل عليھا.
2تحليل نتائج التزاوج: (1في التزاوج األول نالحظ أن كل أفراد الجيل األول F1متجانسون ولھم الصفة عيون حمراء. طبقا للقانون األول لـ Mendelنستنتج أن الحليل المسؤول عن الصفة أحمر سائد ) ،( R وبالتالي فالحليل أبيض متنحي ) .( b (2يعطي التزاوج العكسي جيل ،F1يتكون من أفراد غير متجانسين ،كما نالحظ أن المظھر الخارجي ألفراد ھذا الجيل يختلف حسب الجنس .نستنتج ادن أن األمر يتعلق بمورثة مرتبطة بالصبغيات الجنسية .وبما أن الصفة " لون العيون " تظھر عند كل من الذكور واإلناث ،فان ھذه المورثة يحملھا الصبغي الجنسي .X (3التفسير الصبغي للنتائج المحصل عليھا: التزاوج األول : المظاھر الخارجية لـ P األنماط الوراثية
:ذكور بعيون بيضاء ] X [ bإناث بعيون حمراء ] [ R
..........................................................
b
X Y
األمشاج
......................................................
اإلخصاب
Y
b
X
R
X
X
X
X
X
R R
......................................................................
الجيل [R] 100 % F1 RX//Y 50 % + Rx//xb 50 % الصفحة - 91 - :
X Y
R
X X
R b
األستاذ :يوسف األندلسي
التزاوج الثاني = التزاوج العكسي : المظاھر الخارجية لـ P األنماط الوراثية
:ذكور بعيون حمراء ] X [ Rإناث بعيون بيضاء ] [ b
..........................................................
R
X Y
األمشاج
......................................................
اإلخصاب
Y
R
X
b
X
X
X
X
X
b b
......................................................................
][b الجيل 50 % + [R] 50 % F1 bX//Y 50 % + Rx//xb 50 %
X
b
X X
Y
R b
مالحظة: يمكfffن تفسfffير انتقfffال الصfffفات الوراثيfffة المرتبطfffffة بfffffالجنس بكfffffون المورثfffffات المسfffؤولة عfffن ھfffذه الصfffفات تتموضfffع على جزء الصبغي الجنسي Xالfذي لfيس له مماثل علfى الصfبغي .Yأو علfى جfزء الصبغي Yالذي ليس له مقابل على .X
صبغي Y صبغي X قطعة خاصة بالصبغي Y قطعة متماثلة بين Xو Y
قطعة خاصة بالصبغي X
ادن التموضعات الممكنة للمورثة عند الصبغي الجنسي: • على الجزء المميز للصبغي : Xالمورثة ممثلة بحليلين عند األنثى وبحليل واحد عند الذكر. • على الجزء Xالذي له مماثل في الصبغي :Yالورثة ممثلة بحليلين عند األنثى ،و بحليلين عند الذكر .تخضع لنفس قوانين الصفة غير المرتبطة بالجنس. • على الجزء المميز للصبغي :Yالمورثة ممثلة بحليل واحد عند الذكر ،وغير ممثلة بأي حليل عند األنثى .ادن صفة خاصة بالذكور.
– Vدراسة انتقال زوجين من الحليالت :الھجونة الثنائية. نتكلم عن الھجونة الثنائية إذا كان التزاوج بين أفراد ينتمون لساللتين نقيتين تختلفان في صفتين .وفي ھذه الحالة فالمورثتين إما أن تكونان على نفس الصبغي فنتكلم عن مورثات مرتبطةLes gène ، .liésوإما أن تكونان على صبغيين مختلفين فنتكلم عن مورثات مستقلة Les gènes . indépendants 1حالة المورثات المستقلة: أ – الھجونة الثنائية عند نبات الجلبانة. - aتمرين أنظر التمرين ،5لوحة .3
اللوحــــــــــة 3
تمرين : 5قام Mendelبتزاوج ساللتين نقيتين من نبات الجلبانة تختلفان بصفتين ،شكل ولون البذرة :األولى ملساء Lisseوصفراء . Jauneوالساللة الثانية متجعدة Ridéeوخضراء .Verteفحصل في الجيل األول F1على بذور كلھا ملساء و صفراء. (1ماذا نسمي ھذا النوع من التزاوج ؟ (2حلل ھذه النتائج ،ماذا تستنتج من ذلك ؟ الصفحة - 92 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
قام Mendelبزرع بذور من F1و ترك األزھار تتلقح ذاتيا .وبعد اإلثمار جني بذور الجيل F2فحصل على 556 بذرة تتوزع كالتالي: 101بذرة خضراء وملساء 315بذرة صفراء وملساء بذرة خضراء ومتجعدة 32 108بذرة صفراء ومتجعدة (3أحسب النسب المئوية المحصل عليھا في الجيل .F2 (4فسر صبغيا نتائج F1و ، F2مستعمال الرموز :أخضر) ،(V,vاصفر ) ، (J,jأملس )، (L,l متجعد ). (R,r
- bحل التمرين: (1تم التزاوج بين فردين من ساللتين نقيتين تختلفان بصفتين اثنتين ،يتعلق األمر ادن بالھجونة الثنائية. (2نالحظ أن أفراد الجيل األول F1متجانسون ،ويشبھون في مظھرھم الخارجي األب ذو الشكل األملس واللون األصفر .نستنتج ادن أن الصفة أملس سائدة على متجعد ،وأصفر سائد على أخضر .وھكذا نكتب الحليالت كما يلي :أملس ،Lأصفر ،Jمتجعد ،rوأخضر .v (3حساب النسب المئوية عند :F2 نالحظ أن الجيل F2غير متجانس ويضم أربعة مظاھر خارجية .مظھران يشبھان المظاھر الخارجية لآلباء [ L,J ] :و ] ،[ r,vومظھران خارجيان جديدان [ L,v ] :و ] .[ r,J • نسبة المظھر الخارجي ] .(315 / 556).100 = 56.6 % : [ L,J • نسبة المظھر الخارجي ] .(32 / 556).100 = 5.75 % : [ r,v • نسبة المظھر الخارجي ] .(101 / 556).100 = 18.16 %: [ L,v • نسبة المظھر الخارجي ] .(108 / 556).100 = 19.4 %: [ r,J
مظاھر أبوية مظاھر جديدة التركيب
ال يمكن تفسير ظھور صفات جديدة إال باالفتراق المستقل للحليالت أثناء تشكل األمشاج. (4التأويل الصبغي لنتائج التزاوج: التزاوج األول :عند اآلباء P المظاھر الخارجية لـ [ L,J ] : ..........................................P األنماط الوراثية األمشاج
X
J
L
J
L
J
L
X
..................................................
X
..................................................................
اإلخصاب
.................................................................................
] [ r,v
J
L
v
r
v
r
v
r
v
r
الجيل [L,J] 100 % F1 كل أفراد الجيل األول F1لھم النمط الوراثي ، L//r,J//vوبما أن Lو Vسائدين ،فان كل أفراد F1 سوف يكون لھم نفس المظھر الخارجي ] .[ L,J الصفحة - 93 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
التزاوج الثاني F1 X F1 : المظاھر الخارجية [ L,J ] : .............................. األنماط الوراثية
J
L
v
األمشاج
...................
اإلخصاب
X
J
X
.......................
v
, J
r
r r
] [ L,J
, v
,
L
J
X
L
.................................................................
L
v
,
v
J
r r
,
r
,
J
v
L L
الجيل F2
بفعل التخليط البيصبغي ينتج كل فرد ھجين من الجيل F1أربعة أنواع من األمشاج بنسب متساوية: 1/4لكل نوع ،مشيجان أبويان بنسبة 50 %و مشيجان جديدا التركيب بنسبة ).50 %أنظر الوثيقة،2 لوحة.(3 الوثيقة :2التفسير الصبغي لالفتراق المستقل للحليالت
J
r
+
J
r
v
r
+
v
r
المرحلة االنفصالية II
v
L
+
v
L
J
L
v
L
v
L
J
r
J
r
v
r
v
r
المرحلة االنفصالية I
J
L
+
J
L
J
L
اللوحــــــــــة 3
J
L
J
L
v
r
v
r
J
v
المرحلة التمھيدية I 2n
r
الخلية األم لألمشاج 2n
شبكة التزاوج :أنظرالوثيقة ،1لوحة :4 في الجيل الثاني F2نحصل على المظاھر الخارجية التالية: • أفراد لھم المظھر الخارجي ] ، [ L,Jيشكلون 9/16من F2أي .56.25 % • أفراد لھم المظھر الخارجي ] ، [ L,vيشكلون 3/16من F2أي .18.75 % • أفراد لھم المظھر الخارجي ] ، [ r,Jيشكلون 3/16من F2أي .18.75 % • أفراد لھم المظھر الخارجي ] ، [ r,vيشكلون 1/16من F2أي .6.25 % الصفحة - 94 - :
L
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة 1
شبكة التزاوج
J
L
v
L
J
r
v
r
اللوحــــــــــة 4
J
L
v
L
J
r
v
r
J
L
v
L
J
r
v
r
J
L
J
L
J
L
J
L
J
L
v
L
J
r
v
r
v
L
v
L
v
L
v
L
J
L
v
L
J
r
v
r
J
r
J
r
J
r
J
r
J
L
v
L
J
r
v
r
v
r
v
r
v
r
v
r
- cالقانون الثالث لـ :Mendel يسمى ھذا القانون :قانون استقاللية أزواج الحليالت. أثناء تشكل األمشاج وأثناء المرحلة االنفصالية ،Iيمكن لكل فرد من زوج صبغي معين أن يجتمع بأحد فردي الزوج الصبغي اآلخر .وينتج عن ھذا أن كل عنصر من زوج حليلي معين ،يمكنه أن يجتمع بأحد عنصري الزوج الحليلي اآلخر ،وھذا ما يسمى باالفتراق المستقل للحليالت. ب – الھجونة الثنائية عند ذبابة الخل - aتمرين أنظر التمرين ،6لوحة .4
اللوحــــــــــة 4
تمرين : 6 نقوم بتزاوج ساللتين نقيتين من ذبابة الخل األولى ذات جسم رمادي Grisوأجنحة طويلة . Longuesوالثانية ذات جسم أسود حالك Ebenوأجنحة أثرية . Véstigialesنحصل في الجيل األول F1على 182ذبابة خل رمادية ذات أجنحة طويلة. (1حلل نتائج ھذا التزاوج .ماذا تستنتج؟ نقوم بعد ذلك بتزاوج ثاني بين ذبابة خل من الجيل األول F1و ذبابة خل ذات جسم أسود حالك وأجنحة أثرية.فنحصل على النتائج التالية 509ذبابة خل سوداء حالكة وذات أجنحة طويلة 492ذبابة خل رمادية اللون و ذات أجنحة طويلة 487ذبابة خل سوداء حالكة وذات أجنحة أثرية 515ذبابة خل رمادية اللون وذات أجنحة أثرية (2كيف نسمي ھذا النوع من التزاوج ؟ وما ھي الغاية منه؟ (3أحسب النسب المئوية لألنواع المحصل عليھا في .F2ماذا تستنتج؟ (4فسر صبغيا نتائج ھذا التزاوج الثاني .مستعمال الرموز :رمادي ) ،(G,gأسود ) ،(E,eطويلة )،(L,l أثرية ).(V,v الصفحة - 95 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
- bحل التمرين: (1نالحظ أن أفراد الجيل األول F1متجانسون ويشبھون في مظھرھم الخارجي األب ذو الجسم الرمادي واألجنحة الطويلة .ادن طبقا للقانون األول لـ Mendelنستنتج أن : • الحليل المسؤول عن صفة اللون رمادي سائد على الحليل أسود. • الحليل المسؤول عن صفة األجنحة طويلة سائد على الحليل أثرية. سنرمز لرمادي ب ) ،(Gوأسود ب ) .(eسنرمز طويلة ب ) ،(Lوأثرية ب )(v (2نسمي ھذا النوع من التزاوج بالتزاوج الراجع ،ألنه تم بين فرد ھجين F1و أب Pمتنحي. الغاية منه ھو التحقق من االنفصال المستقل لزوجي الحليلين. (3حساب النسب المئوية المحصل عليھا في :F2 •
المظھر الخارجي )رمادية ،أجنحة طويلة( 24.56%=100.(492/(487+509+515+492)):
•
المظھر الخارجي ) سوداء ،أجنحة طويلة ( 25.41%=100.(509/2003) :
•
المظھر الخارجي ) رمادية ،أجنحة أثرية ( 25.71%=100.(515/2003) :
•
المظھر الخارجي ) سوداء ،أجنحة أثرية ( 24.31%=100.(487/2003) :
إن الفرد الثنائي التنحي ] ،[ e,vال ينتج سوى نمط واحد من األمشاج ) ،( e/,v/وبالتالي فالمظھر الخارجي ألفراد الخلف F2سيعكس النمط الوراثي لألمشاج التي أنتجھا الفرد الھجين .ومنه نستنتج ھل المورثات مستقاة أم مرتبطة. تدل النسب المحصل عليھا في ( 25 % + 25 % + 25 % + 25 % ) :F2على أنه خالل تشكل األمشاج عند الفرد الھجين ،يجتمع كل حليل من زوج حليلي معين بال تميز مع أحد حليلي الزوج الحليلي اآلخر .نستنتج من ذلك أن الحليالن ) ( G,eو) ( L,vمحموالن على زوجين مختلفين من الصبغيات .أي أن المورثات مستقلة. (4التأويل الصبغي لنتائج التزاوج: المظاھر الخارجية لـ [ G,L ] : ..............F1 األنماط الوراثية
األمشاج
L v
e
X
.......................
...................
اإلخصاب
X G
, v
G
v e
,
, L
..........................................................................
الصفحة - 96 - :
] [ e,v
G
L
v
e
v
e v
X
e
الجيل F2 األستاذ :يوسف األندلسي
e
شبكة التزاوج G
L
v
1/2 L v
G
L
1/2 G
v
e
v
1/2 G
L
e
1/2 e
e
v
e v
1/2
e
v
1/4
e
1/4
e
v
v
1/4
e
1/4
نحصل في F2على .[ e,v ] 25 % + [ e,L ] 25 % + [ G,v ] 25 % + [ G,L ] 25 % نالحظ أن النتائج النظرية تطابق النتائج التجريبية،ادن المورثات مستقلة. 2حالة المورثات المرتبطة: أ – التھجين عند ذبابة الخل. - aتمرين أنظر التمرين ،7لوحة .4
اللوحــــــــــة 4
تمرين : 7نقوم بتزاوج ساللتين نقيتين من ذبابة الخل تختلفان بزوجين من الصفات .األولى ذات أجنحة عادية Normalوعيون حمراء Rougeواألخرى ذات أجنحة مقورة Tronquéوعيون بنية . Brun نحصل في الجيل األول F1على خلف متجانس ذو مظھر خارجي بأجنحة عادية وعيون حمراء. (1ماذا تستنتج من تحليل ھذه النتائج؟ نقوم بتزاوج ثاني بين أنثى ھجينة من F1وذكر ثنائي التنحي ،فحصلنا في الجيل الثاني F2على : 400ذبابة خل ذات أجنحة مقورة وعيون بنية 111ذبابة خل ذات أجنحة مقورة وعيون حمراء
109ذبابة خل ذات أجنحة عادية وعيون بنية 410ذبابة خل ذات أجنحة عادية وعيون حمراء
(2ماذا نسمي ھذا النوع من التزاوج و ما ھي الغاية منه ؟ (3حدد نسب األفراد المحصل عليھا في . F2ماذا تستنتج؟ (4أعط تفسيرا صبغيا لھذه النتائج. نقوم بتزاوج ثالث بين أنثى ذات أجنحة مقورة وعيون بنية مع ذكر F1ذو أجنحة عادية وعيون حمراء .فحصلنا على الجيل F’2مكون من: 170ذبابة خل ذات أجنحة عادية وعيون حمراء
175ذبابة خل ذات أجنحة مقورة وعيون بنية.
(5حدد نسب األفراد المحصل عليھا في . F’2ماذا تالحظ؟ (6كيف تفسر ھذه النتيجة ؟
- bحل التمرين: (1نالحظ أن الجيل األول F1متجانس ويشبه في مظھره الخارجي األب ذو أجنحة عادية وعيون حمراء .طبقا للقانون األول لـ Mendelنستنتج أن أجنحة عادية سائد على أجنحة مقورة، وعيون حمراء سائد على عيون بنية. نرمز ألجنحة عادية و عيون حمراء ب ] [ N,Rوأجنحة مقورة وعيون بنية ب ] .[ t,b (2نسمي ھذا النوع من التزاوج بالتزاوج الراجع ،BackCrossوالغاية منه ھو التحقق من االنفصال المستقل للحليالت. الصفحة - 97 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(3النسب المئوية لألنواع المحصل عليھا في :F2 • • • •
نسبة المظھر الخارجي نسبة المظھر الخارجي نسبة المظھر الخارجي نسبة المظھر الخارجي
] [ N,Rھي39.81 % = 100.(410/(410+400+111+109)) : ] [ t,bھي38.83 % = 100.(400/1030) : ] [ N,bھي10.58 % = 100.(109/1030) : ] [ t,Rھي10.78 % = 100.(111/1030) :
نالحظ أن ھذه النتائج تخالف القانون الثالث لـ ) Mendelقانون االفتراق المستقل للحليالت ( إذ ال نحصل على أربعة مظاھر خارجية بنسب متساوية ،بل نحصل على مظھرين خارجيين أبويين [ N,R ] [ t,b ] ،بنسب كبيرة ،ومظاھر خارجية جديدة التركيب ] [ t,R ] ، [ N,bبنسب ضعيفة. ھذا يدل على عدم االفتراق المستقل للحليالت ،وھو ما يعني أن المورثتين مرتبطتين. (4التأويل الصبغي لنتائج التزاوجات : التزاوج األول :عند اآلباء . P المظاھر الخارجية لـ P األنماط الوراثية
[ N,R ] :
..........................................
R
اإلخصاب
N
R
..................................................................
b
X
..................................................
R
األمشاج
X N
] [ t,b
b
N
الجيل [N,R] 100 % F1
t
b
X
.................................................................................
t
R
N
b
t
t
التزاوج الثاني :التزاوج الراجع. المظاھر الخارجية األنماط الوراثية األمشاج
.....................................................
[ N,R ] : R
X N
b
t
..............................
b R
N
اإلخصاب يعطي الجيل ،F2أنظر شبكة التزاوج نالحظ أن النتائج النظرية تخالف النتائج التجريبية حيث نحصل في F2على مظاھر خارجية أبوية فقط.( [N,R] , [t,b] ) ،
t
b
t b
X
R
N
b
t
t
50 %
R
N
b
b
t
b
50 %
t
b
50 %
100 %
الصفحة - 98 - :
b
X
..................................................
t
] [ t,b
t
t
50 %
األستاذ :يوسف األندلسي
إن ظھور مظاھر خارجية جديدة التركيب في ،F2يفسر بافتراض وجود تركيبات جديدة في أمشاج األنثى الھجينة ،وذلك لحدوث تبادل أجزاء صبغية بين الصبغيات المتماثلة خالل االنقسام االختزالي. )أنظر الوثيقة ،1لوحة .(5وبالتالي تكون شبكة التزاوج على الشكل التالي: الوثيقة : 1كيفية إنتاج األمشاج عند أنثى ذبابة الخل الھجينة
أمشاج أحادية الصيغة الصبغية
R
t
b
t
المرحلة االنفصالية II
b
N
R
b
N
R
t
b
t
N
المرحلة التمھيدية I 2n المرحلة االنفصالية I
R
N R
N
اللوحــــــــــة 5
b
25 % b
t
100 %
N
t
b
t
b
R
t
b
25 %
R
N
b
N
R
b
t
b
t
b
25 %
R b R b
N
R
25 %
25 %
R
N
الخلية األم لألمشاج 2n N
t
t
25 % t
b
t
b
25 %
t
t
25 %
(5التزاوج الثالث ھو تزاوج عكسي ،لنحسب نسب المظاھر الخارجية في :F'2 • نسبة مظھر الخارجي ] [ N,Rھي 49.27 % = 100.(170/(170+175)) : • نسبة مظھر الخارجي ] [ t,bھي 50.73 % = 100.(175/(170+175)) : نالحظ أن ھذا التزاوج يعطي فقط مظھر خارجية أبوية بنسبة 50 % + 50 % (6تفسر ھذه النتيجة بكون الذكر الھجين أنتج فقط أمشاجا أبوية ،ولم ينتج األمشاج الجديدة التركيب ،وذلك لعدم حدوث العبور الصبغي خالل تشكل األمشاج عند ذكر ذبابة الخل. ب – التھجين عند نبات الطماطم. - aتمرين أنظر التمرين ،8لوحة .5
اللوحــــــــــة 5
تمرين : 8نقوم بتزاوج ساللتين نقيتين من الطماطم ،تختلفان بزوجين من الصفات .األولى سھلة الجني وحساسة لطفيلي stemphylliumواألخرى صعبة الجني ومقاومة لھذا الطفيلي .نحصل في الجيل األول F1 على خلف متجانس يتكون من طماطم صعبة الجني ومقاومة للطفيلي. (2ماذا تستنتج من تحليل ھذه النتائج؟ نقوم بتزاوج ثاني بين طماطم ثنائية التنحي وطماطم ھجينة من ،F1فحصلنا في الجيل الثاني F2على : 39 %من الطماطم سھلة الجني وحساسة للطفيلي 11 % .من الطماطم سھلة الجني ومقاومة للطفيلي 11 %من الطماطم صعبة الجني وحساسة للطفيلي 39 %من الطماطم صعبة الجني ومقاومة للطفيلي (2ماذا نسمي ھذا النوع من التزاوج و ما ھي الغاية منه ؟ (3ماذا تستنتج من النسب المحصل عليھا في . F2؟ (4أعط تفسيرا صبغيا لھذه النتائج. الصفحة - 99 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
- bحل التمرين :تمرين منزلي. ج – خالصة: باإلضافة إلى التخليط البيصبغي الذي تخضع له الحليالت أثناء االنقسام االختزالي ،تساھم ظاھرة العبور الصبغي بانجاز تخليط إضافي لھذه الحليالت ) تخليط ضمصبغي ( مما يؤدي إلى تكون أمشاج متنوعة وراثيا ،ويؤدي االلتقاء العشوائي لھذه األمشاج إلى تنوع وراثي كبير بين أفراد الجيل.
– VIقياس المسافة بين مورثتين. 1العالقة بين نسبة التركيبات الجديدة والمسافة بين مورثتين :أنظر نشاط 4لوحة .5 نشاط :4قياس المسافة بين مورثتين ووضع الخريطة العاملية ) .( La carte factorielle
اللوحــــــــــة 5
تقديم :لقد الحظ العالم األمريكي Thomas Hunt Morganأنه في حالة تزاوج ساللتين تختلفان بصفتين في حالة مورثتين مرتبطتين ،فان نسبة التركيبات الجديدة الناتجة عن ھذا التزاوج تكون دائما ثابتة. انطالقا من ھذه المالحظة افترض Morganأن موقع المورثة فوق الصبغي يكون دائما ثابتا .فوضع عالقة بين نسبة التركيبات الجديدة ونسبة احتمال حدوث عبور صبغي .إذ كلما كبرت المسافة بين مورثتين إال وارتفعت نسبة احتمال حدوث العبور و بالتالي ارتفعت نسبة التركيات الجديدة. لقياس ھذه المسافة نستعمل وحدة ) ، (Centimorgan) : (CMgبحيث أن % 1 = 1 CMgمن التركيبات الجديدة .وھكذا فالمسافة الفاصلة بين مورثتين aو bھي ).d(a-b عدد األفراد ذوي التركيبات الجديدة ) = d (a-bــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ العدد اإلجمالي لألفراد
100 X
باستثمار ھذه المعطيات و معطيات التمرين 7لوحة ، 4أحسب المسافة بين المورثتين لون العيون وشكل األجنحة ) d (N – R
R
N
b
t
صبغي مضاعف
شكل األجنحة
لون العيون
انطالقا من معطيات التمرين ،7لوحة ،4نحسب المسافة بين المورثتين لون العيون وشكل األجنحة ): d(R,N = 21.36 cMg
109 + 111 X 100ـــــــــ = 1030
عدد األفراد ذوي التركيبات الجديدة X 100ـــــــــــــــــ = )d(R,N العدد اإلجمالي لألفراد
R b الصفحة - 100 - :
N 21.36 cMg
t األستاذ :يوسف األندلسي
2دراسة مثال عند الطماطم: - aتمرين أنظر التمرين ،9لوحة .6
اللوحــــــــــة 6
تمرين : 9تم التزاوج بين ساللتين نقيتين من الطماطم ،ساللة ) ( SMذات أوراق خضراء وقد عادي وثمار ملساء ،مع ساللة ) ( Mذات وأوراق مبقعة باألصفر وقد قصير وثمار ناعمة .نحصل على جيل أول F1متجانس بأوراق خضراء وقد عادي وثمار ملساء .ويعطي التزاوج الراجع بين نبتة ھجينة F1 ونبتة من الساللة ) ( Mالنتائج التالية: 417نبتة ذات أوراق خضراء وقد عادي وثمار ملساء 425نبتة ذات أوراق مبقعة وقد قصير وثمار ناعمة 16نبتة ذات أوراق خضراء وقد عادي وثمار ناعمة نبتة ذات أوراق خضراء وقد قصير وثمار ملساء 3 55نبتة ذات أوراق خضراء وقد قصير وثمار ناعمة 59نبتة ذات أوراق مبقعة وقد عادي وثمار ملساء نبتة ذات أوراق مبقعة وقد عادي وثمار ناعمة 5 20نبتة ذات أوراق مبقعة وقد قصير وثمار ملساء (1 (2
(3 (4 (5
ماذا تستنتج من تحليل نتائج التزاوج األول ؟ باستعمال الرموز التالية :قد عادي ) ،( N,nأوراق خضراء ) ،( V,vثمار ملساء ) ،( L,lقد قصير ( C,c ) ،أوراق مبقعة ) ،( T,tثمار ناعمة ) .( R,rحدد المظاھر الخارجية المحصل عليھا في الجيل الثاني ،F2 مع حساب نسبة كل مظھر. ماذا تستنتج من نتيجة التزاوج الراجع؟ وكيف تفسر ظھور التركيبات الجديدة عند نبات الطماطم؟ احسب المسافة بين المورثات المدروسة. أنجز الخريطة العاملية La carte factorielleبالنسبة للمورثات الثالث.
- bحل التمرين: (1لقد تم التزاوج بين ساللتين نقيتين تختلفان بثالث صفات وراثية ،نتكلم ادن عن الھجونة الثالثية. نالحظ أن كل أفراد الجيل األول F1متجانسون ويشبھون في مظھرھم الخارجي األب ذو قد عادي ،أوراق خضراء ،وثمار ملساء .واعتمادا على القانون األول لماندل فأن الصفات قد عادي ،أوراق خضراء ،وثمار ملساء سائدة على الصفات قد قصير ،أوراق مبقعة ،وثمار ناعمة. (2المظاھر الخارجية المحصل عليھا في الجيل الثاني F2ھي: • • • • • • • •
] [ V,N,Lبنسبة )= 100.(417/1000 ] [ t , c, rبنسبة )= 100.(425/1000 ] [ V,N ,rبنسبة )= 100.(16/1000 ] [ V,c,Lبنسبة )= 100.(3/1000 ] [ V,c,rبنسبة )= 100.(55/1000 ] [ t,N,Lبنسبة )= 100.(59/1000 ] [ t,N,rبنسبة )= 100.(5/1000 ] [ t,c,Lبنسبة )= 100.(20/1000
41.7 % 42.5 % 1.6 % 0.3 % 5.5 % 5.9 % 0.5 % 2%
مظاھر أبوية بنسبة 84.2 %
مظاھر جديدة التركيب بنسبة 15.8 %
نالحظ أن نسبة المظاھر الخارجية األبوية كبيرة جدا بالمقارنة مع المظاھر الخارجية الجديدة التركيب. نستنتج من ھذا أن المورثات مرتبطة. يفسر ظھور تركيبات جديدة لدى النبتة بحدوث ظاھرة العبور الصبغي عند تشكل األمشاج لدى األب الھجين .F1أنظر الوثيقة ،1لوحة.6 الصفحة - 101 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثقة :1حاالت العبور الصبغي وتفسير التركيبات الجديدة L L
N
V
r
c
t
L
N
V
r
c
t
L
N
V
r
c
t
N
V
اللوحــــــــــة 6 L
L
N
V
r
r
c
t
L
r
c
t
L
N
V
L
N
V
r
c
t
r
c
t
L
N
V
L
N
V
r
c
t
r
c
t
N N c
V
r
N
V
][V,N,r
V t
L
t
c
][ t,c,L
r
c
t
L
N
V
r
r
t
c
] [ t,c,r L
N
V
r
c
V
][V,N,L
c
L
L
N
V
][V,N,L
][ V,c,r
V t
L
t
N
][ t,N,L
N r
c
t
L
N
V
r
L r
N
r
c
t
c
L
N
V
L
c
V
][V,N,L
c V t
t
] [ t,c,r
][V,c,L r
N
t
r
c
t
] [ t,N,r ] [ t,c,r
(3حساب المسافة بين المورثات: 5+59+55+3 المسافة بين القد ولون األوراق ھي X 100 = 12.2 cMg :ـــــــــــــــــــــــــــــ = )d(V-N 1000 المسافة بين القد وشكل الثمار ھي:
16+3+5+20 X 100 = 4.4 cMgـــــــــــــــــــــــــــــ = )d(N-L 1000
المسافة بين اللون وشكل الثمار ھي:
16+55+59+20 X 100 = 15 cMgـــــــــــــــــــــــــــــ = )d(V-L 1000
نالحظ أن d(V-L) = d(V-N) + d(N-L) :نستنتج من ھذا أن المورثة ) (N,cتتموضع بين المورثتين ) (V,tو).(L,r نالحظ كذلك حدوث عبور مزدوج بين Lو ،vولم يحتسب خالل تحديد المسافة بين المورثتين ،لذلك فان ).d(V-L) < d(V-N) + d(N-L ادن يجب األخذ بعين االعتبار وقوع عبورين في نفس الوقت وبذلك فالمسافة ) d(V-Lھي: ))16+55+59+20 + (2X(5+3 X 100 = 16.6 cMgــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = )d(V-L 1000 الصفحة - 102 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(4الخريطة العاملية ھي تمثيل لصبغي على شكل خط طولي ،ترتب عليه المورثات حسب تموضعھا النسبي فوق الصبغيات. L
V
N 12.2 cMg
4.4 cMg 16.6 cMg
الخــــــريـــــطـــة العـــــــامـــــلـــــيــــة 3دراسة مثال عند ذبابة الخل: - aتمرين أنظر التمرين ،10لوحة .7
اللوحــــــــــة 7
تمرين : 10تم تزاوج بين أنثى من ذباب الخل من ساللة نقية ذات جسم رمادي Grisوعيون ملساء Lisse وأجنحة كاملة Complètesمع ذكر من ساللة نقية ذو جسم أصفر Jauneوعيون حرشاء Rugueusesوأجنحة مبتورة .Tronquéesفحصلنا في الجيل F1على خلف متجانس ذو جسم رمادي ،عيون ملساء ،وأجنحة كاملة. (1ماذا نسمي ھذا النوع من التزاوج ؟ (2حلل نتيجة ھذا التزاوج .ماذا تستنتج؟ تم تزاوج أنثى من الجيل األول F1مع ذكر من ساللة نقية ذو جسم أصفر ،عيون حرشاء ،وأجنحة مبتورة .فحصلنا في الجيل F2على 2880ذبابة خل موزعة على 8مظاھر خارجية: 1080ذبابة خل ذات جسم رمادي،عيون ملساء ،وأجنحة كاملة. ذبابة خل ذات جسم أصفر،عيون ملساء ،وأجنحة كاملة. 78 1071ذبابة خل ذات جسم أصفر،عيون حر شاء ،وأجنحة مبتورة. ذبابة خل ذات جسم رمادي،عيون حرشاء ،وأجنحة مبتورة. 66 293ذبابة خل ذات جسم رمادي،عيون ملساء ،وأجنحة مبتورة. ذبابة خل ذات جسم رمادي،عيون حرشاء ،وأجنحة كاملة. 6 282ذبابة خل ذات جسم أصفر،عيون حرشاء ،وأجنحة كاملة. ذبابة خل ذات جسم أصفر،عيون ملساء ،وأجنحة مبتورة. 4 (3ماذا نسمي ھذا النوع من التزاوج ؟ وما الغاية منه؟ (4عن ماذا يعبر تركيب الجيل F2؟ (5أحسب نسب األفراد المحصل عليھا في . F2ماذا يمكنك استنتاجه من ھذه النسب ؟ (6باستعمال الرموز التالية :جسم رمادي ) ،( G,gعيون ملساء ) ،( L,lأجنحة كاملة ) ،( C,cجسم أصفر ) ،( J,jعيون حرشاء ) ،( R,rأجنحة مبتورة ) .( T,tأعط تفسيرا صبغيا لنتائج التزاوج األول والتزاوج الثاني. (7أحسب المسافة بين المورثة jو .rو بين المورثة rو .tو بين المورثة jو .t (8ماذا يمكننا أن نقول عن التموضع النسبي للمورثات الثالث. (9أنجز الخريطة العاملية بالنسبة للصفات الثالث.
- bحل التمرين: (1نسمي ھذا النوع من التزاوج بالھجونة الثالثية Trihybridismeألنه تم بين ساللتين نقيتين تختلفان بثالث صفات وراثية. الصفحة - 103 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(2كل أفراد الجيل F1متجانسون ويشبھون في مظھرھم الخارجي األب ذو جسم رمادي ،عيون ملساء وأجنحة كاملة .وتطبيقا للقانون األول لـ Mendelفان الصفات جسم رمادي ،عيون ملساء وأجنحة كاملة سائدة على الصفات جسم أصفر ،عيون حرشاء ،وأجنحة مبتورة. (3نسمي ھذا النوع من التزاوج بالتزاوج الراجع ،BackCrossألنه تم بين فرد من F1غير متشابه االقتران ،نمطه الوراثي معروف ،مع فرد من النمط األبوي ثالثي التنحي .الغاية من ھذا التزاوج ھو التحقق من االنفصال المستقل للحليالت. (4إن تركيب الجيل F2يعبر عن تركيب أنماط األمشاج األنثوية ،ألن الذكر ھو من ساللة نقية وثالثي التنحي ،فانه لن ينتج سوى نمط واحد من األمشاج.أنظر الوثيقة. (5حساب نسب األفراد المحصل عليھا في :F2 • • • • • • • •
األفراد ] [ G,L,Cالنسبة المئوية37.50 % = (1080/2880)X100 : األفراد ] [ j, r, tالنسبة المئوية37.19 % = (1071/2880)X100 : األفراد ] [ G,L, tالنسبة المئوية10.17 % = (293/2880)X100 : األفراد ] [ j, r, Cالنسبة المئوية9.79 % = (282/2880)X100 : األفراد ] [ j, L, Cالنسبة المئوية2.71 % = (78/2880)X100 : األفراد ] [ G, r, tالنسبة المئوية2.29 % = (66/2880)X100 : األفراد ] [ G,r,Cالنسبة المئوية0.21 % = (6/2880)X100 : األفراد ] [ j, L, tالنسبة المئوية0.14 % = (4/2880)X100 :
أنماط أبوية 74.69 %
أنماط جديدة التركيب 25.31 %
نالحظ أن األنماط الجديدة التركيب تظھر بنسب ضعيفة مقارنة باألنماط األبوية ،نستنتج من ھذا أن المورثات مرتبطة. (6التفسير الصبغي لنتائج التزاوج: التزاوج األول :عند اآلباء . P المظاھر الخارجية لـ P األنماط الوراثية األمشاج
.....................................
C
L
X
G
C
L
G
C
L
G
t
X
........................................................
........................................................................
اإلخصاب
[ G,L,C ] :
] [ j, r, t
X
r
t
r
j
t
r
j
.................................................................................................
C
L
G
t
r
j
الجيل [G,L,C] 100 % F1
الصفحة - 104 - :
j
األستاذ :يوسف األندلسي
التزاوج الثاني :التزاوج الراجع. المظاھر الخارجية لـ P األنماط الوراثية
.....................................
[ G,L,C ] : C
L
t
L
t
G
j
r
j
r C
t G
L
t
اإلخصاب
L
j
C C
r
j t
G
r
j
r
j
r
t
X
.....
C
L
j
r
t
X
........................................................
t
األمشاج
X
G
] [ j, r, t
r
j
G
............................................................................
الجيل F2
شبكة التزاوج G L C
j r t
G L t
j r C
j L C
G r t
G r C
j L t
G L C
j r t
G L t
j r C
j L C
G r t
G r C
j L t
G L C j r t
المظاھر الخارجية ] [ G,L,C
j r t
j r t
j r t
j r t
j r t
j r t
j r t
] [ j,r,t
] [ G,L,t
] [ j,r,C
] [ j,L,C
] [ G,r,t
] [ G,r,C
] [ j,L,t
(7حساب المسافة بين المورثة jوd(j-r) :r d(j-r) = ((4+6+66+78)/2880)X100 = 5.35 cMg حساب المسافة بين المورثة rوd(r-t) :t d(r-t) = ((4+6+282+293)/2880)X100 = 20.31 cMg حساب المسافة بين المورثة jوd(t-j) :t d(t-j) = ((2X(4+6)+66+78+282+293)/2880)X100 = 25.66 cMg (8يتبين من النتائج المحصل عليھا في السؤال السابق أن: )d (j-t) ≈ d(r-j) + d(r-t نستنتج من ھذا أن المورثة rتتواجد بين المورثة jوالمورثة .t (9الخريطة العاملية بالنسبة للصفات الثالث: t
r
20.3 cMg
j
5.3 cMg
25.6 cMg الخــــــريـــــطـــة العـــــــامـــــلـــــيــــة الصفحة - 105 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
مالحظة : لقد مكنت المالحظة المجھرية لصبغيات عمالقة عند ذبابة الخل من الكشف عن وجود أشرطة متعاقبة تختلف حسب تلوينھا .وقد تبين أن كل خلل في تعاقب ھذه األشرطة يؤدي إلى خلل في ظھور الصفات المتوحشة وظھور صفات جديدة. انطالقا من ھذه المالحظات تمكن الباحثون من وضع خرائط صبغية توضح تموضع المورثات على الصبغيات. خالصة :أنظر الوثيقة ،1لوحة.7 اللوحــــــــــة 7
الوثيقة : 1خالصة
الھجونة األحادية ) أبوان من تساوي السيادة ساللة نقية ( سيادة تامة
النسب اإلحصائية الجيل األول F1 100 %صفة األب ذي الحليل السائد
3/4 ، 1/4
100 %صفة وسيطة
، 1/4 ، 1/4 1/2
الھجونة الثنائية ) أبوان من ساللة نقية (
سيادة تامة بالنسبة للحليلين
مورثتان مستقلتان
مورثتان مرتبطتان
الصفحة - 106 - :
الجيل الثاني F2
سيادة تامة بالنسبة لزوج حليلي وتساوي السيادة بالنسبة لآلخر
100 %صفة األب ذي الحليل السائد جيل متجانس له الصفة السائدة بالنسبة للزوج الحليلي األول، وصفة وسيطة بالنسبة للزوج الحليلي الثاني
تساوي السيادة بالنسبة للزوجين الحليلين
جيل متجانس له صفتين وسيطتين بالنسبة للزوجين الحليلين.
أحد األبوين سائد واآلخر متنحي
100 %صفة األب ذي الحليلين السائدين.
حالة خاصة
، 3/16 ، 1/16في حالة 9/16 ، 3/16 مورثة مرتبطة بالجنس ،ال يعطي تزاوج ، 1/16 ، 1/16 ذكر من ساللة ، 3/16 ، 2/16 Aبأنثى من 6/16 ، 3/16 ساللة Bنفس نتيجة التزاوج العكسي ،أي ، 1/16 ، 1/16 أنثى من ، 1/16 ، 1/16 ساللة Aبذكر ، 2/16 ، 2/16 من ساللة .B ، 2/16 ، 2/16 4/16 3/4 ، 1/4
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثالث:
ﻋﻠﻢ اﻟﻮراﺛﺔ اﻟﺒﺸﺮﻳﺔ تمھيد :أنظر نشاط ،1لوحة1
اللوحــــــــــة 1
نشاط :1صعوبات دراسة الوراثة البشرية. (1 (2 (3 (4
ال يعتبر اإلنسان مادة تجريبية يمكن إخضاعھا لتزاوجات موجھة. ال يمكن تطبيق القوانين اإلحصائية نظرا لقلة أفراد كل جيل .وكذلك طول عمر كل جيل. العدد الكبير لصبغيات خلية اإلنسان ) (46تمكن من إعطاء ) (2²³نوعا ممكنا من األمشاج وبالتالي 246نوع من البويضات الملقحة ،الشيء الذي يطرح صعوبة في البحث. تتمحور أغلب الدراسات حول انتقال األمراض الوراثية ،والدراسات السريرية لحاالت وراثية عند ساللة األسر العريقة التي غالبا تكون معروفة لھذا تؤخذ كمثال لدراسة انتقال صفة وراثية داخل الساللة البشرية.
يمكن علم الوراثة البشرية من دراسة آليات انتقال الصفات الوراثية من جيل آلخر عند اإلنسان. وتھدف ھذه الدراسة إلى محاولة فھم كيفية انتقال بعض العاھات الوراثية ،من أجل التنبؤ بإمكانية ظھورھا من جديد واتخاذ اإلجراءات الضرورية .إذن الھدف وقائي بالدرجة األولى.إال أن ھذه الدراسة تواجه عدة صعوبات رغم أنھا تخضع لنفس قوانين انتقال الصفات عند باقي الحيوانات.
– Ιوسائل دراسة الوراثة عند اإلنسان. نظرا لصعوبة دراسة الوراثة عند اإلنسان ،اعتمدت لھذا الغرض الوسائل التالية: 1شجرات النسب Les arbres généalogiques
تنجز شجرات النسب من طرف أطباء اختصاصيين ،بعد استرداد كل األحداث العائلية العامة لعدة أجيال ،مع رصد الصفة المالحظة عند السلف وعند الخلف .أنظر نشاط ،2لوحة.1 2نشاط : 2الوسائل التي تمكن من دراسة الوراثة عند اإلنسان.
اللوحــــــــــة 1
شجرات النسب = Les arbres généalogiques
يمكن تتبع نقل بعض الصفات واألمراض عبر أجيال ساللة عائلة وكذلك احتمال انتقال ھذه الصفات لألجيال الموالية وذلك بإنجاز ما يسمى شجرة النسب ،وھي رسم بياني يبين جميع األحداث العائلية من زواج وإنجاب وظھور أو عدم ظھور الصفة الوراثية المدروسة عند السلف والخلف ) اآلباء واألبناء ( .حيث نرمز لإلناث بدائرة والذكور بمربع ونلون ھذه الرموز باألسود إذا كان الفرد يحمل الصفة المدروسة .ونتركه فارغا إذا كان الفرد ال يحمل ھذه الصفة. نضع أفراد الجيل الواحد على نفس الخط من األكبر على اليسار إلى األصغر على اليمين بالنسبة لكل زوج ) .أنظر الوثيقة .( 1
الصفحة - 107 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة :1الرموز المستعملة النجاز شجرة النسب أفراد مصابون بالمرض المدروس
رجل سليمون
امرأة
= III , II , Iأرقام األجيال
فرد ناقل للمرض حميل
= 3 ، 2 ، 1أرقام األفراد I
زواج أقارب
زواج
6
7
7
4
5
5
6
3
4
2
3
II
1
2
III
1
IV 5 توأم حقيقي
4
توأم غير حقيقي
2
3
1
شجرة نسب عائلة
2الخرائط الصبغية Les cartes chromosomiquesأنظر نشاط ،3لوحة.1 اللوحــــــــــة 1
3نشاط : 3الخرائط الصبغية .Les cartes chromosomiques
تعتمhhد تقنيhhة انجhhاز الخريطhhة الصhhبغية علhhى تصhhوير صhhبغيات إحhhدى خاليhhا الشhhخص الخاضhhع للفحhhص وترتيبھا حسب القد والشكل وموقع الجزيء المركزي ,,,أنظر الوثيقة أمامه. ويمكhhن تحليhhل الخريطhhة الصhhبغية مhhن الكشhhف عhhن حhhاالت الشhhذوذ الصhhبغي ،ومhhن تشhhخيص التشhhوھات المرتبطة بتغيير عدد أو شكل الصبغيات. قطع صبغيات الخريطة الصبغية أمامه ،ثم رتبھا على شكل أزواج .
1
3
5
6
4
5
2
6
9
8
7
3
2
4 1
8
12
21
16
10
11
14
22
15
14
20 16
17 19
Y
20
13
10
18
19
21
15 13
الخريطة الصبغية ھي عبارة عن وثيقة تبين مجموع الصبغيات التي توجد في خلية كائن معين ،مرتبة على شكل أزواج حسب جملة من المعايير كالقد وموقع الجزيء المركزي ,,, يمكن تحليل الخرائط الصبغية من الكشف عن حاالت الشذوذ الصبغي ومن تشخيص التشوھات المرتبطة بتغير في عدد أو بنية الصبغيات. الصفحة - 108 - :
9
17
18
X
22
11
12
7
األستاذ :يوسف األندلسي
تحليل الـ ADNأنظر نشاط ،4لوحة.2
نشاط : 4تحليل الـ .ADN
اللوحــــــــــة 2 استخالص ADN
ADNالمراد رصده
+
G
رصد ADN
عينة دم
نعزل ADNمن خاليا الشخص المختبر ونعالجھا بأنزيمات فصل نوعية ،ونضع خليط القطع المحصلة في حفر أنجزت في غراء يسمى .Agarose نخضع الغراء لمجال كھربائي :بما أن قطع ADNذات شحنة سالبة فإنھا تھاجر نحو القطب الموجب بسرعة تتناسب وقدھا، فتنتشر منفصلة بعضھا عن بعض ،لنحصل على قطع يمكن تحديد قدھا بمقارنتھا بمواقع قطع أخرى معروفة القد ) قطع عيار (. نرصد متتالية معينة تنتمي للمورثة ب: • معالجة قطع ADNلفصل لولبيھا. •إضافة قطع ADNمشعة ومتكاملة مع متتالية ADNالتي نبحث عنھا ،حيث تشكل معھا ADNھجين يسھل رصده بالتصوير اإلشعاعي الذاتي.
تجزيء ADN
عزل كريات بيضاء
ADNشاھد
يمكن التحليل الدقيق لـ ADNمن الكشف عن وجود أو غياب بعض المورثات.
– IΙدراسة انتقال أمراض وراثية غير مرتبطة بالجنس. 1انتقال مرض Mucoviscidose أ – تمرين :أنظر تمرين ،1لوحة2 نشاط : 5دراسة أمراض وراثية غير مرتبطة بالجنس. اللوحــــــــــة 2
تمرين : 1 مرض Mucoviscidoseمرض وراثي يتميز باضطرابات ھضمية وتنفسية ،تسببھا إفرازات لزجة للغدد المخاطية ،الشيء الذي يؤدي إلى انسداد في القنوات الناقلة للعصارة البنكرياسية ،وبالتالي اضطرابات في الوظيفة الھضمية للبنكرياس :كما يؤدي إلى انسداد التشعبات الرئوية ،فيسبب ذلك عسر تنفسي واإلصابة بالتعفنات. تعطي الوثيقة أمامه شجرة نسب عائلة بعض أفرادھا مصابون بھذا المرض. (1حلل ھذه الشجرة ثم استنتج نوع السيادة بين الحليل العادي والحليل المسؤول عن المرض. (2انطالقا من التأويل الصبغي فسر كيف ينتقل ھذا المرض من جيل آلخر ) .نرمز للحليل العادي ب Nأو nوللحليل الممرض بـ Mأو ( m
I 1
2
II 6
7
4
5
1
2 3
III 5
4
3
2
أفراد سليمون
1 أفراد مصابون
ب – حل التمرين :
(1تبين شجرة النسب في ھذه الحالة أن البنت II3مصابة بالمرض ،بينما أبواھا I1و I2سليمين. نستنتج من ھذا أن المرض المعني متنحي. كون الحليل المسؤول عن المرض متنحي واألب I2سليم والبنت II3مصابة بالمرض ،يدل على أن المورثة المعنية محمولة عل صبغي ال جنسي ) غير مرتبطة بالجنس (. الصفحة - 109 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(2نالحظ أن األبوين I1و I2أنجبا البنت ،II3ال يمكن ادن تفسير ھذه الحالة إال بكون األبوين مختلفي االقتران .N//mوھكذا فكل أب يعطي نمطين من األمشاج N/ :و ،m/وبالتالي فالمظاھر الخارجية لألبناء ستكون N//Nأو N//mبالنسبة لألفراد السليمين ،و m//mبالنسبة لألفراد المصابين. N//Nبنسبة m//m + 25 %بنسبة N//m + 25 %بنسبة .50 % ] [ Nبنسبة [ m ] + 75 %بنسبة .25 % 2انتقال مرض Thalassémie
أ – تمرين :أنظر تمرين ،2لوحة2 تمرين : 2 اللوحــــــــــة 2 فقEEر الEEدم المتوسEEطي الثالسEEيميا ) (ThalassémieمEEرض وراثEEي منتشر على الخصوص في بعEض الEدول المطلEة علEى البحEر األبEيض المتوسط .يتميز ھذا المEرض بفقEر دم حEاد نEاتج عEن تEدمير تEدريجي للكريات الحمراء الدموية ،ويرجع سببه إلى خلل في تركيEب جزيئEات الخضاب الدموي التي يلعب دورا أساسيا فEي نقEل الغEازات التنفسEية. يولد المصاب بمEرض الثالسEيميا نتيجEة الEزواج بEين نEاقلين للمEرض )عنEEدما يكEEون الEEزوج والزوجEEة كالھمEEا حEEاملين للمEEرض( .الشEEخص الناقEEEل للمEEEرض ال تظھEEEر عليEEEه أي أعEEEراض ظEEEاھرة ولكEEEن يمكEEEن تشخيصه بالتحاليل الطبية. (1حلل ھذه الشجرة ثم استنتج نوع السيادة بين الحليل العادي والحليل المسؤول عن المرض. (2استخرج العامل الذي ساعد على ظھور المرض في الجيل الرابع وأعط تفسيرا صبغيا لذلك ) .نستعمل الرموز التالية S :أو sبالنسبة للحليل العادي ،و Mأو mللممرض (.
2
I
1
II 6
5
4
5
4
1
2 3
III 6
3
1
2
IV 5
4
أفراد سليمون
3
1
2
أفراد مصابون
ب – حل التمرين :
(1نالحظ أن الحليل المسؤول عن المرض المدروس غائب ظاھريا عند السلف وموجود عند الخلف ) IV2و ،( IV4نستنتج من ھذا أن الحليل المسؤول عن المرض متنحي. الحليل المسؤول عن المرض غير مرتبط بالصبغي الجنسي Yألن ھناك إناث مصابات بالمرض ،وغير مرتبط بالصبغي الجنسي Xألن البنت IV2مصابة وأباھا سليم :ادن الحليل محمول على صبغي الجنسي. (2إن العامل الذي ساعد على ظھور المرض في الجيل الرابع ھو زواج األقارب. نالحظ أن األبوين III3و III2سليمين أنجبا أبناء مصابين بالمرض IV2و ،IV4وبما أن الحليل المسؤول عن المرض متنحي فال يمكن تفسير ھذه الحالة إال بكون األبوين مختلفي االقتران .S//m وھكذا فكل أب يعطي نمطين من األمشاج S/ :و ،m/وبالتالي فالمظاھر الخارجية لألبناء ستكون S//Sأو S//mبالنسبة لألفراد السليمين ،و m//mبالنسبة لألفراد المصابين.
الصفحة - 110 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
المظاھر الخارجية لألبوين: األنماط الوراثية لألبوين: األمشاج :
.........................................................................................
X
[ S ] : III3
[ S ] : III2 S
S
X
.............................................................................................................
m
m
............................................................................................................................................................................................................
m
اإلخصاب:
،
S
m
X
،
S
............................................................................................................................................................
المظاھر الخارجية لألبناء:
.................................................
m
S
S
S
m
m
m
S
[m] 25 %
[S] 25 %
[S] 25 %
[S] 25 %
3انتقال مرض Huntington أ – تمرين :أنظر تمرين ،3لوحة3 تمرين : 3 مرض ھنتنغتون Huntingtonھو مرض عقلي وراثي يؤثر في وظيفة الدماغ ،يظھر عموما ما بين 30و 45سنة ،تتجلى أھم أعراض ھذا المرض في اضطرابات حركية ونفسية ،حيث يصاب مريض داء ھنتنغتون بالخرف ،وفقد الذاكرة .وصف المرض ألول مرة سنة 1872على يد الطبيب األمريكي Huntington Georgeومن ھنا اكتسب المرض ھذا االسم. يرتبط ظھور ھذا المرض بمورثة سائدة محمولة على صبغي ال جنسي .وتبين الوثيقة أمامه شجرة نسب عائلة بعض أفرادھا مصابون بھذا المرض. (1بين أن مرض Huntingtonمرتبط بحليل سائد. (2بين أن ھذا المرض محمول على صبغي ال جنسي ) .نرمز للحليل العادي بـ Nأو nوالحليل الممرض بـ Hأو .( h (3ما ھو احتمال ظھور المرض لدى الفرد 2من الجيل الرابع.
اللوحــــــــــة 3 2
I
1
II 6
5
3
4
1
2
III 5
4
3
2؟
؟ مظھر خارجي غير معروف
أفراد سليمون
1
2
IV 1 أفراد مصابون
ب – حل التمرين :
(1نالحظ أن المرض يظھر في جميع األجيال ،كما أن اآلباء السليمين ) II4و ،( II5ليس لديھم أبناء مصابون .نستنتج من ھذا أن الحليل المسؤول عن المرض ھو حليل سائد. (2إذا افترضنا أن الحليل المسؤول عن المرض محمول على الصبغي الجنسي ،Xفالبنت III1 ترث من أبيھا XHوبما أن الحليل المسؤول عن المرض سائد ،فيجب أن تكون ھذه البنت مصابة. بما أن البنت III1سليمة ،من أب مصاب ،فالمورثة المسؤولة عن المرض محمولة على صبغي الجنسي. (3احتمال ظھور المرض لدى الفرد 2من الجيل الرابع: األنماط الوراثية لألبوين III2و :III3بما أن األم III3سليمة فنمطھا الوراثي ال يمكن أن يكون سوى ، n//nأما األب III2المصاب فنمطه الوراثي إما H//Hأو .H//nوبما أن لھذا األب ابن مصاب )IV1 ( أخذ الحليل الممرض من أبيه ،فالنمط الوراثي لألب III2لن يكون سوى .H//n الصفحة - 111 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
وھكذا فالتزاوج سيكون على الشكل التالي: المظاھر الخارجية لألبوين: األنماط الوراثية لألبوين: األمشاج :
.........................................................................................
X
[ n ] : III3
[ H ] : III2 H
n
X
.............................................................................................................
n
n
............................................................................................................................................................................................................
n
اإلخصاب:
n
X
H
،
..........................................................................................................................................................................................................................
المظاھر الخارجية لألبناء:
.........................................................................................................................................
n
H
n
n
[n] 50 %
[H] 50 %
انطالقا من ھذا التحليل يتبين أن احتمال ظھور المرض عند االبن VI2ھو .1/2
– IIΙدراسة انتقال أمراض وراثية مرتبطة بالجنس. 1انتقال مرض الدلتونية Le daltonisme أ – تمرين :أنظر تمرين ،1لوحة3
اللوحــــــــــة 3
نشاط : 6دراسة أمراض وراثية مرتبطة بالجنس. تمرين : 1 تعتبر الدلتونية Daltonismeشذوذا يھم إبصار األلوان ،إذ أن الشخص المصاب ال يميز بين األحمر واألخضر. نقترح تتبع انتقال ھذا المرض عند عائلة معينة. تزوج رجل سليم من الدلتونية ) ( I1بامرأة سليمة من ھذا العيب ) ،( I2فأنجبا ولدين وبنت ) :ولد II1مصاب بالدلتونية ،وولد II2سليم من الدلتونية ،وبنت II3سليمة من الدلتونية(. تزوجت البنت II3برجل II4مصاب بالدلتونية ،فأنجبا :ولدين سليمين من الدلتونية III1و .III2وبنت مصابة بالدلتونية .III3 (1أنجز شجرة نسب ھذه العائلة. (2استخرج من المعطيات السابقة دليال على كون الحليل المسؤول عن المرض متنحيا. (3علما أن الحليل المسؤول عن الدلتونية محمول على الصبغي الجنسي ،Xومستعمال Dللتعبير عن الحليل السائد ،و dللتعبير عن الحليل المتنحي :أعط األنماط الوراثية لألفراد .II3 ،II1 ،I2 ،I1 ب – حل التمرين :
(1انجاز شجرة النسب: رجل سليم
2
I
1
رجل مصاب 4
امرأة سليمة امرأة مصابة الصفحة - 112 - :
3
3
2
2
1
1
II III
األستاذ :يوسف األندلسي
(2نالحظ أن األبوين I1و I2سليمين وأنجبا ابنا مصابا بالمرض ) ،( II1ھذا يعني أن األبوين يحمالن الحليل المسؤول عن المرض دون أن يظھر عندھما ،وبالتالي فالحليل المسؤول عن المرض ھو حليل متنحي. (3األنماط الوراثية لألفراد: • : I1ذكر سليم فلن يكون سوى .XDY • : I2أنثى سليمة فنمطھا الوراثي سيكون إما XDXDأو ،XDXdوبما أن ھذه المرأة لھا ابن مصاب ورث منھا الحليل المسؤول عن المرض ،Xdفنمطھا الوراثي لن يكون سوى . XD Xd • : II1ذكر مصاب فنمطه الوراثي لن يكون سوى .XdY • : II3ھي أنثى سليمة فنمطھا الوراثي سيكون إما XDXDأو ،XDXdلكنھا أنجبت بنت مصابة ) (III3ورثت منھا الحليل الممرض ،Xdوبالتالي فالمرأة II3ناقلة ونمطھا الوراثي ھو .XDXd 2انتقال مرض الھزال العضلي لـ Duchenne أ – تمرين :أنظر تمرين ،2لوحة3 تمرين : 2 الھزال العضلي لـ Duchenneمرض يصيب بعض األطفال ،حيث يالحظ ضمور وانحالل تدريجي لعضالتھم التي تصبح غير قادرة على تأمين الحركة والتنفس. تعطي الوثيقة أمامه شجرة نسب عائلة أصيب بعض أفرادھا بمرض الھزال العضلي لـ .Duchenne (1اعتمادا عل تحليل شجرة النسب بين أن المرض مرتبط بالجنس ومحمول من طرف الصبغي الجنسي .X 6 (2ھل الحليل المسؤول عن المرض سائد أم متنح. (3أعط األنماط الوراثية لألبوين I1و .I2وألبنائھما ،مستعينا بالرموز التالية : Sأو sبالنسبة للحليل المسؤول عن الحالة العادية. Mأو mبالنسبة للحليل المسؤول عن المرض (4حدد احتمال إصابة الحميل IV4بالمرض.
اللوحــــــــــة 3 2
I
1
II 4
5
2
3
1 III
5
4
3
2 4
3
أفراد سليمون
1 2
1
أفراد مصابون
ب – حل التمرين :
(1يظھر من خالل شجرة النسب أن المرض يصيب الذكور دون اإلناث ،ھذا يعني أن المورثة المسؤولة عن المرض مرتبطة بالجنس. يتضح من شجرة النسب أن األب II1سليم ،وأنجب ذكرا مصابا ) ( III3مما يدل على أن المورثة المسؤولة عن المرض غير محمولة على الصبغي الجنسي ،Yادن ھي محمولة على الصبغي الجنسي ) .Xاألب II1أعطى لالبن III3الصبغي Yوأخذ من األم II2الصبغي X الممرض(. (2األبوان II1و II2سليمان وأنجبا طفال مصابا ) (III3مما يدل على أن الحليل المسؤول عن المرض متنحي. الصفحة - 113 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
IV
(3األنماط الوراثية: • األب XSY : I1ألنه ذكر سليم. • األم XSXm : I2ألنھا أنثى سليمة وأنجبت ابن مصاب II3أعطته الحليل .Xm • االبن XSY : II1ألنه ذكر سليم. • البنت XSXm : II2ألنھا أنثى سليمة وأنجبت ابن مصاب III3أعطته الحليل .Xm • االبن XSY : II4ألنه ذكر سليم. • البنت XSXS : II5أو XSXmبما أنھا سليمة وليس لديھا ابن مصاب. (4حساب احتمال إصابة الحميل IV4بالمرض: المظاھر الخارجية لألبوين:
.........................................................................................
[ S ] : III1 S
األنماط الوراثية لألبوين:
.............................................................................................................
m
األمشاج :
X
[ S ] : III2 S
X X
X Y
X
............................................................................................................................................................................................................
m X
اإلخصاب:
،
S X
X
Y
S
،
X
.......................................................................................................................................
m
X
S
Y
المظاھر الخارجية لألبناء:
........................................
25 %
][m
25 %
X
S
X
S
X
Y
m
X
S
X
][S
25 %
][S
25 %
][S
يتبين من التحليل الصبغي أن احتمال إصابة الحميل IV4بالمرض ھو 1/4أي .25 % 3انتقال مرض الكساح المقاوم للفيتامين Le Rachitisme Vitamino-résistant أ – تمرين :أنظر تمرين ،3لوحة3 تمرين : 3 اللوحــــــــــة 3 مرض الكساح المقاوم للفيتامين Le Rachitisme Vitamino-résistantمرض وراثي يؤدي إلى تشوه عظام األطراف السفلية، نتيجة تكلس رديء للعظام .وھذا المرض ال يمكن عالجه بواسطة الحقن العادية من فيتامين Dفھو مرض مقاوم للفيتامين .وتبين الوثيقة أسفله شجرة نسب عائلة ،بعض أفرادھا مصابون بالكساح المقاوم للفيتامين . (1ھل المورثة المسؤولة عن الكساح المقاوم للفيتامين مرتبطة بالصبغيات الجنسية أم بالصبغيات الالجنسية ؟ علل جوابك . 1 2 أفراد (2انطالقا من تحليلك لشجرة النسب حدد الحليل السائد والحليل سليمون المتنحي . 3 4 5 (3حدد األنماط الوراثية لألفراد ،11، 6، 3، 4، 2و ) . 9نرمز للحليل المسؤول عن المرض بـ Rأو ،rوللعادي بـ Nأو .(n (4حدد اإلناث الناقالت للمرض داخل ھذه العائلة .علل جوابك. 6 8 7 أفراد (5إذا علمت أن البنت 8قد تزوجت برجل سليم ،حدد األنماط مصابون الوراثية الممكن الحصول عليھا عند أبنائھا . 9 10 11 12 الصفحة - 114 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – حل التمرين :
(1انطالقا من شجرة النسب نالحظ أن اآلباء الذكور المصابون يكون أبنائھم الذكور سليمون بينما اإلناث مصابات ،وھذا يدل على أن المورثة المسؤولة عن ھذا المرض محمولة على الصبغي الجنسي ،Xوھذا يعني أن المورثة مرتبطة بالصبغيات الجنسية. (2لقد ورثت البنت 8من األب 5الصبغي Xالحامل للحليل العادي ،ومن األم 4الصبغي X الحامل للحليل الممرض ،وكانت مصابة .ھذا يعني أن الحليل المسؤول عن الكساح سائد. (3األنماط الوراثية لألفراد: • الفرد XnXn : 2ألنھا أنثى سليمة وتحمل صفة متنحية ،يجب ادن أن تكون متشابھة االقتران. • الفرد XRXn : 4ألنھا ورثت من األب الحليل XRومن األم الحليل .Xn • الفرد XnY : 3ألنه ذكر سليم. • الفرد XnXn : 6ألنھا أنثى سليمة يجب أن تكون ثنائية التنحي بالنسبة للحليل العادي. • الفرد XRXn : 11ألنھا أنثى مصابة ورثت من األب الحليل الممرض XRومن األم الحليل .X n • الفرد XnY : 9ألنه ذكر سليم. (4إن المقصود باإلناث الناقالت للمرض ھو أنھا إناث تحمل الحليل المسؤول عن ظھور المرض إال أنھا غير مصابة به ) مظھر خارجي سليم (. ادن في ھذه الحالة ال توجد إناث ناقالت للمرض ألن الحليل Rالمسؤول عن المرض حليل سائد ،وبالتالي فكل أنثى مختلفة االقتران XRXnتكون مصابة. (5األنماط الوراثية الممكن الحصول عليھا عند أبناء البنت 8بعد زواجھا من رجل سليم: المظاھر الخارجية لألبوين:
.........................................................................................
][R R
األنماط الوراثية لألبوين: األمشاج :
:
X
n
X
X Y
X
.............................................................................................................
X
n
][n
............................................................................................................................................................................................................
n X
اإلخصاب:
،
R X
X
Y
n
،
X
.......................................................................................................................................
المظاھر الخارجية لألبناء:
........................................
الصفحة - 115 - :
n
X X
n
X Y
R
X Y
n
][n
25 %
][n
25 %
][R
25 %
R n 25 %
األستاذ :يوسف األندلسي
X X
][R
حصيلة عامة : عند انتقال أمراض غير مرتبطة بالجنس: • في حالة مرض مرتبط بحليل متنح :
الشخص المصاب يكون متشابه االقتران بالنسبة للحليل المسؤول عن المرض. الشخص السليم يكون مختلف االقتران أو متشابه االقتران بالنسبة بالنسبة للحليل العادي. في حالة تزاوج فردين مختلفي االقتران فاحتمال إنجاب طفل مصاب ھو 1/4وإنجاب طفل سليم ھو .3/4• في حالة مرض مرتبط بحليل سائد :
الشخص المصاب يكون مختلف االقتران أو متشابه االقتران بالنسبة للحليل الممرض. الشخص السليم يكون متشابه االقتران بالنسبة للحليل المتنحي. في حالة تزاوج أبوين أحدھما مصاب ،فاحتمال إنجاب طفل مصاب ھو .50 %عند انتقال أمراض مرتبطة بالجنس: • في حالة مرض مرتبط بحليل متنح :
تكون األمھات مختلفات االقتران ناقالت لھذا الحليل الممرض بواسطة أحد صبغييھا الجنسيين .X عندما يرث األبناء الذكور من األم الصبغي الجنسي Xالحامل للحليل الممرض ،يكون حتما مصابابالمرض. ال تصاب األنثى إال في حالة الحصول على الصبغي الجنسي Xالحامل للحليل الممرض من األم واألبمعا. • في حالة مرض مرتبط بحليل سائد :
ينتج عن قران أم مصابة مختلفة االقتران بأب سليم ،إنجاب ذكور وإناث مصابين بالمرض. -ينتج عن قران رجل مصاب بأم سليمة ) متشابھة االقتران ( ،إنجاب ذكور سليمون وإناث مصابة بالمرض.
– IVالشذوذات الصبغية عند اإلنسان وعواقبھا. .l’Homme
Les anomalies chromosomiques chez
تعرف عند اإلنسان عدة حاالت من الشذوذ الصبغي ،تتسبب في أمراض تؤثر في النمو الجسمي والعقلي للشخص المصاب ،وترتبط ھذه الشذوذات بتغير في عدد أو شكل الصبغيات .أنظر نشاط ،7 لوحة . 4
1الشذوذ المرتبط بتغير في عدد الصبغيات. أ – تغير في عدد الصبغيات الالجنسية :
الصفحة - 116 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
نشاط : 7الشذوذات الصبغية عند اإلنسان وعواقبھا.
اللوحــــــــــة 4
تعطي الوثائق . ، ، ، ، ، ، ،خرائط صبغية لحاالت مختلفة من الشذوذات الصبغية . (1تعرف على ھذه الحاالت وعلى خصائص كل منھا. (2انطالقا من ھذه الوثائق أتمم جدول الوثيقة 1لوحة .5 (3بواسطة رسوم تخطيطية أعط التأويل الصبغي لحالة الشذوذ الممثلة على ھذه الخرائط الصبغية.
5
3
4
1
2
5
3
4
2
1
10
9
8
7
6
10
9
8
7
6
15
14
13
12
11
15
14
13
12
11
17
16
17
16
18 X
18 X
22
19
20
21
22
21
20
19
5
3
4
5
1
2
3
4
2
1
10
9
8
7
6
10
9
8
7
6
15
14
13
12
11
15
14
13
12
11
17
16
17
16
18
18
Y X
X
22
19
20
21
22
21
20
19
5
3
4
2
1
5
3
4
2
1
10
9
8
7
6
10
9
8
7
6
15
14
13
12
11
15
14
13
12
11
17
16
17
16
18 X
22
18
Y X
21
الصفحة - 117 - :
20
19
22
21
20
األستاذ :يوسف األندلسي
19
5
3
4
1
2
5
3
4
1
2
10
9
8
7
6
10
9
8
7
6
15
14
13
12
11
15
14
13
12
11
17
16
17
16
18
Y
18
Y X
X 22
21
20
22
19
21
19
20
الوثيقة : 1 اللوحــــــــــة 5
عدد الصبغيات
الخريطة الصبغية
اسم الشذوذ
تردد الشذوذ
الخريطة :
منغولية أو تثلث الصبغي 21 أو مرض DOWN
18 / 10000
الخريطة :
ثالثي الصبغي 13
1 / 10000
الخريطة : الخريطة :
أعراض مرض Turner أعراض مرض Klinefelter
4 / 10000 2 / 1000
الخريطة :
ثالثي الصبغي X
1 / 1000
الخريطة :
ثالثي الصبغي XYY
2 / 1000
الخريطة :
صياح القطة
1 / 40000
المظھر الخارجي تأخر عقلي ،قصر القامة ،وجه ذو تقاسيم مميزة ،يدين بأصابع قصيرة مع وجود طية وحيدة عرضية ،تشوھات داخلية )القلب ،األوعية ،األمعاء( ... غياب الفاصل البيمنخري ،شفة علوية مفتوحة ،سداسي األصابع. مظھر أنثوي ،غياب المبيضين أو ضمورھما ،عقم... ، مظھر ذكري ،خصيتان ضامرتان، غياب تشكل النطاف ،ثديان ناميان. مظھر أنثوي عادي ،قامة شيئا ما طويلة، قدرات ذھنية عادية ،خصوبة عادية. رجل عادي المظھر ،بخصوبة عادية. تأخر عقلي حاد ،تشوھات جسمية خصوصا على مستوى الحنجرة
• الخريطة الصبغية :
نالحظ على ھذه الخريطة أن كل الصبغيات عادية باستثناء الصبغي 21فھو ممثل بثالث نماذج و بالتالي ھناك زيادة صبغي واحد في ھذه الخريطة الصبغية لذلك يسمى الشذوذ بثالثي الصبغي 21 .Trisomie أو نتكلم عن مرض Downأو المنغولية .Mongolisme يعاني المصابون بھذا المرض من شذوذ جسدي وعقلي ) تأخر عقلي ،تشوھات داخلية على مستوى القلب و األوعية الدموية و األمعاء ،قامة قصيرة ،يدين بأصابع قصيرة مع وجود طية وحيدة عرضية، وجه ذو تقاسيم مميزة (. الصفحة - 118 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
التفسير الصبغي لمرض :Downأنظر الوثيقة ،2لوحة.5
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة:2 الزوج الصبغي 21
انقسام I
انقسام II
عدم االنفصال أثناء االنقسام II
إخصاب
انقسام اختزالي عادي
إخصاب
عدم االنفصال أثناء االنقسام I
بيضة بـ )( 2n+1 ثالثي الصبغي 21
يفسر حدوث ھذا الشذوذ بعدم انفصال صبغيي الزوج الصبغي 21أثناء مراحل االنقسام االختزالي عند تشكل األمشاج لدى أحد األبوين ،إذ يؤدي التقاء مشيج غير عادي )بصبغي 21إضافي( بمشيج آخر عادي إلى تكون بيضة تحتوي على ثالث صبغيات 21ينتج عنھا فرد مصاب بالمرض. • الخريطة الصبغية :
ثالثي الصبغي ،13يعاني المصابون بھذا الشذوذ من تشوھات جسدية وعقلية ،غياب الفاصل البيمنخري ،شفة علوية مفتوحة ،سداسي األصابع. ب – تغير في عدد الصبغيات الجنسية :
من بين الشذوذات الناتجة عن تغير في عدد الصبغيات الجنسية نجد: • مرض ) :Turnerالخريطة الصبغية ( يرتبط ھذا المرض بوجود صبغي جنسي Xواحد و 44صبغيا الجنسيا .ادن يصيب اإلناث فقط ،ومن أھم أعراضه قصر القامة ،وضعف تطور الصفات الجنسية الثانوية ،والعقم. • مرض ) :Klinefelterالخريطة الصبغية ( يرتبط ھذا المرض بوجود صبغي Xزائد عند الرجال المصابين ،حيث يملكون 47صبغيا ،منھا 44 صبغيا الجنسيا ،وثالث صبغيات جنسية .XXYومن أھم أعراضه اجتماع الصفات الجنسية الثانوية الذكرية واألنثوية ،صغر الخصيتين ،والعقم. • مرض ثالثي الصبغي ) :Xالخريطة الصبغية ( يرتبط ھذا المرض بوجود صبغي Xزائد عند النساء ،حيث يملكون 47صبغيا ،منھا 44صبغيا الجنسيا ،وثالث صبغيات جنسية .XXXعادة يتميز الشخص المصاب بمظھر أنثوي عادي ،قامة شيئا ما طويلة ،قدرات ذھنية متوسطة إلى عادية ،خصوبة محدودة. • مرض ثالثي الصبغي ) :XYYالخريطة الصبغية ( الصفحة - 119 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
โ ซู ุฑุชุจุท ฺพุฐุง ุงู ู ุฑุถ ุจู ุฌู ุฏ ุตุจุบู โ ช Yโ ฌุฒุงุฆุฏ ุนู ุฏ ุงู ุฑุฌุงู ุงู ู ุตุงุจู ู โ ช ุ โ ฌุญู ุซ ู ู ู ู ู ู โ ช 47โ ฌุตุจุบู ุงโ ช ุ โ ฌู ู ฺพุง โ ช44โ ฌโ ฌ โ ซุตุจุบู ุง ุงู ุฌู ุณู ุงโ ช ุ โ ฌู ุซุงู ุซ ุตุจุบู ุงุช ุฌู ุณู ุฉ โ ช .XYYโ ฌุนุงุฏุฉ ู ุชู ู ุฒ ุงู ุดุฎุต ุงู ู ุตุงุจ ุจู ุธฺพุฑ ุนุงุฏู โ ช ุ โ ฌู ู ุฏุฑุงุชโ ฌ โ ซุฐฺพู ู ุฉ ุนุงุฏู ุฉโ ช ุ โ ฌู ุฎุตู ุจุฉ ุนุงุฏู ุฉโ ช .โ ฌู ุฃุญู ุงู ุง ู ุงู ุญุธ ุนู ุฏ ุงุฃู ุทู ุงู ุตุนู ุจุฉ ู ู ุงู ุชุนู ู โ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุงู ุชู ุณู ุฑ ุงู ุตุจุบู ู ู ุดุฐู ุฐุงุช ุงู ู ุฑุชุจุทุฉ ุจุชุบู ุฑ ุนุฏุฏ ุงู ุตุจุบู ุงุช ุงู ุฌู ุณู ุฉโ ช :โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุซู ู ุฉโ ช ุ 1โ ฌู ู ุญุฉโ ช.6โ ฌโ ฌ โ ซุงู ู ุซู ู ุฉ โ ช:1โ ฌโ ฌ
โ ซุงู ุดู ู โ ช1โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ู โ ฌ โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซุงู ู ู ุญู ู ู ู ู ู ู ู ู ู ุฉ โ ช6โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ุจโ ฌ โ ซโ ชYโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซุงู ู ุณุงู ุงุฎุชุฒุงู ู ุนุงุฏู โ ฌ
โ ซุงู ู ุณุงู ุงุฎุชุฒุงู ู ุบู ุฑ ุนุงุฏู โ ฌ
โ ซโ ชYโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชX Xโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ู ุดุงุฌโ ฌ โ ซุงู ู ู ู ู ุฉโ ฌ
โ ซุงุฃู ู ุดุงุฌโ ฌ โ ซุงู ู ู ู ู ุฉโ ฌ โ ซโ ชXXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXXโ ฌโ ฌ
โ ซุซุงู ุซู ุงู ุตุจุบู โ ฌ โ ซ)โ ช(2n = 44 + XXYโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชYโ ฌโ ฌ
โ ซุฃุญุงุฏู ุงู ุตุจุบู โ ชYโ ฌโ ฌ โ ซ)โ ช(2n = 44 + Yโ ฌโ ฌ
โ ซุฃุญุงุฏู ุงู ุตุจุบู โ ชXโ ฌโ ฌ โ ซ)โ ช(2n = 44 + Xโ ฌโ ฌ
โ ซุงู ุดู ู โ ช2โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ู โ ฌ โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซุซุงู ุซู ุงู ุตุจุบู โ ชXโ ฌโ ฌ โ ซ)โ ช(2n = 44 + XXXโ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ุจโ ฌ โ ซโ ชYโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซุงู ู ุณุงู ุงุฎุชุฒุงู ู ุบู ุฑ ุนุงุฏู โ ฌ
โ ซุงู ู ุณุงู ุงุฎุชุฒุงู ู ุนุงุฏู โ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชX Yโ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ู ุดุงุฌโ ฌ โ ซุงู ู ู ู ู ุฉโ ฌ โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชYโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXโ ฌโ ฌ
โ ซุฃุญุงุฏู ุงู ุตุจุบู โ ชXโ ฌโ ฌ โ ซ)โ ช(2n = 44 + Xโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXYโ ฌโ ฌ
โ ซโ ชXYโ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ู ุดุงุฌโ ฌ โ ซุงู ู ู ู ู ุฉโ ฌ
โ ซุซุงู ุซู ุงู ุตุจุบู โ ฌ โ ซ)โ ช(2n = 44 + XXYโ ฌโ ฌ
โ ซู ุฑุฌุน ุธฺพู ุฑ ฺพุฐู ุงู ุดุฐู ุฐุงุช ุฅู ู ุงุงู ู ุชุฑุงู ุบู ุฑ ุงู ุณู ู ู ุฃู ุฒู ุงุฌ ุงู ุตุจุบู ุงุช ุงู ุฌู ุณู ุฉ ุฃุซู ุงุก ุงุงู ู ู ุณุงู โ ฌ โ ซุงุงู ุฎุชุฒุงู ู ุนู ุฏ ุชุดู ู ุงุฃู ู ุดุงุฌ ู ุฏู ุฃุญุฏ ุงุฃู ุจู ู ู โ ช.โ ฌโ ฌ โ ซโ ช 2โ ฌุงู ุดุฐู ุฐ ุงู ู ุฑุชุจุท ุจุชุบู ุฑ ู ู ุจู ู ุฉ ุงู ุตุจุบู ุงุชโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุฃ โ ุถู ุงุน ู ุทุน ุตุจุบู ุฉ โ ช ) : La dรฉlรฉtion chromosomiqueโ ฌุงู ุฎุฑู ุทุฉ ุงู ุตุจุบู ุฉ (โ ฌ โ ซุชู ุชุฌ ฺพุฐู ุงู ุดุฐู ุฐุงุช ุนู ู ู ุฏุงู ุฌุฒุก ู ู ุฃุญุฏ ุงู ุตุจุบู ุงุชโ ช ุ โ ฌู ุฃฺพู ฺพุฐู ุงู ุญุงุงู ุช ฺพู ุถู ุงุน ุงู ุฐุฑุงุน ุงู ู ุตู ุฑโ ฌ โ ซู ู ุตุจุบู โ ช .5โ ฌู ุนุงู ู ุงู ู ุตุงุจู ู ุจฺพุฐุง ุงู ุดุฐู ุฐ ู ู ุชุฃุฎุฑ ุนู ู ู ุญุงุฏโ ช ุ โ ฌู ู ู ุชุดู ฺพุงุช ุฌุณู ู ุฉ ุฎุงุตุฉ ุนู ู โ ฌ โ ซุงู ุตู ุญุฉ โ ช- 120 - :โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ุณุชุงุฐ โ ช :โ ฌู ู ุณู ุงุฃู ู ุฏู ุณู โ ฌ
مستوى الحنجرة ،حيث يصدر الطفل المصاب صوتا يشبه مواء القطة ،لھذا يسمى ھذا المرض بـ "صياح القطة". ب – االنتقال الصبغي ) : La translocationالخريطة الصبغية ( تتمثل ھذه الشذوذات في انتقال صبغيات أو قطع منھا ولحمھا بصبغيات أخرى .مثال في ھذه الحالة نتكلم عن االنتقال الصبغي المتوازن ،إذ نجد نموذج واحد من الصبغي ،21أما النموذج الثاني فھو محمول على الصبغي .14يتميز األشخاص المصابون بھذا الشذوذ بمظھر عادي ألن خريطتھم الصبغية كاملة ،رغم أنھا تتضمن صبغيا ھجينا ) .(14-21إال أن ھؤالء األشخاص قد ينتجون أمشاجا غير عادية ،تتسبب في إنجاب أبناء مصابين بشذوذات كالمنغولية ) ثالثي الصبغي 21المقنع (.
– Vتشخيص الشذوذ الصبغي قبل الوالدة: دواعي إجراء التشخيص قبل الوالدي: إذا سبق لألبوين إنجاب طفل مصاب بتشوه خلقي أو شذوذ صبغي. إذا كان أحد األبوين مصابا بشذوذ صبغي ،مثل انتقال صبغي متوازن. إذا تجاوز عمر األم الحامل 40سنة لوجود احتمال كبير إلنجاب خلف ثالثي صبغي. ظھور مؤشرات غير عادية عند الفحص بالصدى. 2أھم الوسائل المعتمدة في ھذا التشخيص: أ – التصوير بالصدى : L'échographie
بواسطة مسبار يوضع على الجلد ،تسلط موجات فوق صوتية على الجنين وتنعكس عليه ،ثم يتم التقاطھا بواسطة نفس المسبار .ونظرا الختالف خاصيات كل نسيج ،تنعكس الموجات بشكل مختلف فتعطي صورا للجنين ،يمكن تحليلھا ومقارنتھا بالحاالت العادية ) .أنظر الوثيقة ،2لوحة .( 6 التصوير بالصدى .Echographie
اللوحــــــــــة 6
الوثيقة : 2الكشف عن اإلصابة بمرض Downعند الحميل بواسطة التصوير بالصدى الصوتي :الشكل :1عالمات مميزة عند الحميل المصاب بمرض ) Downوجه مسطح ،عنق عريض .( ...ھذه العالمات ال تالحظ عادة عند الحميل العادي ) الشكل.( 2 الشكل 1
الشكل2
ب – التقنيات الحديثة للفحص قبل الوالدي :
.1تقنية الرصد الجنيني Embryoscopie بواسطة نظام عدسي يدخل عبر عنق الرحم ،يمكن أخذ صور واضحة للجنين ،الشيء الذي يمكن من التشخيص المبكر للتشوھات العضوية المرافقة لبعض الشذوذات الصبغية. الصفحة - 121 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
.2تقنية ) Amniocentèseأنظر الوثيقة ،A ،1لوحة( 7 ھو اختبار يجرى في األسبوع 17من الحمل ،حيث يأخذ قليل من السائل السلوي الذي يطفو داخله الحميل ،وانطالقا من الخاليا العالقة بھذا السائل تنجز الخريطة الصبغية للجنين التي تمكن من الكشف عن الشذوذات الصبغية المحتملة. .3تقنية ) Choriocentèseأنظر الوثيقة ،B ،1لوحة( 7 بواسطة ملقاط يتم اقتطاع عينات من األنسجة الحميلية )أخذ خاليا من غدد الغشاء الخارجي للحميل( قصد إنجاز خريطة صبغية و تحليلھا للتأكد من خلوھا من أي شذوذ صبغي ) .ھذه الخاليا تنحدر من البيضة وبالتالي فھي تملك نفس الزينة الصبغية للحميل (.
اللوحــــــــــة 7
الوثيقة : 1تقنية Amniocentèseوتقنية ) .Choriocentèseفحص السائل السلوي والزغابات الجنينية(. يمكن الكشف عن الشذوذات الصبغية عند الجنين أثناء الحمل إما : • باختبار السائل السلوي بعد 15إلى 17أسبوع من توقف الدورة الحيضية • باختبار دم الحبل السري بعد األسبوع 20من توقف الدورة الحيضية. اقتالع زغابات جنينية وتحليلھا ،انطالقا من األسبوع التاسع للحمل. الوثيقة :1 Amniocentèse
Choriocentèse
الصفحة - 122 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
.4الكشف عن مرض Downبتحليل الدم ) :أنظر الوثيقة ،2لوحة( 7 الوثيقة :2الكشف عن مرض Downبتحليل الدم. بينت تحاليل الدم عند األمھات الحوامل بأجنة مصابة بمرض ) Downثالثي الصبغي ،( 21وجود تركيز كبير من ھرمون hCG ) ،( human Chorionic Gonadotropinوبروتين = (alpha-fœtoprotéine) AFPبروتين يركبه الحميل. تسمى ھذه المواد الموجودة بالمصfل بالواسfffffffffffffffffffffمات المصfffffffffffffffffffffلية .Marqueurs sériques تبين الوثيقة أمامه التركيز البالزمfي لھرمffون hCGحسffب مffدة الحمffل عنffد 86حالffة أصffيب فيھffا الجنffين بمرض .Down
الوثيقة :2
اللوحــــــــــة 7
مجال تركيز hCG في حالة الحمل العادي
بffffين كيffffف تمكffffن تقنيffffة تحليffffل دم المرأة الحامل من تدعيم نتfائج تقنيfة الفحص بالصدى.
تمكن معايرة كمية ھرمون hCGو بروتين AFPفي دم المرأة الحامل من تشخيص حالة ثالثي الصبغي ،21وذلك الرتفاع تركيز ھذه المواد في دم المرأة الحامل بجنين مصاب بمرض . Down ملحوظة :إن احتمال إنجاب أطفال مصابين بمرض Downيزداد كلما زاد سن األم. سن األم احتمال إنجاب طفل مصاب
الصفحة - 123 - :
20
25
30
1/1000 1/1600 1/2300
35
37
42
45
1/500
1/300
1/100
1/60
األستاذ :يوسف األندلسي
الوحدة الرابعة اﻟﺘﻐﻴﺮ وﻋﻠﻢ وراﺛﺔ اﻟﺴﺎﻛﻨﺔ مـــدخـــل عـــــام : الساكنة ھي مجموعة من األفراد من نفس النوع يعيشون في مجال جغرافي معين و قادرين على التزاوج فيما بينھم .ومن تم فمفھوم الساكنة يستحضر عدة معايير: • • • •
جغرافي :أفراد تستوطن مجال جغرافي معين في فترة زمنية معينة. وراثي :ذخيرة وراثية مشتركة ،أفراد تنتمي إلى نفس النوع. بيئي :أفراد يعيشون في نفس المجال الجغرافي ،وفي تفاعل مستمر مع الوسط وفيما بينھم. بيولوجي :إمكانية التزاوج بين األفراد.
وراثة الساكنة ھي جزء من علم الوراثة ،تھتم بدراسة قوانين توزيع المورثات و األنماط الوراثية و كذا اآلليات المحددة للتغير الوراثي داخل ساكنة معينة ،و لھا ثالثة أھداف رئيسية: • قياس التغير الوراثي انطالقا من تردد حليالت نفس المورثة. • فھم كيفية انتقال التغير الوراثي من جيل آلخر . • فھم آليات تطور ھذا التغير الوراثي حسب األجيال. إذا كانت الوراثة المانديلية تعتمد على التزاوجات الموجھة عن طريق التجربة فان وراثة الساكنة تدرس نسب األنماط الوراثية عند مجموعة من األفراد ينحدرون من تزاوجات غير موجھة لعدة آباء. فھي تطبيق للوراثة المانديلية على مستوى الساكنة.
(7 (8 (9 (10 (11
كيف تتم دراسة التغير الوراثي داخل ساكنة معينة ؟ ما ھي عوامل تغير الساكنة ؟ كيف ينقل ھذا التغير عبر األجيال؟ ما القوانين اإلحصائية المعتمدة في دراسة انتقال الصفات الوراثية عند الساكنة؟ ما ھي العوامل المتدخلة في التنوع الوراثي للساكنات؟ وما آليات تدخلھا؟
الصفحة - 124 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل األول:
:اﻟﻘﻴﺎس اﻹﺣﻴﺎﺋﻲ اﻟﺪراﺳﺔ اﻟﻜﻤﻴﺔ ﻟﻠﺘﻐﻴﺮ:اﻟﻘﻴﺎس مقدمة: يھدف قياس الصفات الوراثية الكمية عند الساكنة إلى تحديد مدى تجانس ھذه الساكنة ،ورصد بعض الصفات المرغوب فيھا خاصة في مجال تربية الحيوانات وفي المجال الفالحي من أجل تحسين مردودية اإلنتاج ) االنتقاء االصطناعي ( ،وھكذا فالعلم الذي يھتم بھذه القياسات يعرف بعلم القياس اإلحيائي.
– Ιالطرق اإلحصائية المعتمدة في علم القياس اإلحيائي :La biométrie تتميز الكائنات الحية بمجموعة من الصفات الكمية التي يمكن قياسھا ودراستھا إحصائيا ،وتنعت بالمتغيرات .نذكر من بينھا الوزن ،الطول ،عدد البذور في الثمرة ،عدد المواليد بالنسبة لكل حمل ،كمية الحليب المنتجة من طرف األبقار ،نسبة الكولسترول في الدم... ، • تجميع المعطيات اإلحصائية المرتبطة بالمتغير المدروس)الوزن ،القد ،القامة ،إنتاج الحليب، عدد البذور.(... • ترتيب ھذه المعطيات بشكل تصاعدي أو تنازلي لنحصل على سلسلة من القياسات ).في بعض الحاالت نقتصر على ترتيب السلسلة على شكل أقسام .(... • تحويل المعطيات الرقمية إلى بيانات من أجل تسھيل قراءتھا. • تحليل المعطيات وتفسيرھا ,من أجل إجراء المقارنات داخل نفس الساكنة أو بين ساكنات قابلة للمقارنة ،نلجأ إلى بعض الثابتات الرياضية. 1التغير غير المتواصل للصفات الكمية: أ – معطيات إحصائية عند نبات شقائق النعمان ) أنظر نشاط ،1لوحة.( 1 نشاط :1التغير غير المتواصل للصفات الوراثية الكمية.
اللوحــــــــــة 1
يكون نبات شقائق النعمان ) Anemone coronariaالشكل (1بعد نضجه ثمرة تسمى العليبة ،تنقسم كل عليبة بفواصل إلى حجيرات ،وتظھر الفواصل في غطاء العليبة على شكل أشرطة ميسمية )الشكل .(2 يختلف أفراد ھذا النوع فيما بينھم من حيث عدد الفواصل مما يشكل نموذجا للدراسة الكمية للتغير غير المتواصل. في إطار دراسة إحصائية لعدد األشرطة الميسمية قام (1900) Pearsonعند مجموعة من ثمار شقائق النعمان بعد األشرطة الميسمية ،فحصل عل النتائج المبينة على الجدول أسفله: عدد األشرطة
6
7
عدد العليبات
1
9
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 13 23 30 32 30 23 16 11 2 4 18 51 35 2 5 4 0 8 6 2 0
(1حلل ھذه المعطيات ،واستنتج طبيعة التغير. (2أنجز التمثيل البياني لھذا المتغير ) :منحنى الترددات ومضلع الترددات ( (3صف تطور منحنى الترددات ثم استخرج المتغير األكثر تكرارا. الصفحة - 125 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
โ ซุงู ุดู ู โ ช1โ ฌโ ฌ
โ ซุนุฏุฏ ุงู ุนู ู ุจุงุช )ุงู ุชุฑุฏุฏุงุช(โ ฌ โ ซโ ช330โ ฌโ ฌ โ ซโ ช300โ ฌโ ฌ โ ซโ ช270โ ฌโ ฌ โ ซโ ช240โ ฌโ ฌ โ ซโ ช210โ ฌโ ฌ โ ซโ ช180โ ฌโ ฌ โ ซโ ช150โ ฌโ ฌ โ ซโ ช120โ ฌโ ฌ
โ ซุฃุดุฑุทุฉโ ฌ โ ซู ู ุณู ู ุฉโ ฌ
โ ซโ ช60โ ฌโ ฌ
โ ซุนู ู ุจุฉโ ฌ
โ ซโ ช90โ ฌโ ฌ
โ ซุนุฏุฏ ุงุฃู ุดุฑุทุฉโ ฌ โ ซ) ุงุฃู ู ุณุงู (โ ฌ
โ ซุงู ุดู ู โ ช2โ ฌโ ฌ
โ ซโ ช30โ ฌโ ฌ โ ซโ ช6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20โ ฌโ ฌ
โ ซู ู ุฏ ู ุธู ุช ู ู ุงุณู ุดู ุงุฆู ุงู ู ุนู ุงู ู ู โ ช 15โ ฌู ุธฺพุฑุงโ ช ุ โ ฌุญุณุจ ุนุฏุฏ ุงุฃู ุดุฑุทุฉ ุงู ู ู ุณู ู ุฉโ ช ุ โ ฌู ู ุซู ู ู ู ู ฺพุง ู ุณู ุงโ ชุ โ ฌโ ฌ โ ซู ู ู ุงุจู ู ู ู ุณู ุนุฏุฏ ู ู ุงุฃู ู ุฑุงุฏ ู ุณู ู ุงู ุชุฑุฏุฏโ ช .โ ฌุฃู ุง ุนุฏุฏ ุงุฃู ุดุฑุทุฉ ู ู ู ุซู ุงู ู ุชุบู ุฑโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซู ุงู ุญุธ ุฃู ุงู ู ุชุบู ุฑ ุงู ู ุฏุฑู ุณ ฺพู ุง ู ุฃุฎุฐ ู ู ุท ุนุฏุฏุง ู ุญุฏู ุฏุง ู ู ุงู ู ู ู ) ุงู ู ู ู ู ุฃู ู ุฌุฏ ุฃุดู ุงุงู ู ุณู ุทุฉ ู ู โ ฌ โ ซุงุฃู ุดุฑุทุฉ ุงู ู ู ุณู ู ุฉ ( ู ุฐุง ู ุชู ู ู ุนู ุงู ุชุบู ุฑ ุบู ุฑ ุงู ู ุชู ุงุตู โ ชVariation discontinu .โ ฌโ ฌ โ ซุจ โ ุงู ุชุนุจู ุฑ ุงู ุจู ุงู ู โ ช:โ ฌโ ฌ โ ซู ุฌุนู ุงู ู ุนุทู ุงุช ุงู ุฑู ู ู ุฉ ุฃู ุซุฑ ู ุถู ุญุงโ ช ุ โ ฌู ุชุณฺพู ู ู ุฑุงุกุชฺพุง ู ุชุญู ู ู ฺพุงโ ช ุ โ ฌู ู ู ู ุจุชุฌู ู ุนฺพุง ุนู ู ุดู ู ุจู ุงู ุงุชโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซู ู ู ุจู ู ุงู ุชู ุซู ุงู ุช ุงู ุจู ุงู ู ุฉ ุงู ู ุณุชุนู ู ุฉ ู ู ุชุฌู ู ุน ฺพุฐุง ุงู ู ู ุน ู ู ุงู ู ู ุงุณุงุช ุงู ู ู ู ุฉโ ช:โ ฌโ ฌ โ ซ ุงู ู ุฎุทุท ุงู ุนุตู ู โ ช:Diagramme en bรขtonsโ ฌโ ฌ โ ซุจุงุณุชุนู ุงู ู ุชุนุงู ุฏ ู ู ู ุธู ู ุถุน ุนู ู ู ุญู ุฑ ุงุฃู ู ุงุตู ู ู ุฎุชู ู ู ู ู ุงู ู ุชุบู ุฑโ ช ุ โ ฌู ุนู ู ู ุญู ุฑ ุงุฃู ุฑุงุชู ุจ ู ุฎุชู ู โ ฌ โ ซุงู ุชุฑุฏุฏุงุช ุงู ู ุญุตู ุฉโ ช.โ ฌุจู ุงุณุทุฉ ู ู ุทโ ช ุ โ ฌู ู ุซู ุนู ู ุงู ู ู ู ุธู ู ู ู ู ู ุฉ ู ู ู ู ู ุงู ู ุชุบู ุฑโ ช ุ โ ฌุญุณุจ ุงู ุชุฑุฏุฏ ุงู ู ู ุงุจู ู ฺพุงโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซู ุตู ู ู ู ู ุทุฉ ุจุฃู ุตู ู ฺพุง ู ู ู ุญู ุฑ ุงุฃู ู ุงุตู ู ุจู ุงุณุทุฉ ุฎุท ุนู ู ุฏู โ ช ) .โ ฌุฃู ุธุฑ ุงู ู ุจู ุงู โ ช ุ โ ฌู ู ุญุฉโ ช.( 1โ ฌโ ฌ โ ซ ู ุถู ุน ุงู ุชุฑุฏุฏุงุช ู ู ู ุญู ู ุงู ุชุฑุฏุฏุงุช โ ช:Polygone et courbe de frรฉquencesโ ฌโ ฌ โ ซุจุนุฏ ุงู ุฌุงุฒ ุงู ู ุฎุทุท ุงู ุนุตู ู โ ช ุ โ ฌู ุตู ุงู ู ู ุท ุงู ุนู ู ุง ุงู ู ฺพุงุฆู ุฉ ุฃู ุนู ุฏุฉ ฺพุฐุง ุงู ู ุฎุทุท ุจุนุถฺพุง ุจุจุนุถ ุจู ุงุณุทุฉโ ฌ โ ซู ุทุน ู ุณุชู ู ู ุฉโ ช ุ โ ฌู ู ุญุตู ุจุฐู ู ุนู ู ู ุถู ุน ุงู ุชุฑุฏุฏุงุชโ ช.โ ฌโ ฌ โ ซุจุชุณู ู ุฉ ุญุฏู ุฏ ู ุถู ุน ุงู ุชุฑุฏุฏุงุชโ ช ุ โ ฌู ุญุตู ุนู ู ู ู ุญู ู ุงู ุชุฑุฏุฏุงุชโ ช ุ โ ฌู ุงู ุฐู ู ู ู ุฒ ุชู ุฒู ุน ุชุฑุฏุฏุงุช ุงู ุชุบู ุฑโ ฌ โ ซุงู ู ุฏุฑู ุณโ ฌ โ ซโ ช 2โ ฌุงู ุชุบู ุฑ ุงู ู ุชู ุงุตู ู ู ุตู ุงุช ุงู ู ู ู ุฉโ ช:โ ฌโ ฌ โ ซุฃ โ ู ุนุทู ุงุช ุฅุญุตุงุฆู ุฉ ุนู ุฏ ู ู ุงู ุน ุฌู ุจู ู โ ช ) Gibbuleโ ฌุฃู ุธุฑ ู ุดุงุท โ ช ุ 2โ ฌู ู ุญุฉโ ช.( 2โ ฌโ ฌ โ ซุงู ุตู ุญุฉ โ ช- 126 - :โ ฌโ ฌ
โ ซุงุฃู ุณุชุงุฐ โ ช :โ ฌู ู ุณู ุงุฃู ู ุฏู ุณู โ ฌ
نشاط :2التغير المتواصل للصفات الوراثية الكمية.
اللوحــــــــــة 2
نجمع عينة من 500فرد من قواقع " جيبيل " ،Gibbuleثم نقيس قطر القواقع بواسطة قواقع قدمة ) ،(pied à coulisseفنصنف بعد ذلك النتائج المحصلة إلى فئات من ،0.5 mmحيوان من معديات كل فئة تشكل قسما .يعطي الجدول أسفله نتائج ھذه الدراسة: األرجل يدعى (4حلل ھذه المعطيات ،واستنتج طبيعة التغير. جيبيل (5أنجز التمثيل البياني لھذا المتغير. (6حلل المبيانات المحصل عليھا ،ماذا تستنتج؟
1cm
قطر القواقع 10-1mm
-116 120
-121 125
-126 130
-131 135
-136 140
-141 145
-146 150
-151 155
-156 160
-161 165
الترددات
1
8
29
55
107
82
61
26
3
3
عدد القواقع )الترددات( 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20
قطر القواقع ) األقسام (
10 20
18
16
20
18
16
14
12
10
8
116
نالحظ في ھذه الحالة أن المتغير المدروس يأخذ جميع القيم في مجال التغير )بما فيھا القيم العشرية(، لذلك ينعت المتغير بكونه متواصل .في ھذه الحالة عوض تمثيل كل القياسات المحصل عليھا ،نقتصر على تجميع القياسات المتقاربة داخل نفس القسم .مثال القسم ] .[120 – 116يصبح التوزيع ادن عبارة عن متتالية من األقسام،حيث يحافظ على نفس وسع المجال بالنسبة لكل األقسام).ھنا مثال وسع المجال ھو (5 ب – التعبير البياني ) :أنظر المبيان ،لوحة.( 2 مدراج الترددات :Histogramme de fréquences باستعمال متعامد ممنظم نضع على محور األفاصيل حدود األقسام ،وعلى محور األراتيب مختلف الترددات المحصلة .يمثل كل قسم بمستطيل يكون طوله مساويا لقيمة التردد المقابل له. مضلع الترددات :Polygone de fréquences نحصل عليه انطالقا من مدراج الترددات بوصل النقط المقابلة للقيم الوسيطة لمختلف األقسام في القاعدة العليا للمستطيالت بعضھا ببعض بواسطة قطع مستقيمة.وبتسوية حدود مضلع الترددات نحصل على منحنى الترددات. الصفحة - 127 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
3ثوابت توزيع الترددات في دراسة التغير: يبقى التمثيل البياني لتوزيع الترددات غير كاف إلجراء المقارنات واالستنتاجات المناسبة للمتغير المدروس .لھذا نلجأ عادة إلى ثابتات رياضية لمعرفة مدى تغير الساكنة والقيام بالمقارنات الالزمة. أ – ثابتات الموضع: تمكن بصفة عامة ومطلقة من موضعة القيم المتوسطة للمتغير التي تتوزع حولھا القيم األخرى ،وھي: المنوال ): Mode (Mo يعبر المنوال في حالة التغير غير المتواصل عن قيمة المتغير األكثر ترددا ،وفي حالة التغير المتواصل يعبر عن قيمة وسط القسم األكثر ترددا. _ المعدل الحسابي ) :Moyenne arithmétique ( X ھو مجموع قيمة كل متغير مضروب في قيمة تردده على عدد األفراد. _ = nمجموع عدد أفراد الجماعة = Xالمعدل الحسابي i _ = fiتردد المتغير أو تردد قسم أو فئة المتغير ∑ )1 (fixi __________ = X n = xiقيمة المتغير في حالة التغير غير المتواصل أو قيمة وسط القسم أو الفئة في حالة المتغير المتواصل. مثال عند نبات شقائق النعمان: المنوال.Mo = 13 : _ المعدل الحسابي = 12.77 : X
)(6 x 1) + (7 x 9) + (8 x 35) + … + (20 x 2 ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
_ =X
1927 اللوحــــــــــة 2
الوثيقة 1
)الترددات(
مالحظة :
330 300
يشير المعدل الحسابي للقيمة المتوسطة للمتغير ) المعدل ( ،لكنه يبقى غير كاف لتحديد مميزات العينة المدروسة ،بحيث يمكن لعينتين أن تشتركا في نفس المعدل الحسابي رغم اختالف توزيع القياسات حول ھذا المعدل.
270
توزيع العينة 1
240 210 180 150 120
توزيع العينة 2
90
) أنظر الوثيقة ،1لوحة.( 2
60 30 15 16 17 18 19 20
) األقسام (
_ X
8 9 10 11 12
المعدل الحسابي
الصفحة - 128 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
6 7
ب – ثابتات التشتت ) التبدد ( : تمكن من تقدير التغير وتشتت توزيع الترددات حول القيم المتوسطة وھي: الفارق الوسطي الحسابي ) :Ecart moyen arithmétique ( E ھو معدل الفارق بين قيمة كل متغير والمعدل الحسابي ،ويأخذ دائما قيمة موجبة ،ويتم حسابه باستعمال المعادلة التالية:
_ | xi - X | x fi 1 _______________ i
∑
n
E
_ |X
=E
=| xiفارق المتغير مع المعدل الحسابيتستعمل القيمة المطلقة للفارق للتجرد من عالمات القيم. = fiتردد المتغير أو تردد قسم أو فئة المتغير = nمجموع عدد أفراد الجماعة
= الفارق الوسطي الحسابي
المغايرة ) :Variance ( V لجعل الفوارق موجبة يمكن اللجوء للتربيع .وعليه سيتم حساب معدل تربيع الفوارق بدل معدل الفوارق .ويسمى معدل تربيع الفوارق المغايرة ) .( V
_ 2 ( xi - X ) x fi 1 _______________ i
∑
n
V =V
= الفارق الوسطي الحسابي
= fiتردد المتغير أو تردد قسم أو فئة المتغير = nمجموع عدد أفراد الجماعة
االنحراف النمطي المعياري ) σ
( :Ecart type
ھو الجدر التربيعي للمغايرة.
_ 2 ( xi - X ) x fi 1 _______________ i
n
∑
√
=σ
σ
= الفارق الوسطي الحسابي
= fiتردد المتغير أو تردد قسم أو فئة المتغير = nمجموع عدد أفراد الجماعة
نستعمل االنحراف النمطي المعياري والمعدل الحسابي لحساب مجال الثقة الذي يأخذ الدالالت التالية: _ _ في المجال ] [ X - σ , X + σنجد 68 %من أفراد الجماعة _ _ في المجال ] [ X - 2 σ , X + 2 σنجد 95.4 %من أفراد الجماعة
– IΙما ھي الدالالت اإلحصائية لثابتات توزيع الترددات ؟ إن مالحظة توزيع الترددات يشير إلى أنه خاضع لقواعد رياضية ،وبذلك يمكن تعديل منحنى الترددات على شكل جرس متماثل محوريا يسمى القانون المنظمي أو منحنى ) .Gaussأنظر الوثيقة،2 لوحة(.2 الصفحة - 129 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة 2
اللوحــــــــــة 2
الترددات
مدراج الترددات منحنى Gauss
األقسام ) Moالمنوال (
منحنى Gauss
األقسام
_σ
σ
σ
2σ _
X+3
σ
_
X+2
= Xالمعدل الحسابي
σ
_ X+
الترددات
2σ _ X
σ
_ X-
σ
_ X-2
σ
_ X-3
= σاالنحراف المعياري
المتغايرة واالنحراف النمطي يعبران عن تبدد المتغير خاصة ،فھما معا مرتبطين بالمعدل الحسابي ويعبران عن التوزيع الحقيقي للمتغير خاصة إذا كان توزيع ھذا األخير عادي أي مطابق لمنحنى .Gauss كلما كان االنحراف النمطي كبير كلما اعتبرنا تبدد قيم المتغير المدروس كبير بحيث يجب أن يغطي االنحراف النمطي 68%من قيم المتغير المالحظة حول المعدل الحسابي. على ھذا األساس فاالنحراف النمطي ثابت أساسي لمقارنة تبدد المتغير عند نفس الساكنة في أزمنة مختلفة ،أو مقارنة التبدد عند ساكنات قابلة للمقارنة. قيمة اإلنحراف النمطي معبرة عندما يكون توزيع المتغير عادي أي وفق منحنى ,Gaussفي ھذه الحالة 68%من المالحظات منحصرة في المجال ] [X+б ,X -1бو 95%منحصرة في المجال ] . [X +2б , X -2б
الصفحة - 130 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
فhhhhي بعhhhhض الحhhhhاالت يصhhhhعب تفسhhhhير االنحhhhhراف النمطhhhhي بحيhhhhث أن القيمhhhhة الكبhhرى ال تعنhhي بالضhhرورة تبhhدد كبيhhر، ألن القيمhhhhhة قhhhhhد تhhhhhرتبط كhhhhhذلك بعhhhhhدد المالحظhhات بالنسhhبة للمتغيhhر المhhدروس. لھhhذا وللتعhhرف علhhى مhhدى تبhhدد توزيhhع المتغيhhر نلجhhأ عhhادة إلhhى معامhhل التغيhhر المhhhرتبط ھhhhو األخhhhر بالمعhhhدل الحسhhhابي والذي يخضع للصيغة أمامه:
– IIΙأھمية القياس اإلحيائي في االنتقاء: يظھر البيان التالي منحنى الترددات بالنسبة لتوزيع كتلة البذور عند الفاصوليا: عدد البذور داخل السنفة عدد السنفات Gousse
2 3
3 8
4 10
5 20
6 26
7 35
8 22
9 9
10 5
11 2
نالحظ أن المنحنى المحصل عليه أحادي المنوال مما يوحي بتجانس العينة المدروسة بالنسبة لصفة الوزن .فھل فعال ھذه العينة متجانسة ؟ للتأكد من ذلك نقوم باالنتقاء االصطناعي :نقوم بعزل البدور الخفيفة )المنتميhة للقسhم األول ] ([25-20عhن البhذور الثقيلة ) المنتمية للقسم األخير ] .( [90-85
الصفحة - 131 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ونقوم بزرع كل صhنف فhي وسhطين منعhزلين ,النباتhات المحصhل عليھhا تخضhع بعhد ذلhك لإلخصhاب الhذاتي )تلقhيح الزھور بحبوب لقاح نفس النباتات( .بعد اإلثمار ننجز نفhس الدراسhة اإلحصhائية السhابقة علhى البhذور المحصhل عليھhا عند العينتين ,نحصل على منحنيات الترددات التالية:
نالحظ أننا نحصhل علhى مضhلعين للتhردد كالھمhا أحhhادي المنhhوال مhhع اخhhتالف واضhhح فhhي منhhوال كhhل مجموعة :البذور الخفيفة ) ( P1ومجموعة البhذور الثقيلة ) .(P2ھذه النتائج تعبhhر علhhى أن الجماعhhة Pغيhhر متجانسhhة بالنسhhبة للصhhفة المدروسhhة ،بحيhhث نالحhhظ أن االنتقhhاء داخhhل ھhhذه الجماعhhة مكننhhا مhhن عhhزل جمhhاعتين متبhhاينتين P1و P2كالھن تشكل ساللة. للكشف عن تجانس الساللتين نقوم بعملية اصطفاء جديhhhدة .وفhhhي حالhhhة حصhhhولنا علhhhى نتhhhائج مشhhhابھة، )االنتقاء غير فعال ( سنعتبر الساللتين نقيتين.
في الطبيعة ظاھرة االنتقاء الطبيعي تنتج عن التنhافس الحيhوي بhين أفhراد نفhس الجماعhة ،ھhذا التنhافس يھدف إلى استمرار الكائنات المفضلة. يلجأ اإلنسان إلى االنتقاء االصطناعي للحصول على بعض األنواع الحيوانية والنباتيhة ذات مhرد وديhة اإلنتاج العالية...
– IVتطبيقات : التمرين األول: المثال األول :قمنا بhوزن كتلhة البhدور عنhد جماعhة مhن الجلبانhة ,الدراسhة شhملت 1442بhذرة ويظھhر الجhدول التhالي توزيع تردد ھذه البذور حسب الكتلة: الوزن)-20] Xi=(cg ]25 3 عدد البذور=fi
]-25 ]30 5
]-30 ]35 32
]-35 ]40 90
]-40 ]45 180
]-45 ]50 540
]-50 ]55 340
]-55 ]60 150
]-60 ]65 80
]-65 ]70 38
]-70 ]75 10
]-75 ]80 6
]-80 ]85 4
]-85 [90 2
( 1ھل يتعلق األمر بتغير متواصل أم غير متواصل؟ علل جوابك. ( 2أنجز منحنى الترددات المناسب وماذا تستنتج من قراءتك لھذا المنحنى فيمhا يتعلhق بتوزيhع وزن البhذور عنhد ھhذه العينة المدروسة؟ ( 3أحسب المعدل الحسابي واإلنحراف النمطي مبرزا تفاصيل ھذه القياسات. ( 4أنجز منحنى Gaussالمناسب لتوزيع ھذا المتغير. ( 5حدد احتمال تموضع وزن البذور في المجاالت التالية [+б. -б ] :و ] . [ +2б .-2б التمرين الثاني: يظھر الجدول التالي نتائج قياسات أنجزت عند نوع من األبقار المستوردة والمنتجة للحليب :القيhاس يھhم توزيhع تردد األفراد حسب كمية الحليب المنتجة في اليوم ).( Kgعدد الجماعة المدروسة 50فرد. كمية الحليب)(Xi التردد )(fi الصفحة - 132 - :
40-37 37-34 34-31 31-28 28-25 25-22 22-19 19-16 16-13 1 2 4 5 10 12 8 6 2 األستاذ :يوسف األندلسي
( 1ھل يتعلق األمر بمتغير متواصل أم غير متواصل ؟علل جوابك. ( 2أنجز مدراج ومضلع الترددات المناسبين . ( 3أحسب ثابتات الموضع وثابتات التبدد . ( 4حدد احتمال القياس المنحصر في المجال التالي ] [+2б , -2б ( 5بين كيف يمكن تأكيد أو نفي تجانس جماعة األبقار المدروسة. التمرين الثالث: بعد القيام بالدراسة اإلحصائية لتوزيع الترددات عنhد الhدرة نسhبة لhوزن البhدور حصhلنا علhى منحنhى التhرددات أحhادي المنوال: ( 1ماذا يمكنك إستنتاجه من ھذه المالحظة بالنسبة لوزن البدور عند الساكنة المدروسة؟ ( 2كيف يمكنك التأكد من تجانس ھذه الساكنة؟ ( 3بين أنماط االنتقاء االصطناعي و ما الھدف منه في المجال الفالحي؟
الصفحة - 133 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثاني:
ﻋﻠﻢ وراﺛﺔ اﻟﺴﺎﻛﻨﺔ . مقدمة ) :أنظر الوثيقة ،1لوحة( 1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة : 1تعطي الوثيقة التالية ،رسما تفسيريا يظھر اھتمامات كل من الوراثة المانديلية ووراثة الساكنة. حدد من خالل ھذه الوثيقة اھتمامات كل من علمي الوراثة المانديلية ووراثة الساكنة ،ثم حدد أھداف وراثة الساكنة. الوثيقة :3
وراثة الساكنة
الوراثة المانديلية
ساكنة
ذكور ذكر
Aa
اآلباء
أنثى
X
Aa
aa AA aa AA aa aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa … Aa Aa aa
تزاوج مراقب بين فردين معينين
األبناء
X
إناث aa AA aa AA aa aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa Aa … Aa Aa aa
تزاوج عشوائي بين جميع أفراد الساكنة
¼ A/A ½ Aa ¼ aa
? = A/A = ? Aa = ? aa
األبناء
وراثة الساكنة ھي جزء من علم الوراثة ،تھتم بدراسة قوانين توزيع المورثات و األنماط الوراثية و كذا اآلليات المحددة للتغير الوراثي داخل ساكنة معينة ،و لھا ثالثة أھداف رئيسية: • قياس التغير الوراثي انطالقا من تردد حليالت نفس المورثة. • فھم كيفية انتقال التغير الوراثي من جيل آلخر . • فھم آليات تطور ھذا التغير الوراثي حسب األجيال. إذا كانت الوراثة المانديلية تعتمد على التزاوجات الموجھة عن طريق التجربة فان وراثة الساكنة تدرس نسب األنماط الوراثية عند مجموعة من األفراد ينحدرون من تزاوجات غير موجھة لعدة آباء. فھي تطبيق للوراثة المانديلية على مستوى الساكنة. (12 (13 (14 (15 (16
فما ھي الساكنة وما مميزاتھا الوراثية ؟ ما القوانين اإلحصائية المعتمدة في دراسة انتقال الصفات الوراثية عند الساكنة؟ ما ھي العوامل المتدخلة في تغير الساكنة ؟ كيف ينقل ھذا التغير عبر األجيال؟ ما ھي العوامل المتدخلة في التنوع الوراثي للساكنات؟ وما آليات تدخلھا؟
الصفحة - 134 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– Ιمفھوم الساكنة والمحتوى الجيني :La population et pool génétique 1مالحظة بعض أنواع الساكنات المستوطنة بالمغرب: يقتضي تحديد الساكنة اعتبار معايير فضائية ،وزمانية ،ووراثية .بين ذلك انطالقا من الوثائق الوثيقة ،3 ،2لوحة.1 اللوحــــــــــة 1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة 2 يوجffد شffجر أركffان أساسffا فffي األطلffس الكبيffر وفffي سffھل سffوس واألطلffس الصffغير ،ويغطffي مسffاحة تقffدر مffا بffين 700.000و 850.000ھكتffار. وھffو نffوع ال مبffالي بنوعيffة التربffة ) ينمffو فffوق تربffة سيليسffية ،شيسffتية ، كلسffffية ( ويتحمffffل الحffffرارة ) (50°+ويقffffاوم الجفffffاف ينتمffffي للطبقffffة الحيمناخية شfبه القاحلfة والقاحلfة ،ال يتجfاوز علfوه 10أمتfار ،مfن كاسfيات البذور يزھر في فصل الربيع يتكاثر عن طريق التوالfد الجنسfي بحيfث تحfرر المآبر بعد نضجھا حبوب اللقاح لتنقfل إلfى ميسfم الزھfرة فتلتصfق بfه لتنبfت أنبوب اللقاح الذي ينمو في اتجاه البييضة .ولن تتم عملية اإلنبات إال إذا كfان ھناك تالؤم بين حبوب اللقاح والميسم ) أي ينتميان لنفس النوع ( و ھو أمfر يffتحكم فيffه البرنffامج الffوراثي لكffل مffن حبffوب اللقffاح والميسffم .وتشffكل كffل الحليالت المتواجدة عند كل أفراد الساكنة ما يسمى بالمحتوى الجيني .
الوثيقة 3 Macaca sylvanusالمعffروف بffالقرد زعطffوط ھffو نffوع مffن القffردة التffي تسffتوطن المغffرب ،ويشffكل سffاكنة يبلffغ عffددھا حاليffا زھffاء 10000بffين المغffرب والجزائر. تنتشffر ھffذه السffاكنة علffى الخصffوص فffي غابffات شffجر األرز بجبال األطلس المتوسط ،على ارتفاع يتfراوح بfين 1200و 2000متfffffر ،يتميfffffز بقدرتfffffه علfffffى تحمfffffل التغيرات المناخية ) صيف حار وجاف وشfتاء بfارد جfدا ( .وھffو قffرد بffدون ذيffل ،يصffل وزنffه إلffى 20كلffغ عنffد الذكور و 15كلغ عند اإلناث ،وطوله زھاء 60سم.
• ساكنة شجر أركان :تحتل المناطق الجبلية لجبال األطلس الكبير وفي سھل سوس. • القرد Macaca sylvanusالمعروف بقرد زعطوط ،الذي يحتل خاصة غابات شجر األرز بجبال األطلس ) ارتفاع بين 1200و 2000متر (. 2مفھوم الساكنة :أنظر الوثيقة ،1لوحة.2
اللوحــــــــــة 2
الوثيقة : 1نموذج تفسيري لمفھوم الساكنة. اسfffffتخرج انطالقfffffا مfffffن ھfffffذه الوثيقfffffة والوثffائق السffابقة تعريفffا مبسffطا لمفھffوم السfffاكنة ،مfffع تحديfffد خاصfffيات السfffاكنة الطبيعية.
فقدان األفراد ولوج األفراد
= تزاوج بالصدفة ،لكل فرد نفس االحتمال بان يتزاوج ويعطي خلفا. = مجال توزيع الساكنة
الصفحة - 135 - :
ذكر
أنثى
أفراد تنتمي لنفس النوع األستاذ :يوسف األندلسي
الساكنة La populationھي مجموعة من األفراد المنتمية لنفس النوع .وھي مجموعة تعيش في مجال جغرافي معين ،يتمكن فيه كل فرد من أفرادھا من التزاوج والتوالد مع أي فرد آخر من أفراد المجموعة .والساكنة ليست كيانا جامدا بل ھي على العكس من ذلك بنية دينامية يتخللھا تدفق لألفراد من خالل: • ولوج أفراد جدد ناتج عن الوالدات وھجرة أفراد النوع نحو ھذه الساكنة. • فقدان أفراد ناجم عن الوفيات وھجرة أفراد النوع خارج مجال توزيع الساكنة. ويمكن توضيح الساكنة من خالل الرسم التالي: من منظور ايكولوجي: أفراد من نفس النوع يعيشون ويتزاوجون في منطقة جغرافية محددة
معيار الزمان
من منظور وراثي : أفراد يتقاسمون نفس المورثات مع إمكانية التوالد
مفھوم الساكنة
معيار الوراثة
معيار المكان
2المحتوى الجيني للساكنة: أ – تعريف المحتوى الجيني للساكنة: تتميز الساكنة بجينوم جماعي يسمى المحتوى الجيني للساكنة ،وھو مجموع الحليالت التي توجد في مواضع المورثات على الصبغيات عند كل أفراد الساكنة .ويتميز باالستمرارية عبر األجيال ،ويكون قابال للتغير عبر الزمن .أنظر الوثيقة ،2لوحة.2 اللوحــــــــــة 2 الوثيقة :2 a
يقfدم الرسffم أمامfه المحتffوى الجينfي عنffد سfاكنة Pمكونffة مfن 13فffردا. سنعتبر أن المورثة غير مرتبطة بالجنس ،وتملfك حليلfين A :حليfل سfائد، و aحليل متنحي. باسffتخدام طريقffة االحتمffاالت ،أحسffب تffردد كffل مffن المظffاھر الخارجيffة، األنماط الوراثية ،والحليالت .علما أن:
A A
A
تردد مظھر خارجي ]= [A
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
a
a A
A
مجموع أفراد الساكنة N عدد األفراد الحاملين للنمط AA
A
A a
a a
تردد نمط وراثي = AA
A
a
a
A
A
A
عدد األفراد الحاملين للمظھر ][A
A
a
a A
A
A
A
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
مجموع أفراد الساكنة N المحتوى الجيني لساكنة P
تردد الحليالت f(AA) = D , f(Aa) =H , f(aa) = R : يمكن حساب تردد الحليل Aبحساب احتمال سحب tirageھذا الحليل بالصدفة من الساكنة ،الشيء الذي يتطلب في األول سحب فfرد معfين من ھذه الساكنة ثم سحب أحد حليليه: يمكن أن يكون الفرد المسحوب AAباحتمال ،Dفي ھذه الحالة ،احتمال سحب الحليل Aبالصدفة من ھذا الفرد يساوي ) 1ألن ھذا الفرد يحمل الحليل Aفقط (. أو أن يكون الفرد المسحوب Aaباحتمال ،Hفي ھذه الحالة ،احتمال سحب الحليل Aبالصدفة من ھذا الفرد يساوي ) 1/2ألن ھذا الفرد يحمل كذلك الحليل .( a أو أن يكون الفرد المسحوب aaباحتمال ،Rفي ھذه الحالة ،احتمال سحب الحليل Aبالصدفة من ھذا الفرد يساوي ) 0ألن ھذا الفرد ال يحمل الحليل .( A إذن تردد الحليل ) ( Aھو )f(A) = ( D x 1 ) + ( H x 1/2 ) + ( R x 0 ) : f(A f(A) = D + H/2 ) f(a) = ( D x 0 ) + ( H x 1/2 ) + ( R x 1 تردد الحليل ) ( aھو ): f(a f(a) = R + H/2 األستاذ :يوسف األندلسي الصفحة - 136 - :
وھكذا يمكن حساب تردد حليل داخل ساكنة باستعمال الصيغة التالية:
تردد حليل داخل عينة
تردد حليل داخل عينة
=
عدد المورثة المتشابھة االقتران بالنسبة للحليل ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ مجموع أفراد الساكنة N
+
1 ـــــــــ X 2
عدد المورثة المختلفة االقتران ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ مجموع أفراد الساكنة N
X 2عدد المورثة المتشابھة االقتران بالنسبة لحليل +عدد المورثة المختلفة االقتران
=
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
X 2مجموع أفراد الساكنة ) Nعدد الحليالت (
ب – حساب الترددات باستعمال طريقة االحتماالت: لتكن ساكنة Pبھا األنماط الوراثية ) AA , Aa , aaأنظر الوثيقة ،2لوحة.( 2 • تردد المظاھر الخارجية: f [a] = 3/13 f [A] = 10/13 • تردد األنماط الوراثية: f(aa) = R = 3/13
,
f(Aa) = H = 4/13
,
f(AA) = D = 6/13
• تردد الحليالت: (2x3)+4 ــــــــــــــ = )f(a = 0.38 2 x 13
(2x6)+4 ــــــــــــــ = )f(A = 0.62 2 x 13
– IΙقانون :Hardy - Weinberg 1الساكنة النظرية المثالية:
نظرا لصعوبة دراسة التغيرات الوراثية للساكنة عبر األجيال ) الطفرات ،ھجرة األفراد ،االنتقاء الطبيعي ،(...نتتبع انتقال الخاصيات الوراثية بالنسبة لساكنة نظرية مثالية وذلك بتطبيق قانون.H–W ما ھذا القانون وما خاصيات الساكنة النظرية المثالية ؟
تعطي الوثيقة ،1لوحة 3خاصيات الساكنة النظرية المثالية.
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 1خاصيات الساكنة النظرية • ساكنة لمتعضيات ثنائية الصيغة الصبغية ذات توالد جنسي وأجيالھا غير متراكبة ) ليس ھناك أي تزاوج بين أفراد األجيال المختلفة (. • ساكنة ذات عدد ال منته حيث تتسم التزاوجات بشكل عشوائي. • ساكنة مغلقة وراثيا ) ليس ھناك تدفقات ناتجة عن الھجرة (. • لجميع أفراد الساكنة ،مھما كان نمطھم الوراثي ،القدرة نفسھا على التوالد والقدرة على إعطاء خلف قادر على العيش = غياب االنتقاء • غياب الطفرات والتغيرات الوراثية أثناء افتراق الصبغيات اثر االنقسام االختزالي ) يعطي الفرد من النمط Aaدائما 50 %من األمشاج Aو 50 %من األمشاج .a • التزاوج العشوائي بين األفراد :األفراد يتزاوجون بالصدفة ) Panmixieال يتم اختيار الشريك الجنسي بناء على خاصيات نمطه الوراثي أو مظھره الخارجي ،والتقاء األمشاج يحصل كذلك بالصدفة .( Pangamie
2قانون Hardyو :Weinberg أ – نص القانون: الصفحة - 137 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
يعتبر قانون H.Wأن ترددات الحليالت وترددات األنماط الوراثية تبقى مستقرة من جيل آلخر داخل ساكنة نظرية مثالية ،فتوصف الساكنة بأنھا في حالة توازن = Hardy ) .رياضي انجليزي و = Weinbergطبيب ألماني (. ب – برھنة القانون في حالة مورثة ذات حليلين: فسر قانون H.Wمن خالل استغالل معطيات الوثيقة 2لوحة .3
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 2إنشاء قانون Hardy - Weinberg لنعتبffر سffاكنة نظريffة مثاليffة ،ولنتتبffع تطffور محتواھffا الجينffي علffى مffدى جيلffين متتfابعين G0و ، G1وذلfك مfن خfالل تتبfع تطfور كfل مfن األنمfاط الوراثيfة وتfردد الحلfيالت بالنسfبة لمورثfة غيfر مرتبطfة بfالجنس ذات حليلين Aو .a (1حدد تردد كل من األنماط الوراثية والحليالت في الجيل األصلي .G0 (2حدد تردد األنماط الوراثية في الجيل .G1 (3حدد تردد الحليالت في الجيل G1من خالل تردد أنماطه الوراثية. (4ماذا تستنتج ؟ ساكنة نظرية مثالية ) الجيل ( G0
تردد الحليالت في الجيل : G0
AA
تردد األنماط الوراثية في الجيل : G0
Aa
……f(A) = p = ………………….. aa f(a) = q = ……………………….. p + q = ………………….…….
Aa
Aa
AA
AA
f(Aa) = …………………………...…..
AA
f(aa) = ……………………………….
Aa
AA
= )f(AA) + f(Aa) + f(aa = ………………………….
AA aa
تردد حليالت األمشاج األنثوية:
تردد حليالت األمشاج الذكرية:
f(A) = …………………….………….. ………………………………… = )f(a ………………… = )f(A) + f(a
f(AA) = ……………………............….
f(A) = …………………….………….. األمشاج األنثوية
األمشاج الذكرية
………………………………………..…….
………………………………… = )f(a ………………… = )f(A) + f(a ………………………………………..…….
التقاء األمشاج بالصدفة أثناء اإلخصاب شبكة التزاوج الجيل G1
تردد الحليالت في الجيل :G1 = )f(A ……………………………..…………..
q
a
p
f(AA) = …………………….……………..
A
f(Aa) = …………………………………….
= )f(a
A
………………………………………….
……………f(A) + f(a) = …………….
p
f(aa) = ………………..………………….. f(A) + f(a) = ….………………..……..
a
………………………….……………………..……. ………………………………………………..……..
تردد األنماط الوراثية في الجيل :G1
………………………………………………………
q
(1تردد األنماط الوراثية والحليالت في الجيل :G0 األنماط الوراثية f(AA) = D , f(Aa) = H , f(aa) = R : تردد األنماط الوراثية متساو عند الجنسين مع D + H + R = 1 الصفحة - 138 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الحليالت :
f(A) = p = D + H/2 , f(a) = q = R + H/2 p+q=D+H+R=1
(2تردد األنماط الوراثية في الجيل :G1 انطالقا من شبكة التزاوج: 2 f(AA) = p X p = p = D f(Aa) = ( p q ) + ( p q ) = 2pq = H f(aa) = q x q = q2 = R D + H + R = p2 + 2pq + q2 = ( p + q )2 = 1 (3تردد الحليالت في الجيل :G1 f(A) = f(AA) + f(Aa)/2 = D + H/2 = p2 + (2pq)/2 = p2 + pq )=p(p+q وبما أن ( p + q ) = 1فان f(A) = p f(a) = f(aa) + f(Aa)/2 = R + H/2 = q2 + (2pq)/2 = q2 + pq )=q(p+q وبما أن ( p + q ) = 1فان f(a) = q (4استنتاج: نالحظ أن ھناك استقرارا في تردد الحليالت وتردد األنماط الوراثية مع توالي األجيال ،وھذا ما يعرف بتوازن .Hardy-Weinbergففي الساكنة النظرية المثالية ،تظل ترددات األنماط الوراثية وترددات الحليالت مستقرة من جيل آلخر ،فنقول أن الساكنة في حالة توازن. يتم تحديد ترددات األنماط الوراثية انطالقا من تردد الحليالت باعتماد عالقة بسيطة تقابل نشر الحدانية .(p+q)2ففي حالة مورثة ذات حليلين ،بحيث pھو تردد الحليل Aو qھو تردد الحليل ،aفان تردد األنماط الوراثية ستحسب كاآلتي:
f(AA) + f(Aa) + f(aa) = ( p + q )2 = p2 + 2pq + q2 f(AA) = p2 , f(Aa) = 2pq , f(aa) = q2
مالحظة :يطبق قانون Hardy-Weinbergأيضا على المورثات متعددة الحليالت ،بحيث إذا كانت ترددات مختلف الحليالت على التوالي pn . . . p3 , p2 , p1فان ترددات مختلف األنماط الوراثية ھي نشر الحدانية .(pn . . . p3 , p2 , p1)2
الصفحة - 139 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
مثال نظام الفصائل الدموية ABOعند اإلنسان يحدد عن طريق ثالثة حليالت ھي Aو BوO بترددات على التوالي pو qو .rادن ( p + q + r )2 = p2 + q2 + r2 + 2pq + 2pr + 2qr وھكذا فتردد األنماط الوراثية ھو
f(AA) = p2 , f(BB) = q2 , f(OO) = r2 f(AB) = 2pq , f(AO) = 2pr , f(BO) = 2qr
3العالقة بين تردد الحليالت وتردد األنماط الوراثية حسب قانون :H-W سؤال : تمثل منحنيات الوثيقة 1لوحة 4تردد مختلف األنماط الوراثية بداللة قيمة تردد الحليل .(q) aحدد قيم تردد مختلف األنماط الوراثية في حالة .p = q = 0.5ثم قارن ھذه المعطيات مع النسب المانديلية في حالة تزاوج الھجناء مختلفي االقتران. اللوحــــــــــة 4 الوثيقة :1تردد األنماط الوراثية بداللة قيمة qحسب قانون H-W بتطبيق المعادالت :
f(AA) = p2 = (1 – q)2 )f(Aa) = 2pq = 2q(1 – q f(aa) = q2
1.0
AA
aa
0.9 0.8
يمكن تمثيل منحنيات تردد مختلfف األنمfاط الوراثيfة بداللfة قيمfة تfردد الحليل ،(q) aفنحصل على الشكل جانبه.
Aa
0.6 0.5 0.4
حدد قيم تردد مختلف األنمfاط الوراثيfة فfي حالfة .p = q = 0.5ثfم قffارن ھffذه المعطيffات مffع النسffب المانديليffة فffي حالffة تffزاوج الھجنffاء مختلفي االقتران.
0.2
…………………= )f(AA) =………………… , f(Aa) =………………… , f(aa
0.1
0.3
0
مقارنة : ..............................................................................................................................................................
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
..............................................................................................................................................................
تردد الحليل (q) a
..............................................................................................................................................................
جواب : تردد األنماط الوراثية f(aa) = 1/4 , f(Aa) = 1/2 , f(AA) 1/4 : ھي نفس ترددات األنماط الوراثية في الوراثة المانديلية المحصلة خالل تزاوج الھجناء مختلفي االقتران ،وھي حالة خاصة من قانون .Hardy-Weinberg
– IIΙتطبيق قانون Hardy – Weinbergعلى ساكنة نظرية مثالية: 2 1اختبار التوازن :( Khi deux ) χ
للتأكد ومعرفة ھل الساكنة في حالة توازن أم ال ،نقوم بانجاز اختبار التطابقية ، χ2والذي يمكن تلخيصه في ثالث مراحل ھي: • حساب : χ2
2
)
عدد األفراد النظري –
عدد األفراد المالحظ (
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = χ2 عدد األفراد النظري
الصفحة - 140 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
تردد األنماط الوراثية
0.7
• نحدد قيمة تدعى درجة الحرية ) :Degré de liberté (ddl ھي فارق عدد األنماط الوراثية وعدد الحليالت المدروسة .عدد األنماط الوراثية – عدد الحليالت = ddl • نقارن قيمة χ2المحسوبة مع قيمة عتبة تقرأ على جدول خاص ) أنظر الوثيقة 2لوحة ( 4 بداللة معيارين:
احتمال الخطأ αويتم اختياره من طرف المختبر وھو عادة 0.05أي .5 % درجة الحرية .ddl
وھكذا إذا كانت قيمة χ2المحسوبة أصغر من القيمة العتبة χ2في الجدول ،نقول أن الساكنة تخضع لقانون Hardy – weinbergأي أنھا في توازن .و إذا كانت قيمة χ2المحسوبة أكبر من القيمة العتبة χ2 في الجدول ،نقول أن الساكنة ال تخضع لقانون Hardy – weinbergأي أنھا ليست في حالة توازن. الوثيقة :2اختبار التوازن : χ 2
اللوحــــــــــة 4
0,001
0,01
0,02
0,05
10,827 13,815 16,266 18,467 20,515 22,457 24,322 26,125 27,877 29,588 . . 59,703
6,635 9,210 11,345 13,277 15,086 16,812 18,475 20,090 21,666 23,209 . . 50,892
5,412 7,824 9,837 11,668 13,388 15,033 16,622 18,168 19,679 21,161 . . 47,962
3,841 5,991 7,815 9,488 11,070 12,592 14,067 15,507 16,919 18,307 . . 43,773
0,10
0,20
0,30
0,50
0,90
α ddl
1 0,0158 0,455 1,074 1,642 2,706 2 0,211 1,386 2,408 3,219 4,605 3 0,584 2,366 3,665 4,642 6,251 4 1,064 3,357 4,878 5,989 7,779 5 1,610 4,351 6,064 7,289 9,236 6 2,204 5,348 7,231 8,558 10,645 7 2,833 6,346 8,383 9,803 12,017 8 3,490 7,344 9,524 11,030 13,362 9 4,168 8,343 10,656 12,242 14,684 10 4,865 9,342 11,781 13,442 15,987 . . . . . . . . . . . . 30 20,599 29,336 33,530 36,250 40,256
تطبيق قانون Hardy – Weinbergعلى ساكنة نظرية مثالية :أنظر الوثيقة 3لوحة 4 الوثيقة : 3تطبيق قانون Hardy-Weinbergعلى ساكنة نظرية مثالية في حالة السيادة التامة. داخل ساكنة نظرية تتألف من 500نبتة زھرية ،تم إحصاء عدد األفراد بأزھار حمراء ،وعدد األفراد بأزھار بيضاء ،فحصلنا على النتائج الممثلة على الجدول جانبه. لإلشارة فالمورثة المسؤولة عن لون األزھار محمولة على صبغي ال جنسي مع سيادة الحليل المسؤول عن اللون األحمر ) ( Rعلى الحليل المسؤول عن اللون األبيض ) .( b باعتبار ھذه الساكنة في حالة توازن ،وبتطبيق معادلة Hardy-Weinberg p2(RR) + 2pq(Rb) + q2(bb) = 1مع = pتردد الحليل ، R = qتردد الحليل bو . p + q = 1
اللوحــــــــــة 4
المظھر الخارجي
مظھر خارجي متنحي ] [ b
مظھر خارجي سائد ] [ R
النمط الوراثي
bb
RR
عدد األفراد
20
480
أحسب ترددات األنماط الوراثية وترددات الحليالت عند الساكنة األم والساكنة البنت، ثم استنتج العدد النظري لألنماط الوراثية RRو Rbفي ھذه الساكنة. الصفحة - 141 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(1حساب الترددات عند الساكنة األم : تردد النمط الوراثي :bb يسھل حساب تردد حاملي الصفة المتنحية ،ألن عدد مظاھرھا الخارجية يكون مساويا لعدد األنماط الوراثية f (bb) = f [b] = 20/500 = 0.04 تردد الحليلين Rو : b إذا اعتبرنا أن ھذه الساكنة في حالة توازن ،فيمكن حساب تردد الحليالت من خالل تردد األنماط الوراثية ،والتي تقابل نشر الحدانية ( p + q )2أي p2(RR) + 2pq(Rb) + q2 (bb) = 1 f(RR) = p2 , f(Rb) = 2pq , f(bb) = q2مع f(R) = pو f(b) = q نبدأ بقيمة qألننا نعرف مسبقا قيمة ( f(bb) = f [b] = q2 = 0.04 ) q2 ــــــ
إذن :
f(b) = q = √ 0.04 = 0.2 q = 0.2
نحسب قيمة : pنعلم أن p + q = 1ادن p = 1 – q = 1 – 0.2 = 0.8 p = 0.8 وھكذا فتردد الحليلين Rو bھو :
f(R) = 0.8 , f(b) = 0.2
تردد النمط الوراثي :RR بناء على قيم pو qيمكن حساب تردد النمط الوراثي لمتشابھي االقتران :RR تردد النمط الوراثي لمختلفي االقتران :Rb
f(RR) = p2 = (0.8)2 = 0.64 f(Rb) = 2pq = (2 x 0.8 x 0.2) = 0.32
العدد النظري لألنماط الوراثية RRو :Rb عدد األفراد ـــــــــــــــــــــــــــ = )f(RR عدد أفراد الساكنة
عدد األفراد ) = RRعدد أفراد الساكنة f(RR) x ( N
ادن عدد األفراد الحاملين ل RRھو 320 = 0.64 x 500 = f(RR) x N وعدد األفراد الحاملين ل Rbھو 160 = 0.32 x 500 = f(Rb) x N وعدد األفراد الحاملين ل bbھو 20 = 0.04 x 500 = f(bb) x N (2حساب الترددات عند الساكنة البنت : ينتج أفراد الساكنة األم أمشاجا تتضمن الحليلين Rو bبنفس التردد الذي توجد عيله في ھذه الساكنة. لننجز شبكة التزاوج: الصفحة - 142 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
q = 0.2
b
p = 0.8
Rb
R
RR 2
p = 0.64
Pq = 0.16
ترددات األنماط الوراثية عند الساكنة البنت ھي : f(RR) = p2 = 0.64 f(Rb) = 2pq = 2 x 0.16 = 0.32 f(bb) = q2 = 0.04 نالحظ أن تردد الحليالت واألنماط الوراثية للساكنة البنت مماثال للساكنة األم ) ساكنة خاضعة لقانون .( H-W
bb
Rb
q2 = 0.04
Pq = 0.16
R p = 0.8
b q = 0.2
– IVتطبيق قانون Hardy – Weinbergعلى انتقال بعض الصفات الوراثية: حالة مورثات مرتبطة بالصبغيات الالجنسية: أ – حالة السيادة.
– aمثال أول :الفصيلة الدموية ريزوس ) أنظر الوثيقة 1لوحة ( 5 اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 1الفصيلة الدموية ريزوس عند اإلنسان يرمز للفصيلة الدموية ريزوس (Rh) Rhésusبواسطة الحليلين dو .Dالحليل Dسائد يعطي الفصيلة ] ،[ Rhوالحليل d متنحي بحيث النمط الوراثي ddيعطي الفصيلة ] .[ Rh- في سنة 1976أظھرت دراسة خصت 400فرد من منطقة الباسك باسبانيا أن 230منھم من الفصيلة ] .[ Rh+ بتطبيق قانون ،Hardy -Weinbergأتمم الجدول التالي. +
و f(dd) = …………..ادن …f(d) = ………………………………………..………. = ……………..
الحليل d
f(d) = …………..
الحليل D
= ……………………………………………………..………….………. = ………………….……..
……………f(D) = ……………….
DD
= ……………………………………..……………………….………. = …………………….……..
………………………… = )f(DD
Dd
= ……………………………………………………………….………. = ………………….……..
……………f(Dd) = ……………..
dd
f(dd) = …………………..………… = ……………………………………………………………….………. = …………………….….
تردد الحليالت
تردد األنماط الوراثية
نسبة ] [ Rh+الذين ھم مختلفوا االقتران :
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
الحل الحليل d
و
f(d) = q
2
ادن
f(dd) = q
f(d) = q
تردد الحليالت الحليل D
= 0.35
DD تردد األنماط الوراثية
Dd dd
نسبة ] [ Rh+الذين ھم مختلفوا االقتران : الصفحة - 143 - :
0.122 0.455
=
0.423
1-q 2
)(0.35
=
2 x 0.65 x 0.35 =
2
)(0.65
= =
p
2
p
= )f(D = )f(DD
= 2pq =
2
q
= )f(Dd = )f(dd
(f(Dd)/(f(Dd) + f(DD)))x100 = 78.86 األستاذ :يوسف األندلسي
– bمثال ثاني :مرض ) Mucoviscidoseأنظر الوثيقة 2لوحة ( 5
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 2انتقال مرض Mucoviscidose عند ساكنة متوازنة ،يصاب طفل من بين 3000بمرض وراثي يدعى La mucoviscidoseيسببه حليل متنحي mغير مرتبط بالجنس. + (1أعط النمط الوراثي أو األنماط الوراثية الممكنة لألفراد العاديين .علل إجابتك ) .أستعمل الرمز mبالنسبة للحليل السائد ( (2أحسب تردد األفراد المصابين في ھذه الساكنة. (3أحسب تردد األفراد مختلفي االقتران في ھذه الساكنة.
(1النمطين الوراثيين الممكنين بالنسبة لألفراد العاديين ھما m+m+و ،m+mألن األفراد السائدين ينتمون لساللتين :ساللة نقية متشابھة االقتران وساللة ھجينة مختلفة االقتران. 1 (2تردد األفراد المصابين في ھذه الساكنة ھو ) = 3.3 10- 4:f(mmـــــ 3000 لنعتبر qتردد الحليل mو pتردد الحليل .m+ وأن f(mm) = f(m) = q2 نعلم أن p + q = 1 لنحسب ادن q ) :qتساوي جدر تردد األفراد المصابين في الساكنة أي )( f(mm
= )f(mm
ـــــــــ
√ 3.3
10- 4 = 0.018 P = 1 – q = 1 – 0.018 = 0.982 =q
(3نعلم أن تردد األفراد مختلفي االقتران ) f(m+mھو ،2pqومنه: f(m+m) = 2 x (0.982 x 0.018) = 0.035 ب – حالة تساوي السيادة ) .أنظر الوثيقة 3لوحة ( 5 الوثيقة :3النظام الدموي MNعند اإلنسان
اللوحــــــــــة 5
عند اإلنسان تخضع الفصيلة الدموية في النظام MNلتعبير حليلين متساويي السيادة Mو .Nأعطت دراسة أجريت على 6129شخص بريطاني النتائج اإلحصائية التالية.[ N ] 1303 + [ M ] 1787 + [ MN ] 3039 : (1أحسب تردد مختلف األنماط الوراثية في ھذه الساكنة. (2أحسب تردد الحليلين Mو .N إذا اعتبرنا أن ھذه الساكنة في حالة توازن ،Hardy – Weinberg (3أحسب التردد المنتظر لكل من األنماط الوراثية. (4أحسب عدد كل من األنماط الوراثية المنتظر حسب قانون .Hardy – Weinberg (5ھل تعتبر ھذه الساكنة في حالة توازن ) تأكد من ذلك باستعمال اختبار التطابقية .( χ2 أجريت نفس الدراسة السابقة عند 730فرد من السكان األصليين ألستراليا ،فأعطت ھذه الدراسة النتائج التالية: .[ N ] 492 + [ M ] 22 + [ MN ] 216 بتطبيقك نفس المراحل المعتمدة في الجزء من ھذا التمرين ،بين ھل ھذه الساكنة ھي في حالة توازن ؟ .
(1تردد مختلف األنماط الوراثية في ھذه الساكنة: f(MM) = 0.29
الصفحة - 144 - :
عدد األفراد MM 1787 ـــــــــ = )D = f(MM = 0.29ــــــــــــــ = مجموع األفراد 6129 األستاذ :يوسف األندلسي
f(NN) = 0.21
عدد األفراد NN 1303 ـــــــــ = )R = f(NN = 0.21ــــــــــــــ = مجموع األفراد 6129
f(MN) = 0.49
عدد األفراد MN 3039 ـــــــــ ــــــــــــــ = )H = f(MN = = 0.49 مجموع األفراد 6129
(2تردد الحليلين Mو : N f(M) = 0.53
0.49 H = 0.53ــــــــــــــ = 0.29 +ــ 2 2
f(M) = D +
f(N) = 0.45
0.49 H = 0.45ــــــــــــــ = 0.21 +ــ 2 2
f(N) = R +
p + q = 0.53 + 0.45 = 1 (3باعتبار أن ھذه الساكنة في حالة توازن ،نقوم بحساب تردد األنماط الوراثية النظري ) المتوقع ( باستعمال معادلة .( p2 + 2pq + q2 ) Hardy - Weinberg تردد MMالمنتظر يساوي p2ويتمثل في ( 0.53 )2أي f(MM) = 0.28 0.28 تردد NNالمنتظر يساوي q2ويتمثل في ( 0.45 )2أي f(NN) = 0.20 0.20 تردد MNالمنتظر يساوي 2pqويتمثل في ) (2x0.53 x0.45أي f(MN) = 0.47 0.47 (4عدد األنماط الوراثية النظري : عدد األفراد الحاملين لنمط الوراثي يساوي تردد ھذا النمط مضروب في عدد أفراد الساكنة: تردد األفراد الحاملين للنمط الوراثي MMھو 1716 = 0.28 X 6129 = p2 x N تردد األفراد الحاملين للنمط الوراثي MNھو 2880.6 = 0.47 X 6129 = 2pq x N تردد األفراد الحاملين للنمط الوراثي NNھو 1225.8 = 0.20 X 6129 = q2 x N (5اختبار التوازن : حساب قيمة : χ2 في حالة 3أنماط و راثية MMو MNو NNيحسب χ2على الشكل التالي: = (EMMo – EMMt )2/EMMt +(ENNo – ENNt )2/ENNt +(EMNo – EMNt )2/EMNt
χ2
= Eoاألعداد المالحظة Etواألعداد النظرية ( 1787 – 1716 )2 ( 3039 – 2880.6 )2 ( 1303 – 1225.8 )2 2 ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ +ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ = χ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ + 1716 2880.6 1225.8 الصفحة - 145 - :
= 2.93 + 8.71 + 4.86 = 16.5 األستاذ :يوسف األندلسي
حساب قيمة درجة الحرية : ddl عدد الحليالت – عدد األنماط الوراثية = ddl =3–2 =1 احتمال الخطأ αيساوي 0.05أي 5 % قيمة χ2العتبة المقروءة في جدول الوثيقة 2لوحة 4ھي 3.84 = 3.84قيمة χ2العتبة المقروءة = 16.5قيمة χ2العتبة المحسوبة
χ2العتبة المقروءة
>
χ2العتبة المحسوبة
نقول أن ھذه الساكنة ليست متوازنة وال تخضع لقانون Hardy - Weinberg
الشطر من التمرين ) تمرين منزلي ( :
1ـ حساب ترددات الحليالت Mو : N بالنسبة للحليل : M p = (22 + 1/2 x 216) / 730 = 0,178 بالنسبة للحليل : N q = 492 + 1/2 x 216) / 730 = 0,822 2ـ حساب األعداد النظرية المنتظرة لمختلف األنماط الوراثية: MM = p2 x 730 = (0,178)2 x 730 = 23,1 MN = 2pq x 730 = (2 x 0,178 x 0,822) x 730 = 213,6 NN = q2 x 730 = (0,822)2 x 730 = 493,2
3ـ اختبار χ2 χ2 = (22-23,1)2/23,1 + (216-213,6)2/213,6 + (492-493,2)2/493,2 = 0,083 بالرجوع إلى الجدول وبالنسبة لدرجة حرية ddl=3-2=1و احتمال خطأ 5 %نجد أن قيمة العتبة ھي 3,84 نالحظ أن القيمة المحسوبة لـ χاصغر بكثير من العتبة إذن ليس ھناك فرق بين النتائج المالحظة والنتائج النظرية ،ونقول أن ساكنة السكان األصليين الستراليا تخضع لتوازن .Hardy-Weinberg 2
خالصة : في أغلب الحاالت يمكhن نمhوذج Hardy-Weinbergمhن إعطhاء فكhرة مھمhة عhن البنيhة الوراثيhة للسhاكنات الطبيعية ألن فرضية التزاوجات بالصدفة غالبا ما تحتhرم و تhأثيرات الطفhرات و الھجhرة و االنتقhاء ليسhت بالدرجhة التي يمكنھا إحداث اختالف بين ترددات األنماط الوراثية و نموذج Hardy-Weinbergو من تم يمكن استعمال ھذا القانون لوضع توقعات في عدة مجاالت نذكر من بينھا المجال الطبي. الصفحة - 146 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
حالة مورثات مرتبطة بالصبغيات الجنسية:
أ – مثال أول :عند ذبابة الخل ) .أنظر الوثيقة 4لوحة ( 5
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 4انتقال مورثة مرتبطة بالصبغي الجنسي X ترتبط صفة لون العيون عند ذبابة الخل بمورثة محمولة على الصبغي الجنسي Xتتضمن حليلين :الحليل wمتنح مسؤول عن العيون البيضاء .والحليل Sسائد مسؤول عن العيون الحمراء. نضع داخل قفص الساكنة ) قفص يمكن من تتبع تطور تردد األنماط الوراثية وتردد الحليالت ( عددا متساويا من ذكور وإناث ذبابات الخل. نعتبر أن ھذه الساكنة تتوالد وفق النظام البنمكتي ) Panmixieتزاوج بالصدفة ( ،وأنھا في حالة توازن ال تعرف الطفرات وال االنتقاء الطبيعي ،وأنھا كبيرة جدا لتطبيق قوانين االحتماالت ،وأن ترددات الحليلين Sو wھي على التوالي pو qفي الجيل األول . G0 (1أعط األنماط الوراثية الممكنة عند أفراد ھذه الساكنة. (2أحسب تردد األنماط الوراثية في الجيل الثاني .G1ثم قارن نتائج تطبيق قانون Hardy – Weinbergعند كل من الذكور واإلناث. (3ماذا تستنتج من تطبيق قانون H –Wفي حالة مورثة مرتبطة بالجنس. (4يساعد تطبيق قانون Hardy – Weinbergعلى توقع انتشار بعض األمراض عند اإلنسان .وضح ذلك.
(1األنماط الوراثية الممكنة داخل ھذه الساكنة : S عند اإلناث : S X X ، X X w S w S X عند الذكور X : ، Y Y عند األمشاج األنثوية X :
S
،
X
عند األمشاج الذكرية X :
S
،
X
X X
،
w w
w w
،
Y
(2تردد األنماط الوراثية في الجيل الثاني : G1 تردد الحليالت عند الذكور وعند اإلناث متساو ) الساكنة في حالة توازن ( f( w ) = q , f( S ) = p , p + q = 1 شبكة التزاوج في ھذه الساكنة : Y X Y
q S
p
X X X
pq X Y
w
q الصفحة - 147 - :
q2
X X
w p S w
p2
w w
X X X
X X pq
S S S
X
S
p
S w
X q األستاذ :يوسف األندلسي
w
تردد األنماط الوراثة عند الجيل الثاني : G1 عند اإلناث f(XwXw) = q2 , f(XSXw) = 2pq , f(XSXS) = p2 : f(XwY) = q عند الذكور , f(XSY) = p : (3عند اإلناث تردد األنماط الوراثية خاضع لقانون ، Hardy – Weinbergأما عند الذكور فان تردد األنماط الوراثية يساوي تردد الحليالت. (4إذا كانت المورثة مرتبطة بالجنس ،فتردد األنماط الوراثية عند اإلناث يبقى خاضعا لقانون H- ،Wحيث A) .f(XaXa) = q2 , f(XAXa) = 2pq , f(XAXA) = p2حليل سائد و aحليل متنح ( .أما عند الذكور فتردد األنماط الوراثية يساوي تردد الحليالت. (5عند الذكور يمكن تقدير تردد المرض بشكل مباشر ألن تردد المظاھر الخارجية يعبر عن تردد الحليالت .أما عند اإلناث فنستعمل شبكة التزاوج ) .أنظر الجدول التالي ( أنثى
ذكر مصاب
غير مصاب
مصابة غير مصابة
الحصيلة q > q2
حالة حليل متنح
q
p
q2
p2+2pq
حالة حليل سائد
p
q
p +2pq
q2
2
اإلناث اقل إصابة من الذكور p2 +2pq>p اإلناث أكثر إصابة من الذكور
ب – تمرين تطبيقي ) .أنظر الوثيقة 1لوحة ( 6
اللوحــــــــــة 6
الوثيقة : 1تمرين تطبيقي الدلتونية عيب في إبصار األلوان ،ويتعلق األمر بشذوذ مرتبط بمورثة محمولة على الصبغي الجنسي .Xينتج ھذا العيب عن حليل d متنحي .بينت دراسة تردد الدلتونية عند ساكنة مكونة من أطفال ،أن تردد الحليل المسؤول عن المرض ھو .q = 0.1 (1أحسب نسبة ظھور المرض عند كل من اإلناث والذكور في ھذه الساكنة .ماذا تستنتج ؟ الھيموفيليا Hمرض وراثي سائد مرتبط بالصبغي الجنسي .Xتردد الحليل المسؤول عن المرض عند ساكنة ھو .p = 0.087 (2أحسب نسبة ظھور المرض عند كل من اإلناث والذكور في ھذه الساكنة .ماذا تستنتج ؟
(1نحسب نسبة ظھور المرض: تكون األنثى مصابة إذا كانت ثنائية التنحيf(Xd,Xd) = q2 = (0.1)2 = 0.01 : بالنسبة للذكور سيكون تردد المرض مساو لتردد الحليل f(Xd,Y) = q = 0.1 : وھكذا فنسبة ظھور المرض عند اإلناث ھي ،1 %ونسبة ظھور المرض عند الذكور ھي ،10 % نستنتج من ھذا أنه في حالة مرض مرتبط بحليل متنحي تكون نسبة احتمال ظھور المرض عند الذكور مرتفعة جدا بالمقارنة مع نسبتھا عند اإلناث. الصفحة - 148 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(2نحسب نسبة ظھور المرض : تردد المرض عند اإلناث :بما أن الحليل المسؤول عن المرض سائد ،ومحمول على الصبغي X فان األنثى ستكون مصابة في حالة تشابه االقتران ) ( XHXHو في حالة اختالف االقتران : XHXn ادن
f(XHXH) = p2
و
f(XHXn) = 2pq
ومنه فان تردد المرض عند اإلناث يساوي p2 + 2pq q = 1 – p = 1 – 0.087 = 0.913 p + q = 1 تردد المرض عند اإلناث يساوي(0.087)2 + 2(0.087 x 0.913) = 0.166 : أي بنسبة 16.6 % تردد المرض عند الذكور :سيكون الذكر مصابا في حالة حمله الصبغي .XH ادن
f(XHY) = p = 1 / 104 = 0.087 أي بنسبة 8.70 %
وھكذا فنسبة ظھور المرض عند اإلناث ھي ،16.6 %ونسبة ظھور المرض عند الذكور ھي % ،8.7نستنتج من ھذا أنه في حالة مرض مرتبط بحليل سائد تكون نسبة احتمال ظھور المرض عند اإلناث مرتفعة بالمقارنة مع نسبتھا عند الذكور. ج – تمرين منزلي :لون الفرو عند القطط ) .أنظر الوثيقة 2لوحة ( 6 اللوحــــــــــة 6
الوثيقة : 2انتقال صفة لون الفرو عند القطط
تتحكم في لون الفرو عند القطط مورثة مرتبطة بالصبغي الجنسي .Xلھذه المورثة حليلين: • حليل Cnيمكن من تركيب الميالنين ،مما يعطي لونا أسودا للفرو. المظھر الخارجي للقطط • حليل Cjيكبح تركيب الميالنين ،مما يعطي لونا أصفرا للفرو. عند عينة من القطط حصلنا على النتائج المبينة على الجدول أمامه: فرو مبقع باألصفر فرو أصفر فرو أسود (1أعط النمط الوراثي المناسب لكل مظھر خارجي. واألسود (2فسر غياب المظھر الخارجي المبقع باألصفر واألسود عند الذكور. 50 0 300 ذكور (3أحسب تردد الحليل Cnوتردد الحليل Cjعند ھذه العينة. 10 50 300 إناث (4ھل تردد الحليل Cnمتطابق عند الجنسين ؟ علل إجابتك. (5أحسب تردد القطات بفرو أسود في الجيل الموالى في حالة ما إذا تمت التزاوجات بشكل عشوائي على مستوى العينة المدروسة.
(1النمط الوراثي المناسب لكل مظھر خارجي ھو :
المظھر الخارجي النمط الوراثي
فرو أسود
X Y
الصفحة - 149 - :
Cn
فرو أسود
X X
Cn Cn
فرو مبقع
X X
Cn Cj
فرو أصفر
فرو أصفر
Cj
Cj
X Y
X X
األستاذ :يوسف األندلسي
Cj
(2يرجع غياب المظھر الخارجي المبقع إلى كون ھذا المظھر يتطلب وجود حليالن Cnو ،Cj بينما الذكور ال يتوفرون إال على صبغي xواحد ،وبالتالي ال يمكن أن نجد الحليالن معا عند الذكور. (3اعتمادا على اإلجابة عن السؤال 1يمكن القيام بالحساب التالي: q = ((300x2)+50+300)/(360x2)+350 =0.89 تردد الحليل ) ( Cnيساوي :q ومنه تردد الحليل ) ( Cjيساوي p = 1 – q = 1 – 0.89 = 0.11 : p (4ال ألن الحليل Cnموجود في نسختين عند األنثى ] ،[Cnوفي نسخة واحدة عند األنثى ] ،[Cn,Cjأما الذكور ] [Cnفيتوفرون على نسخة واحدة من الحليل .Cn ومنه فان تردد الحليل Cnعند اإلناث ھو ((300x2)+50))/(360x2) = 0.90 : وتردد الحليل Cnعند الذكور ھو 300/350 = 0.86 : (5يرجع الحصول على قطات بفرو أسود في الجيل الموالي إلى حدوث إخصاب بين مشيج أنثوي حامل للحليل Cnوآخر ذكر حامل لنفس الحليل. نعلم أن تردد الحليل Cnعند اإلناث ھو ،0.9بينما تردد نفس الحليل عند الذكور ھو ،0.86ومنه فان النسبة المطلوبة ھي 0.90 x 0.86 x 100 = 77.4 %
– Vعوامل تغير الساكنة : الطفرات وتأثيراتھا في المظھر الخارجي: أ – أمثلة لبعض الطفرات. يرتبط تشكل القطع الصدرية عند ذبابة الخل بتدخل آالف )المورثات أنظر الوثيقة 3لوحة .(6 الوثيقة : 3طفرة وراثية عند ذبابة الخل
اللوحــــــــــة 6
مظھر متوحش )عادي(
مظھر طافر قطعة صدرية T3 بمظھر T2
القطعة الصدرية T2
القطعة ذبابة خل بأربعة أجنحة
الصدرية T3
قرن التوازن
في بعض الحاالت تتخذ القطعة الصدرية T3مظھر القطعة الصدرية ،T2فتعطي ذبابة خل بأربعة أجنحة. يصاب الجلد عند اإلنسان بأورام بفعل تأثيرات األشعة البنفسجية للشمس على مورثات خاليا البشرة ،وال تنقل ھذه الطفرات إلى الخلف :إنھا طفرات جسدية. يرجع غياب اللون للفرو عند النمر األبيض إلى طفرة وراثية تسمى .Leucisme يتبين من ھذه األمثلة أن الطفرات ھي مصدر للتغير الوراثي ،فھي تمكن من ظھور حليالت جديدة تسمى بالحليالت الطافرة ،تكون مسؤولة عن ظھور مظاھر خارجية جديدة داخل الساكنة. الصفحة - 150 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – تعريف الطفرة : الطفرة ھي تغير وراثي تلقائي يصيب المادة الوراثية على مستوى المتتالية النيكليوتيدية لجزيئة ،ADNفتؤدي إلى تغير البرنامج الوراثي وبالتالي تغير البروتينات ثم تعدد األشكال الخارجية ألفراد الساكنة. يمكن أن تصيب الطفرات مختلف خاليا الجسم ،لكنھا حينما تصيب الخاليا الوراثية ،تنتقل الطفرة إلى الخلف ،فنتكلم عن طفرة وراثية ) .( Mutation génétique ج – أنواع الطفرات . نجد نوعين من الطفرات الوراثية: – aالطفرات الصبغية : ھي تغيرات وراثية في بنية أو عدد الصبغيات ،ويمكن أن تصيب قطعة من مورثة أو مورثة بكاملھا أو عدة مورثات .تعرف على مختلف أنواع الطفرات الصبغية الممثلة على الوثيقة 4لوحة .6 اللوحــــــــــة 6 الوثيقة : 4الطفرات الصبغية
a
c b a c b a
c b a
a b c
c b a
تغير عدد الصبغيات : إضافة صبغي .Aneuploïdie مضاعفة عدد الصبغيات .Polyploïdie ضياع صبغي .Monoploïdie تغير بنية الصبغي : ضياع قطعة من الصبغي ،عموما يكون لھا تأثير مميت ) ضياع مورثات (. مضاعفة قطعة من الصبغي ،الشيء الذي يزيد عدد نسخ مورثة معينة. انقالب قطعة من الصبغي ،يؤدي إلى تغير في ترتيب المورثات. تبادل قطع من الصبغي بين صبغيين غير متماثلين. الصفحة - 151 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
c b a
( 7 لوحة1 ( ) أنظر الوثيقةPonctuelle ) : – الطفرات الموضعيةb 7 اللوحــــــــــة
الطفرات الموضعية:1الوثيقة
غير أنه توجد.HbA ( عند اإلنسان بواسطة الحليلβ – globuline ) ينتج الخضاب الدموي العادي .مجموعة من الحليالت الطافرة المسببة ألمراض مرتبطة بفقر الدم عند اإلنسان ،β – globuline تمثل المتتاليات النوكليوتيدية أسفله حليالت مختلفة ) السلسلة غير المنسوخة ( لمورثة .ومتتالية األحماض األمينية التي ترمز إليھا . وفسر تأثيرھا في بنية البروتينβ – globuline ( قارن بين أنواع الطفرات التي تصيب مورثة1 .( تعرف مختلف أصناف الطفرات الموضعية من خالل مأل الجدول أسفله بما يناسب2 .( أبرز أھمية الطفرات الموضعية في تعدد الحليالت وتعدد المظاھر الخارجية3
CAC
CTG
ACT
CCT
GAG
GAG
AAG
TCT
GCC
GTT
ACT
GCC
CTG
TGG
GGC
AAG
GTG
المورثة العادية HbA
His
Leu
Thr
Pro
Glu
Glu
Lys
Ser
Ala
Val
Thr
Ala
Leu
Thp
Gly
Lys
Val
البروتين العادي HbA
CAT
CTG
ACT
CCT
GAG
GAG
AAG
TCT
GCC
GTT
ACT
GCC
CTG
TGG
GGC
AAG
GTG
الحليل الطافر Hba1
His
Leu
Thr
Pro
Glu
Glu
Lys
Ser
Ala
Val
Thr
Ala
Leu
Thp
Gly
Lys
Val HbA البروتين
CAC
CTG
ACT
CCT
GTG
GAG
AAG
TCT
GCC
GTT
ACT
GCC
CTG
TGG
GGC
AAG
GTG
His
Leu
Thr
Pro
Val
Glu
Lys
Ser
Ala
Val
Thr
Ala
Leu
Thp
Gly
Lys
Val HbS البروتين
CAC
CTG
ACT
CCT
AAG
GAG
AAG
TCT
GCC
GTT
ACT
GCC
CTG
TGG
GGC
AAG
الحليل الطافر HbS
GTG
الحليل الطافر
HbC
His
Leu
Thr
Pro
Lys
Glu
Lys
Ser
Ala
Val
Thr
Ala
Leu
Thp
Gly
Lys
Val
البروتين HbC
CAT
CTG
ACT
CCT
GAG
GAG
AAG
TCT
GCC
GTT
ACT
GCC
CTG
TAG
GGC
AAG
GTG
الحليل الطافر Tha2
His
Leu
Thr
Pro
Glu
Glu
Lys
Ser
Ala
Val
Thr
Ala
Leu
البروتين Tha2
-A
CAC
CTG
ACT
CCT
GGG
AGA
AGT
CTG
CCG
TTA
CTG
CCC
TGT
GGG
GCA
AGG
His
Leu
Thr
Pro
Glu
Arg
Ser
Leu
Pro
Leu
Leu
Pro
Cys
Gly
Ala
Arg
TGA
الحليل الطافر Tha3
Tha3 البروتين
+C الحليل الطافر Tha4
CAC
CTG
ACT
CCT
GAG
GAG
AAG
CTC
TGC
CGT
TAC
TGC
CCT
GTG
GGG
CAA
GGT
His
Leu
Thr
Pro
Glu
Glu
Lys
Lru
Cys
Arg
Tyr
Cys
Pro
Val
Gly
Gln
Gly Tha4 البروتين
يوسف األندلسي: األستاذ
- 152 - : الصفحة
(1تتجلى الطفرات التي تصيب مورثة β – globulineفي استبدال أو إضافة أو حذف قاعدة ازوتية ،الشيء الذي يؤدي إلى تغير قراءة المتتالية الوراثية .ويؤدي إلى توقف تركيب البروتين ،أو تركيب بروتين مخالف .فينتج عن ذلك أمراضا مختلفة. (2مأل الجدول :
اللوحــــــــــة 7
الحليل
نوع التغير على مستوى الحليل
Hba1
استبدال قاعدة بأخرى ) استبدال Cبـ (T
ال شيء
HbS
استبدال القاعدة األزوتية A : 14بـ T
استبدال حمض أميني بآخر
استبدال القاعدة األزوتية G : 13بـ A استبدال القاعدة األزوتية G : 41بـ A
صنف الطفرة
النتائج على مستوى البروتين
طفرة صامتة Silencieuse المعنى الخاطئ Faux sens
استبدال حمض أميني بآخر
المعنى الخاطئ Faux sens
توقف القراءة في موقع االستبدال
بدون معنى
Tha3
ضياع القاعدة األزوتية ( A ) 14
تغير طور القراءة :استبدال كافة األحماض األمينية بعد موقع االستبدال
ضياع
Frame – shift
Tha4
إضافة القاعدة األزوتية ( C ) 22
تغير طور القراءة
إضافة
Frame – shift
HbC Tha2
Non sens
(3الطفرة ھي ظاھرة تمكن من ظھور حليالت جديدة ،وبذلك تعد مصدر التغير الوراثي داخل الساكنة الطبيعية لكونھا مسؤولة عن ظھور أنماط وراثية جديدة. د – العالقة بين نسبة الطفرات وتردد الحليالت داخل الساكنة .أنظر الوثيقة 1لوحة .8 الوثيقة : 1تأثير الطفرات في المحتوى الجيني للساكنة. يعطي الجدول أسفله نسبة الطفرات المقاسة بالنسبة لمورثة معينة عند أربع متعضيات مختلفة. ماذا تالحظ ؟ يعطي الرسم أمامه نموذج تفسيري لتأثير الطفرات على المحتوى الجيني للساكنة .أتمم ھذا الشكل ثم استنتج. المتعضي حمة العاثية بكتيريا Escherichia Coli الذرة ذبابة الخل
نسبة الطفرة في الجيل 2.5 . 10-9 2 . 10-8 2.9 . 10-4 2.6 . 10-5
a
a
a
A a
A
a
a A
a
a
a a A A
A A
ظھور الحليل aبواسطة Aطفرة a
اللوحــــــــــة 8 a
a
A a
A
a
a
a a
a
A
A
f(A) = p = ………..……. f(a) = q = ………..…….
A A
A A
A a
a
A
…f(A) = p = ………….. …f(a) = q = …………..
نالحظ أن نسبة الطفرات ضعيفة جدا ،ألن تغير تردد الحليالت داخل الساكنة بواسطة الطفرات المتكررة يكون ضعيفا جدا خالل الفترة التي تتضمن أجياال محدودة ،غير أنھا تصبح مھمة مع تعدد األجيال. تكون الطفرات تبادلية ،وعيله تحدد نسبة الطفرة من خالل نسبة الطفرة من Aنحو aناقص نسبة الطفرة العكسية من aنحو ).Aنسبة الطفرة ھي نسبة الطفرة من Aنحو aناقص الطفرة من a نحو.(A نستنتج أن الطفرة ھي ظاھرة تمكن من ظھور حليالت جديدة ،وتعد بذلك مصدرا للتغير الوراثي داخل الساكنة. الصفحة - 153 - :
A
األستاذ :يوسف األندلسي
االنتقاء الطبيعي .La sélection naturelle أ – مفھوم االنتقاء الطبيعي .أنظر الوثيقة 2لوحة 8 الوثيقة : 2بعض مظاھر االنتقاء الطبيعي
اللوحــــــــــة 8
استخرج من خالل شكلي ھذه الوثيقة أبرز العوامل المتدخلة في االنتقاء الطبيعي
أ -ليس لمختلف الكائنات المؤھالت نفسھا على البقاء قيد الحياة
ب – اختيار الشريك الجنسي يتم بناء على مجموعة من الخاصيات التي ترتبط بالنمط الوراثي للفرد . ) استعراض زاھي مميز للريش عند ذكر الطاووس (
تعد خاصيات الساكنة المثالية المقترحة من طرف Hardy – weinbergبعيدة عن واقع الساكنة الطبيعية ،فليس لجميع أفراد ھذه الساكنة القدرة نفسھا على إعطاء خلف قادر على العيش. مثال : 1داخل حميلة بيئية تقوم الحيوانات المفترسة بافتراس حيوانات وبالتالي ليس لمختلف الكائنات المؤھالت نفسھا للبقاء على قيد الحياة ).القدرة التفاضلية على العيش ( مثال : 2اختيار الشريك الجنسي يرتبط بخاصيات مرتبطة بالنمط الوراثي للفرد. ) االختيار التفاضلي لألزواج ( استنتاج :يتبين من المعطيات السابقة أن أقدر األفراد على العيش وعلى التوالد بشكل أفضل ھو الذي يساھم في انتقال المحتوى الجيني بشكل تفاضلي لألجيال الموالية ،الشيء الذي سيترتب عنه تغيير في البنية الوراثية للساكنة .يسمى تغير تردد الحليالت عبر األجيال باالنتقاء الطبيعي. ب – دراسة مثال لالنتقاء الطبيعي .أنظر الوثيقة 3لوحة 8
اللوحــــــــــة 8
الوثيقة : 3تغير تردد أرفية السندر حسب اللون أرفية السندر Biston betulariaفراشة ليلية تستريح في النھار على أغصان السندر .في انجلترا وإلى منتصف القرن التاسع عشر ،كانت الغالبية الكبرى لھذه الفراشات ذات لون فاتح .لكن بعد ذلك أصبحت الفراشات ذات اللون الداكن أكثر ترددا قرب المناطق الصناعية ،بينما ظلت الفراشات ذات اللون الفاتح أكثر انتشارا في األرياف. في سنة 1955قام الباحث Kettlewellبايسام مجموعة من فراشات األرفية السوداء والبيضاء وأطلقھا في منطقتين مختلفتين :منطقة برمنغاھم Birminghamالتي تحتوي على أشجار ذات أغصان داكنة بفعل التلوث ) الميالنيزم الصناعي Mélanisme ،( industrielleومنطقة دوسي Dosetالتي تحتوي على أشجار غير ملوثة .بعد ذلك عمل على اصطيادھا من جديد مع حساب نسب ترددھا .يلخص الجدول أسفله نتائج ھذه الدراسة : (1ماذا تالحظ فيما يخص توزيع شكلي ھذه الفراشة ؟ (2أوجد تفسيرا لتردد الفراشتين في كل من المنطقتين المدروستين إذا علمت أن ھذه الفراشات تستھلك من طرف بعض الطيور.
في دوسي
عدد الفراشات الموسومة والمحررة عدد الفراشات الموسومة المصطادة نسبة الفراشات الموسومة المصطادة الصفحة - 154 - :
في برمنغاھم
داكنة
فاتحة
داكنة
فاتحة
474
496
154
64
30
62
82
16
% 6.3
% % 53.2 12.5
األستاذ :يوسف األندلسي
% 25
(1نالحظ في منطقة دوسي غير الملوثة يكون تردد الفراشات الفاتحة أكبر من تردد الفراشات الداكنة .بينما في منطقة برمنغاھم الصناعية يكون تردد الفراشات الداكنة أكبر من تردد الفراشات الفاتحة. (2يفسر اختالف تردد المظاھر الخارجية بين المنطقتين بتأثير الطيور المفترسة: أنظر الوثيقة 1لوحة 9
اللوحــــــــــة 9
الوثيقة 1
في المنطقة الصناعية أصبحت جذوع األشجار داكنة ،مما يجعل من السھل رؤية الفراشات الفاتحة اللون من طرف الطيور المفترسة ،فتتعرض لالفتراس بنسبة كبيرة. في المنطقة غير الصناعية بقيت جذوع األشجار فاتحة ،فيكون من السھل على الطيور المفترسة رؤية الفراشات الداكنة ،وھذا ما يعرض ھذه الفئة لالفتراس بنسبة أكبر. يعود إذن توزيع الفراشات في ھذه المناطق إلى اختالف مؤھالت البقاء عند ھذه الفراشات ،وھو عامل من عوامل االنتقاء الطبيعي .حيث أن أفرادا بمظھر وراثي معين يكون لديھم احتمال أكبر على البقاء وبالتالي نقل مورثاتھم بشكل تفاضلي لألجيال الموالية. ج – تأثير لالنتقاء الطبيعي على تردد الحليالت .أنظر الوثيقة 2لوحة 9
اللوحــــــــــة 9
الوثيقة : 2تأثير االنتقاء على تردد الحليالت عند أرفية السندر يتحكم في لون فراشة األرفية حليلين :المظھر الخارجي الداكن مرموز بواسطة الحليل السائد .Cوالمظھر الخارجي الفاتح مرموز بواسطة الحليل المتنحي . c يعطي المبيان أسفله تردد حليلي أرفية السندر في المنطقة الصناعية لمانشستر Manchesterخالل 100سنة. حلل المبيان واستنتج تأثير االنتقاء الطبيعي على تردد الحليالت في ھذه الساكنة. 1,00
التردد
0,90 0,80 0,70
الحليل Cـــــــــــــــ
0,60 0,50
الحليل - - - - - c
0,40 0,30 0,20 0,10 1948
ال سنوات
1928
1908
1888
1868
0,00 1848
في ساكنة المنطقة الصناعية انخفض تدريجيا تردد الحليل المتنحي cالذي يرمز للمظھر الفاتح ،إلى أن انعدم في سنة .1948بالمقابل يعوض ھذا النقصان في تردد الحليل المتنحي بازدياد تردد الحليل السائد Cالذي يوجه المظھر الخارجي الداكن ،إلى أن بلغ القيمة .( p = 1 ) 1 الصفحة - 155 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
نستنتج من ھذه المالحظات أن ظاھرة االنتقاء الطبيعي تؤثر على تردد الحليالت مع توالي األجيال، وبذلك تنتشر وتشيع بعض الحليالت فتعطي لألفراد الحاملة لھا انتقاء تفاضليا ،في حين تتقلص أخرى وتنقرض .وينتج عن كل ھذا تغيير في البنية الوراثية للساكنة. د – القيمة االنتقائية .أنظر الوثيقة 3لوحة 9
اللوحــــــــــة 9
الوثيقة : 3القيمة االنتقائية
القيمة االنتقائية ) (Valeur sélectiveتعبر عن قدرة فرد معين على نقل حليالته إلى الجيل الموالي .ونميز بين: • القيمة االنتقائية المطلقة لنمط وراثي معين :ھي عدد األفراد الذين ينجبھم في المعدل كل فرد حامل لھذا النمط الوراثي، والقادرين على العيش وعلى نقل حليالتھم إلى الجيل الموالي .ويمكن التعبير عنھا بالصيغة التالية : القيمة االنتقائية المطلقة = •
نسبة النمط الوراثي عند الجيل G1
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
نسبة النمط الوراثي عند الجيل G0
القيمة االنتقائية النسبية :تعطى القيمة 1للنمط الوراثي ذو أعلى قيمة انتقائية مطلقة .أما بالنسبة لألنماط الوراثية األخرى، فتساوي القيمة االنتقائية المطلقة للنمط الوراثي المعني مقسومة على القيمة االنتقائية المطلقة للنمط الوراثي األكثر ارتفاعا.
في منطقة صناعية تم إحصاء عدد كل من الفراشات الفاتحة والقاتمة في فترتين متباعدتين فجاءت النتائج على الشكل التالي : عدد الفراشات المحصاة في بداية الدراسة
عدد الفراشات المحصاة في نھاية الدراسة
الفراشات الفاتحة
64
16
الفراشات الداكنة
154
82
نسبة الفراشات القادرة على العيش والتوالد
القيمة االنتقائية المطلقة
القيمة االنتقائية النسبية
باعتمادك على التعاريف المدرجة في الوثيقة أعاله ،أحسب القيم االنتقائية لكل من الفراشة الفاتحة والداكنة في ھذه المنطقة الصناعية، وامأل الجدول ،ثم علق على النتائج المحصل عليھا.
بناء على القيمة االنتقائية التي تعبر عن قدرة فرد معين على نقل حليالته إلى الجيل الموالي ،يبدو أن الفراشات الداكنة لھا قدرة كبيرة على نقل حليالتھا إلى الخلف في المنطقة الصناعية. ھـ – أنواع االنتقاء الطبيعي .أنظر الوثيقة 1لوحة .10
اللوحــــــــــة 10
الوثيقة :1أنواع االنتقاء الطبيعي يمثل المنحنى المتواصل توزيع المظاھر داخل ساكنة ،والمنحنى المتقطع توزيع الساكنة األصلية التردد
التردد
التردد االنتقاء االتجاھي
التردد
االنتقاء التباعدي
االنتقاء المثبت
ساكنة أصلية
.......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ....... ....... .......
يمثل المنحنى توزيع األنماط داخل الساكنة
تتوزع المظاھر الخارجية داخل الساكنة حسب نوع االنتقاء الطبيعي اتجاھي ،أو مثبت أو تباعدي. الصفحة - 156 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
االنحراف الجيني :Dérive génétique
أ – مفھوم االنحراف الجيني .أنظر الوثيقة 2لوحة .10
اللوحــــــــــة 10
الوثيقة : 2مفھوم االنحراف الجيني قام Steinbergبدراسة ترتبط بتردد الفصائل الدموية عند ساكنة ،Les Huttéritesيتعلق األمر بتجمع عقائدي » ، « Secteھاجر من سويسرا إلى روسيا ومن تم خالل سنة 1880إلى أمريكا الشمالية حيث كون سلسلة من المستعمرات في Docotaو Montanaوفي أجزاء قريبة من كندا .يمثل الشكل أ من الوثيقة النتائج التي توصل إليھا Steinberg (1قارن بين معطيات الجدول .ماذا تستنتج ؟ فسر Steinbergالبنية الوراثية لساكنة Les Huttérites بتعرضھا لظاھرة تسمى االنحراف الجيني .لتعرف ھذه الظاھرة نقترح عليك الرسم التخطيطي أسفله ،والذي يمثل نموذجا تفسيريا لھذه الظاھرة. (2 (3 (4
الشكل أ
الفصيلة الدموية عند أفراد التجمع العقائدي عند أغلب الساكنات األوربية واألمريكية
O
A
تقارب 29 %
45 %
تفوق 40 %
% - 30 % 40
أحسب تردد مختلف المظاھر الخارجية في ھذه الساكنات. علق على معطيات ھذه الوثيقة موضحا فيما تتجلى ظاھرة االنحراف الجيني. على ضوء ھذه المعطيات فسر أصل البنية الوراثية المسجلة عند ساكنة . Les Huttérites
…… = ]f[A
=][A
=][a
f[A] = ……...
…………...
....................
…… = ]f[a …………..
…………… = ]f[A ساكنة مؤسسة 1
…………… = ]f[a
عينة من الساكنة قابلة للتوالد
تطور الساكنة نتيجة تعيان بالصدفة
…………… = ]f[A …… = ]f[A
…………… = ]f[a
…………...
عينة من الساكنة قابلة للتوالد
…… = ]f[a f[a] = ……...
…………..
....................
ساكنة مؤسسة 2
ساكنة أصل صغيرة الحجم
(1ھناك اختالف واضح في نسبة الفصيلتين الدمويتين Aو Oبين أغلب الساكنات األوربية واألمريكية وبين أفراد التجمع العقائدي ،حيث نجد عند ھذا األخير تردد الفصيلة الدموية O منخفض وتردد الفصيلة الدموية Aمرتفع. نستنتج من ھذا أن بنية ساكنة Les huttéritesتختلف عن بنية الساكنات األوربية واألمريكية )ليس لھا نفس المحتوى الجيني(. (2أنظر الوثيقة. (3انبثقت الساكنة 1عن ھجرة مجموعة صغيرة من الساكنة األصلية ،ونظرا لتعيان عرضي )بالصدفة( Echantillonnage aléatoireتضمنت ھذه المجموعة فردين فقط يحمالن المظھر المتوحش مما سبب تغيرا في البنية الوراثية لھذه الساكنة مقارنة مع الساكنة األصلية .صدفة وقع التزاوج بين أفراد تحمل الصفة الطافرة فحدث إقصاء المظھر المتوحش في الجيل الثاني مع تثبيت المظھر المتنحي. الصفحة - 157 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(4تولدت ساكنة Les huttéritesعن عينات صغيرة انطلقت من ساكنة أصلية .ونتيجة لھذا التعيان العرضي تضمنت ھذه المجموعة محتوى جيني يختلف عن المحتوى الجيني للساكنة األصل فتعرضت بعد ذلك لتقلبات في تردد الحليالت نظرا لصغر حجمھا. ب – تأثير ظاھرة االنحراف في المحتوى الجيني .أنظر الوثيقة 1لوحة .11 الوثيقة : 1 يعطي الرسم البياني أمامه ،محاكاة باستخدام نظام المعلوميات، لتقلب تردد الحليالت خالل عدة أجيال ،عند ثالث ساكنات صغيرة الحجم. (1
ما ھي الظاھرة التي يعبر عنھا ھذا المبيان ؟
(2
من خالل تحليل ھذا المبيان ،أبرز مظاھر ھذه الظاھرة، وتأثيرھا على البنية الوراثية للساكنة.
(3من خالل معطيات المبيان ،والمعلومات المقدمة في الوثيقة السابقة ،أعط تعريفا لظاھرة االنحراف الجيني.
اللوحــــــــــة 11 تردد الحليل a
تثبيت الحليل a
1
الساكنة 1
0.8 0.6
الساكنة 2
األجيال
0.4
الساكنة 3
إقصاء الحليل a
0.2 0
15
10
5
0
(1يتقلب تردد الحليل aفي الساكنات الثالث بشكل عشوائي بين 0و 1اللتان تمثالن القيمتين الحدين للتردد في كل جيل .وھكذا توجد وضعيتان حدان تتحققان عاجال أو آجال وھما: إقصاء الحليل :( q = 0 ) aحالة الساكنة .3تثبيت الحليل :( q = 1 ) aحالة الساكنة .1 ج – خالصة :مفھوم االنحراف الجيني. يشير االنحراف الجيني إلى التقلبات العشوائية لتردد الحليالت داخل ساكنة من جيل آلخر مما يؤدى إلى انخفاض تعدد األشكال الجينية داخل الساكنة. يحدث االنحراف الجيني داخل الساكنات الصغيرة. ال يخضع االنحراف الجيني لتأثير الوسط ،وال لالنتقاء الطبيعي ،بل يعود للصدفة ،ففي الساكنات الطبيعية ليس جميع األفراد قادرون على التوالد ،وعليه ستكون بعض الحليالت أكثر تمثيلية في الجيل الموالي.
الھجرة :La migration
أ – حالة الھجرة األحادية االتجاه .Unidirectionnelleأنظر الوثيقة 2لوحة 11
اللوحــــــــــة 11 الوثيقة : 2الھجرة األحادية االتجاه نظرا للتمييز العنصري الذي ظل سائدا في الواليات المتحدة األمريكية فfان كfل فfرد نfاتج عfن زواج مختلط ) خالسي ( Métisيعد منتميا إلى الساكنة السوداء .وبھذا يتم نقل الحليالت في اتجاه واحد من البيض نحو السود. لتعرف تfأثير ھfذه الھجfرة فfي البنيfة الوراثيfة للسfاكنة السfوداء ،قfام Gaussو Liسfنة 1953بدراسfة تطfور تfردد الحليfل Roلنظfام ريزوس ) ( Rhésusعند ھذه الساكنة .ويلخص الجدول على الشكل أ من الوثيقة نتائج ھذه الدراسة. (1قارن بين معطيات الجدول ثم استنتج. لتفسير أصل البنية الوراثية لساكنة سود أمريكا ،نقترح عليك نموذج الھجرة األحادية االتجاه ،كما ھو ممثل على الشكل ب من ھذه الوثيقة. (2باستعمال المعلومات المقدمة في الشكل ج من الوثيقة ،أحسب التدفق الھجري mو تردد الحليلين Aو aعند ساكنة الجزيرة بعد الھجرة. (3علما أن البنية الوراثية لساكنة القارة تضل مستقرة ،ماذا تستنتج فيما يخص البنية الوراثية لساكنة الجزيرة ؟ (4كيف تفسر إذن أصل البنية الوراثية لساكنة سود أمريكا ؟ الصفحة - 158 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الشكل ج التدفق الھجري : mھو نسبة المھاجرين الذين يتدفقون على الساكنة المستقبلة في كل جيل ،ويحسب بتطبيق المعادلة التالية )m=n/(N+n = Nعدد أفراد الساكنة المستقبلة = n ،عدد المھاجرين. تمكن النسبة mمن حساب تردد حليل معين بعد الھجرة بتطبيق المعادلة التالية p1=(1-m)p0=mpm يمثل : pmتردد الحليل السائد في ساكنة القارة .و p0تردد الحليل السائد عند ساكنة الجزيرة قبل الھجرة.
الشكل أ تردد الحليل Ro
الســــــاكــــــنــــــــــــــــات عند الساكنة األصلية السوداء )الساكنات اإلفريقية أصل العبيد( الساكنة السوداء سنة 1953بعد عشرة أجيال من معاھدة العبيد. عند الساكنة البيضاء للواليات المتحدة األمريكية ولساكنة أوروبا التي لم تتغير منذ القرن 18
0.63 0.446 0.028
ساكنة الجزيرة ) Nساكن (
الشكل ب
Aa
تردد الحليالت في الجيل G0في ساكنة الجزيرة f(A) = p0 = 0.4 : f(a) = q0 = 0.6
aa Aa
aa
تردد الحليالت في الجيل G1 بعد الھجرة: f(A) = p1 = ……... f(a) = q1 = ……...
aa
Aa aa
AA
Aa
AA
Aa
AA
aa
Aa
AA
Aa
Aa
Aa
Aa aa AA AA
AA AA Aa AA
aa
AA AA
AA AA Aa AA
nمھاجر
aa
AA AA
AA
AA
Aa Aa
Aa AA Aa
AA
aa
Aa
تردد الحليالت في ساكنة القارة : f(A) = pm = 0.7 f(a) = qm = 0.3
AA aa
ساكنة القارة
AA Aa
AA
aa Aa
(1يالحظ أن تردد الحليل R0عند الساكنة السوداء ألمريكا منخفض بالمقارنة مع الساكنة اإلفريقية أصل العبيد .وأن تردد ھذا الحليل ناذر عند الساكنة البيضاء ألمريكا وأن نسبته لم تختلف عند ساكنة أوروبا أصل بيض أمريكا. نستنتج من ھذا أن البنية الوراثية للساكنة السوداء ألمريكا قد تغيرت ،بينما البنية الوراثية لساكنتھا البيضاء لم تتغير. n 4 (2حساب التدفق الھجري = 0.28 :mــــــــــــــــــــــــ = ـــــــــــــــــــــ = m )(N+n ) ( 4 + 10
حساب تردد الحليل Aعند ساكنة الجزيرة بعد الھجرة ھو :f(A) = p1 f(A) = p1 = ( 1 – m ) p0 + mpm ) = ( 1 – 0.28 ) x 0.4 + ( 0.28 x 0.7 = 0.484 f(A) = p1 = 0.48
حساب تردد الحليل aعند ساكنة الجزيرة بعد الھجرة f(a) = q1 : f(a) = q1 = ( 1 – m ) q0 + mqm ) = ( 1 – 0.28 ) x 0.6 + ( 0.28 x 0.3 = 0.516
p1 + q1 = 1
f(a) = q1 = 0.52 الصفحة - 159 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(3يالحظ ارتفاع في تردد الحليل Aعند ساكنة الجزيرة بعد الھجرة .إذا استمرت الھجرة على ھذا المنوال ،ستتجه البنية الوراثية لساكنة الجزيرة نحو البنية الوراثية لساكنة القارة. (4نفسر تغير البنية الوراثية للساكنة السوداء في أمريكا بظاھرة الھجرة .فھناك تدفق ھجري أحادي االتجاه من البيض نحو السود دون ھجرة معاكسة .وبناء على ھذا ستتغير الخاصيات الوراثية للساكنة السوداء دون تغير في التركيب الوراثي للساكنة أصل الھجرة. ب – حالة الھجرة المتعددة االتجاھات .Multidirectionnelleأنظر الوثيقة 1لوحة .12 الوثيقة 1
الشكل "ب"
الشكل " أ "
: يمثfffffل الشfffffكل " أ " نمfffffوذج تدفق ھجfري متعfدد االتجاھfات بffffين خمffffس سffffاكنات تقطffffن خمfffffس جزيfffffرات أرخبيليfffffة. ويمثل الشكل "ب" تطور تfردد حليfffل Aلfffدى ھfffذه السfffاكنات الخمfffffس تحfffffت تfffffأثير ھfffffذه الھجfffرة .حلfffل مبيfffان الشfffكل "ب" ثم استنتج.
اللوحــــــــــة 12 تردد الحليل A
1
1.0
0.8
2 5
3
40
0.4 0.2
األجيال 4
0.6
30
20
10
0
في البداية كان تردد الحليل Aجد مختلف بين ھذه الساكنات ،مثال كان التردد عند الساكنة ھو )f(A ،= 1وعند الساكنة ھو f(A) = 0.5وعند الساكنة ھو .f(A) = 0 تحت تأثير التدفق الھجري المتعدد االتجاھات ،ومع مرور األجيال ،بدأت تتقلص االختالفات الحاصلة في تردد الحليالت تدريجيا بين مختلف ھذه الساكنات ،فنحت كلھا إلى تردد حليلي مشترك يقابل معدل تردد الحليالت عند ھذه الساكنات ) .( f(A) = 0.5 إذن يحدث تحت تأثير التدفق الھجري المتعدد االتجاھات خلط وراثي يؤدي إلى تجانس الساكنات والحد من تنوعھا.
– VIمفھوم النوع : L'espèce إذا كانت الساكنة ھي مجموع األفراد المنتمين لنفس النوع ،فماذا نعني بالنوع ،وما المعايير المميزة له ؟ أ – المعايير المميزة للنوع – aالمعيار المرفولوجي والسلوكيMorphologiques , Comportemental : يتمثل المعيار المورفولوجي في تشابه الشكل ،لكن إلى أي حد يمكن ھذا المعيار من تمييز نوع عن آخر ؟ مثال : 1ينتشر النمر حاليا في جنوب شرق آسيا ويوزع على خمس ساكنات :نمر البنغال ،نمر سيبيريا ،نمر الھند الصينية ،نمر الصين .لھذه الساكنات خصائص مرفولوجية مشتركة. مثال : 2ھناك اختالفات مرفولوجية بين الكالب إال أنھا تنتمي لنفس النوع. مثال : 3طائر السمنة يتضمن عدة أنواع متشابھة مرفولوجيا لكنھا تختلف فيما بينھا بمجموعة من المعايير المميزة لكل نوع كالمعايير السلوكية. أنظر الوثيقة 2لوحة .12 الصفحة - 160 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 12 الوثيقة 2 السمنة La griveطائر من جنس " " Catharusيتضمن عدة أنواع جد متشابھة مرفولوجيا لكنھا تختلف فيما بينھا بمجموعة من الخاصيات )المعايير( المميزة لكل نوع .ويعطي الجدول التالي بعض خاصيات أربعة أنواع من ھذا الطائر تقطن أمريكا الشمالية. من خالل تحليل ھذه المعطيات بين الخاصيات المعتمدة لتصنيف ھذه الطيور.
الخاصيات مسكن الزواج أماكن الصيد بناء العش غناء أثناء الطيران
Catharus fuscescens أراض مشجرة ذات أدغال وافرة على التربة وعلى األشجار فوق التربة منعدم
Catharus minimus غابات الصنوبر غير كاملة النمو
Catharus guttatus
Catharus ustulatus
أشجار المخروطيات
غابات المخروطيات
على التربة
غالبا على األشجار
على التربة
فوق التربة منعدم
على األشجار منعدم
على األشجار موجود
يتبين من ھذه األمثلة قصور المعيار المرفولوجي في تحديد النوع. – bالمعيار االكولوجي ) البيئي ( Ecologique :
تتوفر أفراد نوع معين على خصائص تكيفية مميزة كالمحيا والسلوك الغذائي والدفاعي والجنسي ،مما يساعد على االندماج داخل عشيرة إحيائية. – cالمعيار الفزيولوجي Morphologique :أنظر الوثيقة 3لوحة 12 الوثيقة : 3 يعطfffي الجfffدول التfffالي كميfffة طfffرح CO2حسfffب درجfffة حfffرارة الوسfffط مfffن طfffرف نfffوعين مfffن الطيfffور ينتميfffان إلfffى جfffنس ) Emberizaالصور أسفله ( .من خالل معطيfات ھfذا الجfدول حfدد المعيfار األساسي المعتمد في تمييز نوعي طائر الشرشور. Emberiza hortulana
Emberiza citrinella
شرشور أرطالن
شرشور أصفر درجة حرارة الوسط ) ( °C كمية CO2 المطروح ب (mg/mg)/h
Eberiza hortulata Emberiza citrinella
اللوحــــــــــة 12
-5
0
05
25 15
11
10.5
09
05 07
08
07.5
07
4.5 06
تتشابه طيور الشرشور مرفولوجيا لكنھا تختلف من حيث كمية طرح CO2حسب درجة حرارة الوسط ،وھذا معيار فيزيولوجي يمكن من التمييز بين نوعي طائر الشرشور الصفحة - 161 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– dالمعيار البيوكيميائي ووراثية Biochimique Et génétique :
أنظر الوثيقة 4لوحة 12
اللوحــــــــــة 12
الوثيقة : 4 السمندل Salamandreحيوان برمfائي ،أنجfزت عليfه مجموعfة مfن الدراسfات قصfد التمييز بين أنواعه .تعطي الجدول أسfفله نتfائج التحليfل الكرومfاتوغرافي لبfروتينين مستخلصfين مfن ثالثfة أنواع من السمندل .مكنت ھذه الدراسة من تحديد عدد وتردد الحليالت الرامزة لكل بروتين عند كل نوع. تعبر القيم بين قوسين عن تردد الحليالت. قارن بين ھذه المعطيات واستخلص المعيار الذي اعتمد لتمييز ھذه األنواع من السمندل. المورثة
البروتين
عدد a الحليالت 7
الزالل
عدد b الحليالت 7
Lactose déshyddéshyd rogenase
Triton alpestris (0.2) a3 (0.8) a4 (0.1) b1 (0.55) b3
Triton marmoratus
Triton vulgaris
(1) a2
(1) a6
(1)b7
(1) b1
(0.35) b4
نالحظ أن عدد وتردد الحليالت الرامزة للبروتينين يختلف عند كل نوع من أنواع السمندل .نستنتج إذن أن المعيار البيوكميائي والوراثي يمكن أن يعتمد في تمييز األنواع. – eمعيار الخصوبة La fécondité :
إن خاصية التزاوج مع إعطاء خلف خصيب من أھم المعايير البيولوجية المعتمدة في تمييز النوع. ب – تعريف النوع : يتكون النوع من مجموع الساكنات الطبيعية التي تتزاوج فيما بينھا زواجا حقيقيا ،أو تكون قادرة على ذلك ،والمعزولة جنسيا عن الساكنات األخرى المشابھة لھا. تجمع بين أفراد نفس النوع مجموعة من الخاصيات المشتركة :مرفولوجية ،شراحية ،فزيولوجية، بيوكيميائية ،ووراثية .ويعد اإلخصاب المتبادل والخلف الخصيب الخاصيتين األساسيتين المميزتين للنوع.
الصفحة - 162 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوحدة الخامسة ﻋﻠﻢ اﻟﻤﻨﺎﻋﺔ . مـــدخـــل عـــــام : يعيش اإلنسان باسhتمرار فhي وسhط ملhيء بعhدة عناصhر أجنبيhة ،وتشhكل الجhراثيم جhزءا ھامhا مhن ھhذه العناصhhر .يhhؤدي دخhhول بعhhض العناصhhر األجنبيhhة إلhhى الجسhhم إلhhى ردود فعhhل تhhدعى اسhhتجابات مناعتيhhة ،Les réponses immunitairesيقوم بھا الجسم للدفاع عن تماميته . Son intégrité
انطالقا من ھنا يمكن طرح اإلشكاليات التالية : (1 (2 (3 (4
كيف يميز الجسم بين ما ھو ذاتي وما ھو غير ذاتي ؟ ) ( Le soi et le non soi ما ھي استجابة الجسم اتجاه ما ھو غير ذاتي ؟ ما ھو نوع التواصل الذي يربط بين مختلف العناصر المتدخلة في االستجابات المناعتية ؟ إلى أي حد تمكن معرفة آليات االستجابة المناعتية من تفسير االضطرابات المناعتية قصد التفكير في تعويض الجھاز المناعتي المخرب.
الصفحة - 163 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل األول
ﺗﻌﺮف اﻟﺠﺴﻢ ﻣﺎ ﻫﻮ ذاﺗﻲ وﻣﺎ ﻫﻮ ﻏﻴﺮ ذاﺗﻲ . مقدمة :يقوم الجسم بردود أفعال طبيعية دفاعية ضد األجسام الغريبة فكيف يتعرف الجسم على ھذه العناصر الغريبة أو الغير الذاتية و يميزھا عن ما ھو ذاتي ؟
– Ιالكشف التجريبي عن التالؤم بين األنسجة: 1تجارب ومالحظات:
أ – تطعيم الجلد عند اإلنسان :أنظر الوثيقة 1الوثيقة 2لوحة 1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة : 1تطعيم الجلد عند اإلنسان بينت المالحظات السريرية عند اإلنسان أنه في حالة تطعيم جلدي بين معط Aومتلق ،B تنمو بداخل الطعم عروق دموية بشكل جيد وتتكاثر خالياه بكيفية عادية ) الشكل ،( 1إال أنه يدمر بعد 12يوما ) رفض الطعم ( ) الشكل .( 2 حلل ھذه المعطيات ثم اقترح تفسيرا لرد فعل الجسم اتجاه الطعم.
الشكل ب
الشكل أ
• يتبين من الوثيقة 1لوحة 1أن الطعم يرفض بعد 12يوما ،ھذا يعني أن الجسم يتعرف على جلد ال ينتمي لنفس الجسم ،فيعتبره عنصرا غير ذاتيا. اللوحــــــــــة 1 الوثيقة : 2تطور نسبة بقاء الطعم في حاالت مختلفة:
%بقاء الطعم
في حادثة بأحد المطاعم المدرسية أصيب ثالث أطفال بحروق جلدية عميقة ولمعالجة ھذه اإلصابات أنجزت العمليات الجراحية التالية: بالنسبة للطفل األول تم تطعيمه بجلد أخيه التوأم ) المنحنى . ( 1 بالنسبة للطفل الثاني تم تطعيمه بجلد أحد أبويه ) المنحنى . ( 2 بالنسبة للطفل الثالث تم تطعيمه بجلد شخص متبرع ال تربطه بالطفل أي قرابةدموية. (1 (2
المنحنى 1 المنحنى 2
100 80 60 40
المنحنى 3
السنوات
ما قد يكون العامل المحدد في قبول أو رفض الطعم ؟ ماذا تستنتج من ھذه المالحظات ؟
20 0
8
7
6
5
4
3
2
1
• يتبين من الوثيقة 2لوحة 1أن نسبة قبول الطعم ) (Greffonتصل إلى 100 %عندما تكون ھناك قرابة دموية قوية بين المعطي والمتلقي ،بينما تنخفض ھذه النسبة إلى أن تنعدم في حالة غياب القرابة بين المعطي والمتلقي. توحي ھذه النتائج بوجود فصائل نسيجية groupes tissulairesعلى غرار الفصائل الدموية، أي وجود ھي التي تحدد مدى تالؤم األنسجة عند التطعيم ،أي ھي المحددة للذاتي . ب – تجارب التطعيم عند الفأر :أنظر الوثيقة 3لوحة.1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة : 3تعطي ھذه الوثيقة تجارب التطعيم الذاتي والتطعيم المخالف عند الفئران .أول ھذه المعطيات التجريبية ،ثم استنتج. شكل أ
طعم
تطعيم مخالف
فأر معط
شكل ب
بعد بضعة أسابيع فأر متلق
الصفحة - 164 - :
رفض الطعم
تطعيم ذاتي بعد بضعة أسابيع
قبول الطعم
فأر معط ومتلق األستاذ :يوسف األندلسي
تبين تجربة التطعيم عند الفأر أنه إذا كان المعطي والمتلقي ھو نفس الجسم يتم قبول الطعم ،لكن إذا كان المعطي والمتلقي ينتميان لساللتين مختلفتين ،فانه يتم رفض الطعم .وتسمى ھذه االستجابة)استجابة الرفض( االستجابة المناعتية .réponse immunitaire نستنتج أن قبول أو رفض الطعم يتعلق بطبيعة المادة الوراثية للمعطي والمتلقي. ج – التالؤم بين الفصائل الدموية :أنظر الوثيقة 4لوحة.1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة : 4الكشف عن التالؤم بين الفصائل الدموية في سنة 1873بين الباحثfان Landoisو Mullerأن خلfط دم اإلنسfان بfدم حيوان يؤدي إلى تكfون تكدسfات تظھfر بfالعين المجfردة أطلfق عليھfا اسfم اللكfد أنظر الصور أمامه. وفffي سffنة 1901أخffذ Landsteinerعينffات مffن دم مffوظفي مختبffره ،ثffم عزل المصل عن الكريfات الدمويfة الحمfراء بالنسfبة لكfل عينfة ،وعنfد خلfط كfل مصل على حدة بالكريات الحمراء المعزولة من دم كل موظف الحظ حدوث اللكد في بعض الحاالت فقط. انطالقfffا مfffن ھfffذه المعطيfffات اسfffتخرج الشfffروط الالزمfffة أثنfffاء تحfffاقن الfffدم، والمشاكل المطروحة اثر عدم احترامھا.
خلط دمين غير متالئمين حدوث اللكد
خلط دمين متالئمين عدم حدوث اللكد
يتبين من معطيات ھذه الوثيقة أن تحاقن الدم يستلزم وجود تالؤم بين فصيلة المعطي والمتلقي .وفي حالة غياب التالؤم يحدث لكد على مستوى دم المتلقي ،الشيء الذي يعرض حياة ھذا األخير للخطر. استنتاجات: يتبين مما سبق أن مصدر اإلختالف بين األنسجة وراثي على اعتبار أن احتمال التالؤم النسيجي بين المعطي والمتلقي يكون كبير كلما كانت قرابة دموية قوية بينھما ،فتقارب المحتوى الحليلي بالنسبة لبعض المورثات يكون كبيرا عند أفراد نفس العائلة . و بما أن دور المورثات في حياة الخلية يتجلى في تحديد نوع البروتينات المنتجة من طرف الخلية، يمكن القول أن رفض الطعم واعتباره غير ذاتي له عالقة بطبيعة البروتينات البنيوية لخاليا الطعم يتحدد اإلنتماء النسيجي إذن من خالل نوع من الجزيئات البروتينية الموجودة فوق سطح الخاليا )كليكوبروتينات( تنعت ھذه الجزيئات بالمركب الرئيسي للتالؤم النسيجي أو . ( HLA ) CMH
– IΙتعرف الواسمات الرئيسية والثانوية: 1الواسمات الرئيسية:
– aالمحددات الجزيئية للذاتي :أنظر الوثيقة 5لوحة .1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة : 5الطبيعة الجزيئية للمركب الرئيسي للتالؤم النسيجي : أدت األبحاث حول وجود الفصائل النسيجية إلى اكتشاف بعض الجزيئات ) بروتينات ( على غشاء جميع الخاليا المنواة باستثناء الكريات الحمراء .وتحدد ھذه البروتينات الفصائل النسيجية .سميت أوال ب ،(Human Leucocyte Antigen ) HLAثم أطلق عليھا بعد ذلك مصطلح المركب الرئيسي للتالؤم النسيجي .(Complexe Majeur d’histocompatibilité) CMHوھي كليكوبروتينات توجد في صنفين :الصنف ( CMH-I ) :Iيوجد على سطح جميع خاليا الجسم المنواة .والصنف ( CMH-II ) IIيوجد أساسا على سطح بعض خاليا الجھاز المناعي ) .أنظر الوثيقة 1لوحة ( 2 بعد إعطاء عناصر ھذه الوثيقة ،قارن بين جزيئات CMH-Iو CMH-IIواربط العالقة بينھما وبين رفض الطعم.
واسمات الذاتي ھي عبارة عن بروتينات سطحية توجد على غشاء جميع الخاليا المنواة .وتحدد ھذه البروتينات الفصائل النسيجية ،لدى نطلق عليھا مصطلح المركب الرئيسي للتالؤم النسيجي : CMH ) .( Complexe majeur d histocompatibilité الصفحة - 165 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة : 1الواسمات الرئيسية للذاتي.
اللوحــــــــــة 2 CMH-I
CMH-II
أنموذج البنية الجزيئية للغشاء السيتوبالزمي 3
α1
β1
α2
α1
خارج الخلية
كرية بيضاء
1 2
السيتوبالزم
غشاء سيتوبالزمي
β2
4
α2
α3 β2m
ســــــــيـــــــتــــــــوبــــــــالزم
– bاألصل الوراثي لمركب :CMHأنظر الوثيقة 2لوحة .2
انطالقا من ھذه المعطيات فسر أصل التنوع الكبير في جزيئات CMH بين األفراد.
الصبغي 6 مورثـــات CMH CMH-I
غشاء سيتوبالزمي
الوثيقة :2 تتحكم في تركيب بروتينات CMHعند اإلنسان أربع مورثات محمولة على الصبغي . 6ويشار لھا بالحروف . D , B , C , A :ولھذه المورثات ثالث خصائص أساسية • توجد على شكل عدة حليالت : ) .(72 DP , 49 DQ , 199 DR , 188 B , 63 C , 82 A • ھذه الحليالت متساوية السيادة . • المورثات مرتبطة ) .أنظر الرسم التفسيري أمامه ( يتحكم في تركيب CMH-Iالمورثات Aو Bو . C يتحكم في تركيب CMH-IIالمورثات DPو DQو . DR
اللوحــــــــــة 2
CMH-II
A
C
B
β
β
β
α
α
α
DR
DQ
DP
βα
βα
βα
الصبغي 15
تحتل مورثات CMHقطعة واسعة من الذراع القصير للصبغي رقم 6عند اإلنسان .ونميز بين صنفين من مورثات :CMH الصنف : Iيتكون من ثالث مورثات يشار إليھا بالحروف .A, B, C الصنف : IIيضم ثالث مورثات يرمز لھا ب DQ ،DPو .DR إن كل شخص يحمل تركيبة من الحليالت مكونة من 8حليالت تكاد تكون فريدة من نوعھا .و يرمز لھا على الشكل التالي: AXByCtDz ـــــــــــــــــــ ـــــــــــــــــــ AXByCtDz كل شخص يتلقى نصف الحليالت من األم ،والنصف األخر من األب ،ونظرا لتعدد الحليالت التي تقابل كل مورثة فان عدد التوليفات الوراثية أي األنماط الوراثية الممكنة يصل إلى عدة ماليير .فال يكاد يوجد على المستوى العالمي ،أي فرصة لشخصين كي يحمالن نفس CMHباستثناء التوأمين الحقيقيين )أو المنحدرين من عملية االستنساخ(. نستنتج من ھذا أن جزيئات CMHتكون خاصة بكل فرد ،لذلك تسمى بالواسمات الرئيسية. الصفحة - 166 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2الواسمات الثانوية :أنظر الوثيقة 3لوحة .2 اللوحــــــــــة 2 الوثيقة : 3الواسمات الثانوية للذاتي. لكدين ) تحمffffل أغشffffية الكريffffات مضادات الحمfffffffffffراء جزيئfffffffffffات أجسام ( كليكوبروتينيffffة ،تختلffffف فيمffا بينھffا علffى مسffتوى مضاد B الجزء النھائي للسلسfالت السfffffكرية .ويمثfffffل ھfffffذا الجfffزء الواسfffم النfffوعي للفصيلة الدموية .وتfؤدي الكليكوبروتينffffffات التffffffي مضاد A تحمل الواسمات Aأو B ومضاد B إلffffffى التلكffffffد ،وتسffffffمى مولدات المضاد. يعطfffffي الجfffffدول أمامfffffه طريقffffة تحديffffد الفصffffائل الدمويfffffffة ABOعنfffffffد مضاد A اإلنسان باستعمال أمصال االختبار. انطالقfffffا مfffffن معطيfffffات الوثيقffffffffffffة أسffffffffffffتخرج خاصffffffffffيات واسffffffffffمات الكريfffffffffffات الحمfffffffffffراء وأھميتھffffffffا كواسffffffffمات ثانوية للذاتي
مولد اللكد
الفصيلة
مصل اختبار مضاد AB
مصل اختبار مضاد A
مصل اختبار مضاد B
A
A H
O B
B AوB
الشيء
AB
يخضع تحديد الفصائل النسيجية ألنظمة أخرى ثانوية كحالة نظام الفصائل الدموية . ABO النظام : ABOمرتبط بمورثة تتميز ب 3حليالت وھي : الحليل : Aيرمز إلى مولد مضاد غشائي )يميز غشاء الكريات الحمراء من الفصيلة . (A الحليل : Bيرمز إلى مولد مضاد غشائي ) يميز غشاء الكريات الحمراء من الفصيلة .( B الحليل : Oال يركب أي مولد مضاد ) الفصيلة . ( Oيتضح إذن أن مولدات المضاد Aو Bفقط تكون مصدر التلكد ) الرفض ( المالحظ أثناء التحاقنات الدموية .وھي جزيئات تدعى واسمات غشائية ،مسؤولة عن تحديد الفصائل الدموية. نالحظ أن النظام ABOينتج عن مورثة واحدة بعدد محدود من الحليالت عكس جزيئات CMHمما يفسر قلة عدد الفصائل الدموية ،كما يمكنھا أن تكون مشتركة بين مجموعة من األفراد ،لذلك نسميھا واسمات ثانوية للذاتي.
– IIΙدور CMHفي تمييز الذاتي: 1مفھوم الذاتي وغير الذاتي :أنظر الوثيقة 1لوحة .3 الذاتي ھو مجموع الخاصيات الجزيئية للفرد الناتجة عن تعبير جينومه .وبالتالي فمجموع خاليا الجسم تكون الذاتي. الصفحة - 167 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 3 الوثيقة :1
انطالقا من معطيات ھذه الوثيقة ميز بين الذاتي وغير الذاتي ،ثم صنف عناصر غير الذاتي.
Aعصيات كوخ المسببة لداء السل
Virus de la poliomyélite C
Bسمين تفرزه بعض البكتيريا ويسبب تسمم الدم E
Dفطر مجھري يسبب فطار تناسلي Candidas albicans
G
Trypanosome
حيوان أولي مسبب لحمى المستنقعات
Sarcoptes scabieiالقرادية المسببة للجرب
I
فيروس شلل األطفال ...." Fنعتقد أن االستجـــابة المناعتيffة تقffوم بffدور مراقبffة مناعتيfffffة ضfffffد السfffffرطان ...قfffffد تتعfffffffرض أجسfffffffامنا باسfffffffتمرار لعناصffر مسffببة للسffرطان .إال أن ھfffذا المfffرض ال يحfffدث إال نfffادرا فھنffاك رفffض مطلffق للخاليffا التffي أصيبت بالسرطان "... B.R. Bloomنقال عن مجلة La rechercheبتصرف
القرادية المكونة لغبار المنازل
H
K
كرية حمراء
كرية بيضاء
J حبة لقاح L
الصفحة - 168 - :
خلية عصبية
M
خاليا الطعم عند زرع الجلد أو األعضاء
األستاذ :يوسف األندلسي
غير الذاتي ھو مجموع العناصر التي إذا دخلت الجسم تؤدي إلى رد فعل مناعي .ويمكن أن يكون غير الذاتي خارجيا ممرضا كحالة: البكتيريات Bactéries :وتتميز قدرتھا الممرضة بتأثيرين مھيمن: قدرتھا المرتفعة على التوالد و التكاثر. إنتاج سمينات Toxinesو ھي سموم قوية تنتشر في الجسم و تؤدي إلى ھالكه.مثال :بكتيريا الكزاز..... الحماة :Virusو ھم طفيليات خلوية حيث أنھا غير قادرة على التكاثر خارج الخاليا العائلة Cellules Hôtesمثال :حمة الزكام المسببة لمرض الزكام . حمة VHCالمسببة لمرض التھاب الكبد . الفطريات المجھرية Champignons microscopiquesو تتطفل في الغالب على الجلد أو المخاطات مسببة في فطار Mycosesعلى المناطق المصابة . الحيوانات األولية Protozoairesو ھي متعضيات مجھرية وحيدة الخلية تتطفل إما على الوسط الداخلي مسببة أمراض مثل المالريا Paludismeأو البلھارسيا Bilharzioseأو تتطفل على الجلد مثل األميبة .amibeأو خارجا غير ممرض ،كحالة حبوب اللقاح ،الكريات الحمراء الدموية ،خاليا الطعم ... ،الخ الذاتي المغير ھي عناصر ذاتية خضعت لتغير فاعتبرت كغير ذاتية .كحالة الخاليا السرطانية. دور جزيئات : CMHأنظر الوثيقة 1لوحة .4 في جميع الخاليا تجزئ أنزيمات خاصة عينة من البروتينات الموجودة في السيتوبالزم إلى بيبتيدات، يرتبط كل بيبتيد بجزيئة CMHو يھاجر المركب بيبتيد ـ CMHإلى سطح الخلية ،وھكذا تعرض الخاليا باستمرار محتواھا البيبتيدي مما يمكن من حراسة مناعية : إذا كانت البيبتيدات المعروضة منحدرة من بروتينات عادية للخلية فانه ال يحدث ارتباط بين الخلية و الخاليا المناعتية و بالتالي غياب االستجابة المناعتية. إذا كانت البيبتيدات المعروضة منحدرة من بروتينات غير عادية للخلية )بروتين شاذ لخلية سرطانية أو بروتين فيروسي( فانه يحدث ارتباط بين الخلية و الخاليا المناعتية و بالتالي تحدث االستجابة المناعتية. ال تقتصر إذن وظيفة CMHعلى رفض التطعيم أو قبوله فحسب ،بل يعمل على عرض مولدات المضاد على سطح الخاليا .وھكذا فنوعية عديد البيبتيد المعروض بواسطة ) (CMHھي التي تثير االستجابة المناعية ضد الخلية العارضة أو عدمھا ،لدى يسمى ھذا الجزء من مولد المضاد بالمحدد المستضادي ،والذي يتميز ببنية ثالثية األبعاد تتعرف على الكرية اللمفاوية ومضادات األجسام.
الصفحة - 169 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 4 الوثيقة : 1خطاطة تركيبية توضح دور جزيئات CMHفي عرض بيبتيدات الذاتي وغير الذاتي. بعد تحديد مختلف عناصر الوثيقة ،علق على ھذه المعطيات مبرزا دور جزيئات CMHفي كل حالة.
مورثـــة عاديـــة
ARNm
4
الحالــــة :2ذاتــــي مغــــير نتيجـــــة طفـــــرة
مورثـــة طـــافرة
ARNm
6
7
نــواة
ARNm
الحالــــة :3ذاتـــــي مغـــــير نتيجـــــة تســـــــرب فيروســـــــي
9
8
الوثيقـــــــــة :6خطاطــــــة تركيبيــــــة توضــــــح دور جزيئــــــات CMH
الحالــــة :1ذاتـــي عـــادي
3
2
5
ھجوم
CMH
غــير عــادي
- CMH بيبتيــــــــــــد
عديــــــــد بيبتيــــــــد مركــب
ھجوم فــــــيروس
مركــب عديــــــــد بيبتيــــــــد غـــير ذاتـــي - CMH بيبتيــــــــــــد CMH
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
............................................................................................................................................................................................................
1
CMH
بيبتيــــــــــــد
مركــب عديــــــــد بيبتيــــــــد - CMH عادي
كريـــــة لمفاويـــــة
كريـــــة لمفاويـــــة
كريـــــة لمفاويـــــة
الصفحة - 170 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثاني
وﺳﺎﺋﻞ دﻓـﺎع اﻟﺠﺴﻢ ﻋﻤﺎ ﻫﻮ ذاﺗﻲ . نعلم أن الخاليا المناعية تستطيع التعرف على ما ھو ذاتي وتميزه عن ما ھو غير ذاتي، مقدمة: بحيث تتصدى لھذا األخير باستجابات مناعية قصد إبادته وإبطال مفعوله ،وذلك عن طريق نمطين من المناعة : مناعة غير نوعية أو طبيعية :تكون موجھة بنفس الطريقة ضد كل ما ھو غير ذاتي. مناعة نوعية :تكون موجھة ضد ما ھو غير ذاتي حسب نوعه . فما ھي آليات االستجابة غير النوعية ؟
– Ιوسائل الدفاع غير النوعية: 1االستجابة االلتھابية :Réaction inflammatoire
أ – نتائج جرح أو وخز الجلد :أنظر الوثيقة 1لوحة .1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة : 1مظاھر االستجابة االلتھابية : في بعض الحاالت يمكن للجراثيم أن تخترق الحواجز الطبيعية إلى الوسط الداخلي ،فتشن سلسلة من األحداث تؤدي إلى استجابة التھابية محلية ،تليھا بعد ذلك ظاھرة البلعمة . La phagocytose أصيب شخص بتصدع نسيجي ،اثر إصابته بوخز إبرة .فلوحظ انتفاخ الجلد على مستوى موقع اإلصابة ،مصحوب باحمرار مع إحساس باأللم وارتفاع محلي لدرجة الحرارة. (1حدد من خالل تحليلك للنص أھم األعراض التي تميز االستجابة االلتھابية. لدراسة رد فعل الجلد بعد تعرضه لتصدع معين ) جرح ،وخز ( ... ،وقصد فھم مختلف التغيرات التي تحدث على مستوى موقع اإلصابة، نقترح الشكلين أ و ب أسفله: (2أعط األسماء المقابلة ألرقام الوثيقة أعاله . (3من خالل مقارنتك للشكلين ،استخرج مختلف التغيرات التي تطرأ على الجلد خالل االستجابة االلتھابية . 1 2
8
3
9
4 5 6
7
الشكل أ :
.........................................................
الشكل ب :
.........................................................
تشن الجراثيم إثر دخولھا إلى الجسم سلسلة من األحداث ،تؤدي إلى استجابة التھابية (1 محلية تتجلى في األعراض التالية : األلم :ناتج عن تنبيه النھايات العصبية الحسية. ارتفاع محلي لدرجة الحرارة. االحمرار :ناتج عن زيادة تدفق الدم نحو المنطقة المعفنة. االنتفاخ أو أوديما :ناتج عن تمطط جدار األوعية الدموية ،وزيادة نفاذيته للجزيئات الكبيرة فما ھي العوامل المسببة لاللتھاب؟ الذائبة في البالزما. الصفحة - 171 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
باإلضافة إلى االنتفاخ المحلي للشعيرات الدموية ،تتجمع الكريات البيضاء في موقع االلتھاب. فما دور الكريات البيضاء في االستجابة المناعية غير النوعية ؟
(2
ب – مسببات االلتھاب: – aدور الھيستامين :أنظر الوثيقة 2لوحة.1 اللوحــــــــــة 1 الوثيقة : 2دور الھيستامين الحظ Loewiسنة 1926أن أعراض االلتھاب تكون متشابھة رغم تنوع مسبباتھا مما دفعه إلى االفتراض بأن االلتھاب ينتج عن تحرير مواد كيميائية في موقع اإلصابة الجرثومية واقترح اسم الھيستامين L’histamineلھذه المادة االلتھابية وقد تم اكتشاف نوع من الكريات البيضاء تسمى الخاليا البدينة = الخاليا العمادية؛ تكون منتشرة في أنسجة الجسم وتتدخل في ردود الفعل الشـــــكل "أ" الشـــــكل "ب" قــــــارن بيــــــن الشــــــكلين االلتھابية. قبـــــل الغـــــزو الجـــــرثومي بعــــد الغــــزو الجــــرثومي يمثل الشكالن جانبه بنية خلية بدينة قبل غزو جرثومي 1 وبعده .استخلص Werleسنة 1936مادة الھيستامين من نسيج مصاب وبين أن حقنھا تحت الجلد يؤدي إلى ظھور أعراض االلتھاب في مكان الحقن. ماذا تستخلص من كل ھذه المالحظات والتجارب ؟ 2
عند تسرب مولدات المضاد إلى الجسم ،تلتصق بالخاليا البدينة ،فتفرغ ھذه األخيرة مادة الھيستامين .التي تتسبب في تمدد جدران الشعيرات الدموية وزيادة نفاذية ھذه األخيرة للجزيئات الكبيرة ،يعني حدوث االلتھاب.
– bدور الكينين والبروستاكالندين :انظر الوثيقة 3لوحة 1 اللوحــــــــــة 1 الوثيقة : 3بعض الوسائط الكيميائية المتدخلة في االستجابة االلتھابية التأثير البيولوجي
الوسائط االلتھابية الھيستامين الكنين
المصدر الرئيسي الخاليا البدينة والمحببات والقعدات الصفيحات الدموية
تمدد جدار األوعية الدموية والزيادة في النفاذية وتضيق المسالك التنفسية
البروستاكالندين
الخاليا البدينة النسيجية
الزيادة في نفاذية األوعية الدموية
C5a . C3a
جھاز عامل التكملة
االجتذاب الكيميائي للوحيدات
باإلضافة إلى الھيستامين ،تحرر عند االستجابة االلتھابية وسائط التھابية أخرى كالبروستاكالندين التي لھا نفس تأثير الھيستامين ،كما تعمل على جذب الخاليا المناعية إلى موقع الخمج .والكينين التي ھي عبارة عن عديدات البيبتيد تظھر في البالزما بشكل سريع ) 20إلى 30ثانية بعد دخول الجراثيم ( انطالقا من انشطار بروتين بالزمي تحت تأثير أنزيم ينشط بواسطة الجراثيم .وللكنين نفس تأثيرات الھيستامين. – cعامل التكملة :Facteur du complément علق على الوثيقة 1لوحة 2مبرزا دور بروتينات عامل التكملة في تكون مركب الھجوم الغشائي، وفي القضاء على الخلية الھدف. الصفحة - 172 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 2 الوثيقة :1مركب الھجوم الغشائي
مولد المضاد
+
C3b
= انشطار
C3a
Ba
العامل
C3
المفتاح :
+
C3a
Bb
Ba
B
C3b
= تنشيط
C3a
يتكون عامل التكملة من بروتينfات تشffffكل 10 %مffffن الكريونffffات البالزميfffة ،منھfffا 9نشfffيطة C1 إلى .C9
اجتذاب كيميائي للبلعميات
+
C3b
C3 Bb b C3 Convertase
C3
العامل D C3b
C3a
+ قناة انحاللية
غشاء الخلية الھدف
8 9
7
9
9 7 9 89
6
C5b 9 9
تسھيل البلعمة
6
C3 b
C3 Bb b C5 Convertase +
C5b
C5
اجتذاب كيميائي للبلعميات
C5a
مركب الھجوم الغشائي Complexe d'attaque membranaire CMA
يتكون عامل التكملة من عدة بروتينات يتم تركيبھا داخل أنسجة مختلفة ) الظھار المعوي ,الكبد, الطحال ( وتشكل ھذه البروتينات حوالي 10%من بروتينات البالزما .ويتم تنشيطه بطريقتين: مباشرة بواسطة العناصر األجنبية ) الجراثيم مثال ( :مولد المضاد. بعد ارتباط مولد المضاد ) الجراثيم ( بمضاد األجسام المقابل له. وفي الحالتين يتميز تنشيط ھذه البروتينات بخاصية أساسية وھي التسلسل Réactions en cascadesأي أن منتوج كل تفاعل يحفز التفاعل الموالي له .ولعامل التكملة عدة أدوار في االستجابة المناعتية: دور محلل للخاليا .action cytolytique تندمج بعض أجزاء عامل التكملة في غشاء الخلية الھدف فتشكل قناة نسميھا مركب الھجوم الغشائي. . complexe d'attaque membranaireعبر ھذه القناة ينفذ الماء إلى الخلية الھدف ،أو ينفلت منھا المحتوى الداخلي مما يسبب إتالفھا. ترفع من نفاذية الشعيرات الدموية و تمددھا .Vasodilatation تنشط اجتذاب الكريات البيضاء نحو موقع االلتھاب .chimiotactismeأنظر وثيقة 2لوحة .2
تلتصق بعض الكريات البيضاء على الجدران الداخلية للشعيرات الدموية المجاورة لموقع االلتھاب نتكلم عن ظاھرة التھميش ،تغادر ھذه الخاليا الشعيرات الدموية ،نتكلم عن ظاھرة االنسالل .بعد انساللھا تتجه الكريات البيضاء نحو موقع مولد المضاد بفضل ظاھرة االنجذاب الكيميائي. يتم كل من االنسالل واالنجذاب الكيميائي تحت تأثير البروستاكالندين وأحد أجزاء عامل التكملة C3aو.C5a الصفحة - 173 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 2 الوثيقة : 2
أتمم ھذه الوثيقة ثم علق على ھذه المعطيات مبرزا دور بروتينات عامل التكملة في اجتذاب الكريات البيضاء نحو موقع االلتھاب.
)ج(: اﻝوﺜﻴﻘ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــﺔ 8ﺸ ـ ـ ــﻜل )ج ﺘﻔﺼـ ـ ـ ـ ـ ــﻴل ظـ ـ ـ ـ ـ ــﺎﻫرة اﻻﻝﺘﻬـ ـ ـ ـ ـ ــﺎب
C5a
.......................( + )ج(.......................
ﻤوﻗـ ـ ــﻊ اﻻﻝﺘﻬ ـ ـ ـ ـ ــﺎب
+ ))ب(.......................
(........................ )أ(........................ 1
2
3
مسھل لعملية البلعمة :أنظر الوثيقة 1لوحة .3 اللوحــــــــــة 3 الوثيقة :1 1 2
5
3
6 4
…..……...… ……………... ……………... ……………... … … … تثبت بعض أجزاء عامل التكملة ) ( C3bعلى الجراثيم والعناصر األجنبية .فتسھل بذلك ارتباط مولد المضاد على البلعمية في حالة تعذر ذلك ) .حالة المكورات Sمثال التي تملك سطحا أملسا (.
ج – خالصة: االستجابة االلتھابية ھي رد فعل الجسم اتجاه تعفن جرثومي ،وتھدف إلى توجيه العناصر النشيطة للجھاز المناعي إلى مكان التعفن ) بؤرة االلتھاب (. الصفحة - 174 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2البلعمة :La phagocytoseأنظر الوثيقة 2لوحة .3 الوثيقة :2 انطالقا من معطيات ھذه الوثيقة صف مراحل البلعمة. المرحلة = ............................................... المرحلة = ............................................... المرحلة = ............................................... المرحلة = ...............................................
اللوحــــــــــة 3 1
4
2
5
6 الشكل أ :صورة الكترونوغرافية لظاھرة البلعمة
3
الشكل ب :رسم تخطيطي لمراحل البلعمة
أ – تعريف البلعمة: البلعمة ھي قدرة الخلية على ابتالع عنصر غير ذاتي ،وتتم بواسطة خاليا تسمى الخاليا البلعمية كالبلعميات الكبيرة Les macrophagesوالعدالت ،Les neutrophilesوال تتطلب ھذه اآللية أي اتصال قبلي بمولد المضاد ،لذا تصنف كوسيلة دفاعية طبيعية غير نوعية. ب – مراحل البلعمة: مرحلة التثبيت :تحمل العدالت مستقبالت تمكنھا من تثبيت بصفة غير نوعية أنماطا مختلفة من مولدات المضاد وأجزاء عامل التكملة. مرحلة االبتالع :بعد مرحلة التثبيت ،ينشط نظام األكتين-ميوزين الذي يمكن الخلية البلعمية من مد أرجل كاذبة Les pseudopodesحول العنصر األجنبي ،الذي يصبح محصورا داخل فجوة بلعمية .phagosome مرحلة الھضم :تلتحم الليزوزمات Lysosomesبالفجوة البلعمية وتفرغ فيھا محتواھا الغني باألنزيمات فيقع انحالل للعنصر األجنبي المبتلع. مرحلة إخراج الحطام :بعد ھضمه و انحالله ،تطرح بقايا مولد المضاد خارج البلعمية. ملحوظة :أنظر الوثيقة 3لوحة 3 في أغلب األحيان تنتھي البلعمة بانحالل العنصر األجنبي المبتلع ولكن يمكن أن تفشل ألسباب متعددة نذكر من بينھا :بكتيريات تفرز مواد تمنع تكون األرجل الكاذبة ،أو تتوفر على أغشية تمنع التثبيت على مستقبالت البلعمية ،أو تغادر الفجوة البلعمية ،عجز أنزيمي... فينتج عن ھذا :بقاء البكتيرية سليمة مدة من الزمن ،أو تكاثر مولد المضاد مما يؤدي إلى تدمير البلعمية وانتشار الخمج .وفي ھذه الحالة تتدخل آليات أخرى تعرف باالستجابة المناعتية النوعية. الصفحة - 175 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 3 الوثيقة : 3مختلف الحاالت المحتملة بعد مراحل البلعمة. 1
3 5
2
4
طرح بقايا البكتيريا
الحالة 3 6
الحالة 1
الحالة2 8
7
..................................................
..................................................
..................................................
خالصة : تتدخل كل من الحواجز الطبيعية االلتھاب و البلعمة حسب درجة الخمج وذلك كيفما كان نوع الجرثوم )استجابة مناعية غير نوعية( .لكن القضاء على الجرثوم يبقى رھينا بعدة عوامل منھا : نوع الجرثوم المتسرب للجسم ،طبيعة نشاطه داخل الجسم ،ونسبة الكريات البيضاء في الجسم . أنظر الوثيقة 1لوحة .4
اللوحــــــــــة 4
خطاطة تركيبية آللية االستجابة المناعية غير النوعية . بعد اختراق مولد المضاد الحواجز الطبيعية للجسم ،تسيب استجابة مناعية ال مرتبطة بمولد المضاد تدعى مناعة غير نوعية
تنشيط تنشيط مجموعة الكينين
تنشيط الخاليا البدينة
تحفيز وتنشيط عوامل التكملة
إفراز وسائط التھابية
تثبيت أجزاء عامل التكملة على مولد المضاد
الھيستامين والبروستاكالندين
التھاب
ارتفاع نفاذية الشعيرات الدموية وتمددھا
انحالل
اجتذاب كيميائي للبلعميات نحو مولد المضاد
تسھيل البلعمة
تحلل مولد المضاد بفعل أنزيمات الليزوزوم الصفحة - 176 - :
تشكل مركب الھجوم الغشائي
تحلل مولد المضاد بفعل قنوات انحاللية
األستاذ :يوسف األندلسي
– IΙوسائل الدفاع النوعية: 1خاصيات االستجابة المناعية النوعية
أ – نوعية االستجابة المناعية النوعية: – aتمرين :أنظر الوثيقة 2لوحة .4
اللوحــــــــــة 4
الوثيقة :2 بعض البكتيريات كالعصية الكزازية Bacille Tétaniqueوالعصية الدفتيرية ، Bacille Diphtériqueتفرز في الوسط الداخلي سمينات Toxinesمسؤولة عن فعلھا الممرض .وتحت تأثير بعض العوامل كالحرارة والفورمول تفقد ھذه السمينات قدرتھا الممرضة في حين تحتفظ بقدرتھا على شن استجابة مناعية نوعية .فنتكلم في ھذه الحالة عن الدوفان . L’anatoxine تم القيام بالتجارب المبينة على الجدول أسفله. (1حلل نتائج كل تجربة ثم أعط االستنتاج المناسب . (2ماذا تستخلص من نتائج التجارب األربع مجتمعة ؟ االســــتـــنــــتـــــــــاجـــــــــــات
يموت الفأر
حقن سمين الكزاز
حقن دوفان الكزاز
حقن سمين الكزاز
حقن دوفان الكزاز
حقن سمين الديفتيريا
فأر سليم S1
فأر سليم S2
حقن دوفان الكزاز
حقن مصل الفأر S1
....................................................... ....................................................... ....................................................... .................. .......................................................
....................................................... يبقى الفأر سليما ....................................................... .................. ....................................................... ....................................................... يموت الفأر ....................................................... .................. فأر S2 .............................. فأر S2 .............................. .............................. حقن سمين الكزاز يبقى الفأر سليما ..............................
– bحل التمرين: تحليل واستنتاج: (1
يموت الفأر الشاھد بعد حقنه بسمين الكزاز مما يدل على أن الفئران تتأثر بسمين الكزاز . يبقى الفأر سليما رغم حقنه بسمين الكزاز مما يدل على أن الذوفان قام بتمنيعه ضد السمين الذي تنتجه عصية الكزاز. يموت الفأر الممنع ضد الكزاز بعد حقنه بسمين الدفتيريا مما يدل على أن ذوفان الكزاز ال يعطي مناعة ضد الدفتيريا أي أن ھناك تمنيعا نوعيا Réponse Immunitaire spécifique يبقى الفأر S2سليما رغم حقنه بسمين الكزاز مما يدل على أن مصل الفأر S1يحتوي على مادة لھا القدرة على حماية الفأر S2من سمين الكزاز . (2
يتبين من خالل التجارب السابقة أن االستجابة المناعتية التي تتم في ھذه الحالة لحماية
الكائن الحي تتم بواسطة مادة موجودة في أخالط ) الوسط الداخلي ( الحيوان الممنع لذا نتكلم عن استجابة مناعية عن طريق وسيط خلطي Réponse Immunitaire médiation à humoraleكما أن ھذه االستجابة ھي استجابة نوعية spécifiqueألن المادة الناتجة عن ذوفان الكزاز ال تحمي إال من سمين الكزاز و ليس من أي سمين أخر .لذلك نسمي السمين ھنا بمولد المضاد Antigèneحيث يولد استجابة ضده تتم بواسطة مادة توجد في المصل و تسمى بمضاد الجسم .Anticorps الصفحة - 177 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– cخالصة : يتدخل الجھاز المناعي للتصدي بصفة نوعية للعناصر الدخيلة ،التي لم تقضي عليھا االستجابة المناعية غير النوعية .ويكون ھذا التصدي النوعي إما عن طريق وسيط خلوي يتمثل في الكريات اللمفاوية ،أو عن طريق وسيط خلطي ،يتجلى في مادة تنتقل عبر المصل تسمي مضادات األجسام. ب – الذاكرة المناعيةMémoire immunitaire :
– aالكشف عن الذاكرة المناعية: تمرين : 1أنظر الوثيقة 1لوحة 5
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 1حلل المعطيات التجريبية التالية ثم أعط االستنتاج الخاص بكل تجربة ،علما أن للفأر Bو Cنفس .CMH تطعيم جلدي
رفض الطعم بعد 10إلى 12يوما
...................................................
التجربة 1
................................................... الفأر B
الفأر A
التجربة 2
تطعيم جلدي ثاني بعد بضع أسابيع
الفأر B
...................................................
رفض الطعم بعد 2إلى 3أيام
................................................... ................................................... ...................................................
الفأر B
الفأر A تطعيم جلدي
الفأر B
...................................................
رفض الطعم بعد 2إلى 3أيام
...................................................
التجربة 3
................................................... حقن لمفاويات الفأر B لفأر Cبعد رفض الطعم
الفأر C
الفأر C
................................................... ...................................................
التجربة األولى :تم رفض الطعم الجلدي األول من Aإلى Bألن جسم المتلقي Bتعرف على الطعم كعنصر غير ذاتي يجب التخلص منه و ذلك ألنه يحمل CMHمخالف لـ CMH جسم المتلقي .Bوتتطلب آلية التعرف على مولد المضاد مدة زمنية طويلة نسبيا. التجربة الثانية :نالحظ أن مھلة الرفض في التطعيم الثاني ) استجابة ثانوية( تكون أقل من مھلة الرفض في التطعيم األول ) استجابة أولية( ألن الجسم سبق له أن تعرف على مولد المضاد. التجربة الثالثة :لقد أصبحت الكريات اللمفاوية للفأر Cقادرة على التعرف مباشرة على CMH الفأر المعطي Bالذي سبق لھا التعرف عليه. نستنتج من التجارب السابقة أن الخاليا المناعية تحمل ذاكرة مناعية تجعل كل استجابة مناعية ثانوية تكون فورية.
الصفحة - 178 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
تمرين : 2أنظر الوثيقة 2لوحة 5
اللوحــــــــــة 5
في سنة ،1781انتشرت عدوى الحصبة Rougeoleفي جزر ) Féroéالدانمرك ( ،ولم تسجل أية حالة من ھذا الوثيقة : 2 المfرض خfالل الخمffس وسfبعين سffنة التfي تلتھfا .ثffم ظھfرت عffدوى ثانيfة أصfيب فيھffا 75 %إلfى 79 %مffن سfاكنة ھfذه الجزر ،وقد الحظ الطبيب L.Panumأنه من بين األشخاص المسنين الذين يسكنون جfزر ، Féroéوالfذين سfبق لھfم أن أصfيبوا بمfرض الحصبة سنة ،1781لم يصب أحد مfنھم مfرة ثانيfة .والحfظ كfذلك أن األشfخاص المسfنين الfذين لfم يصfابوا بالحصfبة سfنة 1781يصfابون بالمرض إذا تعرضوا للعدوى. يعطي الشكل أ من الوثيقة تطور تركيز مضادات األجسام النوعية في الدم اثر حقنتين متتاليتين لنفس مولد المضاد عن قنية. (1قارن بين االستجابة األولية واالستجابة الثانوية .ثم وظف ھذه المعطيات لتفسير المالحظة التاريخية حول مرض الحصبة. حقنت مجموعة من الفئران بكريات حمراء للخروف ) GRMتلعب دور مول المضاد ( ،ثم استعملت تقنية باحات انحالل الدم لقياس عدد البلزميات المفرزة لمضادات األجسام .Anti – GRMفحصلنا على النتائج المبينة على مبيان الشكل ب . (2حلل المعطيات الواردة في ھذه التجربة واستنتج العناصر المسؤولة عن الذاكرة الشكل أ
استجابة ثانوية
المناعية.
الشكل ب
عدد البلزميات النشيطة تجاه ) GRMباآلالف( نسبة مضادات األجسام في الجسم
استجابة أولية
800 700 600 500 400 300 200
الزمن باألسابيع 7
6
900
100 5
4
3
2
1
0
0
30 32 34 36 38 40 42 44
االتصال الثاني مع نفس مولد المضاد
االتصال األول مع مولد المضاد
الزمن باأليام
حقن ثان بـ t1 GRM
8 10
6
4
2
0
حقن أول بـ t0 GRM
(1بعد الحقن األول لمولد المضاد تكون نسبة مضادات األجسام في دم القنية ضعيفة. نفسر ھذه النتائج بوجود استجابة مناعية بواسطة مضادات األجسام ضد مولد المضاد .إال أن ھذه االستجابة المناعية األولية ال تكون جد فعالة ،لعدم التعرف الفوري للجھاز المناعي على مولد المضاد. يؤدي الحقن الثاني لنفس مولد المضاد إلى ظھور استجابة مناعية ثانوية تتميز بارتفاع سريع و قوي لكمية مضادات األجسام مقارنة بالحقن األول. نفسر ھذه النتائج بكون الجھاز المناعي يتوفر على ذاكرة مناعية تمكنه من التعرف بسرعة على مولدات المضاد التي سبق له أن قاومھا .وھذا ما يفسر المالحظات التاريخية حول مرض الحصبة. (2نالحظ أن عدد البلزميات المفرزة لمضادات األجسام Anti – GRMيكون ضعيفا خالل االستجابة األولية ،فيرتفع خالل االستجابة الثانوية .نستنتج من ھذه المعطيات أنه خالل االستجابة المناعية األولية تتوقف عدة خاليا مناعية عن التفريق لتكون خاليا لمفاوية ذات ذاكرة.
الصفحة - 179 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– bآلية الذاكرة المناعتية : تفسر الذاكرة المناعية بأنه خالل مرحلة التضخيم لالستجابة المناعتية األولى تتوقف عدة خاليا لمفاوية عن التفريق لتتحول إلى كريات لمفاوية ذات ذاكرة .و تعيش ھذه الخاليا طويال في الجھاز الدوراني. وھكذا تتكون ذخيرة من الخاليا القادرة على التعرف على مولد المضاد مباشرة بعد اختراقه الحواجز الطبيعية للجسم .وبذلك تكون االستجابة المناعية الثانوية فورية وقوية. ثـــــاني اتصـــــال بمولـــــد المضـــــاد
أول اتصــــــال بمولـــــد المضـــــاد
ھجوم ھجوم
ھجوم
ھجوم
ھجوم ھجوم
ھجوم ھجوم
"أ"
ھجوم
ھجوم
58
بلزميـــــــات تكـــــــاثر وتفــــــرق تكـــــــاثر فقـــــط
ھجوم
"ب"
خاليـــا ذات ذاكـــرة )مـــدة عيـــش طويلـــة(
- 1تنشـــــــــيط
- 2تنشـــــــــيط
رســــــم تفســــــيري آلليــــــة الـــــذاكرة المناعتيـــــة فـــــي حالـــــة االســــــــتجابة الخلطيــــــــة
2الخاليا المناعية واكتساب الكفاية المناعية. أ – أصل الخاليا المناعية: – aتجربة : يمكن إلغاء جميع االستجابات المناعية بعد تعريض الجسم لجرعة قوية من اإلشعاعات المأينة .Rayons ionisantsموازاة مع ذلك نالحظ انخفاضا في عدد الكريات اللمفاوية في جميع العقد اللمفاوية وتتوقف االنقسامات غير المباشرة في النخاع العظمي .La moelle osseuse انطالقا من ھذه المعطيات ومعطيات الوثيقة 1لوحة ،6بين أصل الخاليا المناعية ،ومكان نضج ھذه الخاليا.
اللوحــــــــــة 6
الوثيقة : 1
تطعيم النخاع العظمي إنتاج اللمفاويات BوT
تشعيع
استئصال الغدة السعترية
عدم إنتاج اللمفاويات Bو T
الصفحة - 180 - :
تطعيم النخاع العظمي إنتاج اللمفاويات Bفقط تطعيم الغدة السعترية عدم إنتاج اللمفاويات BوT
األستاذ :يوسف األندلسي
– bتحليل واستنتاج : يعد النخاع العظمي األحمر أصل الخاليا الدموية بما فيھا الكريات اللمفاوية المتدخلة في االستجابات المناعية .ونميز نوعان من الكريات اللمفاوية حسب المستقبالت البروتينية الموجودة على غشائھا البالزمي الكـــــــريات اللمفاوية :Bيتم إنتاجھا ونضجھا داخل النخاع العظمي ) ،(Boneوتنتقل بعد ذلك لتستقر في العقد اللمفاوية Ganglions lymphatiquesوالطحال .Rateوتملك مستقبالت نوعية ،تسمى المستقبالت Bأو .( B Cell Receptor ) BCR الكـــــــريات اللمفاوية :Tيتم إنتاجھا داخل النخاع العظمي و تنتقل بعد ذلك إلى الغدة السعترية ) ،(thymusحيث تنضج وتتحول إلى كريات لمفاوية Tناضجة ،تملك مستقبالت تتعرف على أجزاء بيبتيدية من مولد المضاد ) محددات مستضادية ( ،وتسمى المستقبالت Tأو .TCRبعد ذلك تنقل لتستقر في العقد اللمفاوية والطحال حيث يتم تخزينھا. ب – أصناف الخاليا المناعية: تصنف الخاليا المناعية حسب بنيتھا وتفاعلھا مع بعض الملونات .أنظر الوثيقة ،3 ،2لوحة .6 الوثيقة : 2
اللوحــــــــــة 6
خلية أصل الكريات الدموية
خلية أصل نخاعية
خلية أصل لمفاوية
قبل B
قبل T
Monoblaste
Erythroblaste
Myéloblaste
Mégacaryocyte
مـــــــحـــــــبـــــــبــــــات
لمفاوية B الوثيقة : 3 نوع الخاليا قدھا بmµ عدد الخاليا في 3 mmمن الدم
لمفاوية T
خلية تغصنية
وحيدة
عدلة
حمضة
قعدة
صفيحات دموية
كريات حمراء
تصنف الكريات البيضاء حسب بنيتھا وحسب تفاعلھا مع بعض الملونات .يعطي الجدول أسفل أنواع الكريات البيضاء . كريات بيضاء متعددة النوى Polynucléaires محببات Granulocytes حمضات قعدات Basophiles عدالتNeutrophiles Eosinophiles 9 - 10 10 – 12 10 – 12 7000 -2000 حوالي 45%إلى 70%
أصلھا مكان تواجدھا
الدم و اللمف و األنسجة
دورھا
بلعمة و تدمير البكتيريات الدخيلة
الصفحة - 181 - :
300 -50 حوالي 1%إلى 3%
50 -10 حوالي 0%إلى 0.5%
كريات بيضاء وحيدة النواة Mononucléaires الوحيدات Monocytes 14 - 20 700 -100 حوالي 3%إلى 7%
العدد الكلي ھو حوالي 4000عند ♂ و 10000عند ♀ النخاع العظمي أو كبد الحميل الدم و اللمف وتتحول إلى الدم و اللمف وتتحول إلى الدم و اللمف و األنسجة بلعميات في األنسجة خاليا بدينة في األنسجة تتحول إلى بلعميات تقوم ببلعمة تنظيم االستجابات تدمير الطفيليات العناصر الدخيلة االلتھابية
كريات لمفاوية Lymphocytes 7 - 8 4000 -1400 حوالي 20%إلى 45%
الدم واللمف واألعضاء اللمفاوية المحيطية تتدخل في االستجابات المناعتية النوعية
األستاذ :يوسف األندلسي
تسمى مخلف األعضاء المتدخلة في االستجابة المناعتية باألعضاء اللمفاوية ،وھي التي ستشكل مع الكريات اللمفاوية وباقي الكريات البيضاء الجھاز المناعي .أنظر الوثيقة 1لوحة.7 اللوحــــــــــة 7 الوثيقة 1 أعضاء الجھاز المناعي
ويمكن تقسيم األعضاء اللمفاوية أو أعضاء الجھاز المناعي إلى: أعضاء لمفاوية مركزية:ھي النخاع العظمي والغدة السعترية .
اللوزتان
أعضاء لمفاوية محيطية:ھي الطحال و اللوزتان والزائدة الدودية و صفائح Peyer على غشاء األمعاء و العقد اللمفاوية و يتوفر جسم اإلنسان على مئات منھا موزعة على المسالك اللمفاوية وھي عروق يجري فيھا اللمف عوض الدم وتربط مختلف األعضاء اللمفاوية.
الغدة السعترية النخاع العظمي عقد لمفاوية الطحال
صفائح باير Peyer
ج – اكتساب الكفاية المناعيةL'immunocompétence : سؤال : يتجلى نضج الكريات اللمفاوية Bو Tفي تركيبھا لمستقبالت نوعية تتموضع على سطحھا .ويحدث ھذا النضج في النخاع العظمي والغدة السعترية ،ويخضع لمراقبة دقيقة بواسطة التماس مع عدة خاليا من محيطھا المباشر .وباستقبالھا لعدة إشارات جزيئية. انطالقا من الوثيقة 4 ،3،2لوحة 7بين أين وكيف يتم اكتساب الكفاية المناعية من طرف اللمفاويات. الوثيقة 2
اللوحــــــــــة 7 لمفاوية T
لمفاوية B نخاع عظمي
خلية أصل الذرية
خلية أصل الذرية خلية أصل سعترية
لمفاوية قبل B خلية النخاع العظمي النخاع العظمي
لمفاوية Bغير ناضجة
لمفاوية B ناضجة
الصفحة - 182 - :
غدة سعترية
مضاد أجسام
مستقبل IL7
خلية سعترية انتقالية لمفاوية غير ناضجة
CMH - II
CMH - I مستقبالت T
لمفاوية T8ناضجة
لمفاوية T4ناضجة
األستاذ :يوسف األندلسي
الوثيقة :4معطيات حول طبيعة وبنية المستقبل T يتكون المستقبل Tالنوعي من سلسلتين بيبتيديتين، تحتوي كل واحدة منھما على: جزء ثابت ) منطقة ( Cمدمج داخل الغشاء السيتوبالزمي للخلية . T جزء متغير) منطقة ( Vمتجه نحو الخارج ومسؤول عن التعرف الثنائي على بروتين CMHوالمحدد المستضادي.
موقع تعرف مولد المضاد V
سلسلة β
C
Vمنطقة متغيرة سلسلة α
لقد مكنت تقنيات معقدة من تمييز مجموعتين من الكريات اللمفاوية ،Tحسب وجود أو عدم وجود جزيئات معينة على غشائھا .فنميز بذلك: الكريات اللمفاوية :T4تحمل CD4وقادرة على التعرف واالرتباط بجزيئة .CMH – II الكريات اللمفاوية : T8تحمل CD8وقادرة على التعرف واالرتباط بجزيئة . CMH - I
اللوحــــــــــة 7
Cمنطقة ثابتة
غشاء IgMغشائي = مستقبل اللمفاويات B
مستقبل T
جواب : تكتسب الكريات اللمفاوية Bكفايتھا المناعية في النخاع العظمي ،حيث تركب مستقبالت غشائية تدعى مضادات األجسام الغشائية ) الوثيقة 4لوحة ،(7والتي تتكون من سلسلتين بيبتيديتين ثقيلتين وسلسلتين خفيفتين ،كل سلسلة تضم منطقة ثابتة ) ( Cتتشابه عند جميع مضادات األجسام و منطقة متغيرة ) ( Vتتغير حسب مولدات المضاد. بعد تركيب المستقبالت الغشائية ،تخضع الكريات اللمفاوية Bالنتقاء يتمثل في حذف اللمفاويات التي تظھر ارتباطا متينا بمولدات المضاد الذاتية المحمولة من طرف خاليا النخاع العظمي. تكتسب الكريات اللمفاوية Tكفايتھا المناعية في الغدة السعترية ،حيث تركب مستقبالت غشائية تدعى المستقبالت Tوالتي تتكون من سلسلتين بيبتيديتين تضم كل واحدة :جزء ثابت ) منطقة ( Cمدمج داخل الغشاء السيتوبالزمي للخلية . Tوجزء متغير) منطقة ( Vمتجه نحو الخارج ومسؤول عن التعرف الثنائي على البروتينات المعروضة في شكل بيبتيدات مرتبطة بجزيئة ،CMHعلى سطح خلية جسدية أو خلية عارضة لمولد المضاد ) .( CPA بعد تركيب المستقبالت ،Tتخضع اللمفاويات Tألول عملية انتقاء والتي تتم على مستوى المنطقة القشرية للغدة السعترية ،حيث يتم تقديم جزيئات CMHالمميزة للذاتي للكريات اللمفاوية ،فنجد أن: الكريات اللمفاوية التي تتفاعل وترتبط ب CMH – IIلن تنتج بعد ذلك إال جزيئة CD4وTCR وتسمى بذلك كريات لمفاوية .T4 الكريات اللمفاوية التي تتفاعل وترتبط ب CMH – Iلن تنتج بعد ذلك إال جزيئة CD8وTCR وتسمى بذلك كريات لمفاوية .T8 الكريات اللمفاوية التي لم تتعرف على CMHتحذف وتموت. يسمى ھذا االنتقاء باالنتقاء االيجابي ألن الذي يتفاعل مع الذاتي يحتفظ به ،والذي ال يتفاعل مع الذاتي يموت. الصفحة - 183 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
بعد االنتقاء األول تخضع الكريات اللمفاوية النتقاء ثاني على مستوى المنطقة النخاعية للغدة السعترية، حيث يتم تقديم بيبتيدات الذاتي معروضة على جزيئة CMHإلى الكريات اللمفاوية ،فنجد أن: الكريات اللمفاوية التي سوف تتعرف بواسطة مستقبالتھا Tعلى بيبتيدات الذاتي وترتبط بھا، تحذف وتموت. الكريات اللمفاوية التي لن تتعرف بواسطة مستقبالتھا Tعلى بيبتيدات الذاتي ،وبالمقابل سوف تتعرف على بيبتيدات غير الذاتي ،فإنھا تعيش وتصبح كرية لمفاوية ناضجة. ويسمى ھذا االنتقاء باالنتقاء السلبي ،ألن الذي يتفاعل مع الذاتي يموت والذي ال يتفاعل مع الذاتي يحتفظ به.
3
االستجابة المناعية ذات مسلك خلويMédiation cellulaire .
أ – تجربة نقل المناعة :أنظر الوثيقة 1لوحة .8
الوثيقة : 1تجربة نقل المناعة يصfffffاب اإلنسfffffان ومجموعfffffة مfffffن الثffدييات بالسffل عffن طريffق بكتيريffا تسمى عصيات كfوخ Bacille de .(BK) kochإذ تتطffffور ھffffذه الجرثومة داخfل خاليfا الرئfة والعظfام BCG كوباي A والكليتين .وقد اكتشف لقاح ضfد ھfذا المffffffرض مffffffن طffffffرف الفرنسffffffيين Calmetteو ،Guérinفسffمي ھffffذا الشffffكل .BCGوھffffو يحffffدث اسffffffffتجابة مناعيffffffffة دون إحffffffffداث مصل الكوباي A المرض. كوباي B تffم القيffام بتجffارب علffى كوبايffات A و Bو Cلھfffا نفfffس CMHأي أنھfffا سالالت متالئمة نسيجيا. واستنتج حلل نتائج ھذه التجارب لمفاويات الكوباي A االستجابة ھذه العناصر المتدخلة في كوباي C المناعية. Le cobaye est un petit rongeur كوباي شاھد
اللوحــــــــــة 8 BK
موت بعد 15يوما
BK
بقاء بعد 15يوما
BK
موت بعد 15يوما
BK
بقاء بعد 15يوما
يموت الكوباي الشاھد بعد حقنه ببكتيريا ،BKوذلك إلصابته بالسل ،إذن ھي بكتيريا حادة ،وتعتبر عنصرا غير ذاتي ) مولد المضاد (. بعد حقن BCGيبقى الكوباي Aسليما عند حقنه ب ،BKمما يدل على أن BCGأحدثت عند الكوباي Aتمنيعا ضد بكتيريا .BK يموت الكوباي Bبعد حقنه ب ،BKرغم أنه حصل على مصل الكوباي Aالممنع ضد ،BKمما يدل على أن المادة الممنعة ضد BKال توجد في المصل. بعد حقنه بلمفاويات الكوباي ،Aيبقى الكوباي Cسليما عند حقنه ب ،BKمما يدل على أن الكريات اللمفاوية ھي المسؤولة عن حماية الكوباي ضد .BK الصفحة - 184 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
عند حقن الحيوان ب BCGتكتسب الكريات اللمفاوية خاصية التعرف على مولد المضاد ،BKلتقوم بتدميره وتسمى ھذه االستجابة باستجابة مناعية نوعية عن طريق وسيط خلوي ،ألن العامل الممنع ھنا ھي الكريات اللمفاوية. ب – الكشف عن شروط تدخل اللمفاويات :Tأنظر الوثيقة 2لوحة .8 اللوحــــــــــة 8 الوثيقة : 2الكشف عن شروط تدخل اللمفاويات Tالقاتلة.
Les lymphocytes T cytotoxiques
لتحديد ظروف إقصاء خاليا معفنة بحمة ،نحضر في أنابيب اختبار ثالثة أوساط زرع لخاليا مأخوذة من جلد الفئران ) تحمل مركب التالؤم النسيجي .( H2k الوسط األول :خاليا معفنة بحمة ،Aالوسط الثاني :خاليا معفنة بحمة ،Bالوسط الثالث خاليا غير معفنة. تضاف للخاليا الجلدية في األوساط الثالثة كريات لمفاوية Tمأخوذة من فئران من نفس أصل الذرية ،سليمة أو سبق حقنھا إما بالحمة A أو بالحمة .Bويبين الجدول أسفله النتائج المحصل عليھا. عنffffد إعffffادة نفffffس التجffffارب باستعمال خاليا جلدية مfأخوذة من فئران تحمل مركب التالؤم النسfffffffيجي ،H2dال تحطfffffffم الخاليfffا بواسfffطة لمفاويfffات T مأخوذة من فئران من السfاللة H2k حلffffffل المعطيffffffات التجريبيffffffة واستخرج شfروط ھfدم الخاليfا المعفنffة مffن طffرف اللمفاويffات .T
خلية غير معفنة
مولد مضاد الحمة B
مولد مضاد الحمة A
أوساط الزرع )خلية عائلة( مصدر اللمفاويات T
LT عدم التحطيم
LT عدم التحطيم
LT
أخد كريات لمفاوية T
LT
عدم التحطيم
حقن الحمة A الحمة A محددات مستضادية للحمة A
LT
LT
LT LT
عدم التحطيم
عدم التحطيم
تحطيم
أخذ اللمفاويات Tبعد أسبوع من الحقن
حقن الحمة B
الحمة B محددات مستضادية للحمة B
LT عدم التحطيم
LT تحطيم
LT عدم التحطيم
LT
أخذ اللمفاويات Tبعد أسبوع من الحقن
خالل التجربة األولى لم تعمل الكريات اللمفاوية LTعلى تحطيم الخاليا المعفنة ،ألنھا لم يسبق لھا التعرف على ھذه الحمات. خالل التجربة الثانية تعمل الكريات اللمفاوية LTعلى تحطيم الخاليا المعفنة بالحمة Aفقط ،والتي سبق التعرف عليھا. خالل التجربة الثالثة تعمل الكريات اللمفاوية LTعلى تحطيم الخاليا المعفنة بالحمة Bفقط ،والتي سبق التعرف عليھا. عند استعمال خاليا ال تحمل نفس مركب التالؤم النسيجي ،H2kال يتم تدمير أي خلية من طرف اللمفاويات .LT الصفحة - 185 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
يتبين من ھذه التجارب أن الكريات اللمفاوية Tتتعرف وتھدم الخاليا المعفنة ،وذلك بتعرفھا على المحددات المستضادية غير الذاتية المعروضة على سطح الخلية المعفنة بواسطة بروتينات مركب التالؤم النسيجي .إذن ھو تعرف مزدوج :اتجاه الخلية الھدف الحاملة لمولد المضاد واتجاه مولد المضاد نفسه. تتوفر الكريات اللمفاوية Tعلى مستقبالت غشائية تتميز بموقعين للتثبيت :أنظر الوثيقة 1لوحة .9 اللوحــــــــــة 9 الوثيقة : 1تمثل األشكال التالية تفسيرا لنتائج تجارب الوثيقة 2لوحة ، 8حدد الحالة أو الحاالت التي يحدث فيھا تحطيم الخلية الھدف. اللمفاويات
مركب التالؤم النسيجي
اللمفاويات
اللمفاويات
LT
LT
LT
محددات مستضادية موقع تثبيت مركب التالؤم النسيجي المستقبل T
a
b
الخلية الھدف
الخلية الھدف
c
الخلية الھدف
موقع تثبيت المحدد المستضادي
موقع لتثبيت المحدد المستضادي. موقع لتثبيت مركب التالؤم النسيجي الخاص بالخلية العارضة للمحدد المستضادي. إذا حصل ھذا التثبيت المزدوج بين الكرية اللمفاوية Tوالخلية الھدف والذي ال يحصل إال إذا كان ھناك تكامل بنيوي بين مواقع التثبيت والعنصر المثبت ،تكون الكرية اللمفاوية قد تعرفت على الخلية الھدف فتبدأ عملية تنفيذ الھجوم. الوثيقة : 2تعرف آليات االستجابة المھلكة للخاليا.
ج – آليات االستجابة المھلكة
الشكل 1
اللوحــــــــــة 9 انطالقا من معطيات ھذه الوثيقة أبرز كيف تتعرف اللمفاويات Tcعلى الخاليا الھدف.9من طرف اللمفاويات .Tc أنظر الية ھدم الھدف:،ثم فسر الخاليالوحة الوثيقة 2 للخاليا
لمفاوية Tc
خلية معفنة بحمة
خلية معفنة في طور االنحالل
الشكل 3
لمفاوية Tc
مستقبل T TCR
CMH - I مولد المضاد
الشكل 4
الشكل 2 كرانزيم
=
الصفحة - 186 - :
مركب أنبوبي =
برفورين
=
الكالسيوم األستاذ :يوسف األندلسي
=
– aطور الحثPhase d induction :
بعد دخول مولد المضاد ) حمة مثال ( إلى الوسط الداخلي ،تتم بلعمته من طرف الخاليا العارضة لمولد المضاد ) CPAالبلعميات الكبيرة و خاليا Langerhansللجلد ( التي ستعرض المحددات المستضادية لمولد المضاد الدخيل على جزيئة ، CMHفتنتقل إلى العقد اللمفاوية حيث يتم االنتقاء اللمي للكريات اللمفاوية Tالنوعية للمحددات المستضادية المعروضة بواسطة خاليا :CPA ـ اللمفاويات T8تتعرف على المحدد المستضادي المعروض من طرف . CMH-I ـ اللمفاويات T4تتعرف على المحدد المستضادي المعروض من طرف .CMH-II يؤدي ھذا االرتباط إلى تنشيط خاليا CPAالتي تفرز وسيطا مناعيا Médiateur immunitaire يسمى األنترلوكين 1والذي يؤدي إلى تنشيط الكريات اللمفاوية T4و T8النوعية للمحدد المستضادي. يؤدي تنشيط الكريات اللمفاوية T4إلى تكاثرھا و إفرازھا لوسيط مناعي ھو االنترلوكين 2 ) (IL2و.( Interféron ) IFNγ يؤدي تنشيط الكريات اللمفاوية T8إلى تركيبھا لمستقبالت غشائية خاصة باألنترلوكين ،2ثم تموضع ھذه المستقبالت فوق الغشاء السيتوبالزمي. – bطور التضخيمPhase d'Amplification :
ينقسم إلى مرحلتين: مرحلة التكاثرPériode de multiplication : خالل ھذه المرحلة يتم تنشيط الكريات اللمفاوية T8المتوفرة على المستقبالت الخاصة باألنترلوكين 2 بواسطة .IL2فتتكاثر ھذه الكريات اللمفاوية مكونة لمات ،Des Clonesكل لمة تكون ناتجة عن كرية لمفاوية واحدة فنتكلم بذلك عن مرحلة التوسع اللمي .Expansion clonale مرحلة التفريقPériode de différenciation :
خالل ھذه المرحلة تتحول الكريات اللمفاوية T8إلى كريات لمفاوية مھلكة الخاليا ( LTc ) Tc تحتوي على حويصالت غولجية غنية بجزيئات بروتينية تسمى البرفورين .La perforine – cطور التنفيذPhase effectrice :
خالل ھذا الطور تغادر الكريات اللمفاوية T8مھلكة الخاليا ) ( LTcالعقد اللمفاوية وتنتشر في الجسم بحثا عن خاليا الجسم العارضة للمحددات المستضادية لمولد المضاد الدخيل بواسطة .CMH-I تتعرف الكريات اللمفاوية Tcبواسطة مستقبالتھا ،( TCR ) Tعلى المحدد المستضادي المعروض بواسطة ،CMH-Iويسمى ھذا التعرف بالتعرف الثنائي ) .تساھم في ھذا التعرف الواسمات .( CD8 تحرر LTcالبرفورين وأنزيمات الكرانزيم .بوجود الكالسيوم Ca++تندمج جزيئات البرفورين مع غشاء الخلية الھدف محدثة ثقوبا .يتسرب الكرانزيم إلى الخلية الھدف عبر الثقوب مما ينشط أنزيمات تؤدي إلى ھدم ADNالخلية الھدف وموتھا. الصفحة - 187 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
4
االستجابة المناعية ذات مسلك خلطيMédiation humorale .
أ – الكشف التجريبي عن االستجابة المناعية الخلطية :أنظر الوثيقة 3لوحة .9
اللوحــــــــــة 9
الوثيقة : 3 نقيس نسبة بعض بروتينات المصل الدموي ) كريونات ( بواسطة الھجرة الكھربائية ،وذلك قبل وبعد حقن حيوان بدوفان الكزاز .يمثل الشكالن 1و 2النتائج المحصل عليھا ،وذلك قبل وبعد 15يوما من حقن فأر سليم بالسمين الكزازي الموھن. (1ماذا يمكنك استنتاجه من مقارنة الشكلين 1و 2؟ الشكل : 2قبل حقن دوفان الكزاز نسبة زالل البروتينات
تم حقن حيوان غيfر ملقfح ضfد الكfزاز بواسffffطة الكريونffffات γبعffffد عزلھffffا بواسطة التقنية السابقة ،ثfم حقfن بعfد ذلffك بسffمين الكffزاز .يبقffى الفffأر حيffا ويعطي تحليل دم الفأر وجود كريونات γمثبتة على سمين الكزاز.
الشكل : 2بعد حقن دوفان الكزاز نسبة زالل البروتينات كريونات
كريونات
(2ماذا تمثل ھذه الكريونات γ ؟ وما ھو دورھا ؟
α2
+
β α1
γ β α1
γ
اتجاه الھجرة
-
+
-
اتجاه الھجرة
(1نالحظ أن حقن الفأر بسمين الكزاز موھن يؤدي إلى ارتفاع نسبة بعض بروتينات المصل الدموي وبالضبط ارتفاع نسبة الكريونات .Globuline γربما أن المادة الممنعة في ھذه الحالة ھي عبارة عن كريوين . γ (2تقوم الكريونات γبحماية الفأر من سمين الكزاز ،وھذا يدل على أن ھذه الكريونات γھي المادة الممنعة في ھذه الحالة ،وھي مادة توجد في مصل الحيوان الممنع ) الوسط الداخلي ( لدى نتكلم عن استجابة مناعية عن طريق وسيط خلطي. تشكل ادن الكريونات γمضادات أجسام .Les anticorpsويتجلى دورھا في ارتباطھا بمولدات المضاد ) السمين( مما يبطل فعاليته ويسمى المركب " مضاد أجسام – مولد المضاد " بالمركب المنيع .Complexe immun ب – بنية وأصناف مضادات األجسام: – aبنية مضادات األجسام :أنظر الوثيقة 1لوحة 10
اللوحــــــــــة 10
الشكل : 3تمثيل مبسط لمضاد األجسام
الوثيقة : 1
NH2 الشكل :1التمثيل الفضائي لمضاد األجسام Anticorps 2
4
NH2
1 Fv Fc
6
NH2 جسر ثنائي الكبريتور
NH2
سلسلة خفيفة
Fv Fc
موقع تثبيت المحدد
5
3
COOH موقع التثبيت على المستقبالت الغشائية COOH منطقة متغيرة )(V
COOH سلسلة ثقيلة COOH منطقة ثابتة )(C
الشكل :2رسم تخطيطي تفسيري لجزيئة مضاد األجسام الصفحة - 188 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
تنتمي مضادات األجسام لمجموعة الكريونات لذا تسمى الكريونات المناعية وتملك جزيئة مضاد األجسام بنية أساسية مكونة من :
Les immunoglobulines Ig
سلسلتين متماثلتين خفيفتين مكونة من حوالي 220حمض أميني تسمى كل سلسلة بالسلسلة .L سلسلتين متماثلتين ثقيلتين مكونة من حوالي 440حمض أميني تسمى كل سلسلة بالسلسلة .H وترتبط ھذه السالسل األربعة بواسطة قناطر ثنائية الكبريتور وتكون ملتوية فيما بينھا على شكل حرف .yوقد بين التحليل الكيميائي أن كل سلسلة من ھذه السالسل تحتوي على منطقتين : منطقة ثابتة ) Constante ( Cمتشابھة لدى جميع مضادات األجسام المنتمية لنفس الصنف. منطقة متغيرة ) Variable ( Vمختلفة من مضاد أجسام آلخر .وتشكل ھذه المنطقة موقع تثبيت مولد المضاد ،وھي التي تحدد إذن نوعية المستضادية أي نوعيته لمولد مضاد معين. – bأصناف مضادات األجسام :أنظر الوثيقة 2لوحة 10 اللوحــــــــــة 10
الوثيقــــــــة 239: أصــــناف مضـــادات األجســــام
Ig G
%بالنســــــــــبة لمجمـــوع Ig أھــــم الخصــــائص
][70- 75 * * * *
Ig A
Ig M 10
][15- 20
Ig E آثـــار
Ig D آثـــار
وافــــرة تخــــــترق المشــــــيمة * ال تخـــــــترق المشـــــــيمة * تتواجـــــد أساســـــا * تثبــــــت علــــــى علـــى * ظھـــور مبكـــر فـــــي اإلفـــــرازات الخاليـــــــا البدينـــــــة تكـــون حـــرة ســـطح LB * تمنيـــــع محلـــــي والمحببــــــــات تثبيـــــــت وتنشـــــــيط عامـــــــل التكملـــــــة * دور فــــي األرجيــــة المتنقلـــــــــة تنشـــــــــيط البلعميـــــــــات الكبـــــــــيرة
إن المنطقة المتغيرة في جزيئة مضاد األجسام ھي التي تحدد نوعيته المستضادية ،في حين تحدد المناطق الثابتة الصنف الذي ينتمي له .ونميز عدة أصناف من مضادات األجسام تختلف حسب معدل تركيزھا في المصل ،وأماكن فعلھا وكذلك خصائصھا. : IgGبنية أحادية ،يوجد في المصل وخارج الخاليا ،ويتميز بتثبيت عامل التكملة وتسھيل البلعمة وإبطال مفعول السمينات ومفعول الحمات. : IgAبنية أحادية في المصل أو ثنائية في اإلفرازات ) الدموع ،اللعاب ،العصارة الھضمية (. يھاجم الطفيليات ويبطل مفعول السمينات والحمات. : IgMبنية أحادية )مستقبالت غشائية للمفاويات (Bأو خماسية في الدم .ويتدخل ضد عوامل التعفن. : IgDبنية أحادية ،يوجد على سطح الكريات اللمفاوية .B : IgEبنية أحادية ،يوجد بتركيز ضعيف في المصل ،ويتدخل عند الحساسية المفرطة الفورية. الصفحة - 189 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
- cأصل تنوع مضادات األجسام :أنظر الوثيقة 3لوحة 10
اللوحــــــــــة 10
الوثيقة : 3األصل الوراثي لتنوع مضادات األجسام. إن تركيب الكريوين المناعي ھو تحت رئاسة مورثتين ،واحدة بالنسبة للسلسلة الثقيلة واألخرى بالنسبة للسلسلة الخفيفة .ويتم ذلك خالل مرحلة نضج الكريات اللمفاوية Bوقبل أي تماس مع مولدات المضاد .إن ھذه المورثات تكون عند الكريات اللمفاوية غير الناضجة على شكل أجزاء مشتتة على طول الصبغي .حيث يتم تجميعھا قبل االستنساخ حسب برنامج دقيق لكنه خاضع للصدفة. تتألف المورثة المسؤولة عن تركيب السلسلة الثقيلة من أربعة أجزاء يشار إليھا بالحروف C,J,D,Vمتموضعة على الصبغي 14 تتألف المورثة المسؤولة عن تركيب السلسلة الخفيفة من ثالثة أجزاء يشار إليھا بالحروف C,J,V متموضعة على الصبغي .2 ھناك عدة نسخ من األجزاء V و Dو .Jوھذه المورثات ھي المسؤولة عن تركيب المنطقة المتغيرة. ھناك نسخة واحدة من الجزء ،C وھذه المورثة ھي المسؤولة عن تركيب المنطقة الثابتة.
C
J6
J2
C
J5
J1
D4
D2
C
D2
J2
V100
D1
V4
V2
V3
V3 الصبغي :14سلسلة ثقيلة
الصبغي : 2سلسلة خفيفة C
J2
J1
J1
V100-300
V2
V4
V3
V2
V1
كل نمط من مضادات األجسام يكون نوعيا لمولد مضاد معين ،وينتج التنوع الھائل لمضادات األجسام عن آلية تسمى إعادة التركيب الوراثي Réarrangement génétiqueحيث بينت تطبيقات الھندسة الوراثية أن: السالسل الثقيلة Hيتم تركيبھا انطالقا من أربعة أجزاء جينية Minigènesيشار إليھا بالحروف : variabilité Vو Constante Cو Diversité Dو jonction Jمحمولة على الصبغي .14 السالسل الخفيفة Lيتم تركيبھا انطالقا من ثالث أجزاء جينية ھي C:و Vو. Jمحمولة على الصبغي .2 - dإنتاج مضادات األجسام :أنظر الوثيقة 1لوحة 11
اللوحــــــــــة 11
الوثيقة : 1إنتاج مضادات األجسام. داخل وسط زرع لمفاويات فأر ،نعمل على إدخال بقايا خلية بكتيرية ،فتم تسجيل المالحظات التالية: ارتفاع تركيز ARNو ADNداخل الخلية. انقسام بعض اللمفاويات. إفراز مضادات األجسام. يتغير شكل اللمفاويات كما ھو مبين على األشكال أمامه . سؤال :ماذا تستنتج من تحليل ھذه النتائج التجريبية ؟
كرية لمفاوية B
بلزمية
يزداد حجم الكريات اللمفاوية وتغتني ببعض البنيات مثل الشبكة السيتوبالزمية الداخلية المحببة وجھاز غولجي ،وبذلك تتفرق إلى بلزميات قادرة على إنتاج مضادات األجسام. يتبين إذن أن تركيب مضادات األجسام يحتم توفر شبكة سيتوبالزمية داخلية محببة ،جھاز غولجي وحويصالت اإلفرازية .ھذا يعني أن تركيب مضادات األجسام يتم بنفس المراحل التي تتركب فيھا كل البروتينات :االستنساخ والترجمة. الصفحة - 190 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ج – آليات االستجابة المناعية الخلطية: – aطور الحثPhase d induction : بعد دخول مولد المضاد إلى الوسط الداخلي ترتبط محدداته المستضادية بطريقة متكاملة مع المستقبالت Bالنوعية الموجودة على غشاء الكريات اللمفاوية Bالنوعية لمولد المضاد .وفي نفس الوقت تقوم خاليا ) CPAخصوصا البلعميات الكبيرة( بعرض المحددات المستضادية لمولد المضاد. وعند ارتباط المستقبالت Tللكريات اللمفاوية T4النوعية لمولد المضاد بالمحددات المستضادية المعروضة ،تفرز الكريات اللمفاوية T4عامل منشط للبلعميات الكبيرة .فتفرز ھذه األخيرة االنترلوكين (IL1) 1الذي ينشط الكريات اللمفاوية T4النوعية لمولد المضاد ،فتفرز عندئذ األنترلوكين (IL 2) 2 الذي ينشط الكريات اللمفاوية Bالمحسسة ) التي يوجد ارتباط بين مستقبالتھا Bو مولد المضاد (. – bطور التضخيمPhase d'Amplification :
خالل ھذه المرحلة تتكاثر اللمفاويات Bوتخضع لعملية تفريق لتتحول إلى بلزميات مفرزة لمضادات األجسام ،تحت تأثير األنترلوكينات ( IL6 , IL5 , IL4 ) 6،5،4المفرزة من طرف الكريات اللمفاوية. – cطور التنفيذPhase effectrice :
خالل ھذا الطور تقوم البلزميات بإفراز مضادات األجسام نوعية للمحدد المستضادي المستھدف ،فتنقل ھذه الكريونات المناعية بواسطة الدم واللمف من األعضاء اللمفاوية المحيطية حيث تم إنتاجھا إلى مكان تأثيرھا حيث ترتبط بمولدات المضاد الدخيلة والمسؤولة عن تسييب ھذه االستجابة المناعية، مكونة مركبات منيعة. د – آليات تدخل مضادات األجسام: – aتعرف مضاد األجسام على مولد المضاد: ترتبط مولدات المضاد بمضادات األجسام النوعية لھا ،وھذا االرتباط ليس تفاعال كيميائيا بقدر ما ھو ارتباط بسيط نتيجة قوى تجاذبيه بيجزيئية تحدث بين موقع تعرف مولد المضاد والمحدد المستضادي، وھو تكامل بنيوي يتكون من خالله المركب المنيــع. – bدور مضادات األجسام في القضاء على مولد المضاد :أنظر الوثيقة 2لوحة .11 عند ارتباط مضادات األجسام بمولدات المضاد ،يتشكل المركب المنيع الذي ينشط عامل التكملة ،فينتج عن ھذا التنشيط المتسلسل ألجزاء عامل التكملة تشكل مركب الھجوم الغشائي ) ( C.A.Mالذي يتسبب في انحالل الخلية الھدف بصدمة أسموزية. – cدور مضادات األجسام في تسھيل البلعمة :أنظر الوثيقة 3لوحة 11 بعد تكون المركب المنيع ،وتنشيط عامل التكملة ،ترتبط األجزاء C3bبمولد المضاد فتسھل بلعمته من طرف البلعميات.
الصفحة - 191 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 11 الوثيقة : 2دور مضادات األجسام في القضاء على مولد مركب منيع
اجتذاب البلعميات
C3a
C3a
C2 b
C3 C3b
+
عامل التكملة
C2a C2
C3b
تسھيل البلعمة
C1
C4 b C3 convertase C2a
C5 convertase
C3 b مركب الھجوم الغشائي CMA
8 9
7
9
9 7 9 89
C4 b
+ C4 b
C2a C4a
C4a
6
+
C5b غشاء الخلية الھدف
C5b 9 9
C4
مولد المضاد
C2 b +
مضاد أجسام
6
C5a
C5
اجتذاب البلعميات
اللوحــــــــــة 11 الوثيقة : 3دور مضادات األجسام في تسھيل البلعمة. مضادات أجسام نوعية لمولد المضاد
مستقبالت المنطقة الثابتة لمضادات
خلية بلعمية
مولد المضاد
انجذاب مضادات أجسام نوعية
تكون المركب المنيع
تثبيت المركب المنيع على الخاليا البلعمية
ليزوزومات
عزل أو تحطيم المركب المنيع
ابتالع المركب المنيع
– IIΙالتعاون الخلوي بين الخاليا المناعية: 1الكشف التجريبي عن وجود تعاون بين الخاليا المناعية:
أ – تجربة :( 1967 ) Mosierأنظر الوثيقة 1لوحة .12 نالحظ أن باحة االنحالل تظھر فقط في الحالة الثانية ،عند وجود كل من الكريات اللمفاوية والبلعميات. يدل ھذا على أن ھناك تعاون بين البلعميات الكبيرة واللمفاويات إلنتاج مضادات األجسام. الصفحة - 192 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 12
الوثيقة : 1تجربة .( 1967 ) Mosier
عزل الكريات البيضاء
أخذ كريات بيضاء من طحال فأر عادي
كريات لمفاوية
CMH-I بلعميات
زرع في وسط تحت درجة حرارة 37 °C توزيع الكريات البيضاء في أوساط زرع ،وإضافة GRMكمولد المضاد + GRM
+ GRM
+ GRM
التركيب التجريبي : نأخffذ مffن طحffال فffأر عffادي كريffات دمويffة بيضffاء ونحضffنھا فffي علبffة بيتffري .بعffد ذلffك نffزرع فffي الزجffاج الخاليffffا الحffffرة )كريffffات لمفاويffffة( والخاليfffffا الملتصfffffقة بقعfffffر العلبfffffة )بلعميات كبيرة( إما معfا أو منفصfلة بحضfffور كريfffات حمfffراء للخfffروف .GRMبعffد أربعffة أيffام تقffدر شffدة االسfffتجابة المناعيfffة بتعfffداد باحfffات انحffالل الffدم التffي تتناسffب مffع كميffة مضادات األجسام )مضاد.(GRM- ماذا تستنتج من تحليل ھذه النتائج التجريبية.
باحة انحالل الدم
2
3
ب – تجربة :( 1967 ) Clamanأنظر الوثيقة 2لوحة .12
1
اللوحــــــــــة 12
الوثيقة : 2تجربة Clamanالكشف عن التعاون الخلوي بين اللمفاويات. تھيأ الفئران لھذه التجربة باستئصال الغدة السعترية ،ثم إخضاع الفئران للتشعيع لقتل اللمفاويات ،فتحقن اللمفاويات Bو T إما متفرقة أو مجتمعة ) .أنظر الجدول أسفله ( استنتج أنماط الخاليا المناعية المعنية بالتعاون والتي تكشف عنھا ھذه التجربة. تھيئ الحيوانات
استئصال الغدة السعترية ثم التشعيع
بدون معالجة ) شاھد ( حقن اللمفاويات T
إعادة تكوين جزئي أو كلي للجھاز المناعي عن طريق حقن اللمفاويات
تمنيع
حقن اللمفاويات B
حقن اللمفاويات Bو T
تتلقى جميع الفئران حقنة من ) GRMكريات حمراء للخروف (
نتائج اختبارات تلكد الحمراء الكريات )أسبوع بعد التمنيع (
مصل المجموعة + : GRMايجابي الصفحة - 193 - :
مصل المجموعة + : GRMسلبي
مصل المجموعة + : GRMسلبي
مصل المجموعة + : GRMايجابي
األستاذ :يوسف األندلسي
نالحظ أن تلكد الكريات الحمراء ) استجابة مناعية ( ال يحدث إال بوجود الكريات اللمفاوية Bو،t نستنتج إذن أن الخاليا المناعية المعنية بالتعاون ھي الكريات اللمفاوية Bو.T ج – استنتاج: توجد جل الكريات اللمفاوية Bفي حالة خمول ،وال تصبح نشيطة إال بعد تعرفھا على مولد المضاد النوعي .ويتطلب ھذا التنشيط تعاونا بين اللمفاويات Bو Tوالخاليا العارضة لمولد المضاد CPA كالبلعميات الكبيرة. 2موقع وآليات التعاون بين الخاليا المناعية: أ – الكشف عن تدخل الوسائط المناعية :أنظر الوثيقة 1لوحة .13 اللوحــــــــــة 13 الوثيقة :1الكشف عن تدخل الوسائط الكيميائية في التعاون بين الخاليا المناعية.
زرع لمفاويات بحضور منبه
نزرع لمفاويات ،Tمأخوذة مfن شfخص سfليم ،بحضfور مfواد منبھة تلعب دور مولدات المضاد .نأخذ السائل الطfافي للfزرع، ثم نضيفه إلى وسطي زرع ،األول به لمفاويات ،Tوالثاني بfه لمفاويات .B بffين التحليffل الكيميffائي للسffائل الطffافي ،وجffود مffادة كيميائيffة )األنترلfffوكين ،(2كمfffا بfffين التحليfffل الخلfffوي للمفاويfffات ،أن الكريات اللمفاوية التي تفرز األنترلوكين 2ھي .T4 انطالقا من ھfذه المعطيfات اسfتنتج كيفيfة التعfاون بfين الخاليfا المناعية المتدخلة.
أخذ السائل الطافي من الزرع إضافة السائل إلى وسط زرع لمفاويات T
إضافة السائل إلى وسط زرع لمفاويات B
.............................................................................. .............................................................................. .............................................................................. .............................................................................. ..............................................................................
تكاثر خلوي
تكاثر خلوي
إن تكاثر اللمفاويات يرمز إلى تسييب استجابة مناعية ،باستثمار ھذا المعطى يمكنك القول أن تكاثر اللمفاويات سببه مواد كيميائية توجد في السائل الطافي من الزرع .ھذه المواد تم إفرازھا من طرف الخاليا المناعية بوجود العنصر المنبه ،وھو مولد المضاد. ھذه المواد المنشطة للمفاويات Bتشكل الوسائط المناعية ،وھي أساسية في التواصل بين مختلف الخاليا المتدخلة في االستجابة المناعية. نستنتج من ھذا التحليل أن االستجابة المناعية الخلطية تنتج عن عدة عمليات تساھم فيھا كل من البلعميات الكبيرة ) مستقبلة للعنصر الغريب وعارضة لمحدداته المستضادية ( ،و) LT4مرسلة للوسائط المناعية ( و) LBمنفذة لالستجابة (. ب – آلية التعاون بين الخاليا المناعية :أنظر الوثيقة 1لوحة .13 تعتبر العقد اللمفاوية ملتقى المسلكين الدموي واللمفاوي ،ومكان اتصال الخاليا اللمفاوية ) أنظر الوثيقة 2لوحة .( 13وھكذا تلتقي الكريات اللمفاوية والخاليا العارضة لمولد المضاد ) (CPAفي أقرب عقد الصفحة - 194 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
لمفاوية لمكان الخمج .لتتم عملية االنتقاء اللمي للكريات اللمفاوية النوعية لمولد المضاد) ,أنظر الوثيقة 3لوحة (13 اللوحــــــــــة 13 الوثيقة : 2العقد اللمفاوية
منطقffة قشffرية غنيffة باللمفاويffات ،LBوتضffم جريبffات أوليffة بھffا لمفاويffات .LBبعffد االتصffال بمولffد المضffاد تتحffول ھffذه الجريبffات إلى جريبات ثانوية حيث تتكاثر اللمفاويات .LB
شرين وريد قناة لمفاوية مصدرة
منطقة جار قشرية غنية باللمفاويات ،LTوالخاليا العارضة CPA منطقة نخاعية تضم لمفاويات LBولمفاويات LTوبلعميات كبيرة وبلزميات ،كما تنطلق منھا العروق اللمفاوية المصدرة.
قناة لمفاوية موردة
اللوحــــــــــة 13 الوثيقة : 3االنتقاء اللمي خالل االستجابة المناعية النوعية
مولــد مضــاد
مســـــــــتقبل B
مســـــــــتقبل T
LB
LB LB LB
محـــــددات مستضـــــادية
LT8
LB LB
CMH1
CMH2
خليــــة معفنـــــة
مســـــــــتقبل T
LT4 LT8
LT8 LT4
LT8 LT8
LB
LB
LB
يلعميـــــــة كبـــــــيرة
LT8
LT4
LT8
LT8
LT4
LT8
LT4
LT4
LT4
كريــــــات لمفاويــــــة طـــــور االنتقـــــاء اللمـــــي خـــــالل االســـــتجابة المناعتيـــــة النوعيـــــة الوثيقــــــــة 54 تتم بلعمة مولد المضاد بواسطة البلعميات الكبيرة التي تجزئه إلى بيبتيدات .فتلتحم البيبتيدات مع CMH-IIويعرض المركب بيبتيد – CMH-IIعلى سطح الخاليا العارضة ) .(CPAتتعرف LT4على ھذا المركب عن طريق التماس المباشر ) تعرف ثنائي ( .تفرز CPAاألنترلوكين IL-1الذي يحث LT4على التفريق إلى لمفاويات مساعدة .THتفرز ھذه األخيرة مجموعة من السيتوكينات تنشط CPA و LBالنوعية و LT8النوعية.
– IVحصيلة تركيبية لمراحل االستجابة المناعية: أول معطيات الوثيقة 1لوحة 14إلى نص يلخص مختلف مراحل االستجابة المناعية الصفحة - 195 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 14 الوثيقة : 1حصيلة مبسطة لالستجابة المناعية النوعية =CPAبلعمية كبيرة أو خلية تغصنية = LBلمفاوية B
CMH مستقبل T
CPA CPA IL – 1
= LTcلمفاوية T قاتلة = THلمفاوية T مساعدة = ILأنترلوكينات
+ IFNγ
+
T4
Interféron=IFNγ
TH
T8
LB
TH
IL – 2 IFNγ
طور التحريض أو الحث تعرف مولد المضاد واالنتقاء اللمي
= LTلمفاوية T
T8
مولد المضاد
+ IL – 2,4 تكاثـــــر
IL – 4,5,6
+
LB تكاثـــــر
تفريـــــــــق
+
LBذاكرة
تفريــــق
بلزميات
LTc
LTc
طور التضخيم التوسع اللمي وتفريق اللمفاويات
LB
LTc
مضادات أجسام نوعية
LTc طور التنفيذ
برفورين وكرانزيم
تدمير الخلية الھدف الصفحة - 196 - :
تدمير بتدخل عامل التكملة
إبطال مفعول مولد المضاد
تسھيل البلعمة
األستاذ :يوسف األندلسي
تتدخل االستجابة المناعية عبر آليات متنوعة ومترابطة ومتكاملة فيما بينھا وتتم عبر مراحل ھي: الحث أو التحريض :L'induction عند تسرب مولد مضاد إلى الجسم يصل إلى أقرب عقد لمفاوية ،حيث تتعرف عليه لمفاويات نوعية LTو) LBانتقاء لمي( ،كما تعرض أجزاؤھا بواسطة جزيئات CMH-IIللخاليا العارضة لمولد المضاد. تتعرف اللمفاويات T4النوعية على المركب بيبتيد – ،CMHوبعد تنشيطھا تتحول إلى لمفاويات THمفرزة لسيتوكينات. التضخيم :Amplification تحت تأثير السيتوكينات المحررة من طرف THالمنتقاة ،تتكاثر اللمفاويات T8المنتقاة وتتفرق إلى ،LTcكما تتكاثر اللمفاويات Bالمنتقاة وتتفرق إلى بلزميات مفرزة لمضادات أجسام نوعية. التنفيذ :Effectrice تھدم LTcالقاتلة الخاليا الھدف )المعفنة( بتركيب وإفراز البيرفورين والكرانزيم المؤديان إلى االنتحار الخلوي . Apoptoseأما مضادات األجسام فتبطل مولدات المضاد وتسھل البلعمة ،كما ينشط المركب المنيع عامل التكملة.
الصفحة - 197 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثالث
اﺿﻄﺮاﺑﺎت اﻟﺠﻬﺎز اﻟﻤﻨﺎﻋﻲ . مقدمة :قد يصاب الجھاز المناعتي ببعض االضطرابات ،يمكن أن تظھر في شكل ردود فعل مفرطة تنتج عنھا أمراض كاألرجيات ،وقد يتمثل الخلل في قصور مناعتي وقد يضطرب الجھاز المناعتي بشكل يجعله يدمر ما ھو ذاتي. فكيف تحصل ھذه االضطرابات ؟ وكيف يمكن وقاية الجسم من بعضھا ؟ وھل توجد وسائل لعالج بعضھا ؟
– Ιاالستجابة األرجية: 1مفھوم االستجابة األرجية :
L'allergie
أ – أمثلة لالستجابات األرجية :أنظر الوثيقة 1لوحة .1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة :1بعض االستجابات المصنفة ضمن األرجيات المؤرج
نوع االستجابة األرجية
أعراض االستجابة األرجية
موقع تأثيره
التھاب مخاطية األنف Rhinites = زكام الحشائش Rhume des foins
المخاطة األنفية حبوب اللقاح ،غبرة المنازل العطس األرجي ،االحتقان األنفي ،إفرازات مخاطية La ،زغب الحيوانات ،القراديات muqueuseمفرطة ،عسر تنفسي. . nasale
الربو األرجي L’asthme
حبوب اللقاح ،غبرة المنازل مخاطة القصبات عسر تنفسي ) زفير وشھيق صافرين ( ،تقلصات تشنجية للقصبات الھوائية الرئوية. ،زغب الحيوانات ،القراديات الھوائية
االكزيمة األرجية L’eczéma allergique
مواد كيميائية ،أغذية ، أدوية
الجلد أو الدم
صفائح حمراء منتفخة بعض الشيء ومقشرة.
الشري األرجي L’urticaire allergique
مواد كيميائية ،أغذية ، أدوية
الجلد أو الدم
نتوءات وردية طافحة على سطح الجلد .انتفاخ مخاطة العين والمسالك الھوائية العليا.
االستجابة الالوقائية = الصدمة الالوقائية Le choc anaphylactique
سموم بعض الحشرات ، أدوية
الدم
التھابات تصيب مناطق مختلفة من الجلد ،ھبوط مفاجئ في الضغط الدموي ،التھاب الحبال الصوتية مما يؤدي إلى انسداد المسالك التنفسية .الموت المفاجئ 20إلى 30دقيقة بعد حقن المؤرج.
ما ھي األعراض العامة المشتركة بين كل ھذه االستجابات ؟ ماذا تمثل كل ھذه األعراض ؟
عندما يستنشق األشخاص األرجيون عناصر مؤرجة ،تظھر عليھم فورا أعراض مرضية نذكر منھا: التدميع ،العطس ،السعال ،السيالن األنفي ،تضيق المسالك الھوائية مما يسبب عسر تنفسي .ويمكن لنفس المؤرج أن يسبب استجابات أرجية مختلفة حسب موقع تأثيره ) الجھاز التنفسي ،الھضمي ،الدم . . .الخ(. ب -تعريف االستجابة األرجية: األرجيات أمراض شائعة تصيب أكثر من 10%من السكان ،وتكون ناتجة عن دخول عناصر أجنبية غير ممرضة إلى الجسم ،وتسمى ھذه العناصر بالمؤرجات ،Les allergènesوتحدث ھذه المؤرجات استجابات مناعية مفرطة تسبب في ظھور األرجيات .وتسمى االستجابات المناعية باالستجابة األرجية. الصفحة - 198 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2خاصيات االستجابة األرجية :أنظر الوثيقة 2لوحة .1
اللوحــــــــــة 1 لوامس
الوثيقة : 2الكشف عن الصدمة الالوقائية في سنة 1920قام العالمان Richetو Portierبحقfن كلfب بكميfة 0.1cm3مfن ھريس لfوامس شfقار البحfر ،لfم يالحfظ العالمfان أي مضfاعفات لfدى الكلfب ،لكfن بعfد 22 يوما ،أعيدت نفس التجربة ،ومباشfرة بعfد حقنfه بfنفس المسfتخلص ،انھfارت قfوى الكلfب وھffبط ضffغطه الشffرياني واختنffق ومffات بعffد 25دقيقffة .كffان العالمffان ينتظffران أن يكffون الكلب قد منع ضد سم شقار البحر لكن العكس ھو الذي وقع. – 1ماذا تمثل األعراض المالحظة خالل ھذه التجربة ؟ – 2ما ھي العناصر المحدثة لھذه االستجابات؟ ماذا تسمى ؟ – 3ماذا تستخلص من معطيات ھذه التجربة ؟
شقار البحر
(1تمثل األعراض المالحظة خالل ھذه التجربة استجابة مناعية مفرطة ،تسمى استجابة أرجية. (2العناصر المحدثة لھذه األعراض ھي ھريس لوامس شقار البحر ،وتسمى ھذه العناصر بالمؤرجات. (3نالحظ أنه عند الحقن األول للمؤرج لم تظھر أعراض االستجابة األرجية عند الكلب ،لكن عند الحقن الثاني للمؤرج ظھرت أعراض االستجابة الالوقائية عند الكلب. نستنتج أن االستجابة األرجية ال تظھر في أول اتصال بالمؤرج ،بل تظھر في االتصال الثاني بالمؤرج وما بعده .لذلك تسمى مرحلة االتصال األول بالمؤرج بالمرحلة التحسيسية sensibilisation يصبح بعدھا الشخص محسسا ،فإذا تعرض مرة ثانية لنفس المؤرج ،تحدث االستجابة األرجية ،فتسمى ھذه المرحلة بمرحلة الحساسية المفرطة الفورية.Hypersensibilité retardée . 3آلية االستجابة األرجية : أ – العناصر المتدخلة في االستجابات األرجية :أنظر الوثيقة 3لوحة .1
التركيز المصلي لـ (ng.ml-1) IgE االكزيما األرجية
الربو
التھاب مخاطية األنف المزمن
زكام الحشائش
الوثيقة :3 يمثل الشكل "أ" من الوثيقة صورة مجھرية لخلية بدينة قبل نوبة أرجية وبعدھا ويعطي الشكل ب ،تركيز مضfادات األجسfام مــن الصنف IgEفي مصـل أشخاص بالغين مصابين ببعض األرجيـات. ماذا يمكنك استخالصه من خالل ھذه الوثائق إذا علمت أن التركيز العادي لـ IgE يبلغ حوالي 100 ng/mlفي مصل شخص بالـــــغ؟ بعـــــــــد النوبـــــــــة قبــــــــــل النوبــــــــــة مقارنــــــة الشـــــــــكل "أ"
اللوحــــــــــة 1
المعدل
24000
2400
240
حبيبــــــــــــــات الھيســــــــــــــــــتامين
نالحظ أنه عند األشخاص األرجيين ،قبل النوبة األرجية تكون الخلية البدينة غنية بالحبيبات الغولجية المحتوية على الھيستامينات .وبعد النوبة األرجية نالحظ اختفاء ھذه الحبيبات الغولجية. نستنتج إذن أن الخلية البدينة تتدخل في االستجابة األرجية ،وذلك بإفرازھا لمادة الھيستامين. الصفحة - 199 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
يالحظ في مصل األشخاص المحسسون لمؤرج معين ارتفاعا في نسبة ،IgEحيث تصل عند بعض األشخاص األرجيين إلى 2400 ng/mlبينما ال تتعدى ھذه النسبة 100ng/mlعند األشخاص العاديين . يتبين من ھذه المالحظات أن ھناك عالقة بين االستجابة األرجية وإزالة تحبب الخاليا البدينة )العمادية( وإفراز الكريوين المناعي .IgEوقد بينت دراسات أخرى أن مضاد األجسام النوعي للمؤرج يثبت على غشاء الخاليا البدينة فيجعلھا تفرز الھيستامين المسؤول عن ظھور أعراض األرجية. ب – مراحل االستجابة األرجية :أنظر الوثيقة 1لوحة .2 اللوحــــــــــة 2 الوسط الخارجي
الوثيقة :1رسم تفسيري تركيبي آللية االستجابة األرجية الفورية. مولد المضاد ) العنصر المؤرج (
اتصال أول
اتصال ثاني
الوسط الداخلي
LB
+
IgE خلية بدينة
TH
+
بلعمية كبيرة
.......................................................................................................................... ..................... .................................................................................................................................................... ..................... ................... .............................. ...............................
- aالمرحلة التحسيسية : عندما يتعرض الجسم لمؤرج معين تستقبله البلعميات الكبيرة التي تقوم ببلعمته و تعرض محدداته المستضادية التي تتعرف عليھا الكريات اللمفاوية T4التي تقوم بتنشيط الكريات اللمفاوية Bالنوعية للمؤرج فتتحول إلى بلزميات تفرز مضاد األجسام IgEالنوعي للمؤرج .يھاجر IgEإلى مختلف األنسجة التحجلدية و التحمخاطية حيث يرتبط بالخاليا البدينة ،كما يھاجر إلى الدم حيث يرتبط بالقعدات فيصبح الجسم محسسا. - bمرحلة الحساسية المفرطة الفورية: عندما يتعرض الجسم مرة ثانية لنفس المؤرج ،يثبت ھذا األخير على ،IgEمما يسبب في تفريغ حويصالت الخاليا البدينة للھيستامين ،وذلك على مستوى األنسجة المصابة فيقع التھاب األنسجة المحلية وظھور أعراض االستجابة األرجية. و عند وصول المؤرج إلى الدم يثبت على IgEالمرتبط بالقعدات فتفرز الوسائط االلتھابية في الجسم كله مما يسبب الصدمة الالوقائية. - cمرحلة الحساسية المفرطة المتأخرة : تظھر االستجابة األرجية من جديد بعد 24إلى 48ساعة بعد اإلصابة األولى حيث يعمل الھيستامين المفرز من طرف الخاليا البدينة بجذب القعدات والحمضات إلى مكان تواجد المؤرج ،فيرتبط المؤرج الصفحة - 200 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
بـ IgEالمثبت على سطح القعدات والحمضات فتفرز الھيستامين الذي يعمل على ظھور أعراض االستجابة األرجية من جديد ،كما يعمل على جذب قعدات وحمضات جديدة مما يجعل أعراض النوبة األرجية تستمر وتشتد.
– ΙIقصور الجھاز المناعي ) السيدا (: 1تعريف المرض : يعرف داء فقدان المناعة المكتسبة بالسيدا وھو اسم من أصل فرنسي SIDAمشتق من العبارة Syndrome d'ImmunoDéficience Acquiseوھو مرض ناتج عن قصور مناعي داء القصور وتسبب فيه حمة أطلق عليھا اسم VIHمشتقة من العبارة Virus d'Immunodéficience Humaine وھي حمة تقضي على الخاليا المناعية فتضعف بذلك الجھاز المناعي ،لتصبح بذلك أبسط األمراض فتاكة بالجسم. 2بنية حمة : VIHأنظر الوثيقة 2لوحة .2 اللوحــــــــــة 2 الوثيقة : 2بنية حمة VIH 1 ……………….. 2 ……………….. 3 ……………….. 4 ……………….. 5 ……………….. 6 ……………….. 7 ……………….. الشكل أ :تجسيد للبنية الجزيئية لحمة VIH
الشكل ب :رسم تخطيطي تفسيري لبنية حمة VIH
لقد بينت المالحظة بالمجھر االلكتروني ومالحظات أخرى أن حمة VIHتتكون من العناصر التالية : غشاء خارجي كروي الشكل يشبه الغشاء السيتوبالزمي ) طبقتين من الفوسفودھنيات ( ،تتخلله جزيئات بروتينية -سكرية )كليكو -بروتينات .( gp = Glycoprotéinesيسمى جزئھا الخارجي = 120 ) gp 120الكتلة المولية ( ويسمى الجزء الضمغشائي . gp 41تتجمع gp 120مع gp 41لتكون شوكة ) .( Spicule قالب ) ( Matriceيكون تحت الغشاء وھو كروي الشكل ،مكون من بروتين يرمز له بـ .p17 نواة الحمة أو الكبسيدة ) ( Capsideتكون على شكل مخروط مبتور القمة ،مكون من بروتين .p24وبداخله خيطان من ،ARNتلتف حولھا جزيئات من أنزيم يسمى الناسخ العكسي ) .( Transcriptase inverse
3آلية تعرف حمة VIHالخلية الھدف :أنظر الوثيقة 1لوحة .3 تعتبر جزيئة CD4المستقبل األساسي لحمة ،VIHحيث يوجد بينھا وبين البروتين gp120الحموي تكامل وتالف كبيران .توجد جزيئات CD4بكثافة كبيرة على سطح اللمفاويات T4الناضجة ،وبكثافة أقل على سطح الوحيدات والبلعميات الكبيرة والخاليا التغصنية .وھكذا فكل الخاليا التي تحتوي على CD4تكون قابلة للتعفن بحمة .VIH الصفحة - 201 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 1آلية تعرف حمة VIHالخلية الھدف. بلعمية
حمة VIH
مستقبل CD4
عندما تھاجم حمة VIHبلعمية كبيرة أو كرية لمفاوية ،Tفإنھا تثبfت أوال بواسfطة بروتينfات الغشffffاء gp120علffffى مسffffتقبلين :المسffffتقبل CD4والمسffffتقبل CCR5أو .CXCR4 يتعرف أحد موقعي البروتين gp120الجزيئة CD4ويثبfت عليھfا ،يكشfف ھfذا التفاعfل عن الموقع الثاني الذي كان محجوبا ،والذي يثبت على المسfتقبل CCR5أو . CXCR4 يوفر ھذا التفاعل الثنائي تماسfا ضfيقا بfين الحمfة والخليfة ،ثfم ينتشfر البfروتين gp41الfذي كان محجوبا من طرف . gp120يؤدي gp41إلى تثبيfت والتحfام األغشfية ،وبfذلك يحقن محتوى الحمة داخل الخلية.
gp41 gp120 المستقبل CCR5أو CXCR4
4الدورة االستنساخية لحمة :VIHأنظر الوثيقة 2لوحة .3
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 2دورة حمة VIH تبدأ عدوى فيروس السيدا عندما يرتبط الفيروس بالسطح الخارجي لخلية T4وبالضبط المستقبل .CD4يتم حقن بروتينات لfب الحمfة مfع .ARNيقfوم الناسfخ العكسfي بتحويfل ARNالحمfوي إلى ) ADNلدى يسمى HIVفيروس قھقري .( Rétrovirusيتضاعف ADNويرحل إلى النواة فيندمج مfع ADNالخليfة .T4وقfد يستمر الفيروس كامنا دون أية بادرة تدل على وجوده .وبدال عن ذلك فانfه قfد يجنfد اآلليfات الخلويfة لتنسfخ جيناتfه إلfى ARNثfم لتتfرجم إلى بروتينات حموية قصد تشكل حمات جديدة ،تتبرعم من الخلية ،فتمضي للتطفل على خاليا T4جديدة. ........................................................... = 1 =2
............................................................
3
= ............................................................
4
= ............................................................
5
= ............................................................
6
= ............................................................
7
= ...........................................................
8
= ...........................................................
9
= ............................................................
11
1
2 8 9 3 4
10
= .........................................................
11
= .........................................................
الصفحة - 202 - :
5
7
6
األستاذ :يوسف األندلسي
يتجلى تطفل حمة VIHعلى اللمفاويات T4في دخول ARNالحمة إلى الخلية الھدف وحثھا على تركيب ADNالحموي بواسطة النسخ العكسي ،ليندمج ضمن الذخيرة الوراثية للخلية ويعمل على نسخ ARNmالحموي الذي يتدخل في تركيب بروتينات الحمة ،فتتشكل بذلك حمات جديدة تحرر خارج الخلية المعفنة بواسطة ظاھرة التبرعم. مالحظة :خالل النسخ العكسي ،يرتكب الناسخ العكسي خطأ بعد إدراج كل 2000نيكليوتيد مسببا ظھور طفرات على صعيد الجينوم الحموي ،الشيء الذي يساعد ھذا األخير على اإلفالت من المراقبة المناعية بالمضادات النوعية. 5مراحل مرض السيدا :أنظر الوثيقة 1لوحة .4 الوثيقة : 1
اللوحــــــــــة 4
تطور تركيز كل من LTcو LT4و حمة VIHومضادات األجسام ) ،( anti – VIHفي جسم شخص ايجابي المصل بالنسبة لحمة السيدا .حلل المبيان واستخرج تأثير اإلصابة بحمة VIHفي العناصر المتدخلة في االستجابة المناعية.
فقدان المناعة
التعفن األولي
الكـــمــــــــــــــــون
تركــــيــــــز البـــــالزمــــا
LTc
anti VIH
LT4
VIH 8
7
6
5
4
الســــنـــــــــوات
3
2
1
6 12 18 24
1
األســـــــــــابــيــــع
أ – من السلبية المصلية إلى االيجابية المصلية: تدخل حمة VIHإلى الجسم إما عبر الدم أو المخاطات وخصوصا منھا التناسلية .فتستقر أوال في الخاليا التغصنية للمخاطات ،ومنھا إلى الدم ،فنتكلم عن مرحلة التعفن األولي ،التي تتميز بحمى وعياء وانتفاخ العقد اللمفاوية على مستوى العنق أو تحت الساعدين. تدوم ھذه المرحلة بضعة أسابيع قبل أن تختفي بعد أن يكون الجسم قد بدأ في إنتاج مضادات أجسام نوعية لحمة .VIHفنقول عن الشخص أنه أصبح ايجابي المصل ) .( Séropositif ب – مرحلة الكمونPhase de latence:
تدوم ھذه المرحلة عدة سنوات ،ال تظھر خاللھا أي أعراض عند الشخص المصاب رغم كونه حامال لحمة .VIHيفقد الجسم العديد من الكريات اللمفاوية ،T4حيث يتضاءل عددھا فتحذف بذلك وظيفتھا التنشيطية ،الشيء الذي يؤثر في وظيفة T8والبلزميات ويعطي قصورا مناعيا. الصفحة - 203 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ج – مرحلة األمراض االنتھازيةMaladies opportunistes:
ينتج عن فقدان الكريات اللمفاوية T4تدھور عام للجھاز المناعي .حيث يصبح الشخص عرضة لمختلف األمراض الجرثومية التي تنتھز فرصة ضعف الجھاز المناعي للشخص المصاب ،فتھاجمه، وبذلك نسميھا أمراضا انتھازية .أنظر الوثيقة 2لوحة.4 الوثيقة :2ظھور األمراض االنتھازية حسب انخفاض عدد T4
اللوحــــــــــة 4
لمفاويات T4في mm3من الدم
نسبة عادية 800
600
400
200
0
تعفن بكتيري للجلد قالع ) الفم ( فطار جلدي خطير مرض السل التھاب رئوي التھاب السحايا داء المقوسات ) الدماغ ( تعفن بـ herpes إسھال بـ Cryptosporidium تعفن بـ Cytomégalovirus تعفنات بـ Mycobacterium
7
9
السنوات ) بعد التعفن األولي (
8
10
6آلية تدمير الكريات اللمفاوية : T4أنظر الوثيقة 3لوحة .4 الوثيقة : 3آلية تدمير الكريات اللمفاوية: يمثل تدمير الكريات اللمفاوية T4السبب الرئيسي لفقدان المناعة المميز للخمج الجرثومي بواسطة . VIHيمكن تفسير ھذا التدمير بتدخل مجموعة من اآلليات نذكر منھا أساسا: • التطفل المباشر لحمة VIHعلى الخاليا .T4 • االنتحار الخلوي ) (Apoptoseللخاليا المعفنة) ،الشكل أ( • تحريض اللمفاويات T4غير المعفنة على االنتحار الخلوي )الشكل ب(. انطالقا من ھذه الوثيقة أبرز مختلف آليات القضاء على .LT4 الشكل أ :موت اللمفاويات المعفنة بفعل االنتحار الخلوي.
انتحار خلوي
اللوحــــــــــة 4
الشكل ب :التحريض على االنتحار الخلوي
خلية معفنة gp 41 gp 120
CD4
CXCR4
خلية غير معفنة سلسلة من التفاعالت انتحار خلوي Apoptose
خلية عادية الصفحة - 204 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
يتم تدمير اللمفاويات T4بعدة آليات: • التطفل المباشر لحمة VIHعلى اللمفاويات ،T4التي تقتل بتحطيم الغشاء الخلوي اثر تكاثر وتبرعم الحمات. • موت اللمفاويات T4المعفنة بفعل االنتحار الخلوي ،إذ تؤدي الجزيئات الحموية gp120 المثبتة على غشاء اللمفاوية T4إلى تحسيسھا وتحريضھا على التدمير الذاتي وذلك بتكثيف النواة وتجزيء ) .ADNناتج عن استقبال الخاليا إشارات كيميائية خاصة أو تماس مع خاليا أخرى (. • تتعرض اللمفاويات T4غير المعفنة بحمة VIHكذلك إلى نفس الظاھرة ،وذلك بتماسھا مع لمفاويات T4معفنة حاملة على سطحھا الجزيئات ،gp120التي ترتبط ب المستقبل CXCR4 أو CCR5مما يحرض اللمفاويات T4غير المعفنة على االنتحار. 7اختبارات الكشف عن السيدا : بعد مرور 3أسابيع إلى 3أشھر عن دخول VIHإلى الجسم؛ ينتج ھذا األخير مضادات أجسام موجھة ضد بعض المحددات المستضادية لھذا الفيروس. تعتمد اختبارات الكشف عن داء السيدا على البحث عن مضادات VIHفي دم األشخاص المختبرين. أ – اختبار .Elisaأنظر الوثيقة 1لوحة 5
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة :1الكشف عن مضادات األجسام Anti – VIHبواسطة اختبار .Elisa أصل العبارة ELISAھو Enzyme linked immunosorbent assay على دعامة بالستيكية يتم تثبيت مولد المضاد ،VIHثم توضع الدعامة داخل المصل المراد اختباره .فان كان يتوفر على مضاد جسم نوعي ل ،VIHفان ھذا األخير يثبت على مولد المضاد ،مكونا مركب منيع .بعد ذلك يتم غسل ھذه الدعامة إلزالة ما لم يثبت من مضادات األجسام .ثم تضاف مضادات أجسام نوعية للكريونات البشرية موسومة بواسطة أنزيم .بعد غسل الدعامة ،تضاف مادة خاصة متفاعلة مع األنزيم تعطي تفاعال ملونا ،بحيث يدل ظھور اللون على االيجابية المصلية .وعدم ظھوره على السلبية المصلية. اختبار ELISAاختبار سھل و غير مكلف لكن يبقى غير ناجع 100 %ألن مولدات المضاد VIHيمكنھا االرتباط بمضادات أجسام ال عالقة لھا بھذه الحمة ،ولو أن احتمال الخطأ ال يتعدى .2 % حدوث التلوين يدل على ايجابية المصل المختبر
إضافة مادة متفاعلة مع األنزيم E
إضافة مضادات أجسام نوعية للكريونات البشرية موسومة بأنزيم E
غسل التحضير إلزالة مضادات األجسام غير المثبتة:غير نوعية ل VIH
إضافة المصل المراد اختباره
تلوين
مادة متفاعلة مع األنزيم E الصفحة - 205 - :
األنزيم E
مضاد أجسام موسوم بأنزيم E
مضاد أجسام نوعي لـ VIH
مولد المضاد VIH
األستاذ :يوسف األندلسي
يعد اختبار ELISAسھال ورخيصا لكن فيه احتمال للخطأ؛ حيث يمكن للمحددات المستضادية الفيروسية أن تلتقط مضادات أجسام غير موجھة أصال ضد VIHولو أن احتمال الخطأ ال يتعدى 2% .ففي حالة اختبار إيجابي؛ يلزم تأكيده باختبار أكثر دقة مثل اختبار .Western Blot ب – اختبار .Western-Blotأنظر الوثيقة 2لوحة 5
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة :2اختبار .Western-Blot تنقى البروتينات الحموية وتعزل بشكل مرتب حسب كثلتھا الجزيئية بواسطة طريقة الھجرة الكھربائية على الغراء .وبما أن الغراء الحامل للبروتينات الحموية جد ھش ،فانه يحول على ورقة نيتروسيليلوزية متعطشة للبروتينات .تقطع بعد ذلك ھذه الورقة إلى شريطات حسب كل نوع بروتيني .فيجرى على كل شريط اختبار ELISAمصغر ،ليتم الحصول على عدة أجوبة نوعية عوض الجواب اإلجمالي .وغالبا ما يتم االقتصار على األشرطة الحاملة ل gp120و gp41و .p25 يعتبر ھذا االختبار مكلفا ،لكن ال يلجأ إليه إال في حالة االيجابية المصلية باختبار .Elisa
+
ھجرة كھربائية
gp120 gp41 p25
-
اختبار Elisaمصغر
تقطيع الورقة النيتروسيليلوزية إلى شريطات
تحويل إلى ورقة نيتروسيليلوزية
ھجرة كھربائية لبروتينات المصل المراد اختباره
8بعض المحاوالت العالجية لداء السيدا : أ – إبطال فعالية :VIH حيث تستعمل بعض األدوية التي تعرقل بعض مراحل دورة الفيروس مثل: • إعاقة دخول VIHإلى LT4وذلك بحقن الشخص بمضادات أجسام نوعية لبروتينات gp120 الفيروسية مثال أو بحقن الشخص بجزيئات CD4الحرة التي تعمل على شغل جزيئات gp120 الفيروسية. • تخريب L’ARNالفيروسي وذلك بحقن المصاب بمادة l’interféronمثال وھو بروتين تفرزه الخاليا المعفنة بالحمات لتنذر الخاليا السليمة بھدف المقاومة ضد الفيروس المعني • إيقاف االستنساخ العكسي بواسطة عقار Azidothymine= AZTأو DDIاللذان يكبحان عمل أنزيم الناسخ العكسي ،لكن لسوء الحظ يمكن لھذا األنزيم أن يتغير بفعل طفرات الفيروس فتصبح ھذه األدوية غير فعالة ،من جھة ثانية ،لھذه األدوية سمية اتجاه الجسم ،لذلك ال توصف إال لدوي السيدا الحقيقية أو إيجابيي المصل الذين انخفضت كثافة LT4لديھم إلى ما دون 200كرية في كل mm3من الدم. ب – محاولة دعم وترميم جھاز المناعة بشتى الوسائل. ج – معالجة األمراض االنتھازية التي تظھر لدى المصاب :استمصال ،مضادات حيوية ... ملحوظة :ھذه المحاوالت العالجية تخفف من آالم المصاب لكن ال تقضي على الفيروس المسبب للمرض. الصفحة - 206 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الرابع
ﻣﺴﺎﻋﺪات اﻟﺠﻬﺎز اﻟﻤﻨﺎﻋﻲ . مقدمة :قد يصاب الجھاز المناعي ببعض االضطرابات تكون عواقبھا وخيمة على الجسم .وقد طور البحث الطبي طرائق ووسائل لمساعدة الجھاز المناعي ،خالل اإلصابة كعالج ،أو قبل اإلصابة كوقاية .فما ھي ھذه المساعدات ؟
– Ιالتلقيح 1مراحل اكتشاف التلقيح :
La vaccination
أ – أعمال :E.jennerأنظر الوثيقة 1لوحة .1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة :1أعمال . Edouard Jenner الجدري La varioleمرض معدي يصيب الجلد .وھو ناتج عن حمة الجدري .لقد الحظ العالم اإلنجليزي Edouard Jennerأن اإلصابة بالجدري قليلة جدا عند األشخاص الذين يحلبون األبقار ،وأنھم يصابون بمرض يسمى جدري البقر ،La vaccineوالذي يظھر على شكل طفيحات جلدية فوق ثدي البقر ،وبطفيحات مشابھة على أيديھم ،تكون بسيطة وتختفي بسرعة. (1ما ھي الفرضية التي يمكنك صياغتھا انطالقا من مالحظات E. Jenner؟ في سنة 1796استطاع E. Jennerأن يمنع شخصا ضد مرض الجدري بعد حقنه بقيح نقطات بقرة مصابة بجدري البقر. (2ماذا تستخلص من ھذه التجربة ؟
(1انطالقا من مالحظات E.jennerيمكن افتراض أن نقل جذري البقر La vaccine ألشخاص سليمين ،يمكن من تمنيعھم ضد الجذري. (2نستخلص من ھذه التجربة أن االحتكاك بالمرض يعطي الجسم حصانة ضد نفس المرض. ب – أعمال :Louis Pasteurأنظر الوثيقة 2لوحة .1
اللوحــــــــــة 1
الوثيقة :2أعمال .Louis Pasteur في سنة 1879قام العالم الفرنسي L. Pasteurبدراسة مرض كوليرا الدجاج .وھو مرض قاتل تتسبب فيه بكتريا معينة. في 9فبراير من سنة 1880بعث باستور بإرسالية إلى أكاديمية العلوم يقول فيھا: " إن إعادة زرع الجرثوم المعدي ) المسبب لكوليرا الدجاج ( بنقله عبر أوساط زرع ) حساء دجاج ( متتالية ،ال يؤثر على حدة ھذا الكائن الحي المجھري وال على سرعة تكاثره داخل جسم الدجاج ،بحيث أن التطعيم بجزء ضئيل من قطرة الزرع يؤدي إلى الموت بعد يومين أو ثالثة ،وغالبا بعد 24ساعة. ھذه المقدمات إذن معروفة ،آتي على األحداث األكثر بروزا في ھذه اإلرسالية :بتغيير كيفية زرع الجرثوم ،يمكن أن نضعف من حدته )الوسط ( 2تلك ھي النقطة الحيوية لموضوعي ھذا ... لنأخذ 40دجاجة ولنطعم عشرون منھا بالفيروس األكثر حدة ،ستموت العشرون دجاجة )المجموعة .(1 لنطعم العشرون دجاجة األخرى بالفيروس الوھن ،ستصبح كلھا مريضة لكنھا سوف لن تموت )المجموعة .(2 لنتركھا تشفى من مرضھا ولنعود بعد ذلك لتطعيمھا من جديد بالفيروس الحاد جدا .ھذه المرة سوف لن تقتل )المجوعة .(3 الخالصة واضحة المرض يقي نفسه" . عن مجلة La rechercheعدد 53فبراير 1975 باستور ماذا تستخلص من أعمال Louis.Pasteur؟ الصفحة - 207 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
المجموعة 1
اللوحــــــــــة 1 موت المجموعة 1
الوسط :1وسط زرع طري لعصيات الكوليرا حقن الوسط 1
المجموعة 3 حقن الوسط 2 الوسط :2إعادة الزرع في 37 °C
بقاء المجموعة 3حية المجموعة 2
بقاء المجموعة 2 حية
الحظ Pasteurأن دجاجات المجموعة 3أصبحت ممنعة ضد بكتيريا كوليرا الدجاج .نستخلص من ھذه األعمال أن إدخال الجراثيم مضعفة إلى الجسم يوفر لديه دفاعا فعاال ضد نفس الجراثيم في حالتھا الحادة. ج – خالصة: سميت عملية إدخال الجرثوم المضعف للجسم بالتلقيح .La vaccinationوذلك تكريما للعالم Jenner الذي كان أول من قام بتمنيع شخص ضد الجدري وذلك بحقنه بالجرثوم المسبب لجذري البقر La ،vaccineوإن لم يستطع إنتاج لقاح ) (Vaccinوإنما استعمل لقاح موجود في الطبيعة .لكن Pasteurيعتبر المكتشف الحقيقي للتلقيح ألنه أول من أنتج لقاحا سنة ) 1885ضد السعار (La rage 2مبدأ التلقيح : أ – تذكير: • يؤدي حقن ذوفان الكزاز إلى إكساب الجسم مناعة خلطية ضد الكزاز . • يؤدي حقن بكتيريات BCGإلى إكساب الجسم مناعية خلوية ضد بكتيريات BKالمسببة لداء السل. ب – التأويل المناعي للتلقيح: يتوخى التلقيح إكساب مناعة ضد عامل ممرض معين .ولھذا الغرض يمكن حقن الجسم بالعامل الممرض نفسه أو عوامل غير ممرضة مشتقة منه أو سمينات وھنة )الدوفان( أو مولدات مضاد مستخلصة من الجراثيم .وتستعمل حاليا لقاحات جديدة مھيأة بواسطة تقنيات الھندسة الوراثية. إن تلقيح شخص بجرثوم موھن أو ذوفان يحدث لدى الشخص الملقح استجابة مناعية تسمى االستجابة المناعتية األولية ينتج عنھا تكون كريات لمفاوية ذات ذاكرة Bأو ) T8حسب نوع االستجابة المناعتية ( التي تتميز بطول عمرھا. الصفحة - 208 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
إذا تعرض الشخص الملقح للجرثوم الحاد أو السمين يكون عدد الكريات اللمفاوية النوعية لمولد المضاد ھذا كبيرا مما يجعل االستجابة المناعية الثانوية تكون فورية وقوية مما يؤدي إلى القضاء على مولد المضاد الدخيل ) جرثوم أو سمين (.
– IΙاالستمصال 1مفھوم االستمصال :أنظر الوثيقة 1لوحة .2 La Sérothérapie
اللوحــــــــــة 2
الوثيقة : 1مفھوم االستمصال :تبين الوثيقة التالية طريقة تحضير األمصال والغرض منھا .انطالقا من ھذه الوثيقة عرف االستمصال وبين كيف يتم تحضير األمصال لفائدة االستمصال.
حقن الحصان بالجرثوم
استخالص مصل الحصان
شفاء المريض )أحيانا تظھر نوبات أرجية(
حقن المصل لمريض مصاب بنفس الجرثوم
استخالص المصل شخص ممنع ضد الجرثوم
شفاء المريض )لم تظھر نوبات أرجية(
حقن المصل لشخص مصاب بنفس الجرثوم
عند حقن حصان بجرعات متزايدة السمية من سمين معين ،فإن الحصان ينتج مقادير ھائلة من مضادات نوعية لھذا السمين ،الشيء الذي أوحى إلى الطبيب Rouxسنة 1894بفكرة نقل مصل ھذا الحصان الممنع إلى اإلنسان. وھكذا فاالستمصال ھو تحويل تمنع شخص إلى شخص آخر غير ممنع ،وذلك بحقن ھذا األخير بمصل الشخص الممنع ضد مرض معين ،قصد عالجه من نفس المرض. 2مبدأ االستمصال :أنظر الوثيقة 2لوحة .2 (1مباشرة بعد حقن مصل مضاد للكزاز ،ترتفع نسبة مضادات سمين الكزاز في البالزما لتغطي منطقة الحماية .لتنخفض تدريجيا إلى أن تنعدم بعد عدة أسابيع. بعد التلقيح تبقى نسبة مضادات سمين الكزاز منخفضة خالل األسابيع األولى وال تغطي منطقة الحماية إال بعد األسبوع الثاني من التلقيح .وترتفع نسبة المضادات مع التذكير لتبقى مرتفعة في جسم الشخص الملقح. (2يتبين من ھذه المعطيات أن التلقيح يوفر مناعة نشيطة ونوعية ،وله دور وقائي يدوم وقتا طويال .أما االستمصال فله دور عالجي ويدوم فعله وقتا قصيرا. (3االستمصال ھو تحويل مناعة شخص إلى شخص أخر غير ممنع ،وذلك بحقن مصل شخص ممنع ضد مرض معين ،لشخص مصاب بنفس المرض .يضم ھذا المصل مضادات أجسام نوعية تتدخل مباشرة للقضاء على التعفن في جسم المتلقي. الصفحة - 209 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
أما التلقيح فھو إحداث استجابة ينتج عنھا تكون كريات لمفاوية ذات ذاكرة Bأو ) T8حسب نوع االستجابة المناعتية ( ،تتدخل عند الحاجة.
اللوحــــــــــة 2
الوثيقة : 2أصيب شخص بتعفن بعصية الكزاز فتم حقنه في آن واحد بدوفان الكزاز ) التلقيح ( ومصل مضاد للكزاز. يبين الشكل أ تغير تركيز مضادات األجسام في دم ھذا المريض . (1حلل المبيان حمات مضادات الشكل ب (2ما ھي فائدة التلقيح واإلستمصال في آن واحد؟ وھنة أجسام (3مستعينا بالشكل ب من الوثيقة ،قارن بين مفعول التلقيح ومفعول االستمصال. األجســــام مضــــادات نســــبة 10 الشكل أ المضـــــادة لســـــمين الكـــــزاز ب UI/mlمـــن البالزمـــا التلقيح االستمصال 1 مضــــادات األجســــام الــــتي 0.5 يوفرھـــــا المصـــــل مضـــادات األجســـام 0.1 الـــــتي يصـــــنعھا الجســـــم لمفاويات B 0.025 منطقــــة الحمايــــة 0.005
الــزمن باألســـــــــــابيع 9
8
7
لقـــــاح ثالـــــث
التلقيح
حمات
6
5
4
2
3
لقـــــاح ثـــــاني
مفعول نوعي
االستمصال مفعول نوعي
1استمصــــــال + لقـــــاح أول
مقارنة االستمصال بالتلقيح مناعة مكتسبة اكتساب مناعة ببطء نشيطة منعة منقولة نقل مناعة )سلبية فورية الجسم(
مفعول دائم مفعول مؤقت
يستعمل للوقاية يستعمل للعالج
– IIΙزرع النخاع العظمي يولد بعض األطفال مصابين بداء قصور المناعة الوالدي .ومن أنجع الطرق العالجية للمصابين بھذا الداء ھو زرع النخاع العظمي الذي يعتبر أصل خاليا الجھاز المناعي .لكن نجاح ھذا الزرع يكون رھينا بالتغلب على مجموعة من المشاكل التي يطرحھا رد الفعل المناعي ،وھي: أنظر الوثيقة 3لوحة .2 اللوحــــــــــة 2 الوثيقة : 3شروط زرع النخاع العظمي األحمر بعد تحديد مراحل زرع النخاع العظمي األحمر ،حدد المشاكل المناعية التي يطرحھا زرع النخاع العظمي وبرر االحتياطات المتخذة أثناء عملية الزرع. .........................................................................................................
......................................................................................................... .........................................................................................................
......................................................................................................... .........................................................................................................
الصفحة - 210 - :
1 ؟ = CMH CMH
4 تشعيع
3
متلق
5زھاء 800 mm
معط 2
عزل 3إلى 5mmمن عظم مسطح
األستاذ :يوسف األندلسي
– 1اختيار المعطي:
يلزم العمل على اختيار معط يتوفر على CMHمماثل ل CMHالمتلقي .وبما أن صيغ CMHليست دقيقة بما فيه الكفاية ،يلزم اختبار االستجابة المناعتية بين المعطي والمتلقي في الزجاج. – 2أخذ الطعم: يجرى للمعطي تخدير عام ،ثم تأخذ من بعض عظامه المسطحة كمية قليلة من النخاع العظمي ).(800ml
– 3معالجة الطعم: يتم قتل اللمفاويات Bو Tالناضجة الموجودة في الطعم بواسطة مضادات أجسام نوعية لھا ،حتى ال تستجيب ضد الخاليا الذاتية لآلخذ .ويتم االحتفاظ فقط بالخاليا األصلية للنخاع العظمي .كما يتم عزل الكريات الحمراء الموجودة بالعينة لتفادي تلكد ھذه األخيرة في حالة اختالف الفصائل الدموية بين المعطي والمتلقي. – 4تجھيز اآلخذ: يمكن للخاليا المناعتية النشيطة للمتلقي أن تھاجم خاليا الطعم ،لتفادي ھذا المشكل ،يتم – قبل الزرع – تشعيع شامل للمتلقي بھدف قتل جزء من خالياه المناعية التي ھي سبب الرفض .بسبب ھذا التشعيع، يبقى المتلقي عدة شھور بدون دفاع مناعي ،ولكي ال يكون عرضة للخمج يوضع في غرفة معقمة ويخضع لتتبع استمصالي صارم. – تطعيم المتلقي: يتم حقن العينة في دم الشخص اآلخذ بحيث تنتقل عبر الجھاز الدوراني لتستقر في النخاع العظمي لعظام الشخص اآلخذ.
الصفحة - 211 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الوحدة السادسة اﻟﻈﻮاﻫﺮ اﻟﺠﻴﻮﻟﻮﺟﻴﺔ اﻟﻤﺼﺎﺣﺒﺔ ﻟﻨﺸﻮء اﻟﺴﻼﺳﻞ اﻟﺠﺒﻠﻴﺔ وﻋﻼﻗﺘﻬﺎ . ﺑﺘﻜﺘﻮﻧﻴﺔ اﻟﺼﻔـﺎﺋﺢ
.
ينتج عن حركية صفائح الغالف الصخري ،انفتاح المحيطات ،والذي يعوضه تقارب الصفائح في مناطق أخرى حيث تتشكل السالسل الجبلية. فما ھي ظروف تشكل السالسل الجبلية ؟ وما ھي أنواعھا ؟ وما ھي الظواھر الجيولوجية المصاحبة لنشوء السالسل الجبلية الحديثة ؟ وما عالقتھا بتكتونية الصفائح ؟
الصفحة - 212 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل األول
اﻟﺴﻼﺳﻞ اﻟﺠﺒﻠﻴﺔ اﻟﺤﺪﻳﺜﺔ وﻋﻼﻗﺘﻬﺎ ﺑﺘﻜﺘﻮﻧﻴﺔ اﻟﺼﻔـﺎﺋﺢ مقدمة :السالسل الجبلية الحديثة تضاريس بارزة على سطح األرض ،ارتبط تشكلھا بحركية الصفائح التكتونية خالل األزمنة الجيولوجية القديمة. ما عالقة السالسل الجبلية الحديثة بتكتونية الصفائح ؟ ما ھي أنواع السالسل الجبلية الحديثة ؟ وما ھي مميزاتھا ؟ ما ھي أبرز التشوھات التكتونية المميزة للسالسل الجبلية الحديثة ؟ – Ιأنواع السالسل الجبلية الحديثة وعالقتھا بتكتونية الصفائح .أنظر الوثيقة 1لوحة .1 اللوحــــــــــة 1 الصفائح الصخرية ھي قطع صلبة طافية على األستينوسفير ،تتكون من جزء من الرداء العلوي تعلوه قشرة قارية أو الوثيقة 1 قشرة محيطية أو ھما معا .يشكل مجموع الصفائح الغالف الصخري للكرة األرضية. تمثfل الخريطfة 1أھfم الصfفائح التكتونيfة وعالقتھffا ببعضfھا الfبعض .وتمثfل الخريطfة 2التوزيffع الجغرافfي للبfراكين وبfؤر الfزالزل علffى مستوى الكرة األرضية. (1اعتمادا على الخريطة 1و 2وعلى مكتسباتك ذكر بمميزات حدود الصفائح ؟ تمثل الخريطة 3التوزيع الجغرافي للسالسل الجبلية الحديثة على مستوى الكرة األرضية. (2باالعتماد على ھذه الخريطة والخرائط السابقة ،حدد تموضع السالسل الجبلية الحديثة . (3صنف ھذه السالسل الجبلية حسب مواضع تواجدھا.
اللوحــــــــــة 1
الخريطة 1
60° صفيحة أمريكا الشمالية صفيحة أوراسيا
الصفيحة اإلفريقية الصفيحة الھندوسترالية
0° صفيحة المحيط الھادي صفيحة نازكا
صفيحة أمريكا الجنوبية
60° صفيحة القطب الجنوبي
الصفحة - 213 - :
مناطق التباعد
مناطق الطمر
ذروات وسط محيطية
األستاذ :يوسف األندلسي
(1الصفيحة التكتونية ھي قطعة من الغالف الصخري شاسعة وھادئة ،تحدھا مناطق ضيقة ذات نشاط بركاني وزلزالي كثيف. وتتميز حدود الصفائح بـ : • مناطق التباعد :تتموضع وسط المحيط وتتمثل في الذروات الوسط محيطية. • مناطق التقارب أو التجابه وتتكون من: oمناطق الطمر Subductionحيث تنغرز صفيحة تحت أخرى. oمناطق الطفو Obductionحيث يزحف الغالف الصخري المحيطي فوق الغالف الصخري القاري.
اللوحــــــــــة 1
الخريطة 2
زالزل الوثيقة :1
الخريطة 3
oمناطق االصطدام Collisionحيث تصطدم كثلة قارية مع أخرى. • مناطق االحتكاك :تحتك صفيحة بأخرى مع حركة أفقية للصفيحتين.
جبال الھيماليا
األلب
جبال عمان
جبال األنديز
(2تتموضع السالسل الجبلية الحديثة على مستوى مناطق التقارب بين الصفائح التكتونية ،مما يدل على وجود عالقة بين حركية الصفائح وتشكل السالسل الجبلية الحديثة.
5000 km
(3يمكن تصنيف السالسل الجبلية الحديثة إلى ثالثة أنواع ھي: • سالسل الطمر :تتشكل في مناطق الطمر بين صفيحة محيطية وصفيحة أخرى. • سالسل االصطدام :تتشكل اثر اصطدام كثلثين قاريتين تنتميان لصفيحتين مختلفتين. • سالسل الطفو :تنتج عن طفو أو تراكب غالف صخري محيطي فوق غالف صخري قاري ينتميان لصفيحتين مختلفتين.
– IΙخصائص السالسل الجبلية الحديثة. 1سالسل الطمر
أ – الخاصيات البنيوية والجيوفيزيائية لمناطق الطمر :مثال جبال األنديز وثيقة 1لوحة 2
(1تتموضع جبال األنديز )سالسل الطمر( في منطقة التجابه بين صفيحة المحيط الھادي وصفيحة أمريكا الجنوبية.ويتميز ھذا الھامش النشيط بظواھر جيولوجية خاصة أبرزھا: •
وجود حفر محيطية عميقة.
•
زلزالية شديدة تنتظم بؤرھا على مستوى مائل يسمى مستوى .Benioff
• شذوذات حرارية ،حيث أن خطوط ثوابت درجة الحرارة غير موازية لسطح األرض، بل تنغرز نحو العمق حسب سطح مائل موافق لمستوى .Bénioffيفسر الجيوفيزيائيون ھذه الشذوذات بانغراز صفيحة باردة باألستينوسفير الساخن. الصفحة - 214 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
• بركانية عنيفة تؤدي إلى قذف صھارة أنديزيتة يسبب تبردھا المرحلي صخرة ذات بنية ميكروليتية تسمى األنديزيت .Andésite (2تتكون صخرة األنديزيت من مادة غير متبلورة تدعى عجين أو زجاج ،وبلورات كبيرة الحجم )البالجيوكالز و البيروكسين( ،وبلورات صغيرة الحجم تدعى ميكروليتات .لدى نتكلم عن بنية ميكروليتية ،الشيء الذي يدل على أن صخرة األنديزيت تشكلت عبر مراحل: • تبريد بطيء في العمق مكن من تشكل البلورات الكبيرة. • تبريد سريع على السطح ترتب عنه تشكل الزجاج والميكروليتات. اللوحــــــــــة 2 الوثيقة :1الخاصيات البنيوية والجيوفيزيائية لمناطق الطمر. براكين
"ب" توزيـــــع بـــــؤر الـــــزالزل حســـب العمـــق فـــي مســـــتوى الھـــــامش النشـــــيط لمنطقـــــة األنـــــديز
"أ" *
*
2810
المحيـــــط الھــادي
*
األمــازون
* 6768
أمريكــــا الجنوبيـــــــــة * * * * حفــــرة * البـــــــيرو
القـــــارة األمريكيـــــة 800
6863 7021
المحيـــــط األطلســــــي
4058
71 151 301
بـــــؤر زلزاليـــــة
حفــــرة الشــــــــيلي
**
+7000m
حفـــــرة محيطيـــــة
سلســــــلة جبــــــال األنــــــديز نقـــــط ارتفـــــاع بـــــــراكين عنيفـــــــة * بـــــؤر زلزاليـــــة حفـــــر محيطيـــــة عميقــــة
- 1حـــدد مـــن خـــالل الوثـــائق "أ"" ،ب" و "د الظــــــــروف الجيوفيزيائيــــــــة الممــــــــيزة لمنــــاطق الطمــــر - 2حـــدد مـــن خـــالل الشـــكل "د" بنيـــة صـــخرة األنــــــديزيت وظــــــروف تشــــــكلھا.
6
العمـــق المحيـــط الھـــادي
1000
"ج"
0 150
1200 1400
300 العمـــق Km
501
450
1400°Cخطـــوط تســـاوي درجــة الحــرارة صــــــفيحة صــــــخرية أستنوســـــــــــــفير
توزيــــع خطــــوط تســـاوي درجـــة الحـــرارة فـــي منطقـــة الطمـــر بجبــــــال األنــــــديز
"د" صــــــخرة األنــــــديزيت ھــي صــخرة رماديــة اللــــــون ذات انتشــــــار واســـع فـــي منـــاطق الطمـــر وقـــد ســـميت بـــــذلك لوجودھـــــا بكـــــثرة فـــــي جبـــــال األنـــــديز
صـــــــفيحة دقيقـــــــة لألنـــــــديزيت مالحظـــــــة بالضـــــــوء المســـــــتقطب ورســـــم تفســـــيري لھـــــا Py
بيروكســـــــــــين ز جاج
Pl
1
4بالجيـــــــو كـــالز
2
Py V
الصفحة - 215 - :
Pl
ميكروليــــــــت
3
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – تشكل سالسل الطمر :وثيقة 1لوحة 3
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 1تشكل سالسل الطمر
السلســـــــــلة الغربيـــــــــة
ســـھل معلـــق
السلســـــــــلة الشـــــــــرقية
4000m
طبقـــــــات الحقـــــــب الثـــــــاني :الكريتاســـــــي طبقــــــات الحقــــــب األول قاعــــدة قديمــــة
"أ"
مقطـــــع جيولوجـــــي فـــــي جبـــــال األنـــــديز
من -150إلــــى - 115 مليــــــــون سنــــــــــــة
صــــــفيجة أمريكــــــا الجنوبيــــــــة
قشــــرة قاريــــة
5500m
بركانيـــــــــة أنديزينيـــــــــة نرجفيــــــــــة = بلوتونــــــــــات الكرانوديوريــــــــــت فوالـــــق معكوســـــة طيــــات مروحيــــة الشــــكل
صـــــفيحة نازكـــــاــب غــالف رواسـ بحريـــــة صـــخري قشــــرة قـــاري
بركانيـــــــــة أنديزيتيـــــــــة رواســـب محيطيـــــة
رداء علــــوي محيطيـــــة أستنوســـــــــــــفير
من -115إلــــى -6مليـــــون ســـــنة
موشــــور تضــــخم
تقصـــــــــير
فوالــــق عاديــــة
فوالـــــق معكوســـــة
"ج" نمــــــوذج تفســــــيري لمراحــــــل تشــــــكل جبــــــال األنــــــديز
المنطقــــــة الســــــــاحلية
غــالف صـــخري محيطــــي
بلوتــــــــون صــھارة أنذيزيتـــــــــة انصــــھار جــــزئي بوجـــود المـــاء لبيروديتيــــــــــــــت الـــرداء
أستنوســـــــــــــفير H2O
H2O
تحـــرير المـــاء مـــن معــــادن القشــــرة المحيطيـــــــة
البركانيــــــــــة األنديزيتيــــــــــة والبلوتونيــــــــــة نتــــــــــاج لتكتونيـــــــــــة الصـــــــــــفائح "ب"
- 1ســـــتخرج مـــــن خـــــالل وثيقـــــة الشـــــكل "أ" الممـــــيزات التكتونيـــــة لجبـــــال األنـــــديز. - 2مــــــن خــــــالل قــــــراءة وثيقــــــة الشــــــكل "ب" ،بيــــــن كيــــــف تتشــــــكل البركانيــــــة األنديزيتــــــة وبلوتونــــــات الكرانوديوريــــــت واربـــــــط ھـــــــذين الحـــــــدثين بتكتونيـــــــة الصـــــــفائح. - 3حـــــدد تسلســـــل األحـــــداث المؤديـــــة إلـــــى تشـــــكل جبـــــال األنـــــديز مـــــن خـــــالل تحليـــــل وثيقـــــة الشـــــكل "ج".
7
(1انطالقا من الشكل أ من الوثيقة يمكن القول أن سالسل األنديز تتميز بـ: • بركانية أنديزيتية وبصخور بلوتونية )صخرة صھارية داخلية النشأة أي تبردت في العمق(. • تشوھات تكتونية بسيطة :طيات على شكل مروحة وفوالق معكوسة. (2انطالقا من معطيات الوثيقة 2لوحة ،2والشكل ب من الوثيقة 1لوحة ،3نفسر البنيات التكتونية والصخرية لمناطق الطمر بما يلي: يؤدي انغراز الغالف الصخري المحيطي )أكثر كثافة( تحت الغالف الصخري القاري )أقل كثافة( إلى خضوع الصخور عند وصولھا إلى األستنوسفير الرتفاع في درجة الحرارة والضغط ،وينتج عن ھذا تحرير الماء الذي ينتشر عبر الرداء فيصبح ھذا األخير تحث شروط االنصھار الجزئي .تصعد الصھارة الناتجة عن ھذا االنصھار الجزئي نحو السطح مؤدية إلى بركانية أنديزيتية .كما يتبرد جزء من ھذه الصھارة في األعماق فيعطي بلوتونات الكرانوديوريت. الصفحة - 216 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 2 الوثيقة :2تطور درجة الحرارة حسب العمق تحت القوس الصھاري لمنطقة الطمر . 1
1000 1250 1500
750
500
250
0
0
درجة الحرارة °C
1
على نفس المبيان مثلت المنحنيات التجريبية لبداية انصھار البيريدوتيت المكونة للرداء تحت ظروف الضغط والحرارة: = 2منحنى تصلب البيريدوتيت المميھة. = 3منحنى تصلب البيريدوتيت غير المميھة. من خالل تحليل معطيات ھذه الوثيقة ،أربط العالقة بين البلوتونية والبركانية األنديزيتية وتكتونية الصفائح.
80
3
2
160 العمق
Km
(3تكون الصفيحة المنغرزة أثناء الطمر مكسوة بطبقات رسوبية ،تعمل الصفيحة الراكبة على كشطھا وفصلھا عن القشرة المحيطية المركوبة ،فتشكل ھذه الرواسب موشور التضخم. بتوالي الضغوط التكتونية ،تزداد أھمية الطي والفوالق المعكوسة ،فينتج عن ھذا تقصير وارتفاع في الغالف الصخري مشكال تضاريس عالية تمثل سالسل الطمر.
2سالسل الطفو:
أ – الخاصيات البنيوية لسالسل الطفو :مثال جبال عمان وثيقة 2لوحة .3
اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 2خريطة جيولوجية مبسطة لجبال الحجر شمال عمان. المـــــــــفـــــــــــتـــــــــاح رواسب من المايستريختي إلى الحقب الثالث
إيران
أفيوليت سمائل
بحر عمان
سدائم الحواسنة المغتربة من البرمي إلى الكريتاسي )الطبقات المركوبة(
سھل الباطنة مسقط سمائل
عمان سدائم
الحواسنة
100Km (1
مقطع مبسط لألفيوليت رواسب بازلت )وسيدات(
القاعدة قبل البرمية
عروق من الدوليريت كابرو منضد بيريدوتيت مورقة
(1حدد من خالل ھذه الوثيقة المميزات البنيوية لجبال عمان. (2ما المعلومات التي يفيد بھا وجود األوفيوليت في جبال عمان؟
تتميز سلسلة جبال عمان ب: • وجود سدائم ،وھي تشكيالت صخرية مغتربة ذات امتداد كبير )مئات الكيلوميترات( ،زحفت من موقع نشأتھا واستقرت في مكان آخر وغطت صخورا أخرى تسمى بالصخور المركوبة. • وجود صخور المركب األوفيوليتي Ophioliteله نفس تركيب الغالف الصخري المحيطي.
(2داخل المجال القاري لعمان ،يعتبر وجود صخور المركب األفيوليتي شاھدا عن انغالق مجال محيطي وزحف لصفيحة محيطية على صفيحة قارية ،وھو ما يسمى بالطفو .Obduction الصفحة - 217 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
ب – تشكل سالسل الطفو :وثيقة 1لوحة .4 اللوحــــــــــة 4 الوثيقة :1تشكل سالسل الطفو:
مرا حل تكـــــون سلســـــــلة جبــــال عمــان فــي إطار فرضـــــــية ط مر دا خل محيطــــي
EURASI
قشـــــرة محيطيـــــة بحــــــــر التيتيــــــــس
رواســــب محيطيــــة
رصــــيف عمــــان القــــاري
Thetys
0m
قشــــرة قاريــــة رداء علــــوي طمــر داخــل محيطــي
موشــــور تضــــخم
0m ز حف
- 95MA تشـــــوھات ،ســـــدائم
زحــــــــف 400Km
9
طمــر داخــل محيطــي زحــــــف األوفيوليــــــت وتكــــون سالســــل عمــــان
ز حف
خليـــج عمـــان 0m
- 75MA حث أوفيوليـــــــت ســـــــمائل
ســـــدائم الحواســـــنة
حاليـــــا
صـــــف مراحـــــل تشـــــكل جبـــــال جبـــــال عمـــــان واربـــــط تشـــــكل ھـــــذه السالســـــل بتكتونيـــــة الصـــــفائح
باعتبار الخصائص البنيوية والصخرية الحالية لجبال عمان ،يمكن استعادة التاريخ الجيولوجي للمنطقة ،والذي تتمثل أحداثه كالتالي: • بين الصفيحة اإلفريقية والصفيحة األوراسيوية كان ھناك محيط قديم ھو التيتيس Téthys )البحر الوحيد الذي كان يحيط باليابسة الوحيدة حسب نظرية زحزحة القارات( ،حيث ظھرت منطقة طمر ضمحيطية تم فيھا طمر الصفيحة اإلفريقية تحت الصفيحة األوراسيوية. • عندما نفذت القشرة المحيطية المطمورة ،ووصلت القارة )شبه الجزيرة العربية( إلى منطقة الطمر بدأ طمر الغالف الصخري القاري ،غير أن ضعف كثافة ھذا األخير تحول دون استمرار طمره ،مما أدى إلى حجز الطمر. • مع تواصل القوى االنضغاطية ،يزحف الغالف الصخري والرواسب المحيطيين فوق الغالف الصخري القاري .نتكلم عن ظاھرة الطفو. • تؤدي ھذه التراكبات من الصخور إلى تضخم الغالف الصخري،فينتج عن ذلك نشوء سالسل جبلية تسمى بسالسل الطفو.
الصفحة - 218 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
3سالسل االصطدام:
أ – الخاصيات البنيوية والبتروغرافية لسالسل االصطدام :مثال جبال الھماليا وثيقة 2لوحة .4 اللوحــــــــــة 4
الوثيقة : 2سالسل األصطدام ) سلسلة جبال الھماليا ( NE
خياطـــة تســـــانغ بـــــو
آســـــيا
الھماليــــــــــا التيتيســــــــــية
فوالـــــق عاديـــة
الھماليــــــا العليــــــا
التراكـــــب المــــــركزي الرئيســـــــــي
4
3
أفيوليــــــــــت صـــــخور متحولـــــة )تحـــــول إقليمـــــي( كرانيــــــت صــــخور متحولــــة )تحــــول الطمــــر(
1 3 4 5
التراكــــــب الجبھـــــي
2
5
رواســــــب التيتيــــــس )موشــــــور التضــــــخم(
SW الھنــــد
1
رواســـــب حتاتيـــــة
" ب" بنيـــــة جبـــــال الھماليـــــا )(Dazes, 1999 50Km 2وحـــــدة الھماليـــــا الوســـــطى :تركـــــب وحـــــدة ســـــيواليك بواســـــطة التراكـــــب الجبھـــــي. وحــــدة ســــيواليك شــــمال الھنــــد. وحـــــدة الھماليـــــا العليـــــا :تركـــــب وحـــــدة الھماليـــــا الوســـــطى بواســـــــطة التراكـــــــب المـــــــركزي الرئيســـــــي. ــــــل ـ عم ــــــة وحـــــــدة الھماليـــــــا التيتيســـــــية تـــــــرتفع نتيجـ آســـــيا الفوالـــــــق العاديـــــــة كالفـــــــالق الشـــــــمالي للھماليـــــــا. "أ" ھضـــــــبة التبـــــــت :تـــــــرتبط ببـــــــاقي الھماليـــــــا بواســـــــطة الخياطـــــــة األفيوليتيـــــــة لمنطقـــــــة تســـــــانغ بـــــــو. صـــورة
- 1حــــدد تموضــــع جبــــال الھماليــــا علــــى الصــــورة المــــأخودة باألقمــــــار باألقمـــــــار االصـــــــطناعية .صـــــــف الكيفيـــــــة الـــــــتي االصـــــــطناعية تتموضــــع بھــــا ھــــذه الجبــــال للھمااليـــــــا - 2اســــتخرج مــــن خــــالل المقطــــع الجيولوجــــي
الھنــــد
الخاصـــــيات البنيويـــــة لجبـــــال الھمااليـــــا ،عـــــن مـــــاذا يـــــدل تواجـــــد األفيوليـــــت فـــــي أعـــــالي ھـــــذه الجبـــــال 10
(1
تنحصر جبال الھماليا بين كتلتين قاريتين متصادمتين :الھند وآسيا.
(2تتميز ھذه السالسل بـ : • تراكبات Chevauchementوتشوھات ناتجة عن قوى انضغاطية عرفتھا منطقة التجابه بين الكتلتين القاريتين. • وجود صخور أنديزيتية وكرانيتية بالتبت ،تدل على نشاط صھاري ناتج عن ظاھرة الطمر. • وجود صخور األوفيوليت وصخور رسوبية تيتيسية )موشور التضخم( تدل على حدوث طفو. ب – تشكل سالسل االصطدام :وثيقة 1لوحة .5 (1حسب الشكل أ ،قبل 70مليون سنة كانت القارة الھندية واألسيوية متباعدتان ،ونتيجة لحركية الصفائح انتقلت القارة الھندية نحو الشمال ،مع اختفاء المحيط الذي يفصلھا عن القارة األسيوية ،إلى أن التصقت بالقارة األسيوية وتشكلت بينھما سالسل جبال الھماليا. (2تشكلت السالسل الجبلية للھماليا نتيجة حركية الصفائح عبر المراحل التالية: • قبل 100مليون سنة كانت ھناك منطقة طمر ضمحيطية بين الصفيحة التي تحمل القارة الھندية والصفيحة األوراسيوية. • طمر الغالف الصخري المحيطي تحت الصفيحة األوراسيوية أدى إلى نشوء الصھارة األنديزيتية والبلوتونية. الصفحة - 219 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
• بعد استنفاد الغالف الصخري المحيطي للصفيحة المطمورة يتم حجز الطمر ،فينتج عن ذلك طفو جزء من الغالف الصخري المحيطي للصفيحة الراكبة فوق القشرة القارية للھند الشيء الذي أعطى مركب األوفيوليت. • مع استمرار القوى االنضغاطية ،اصطدم الھامشان القاريان للھند واسيا ،مع تكون موشور تضخم بينھما ونشوء تراكبات كبيرة في اتجاه الجنوب. • بتزايد الضغوطات التكتونية ،نشأت تشوھات معقدة دفعت بموشور التضخم باتجاه آسيا مع رفع الكتل الصخرية عاليا وھذا ما أعطى الھماليا العليا )حيث توجد أعلى قمة.(Everest : الوثيقة :1تشكل سالسل االصطدام:
صــــــفيحة أوراســــــيا
اللوحــــــــــة 5
N التبــــــــت
رواســـب موشـــور محيطيـــــة التضـــــــخم
قشــــرة قاريــــة
حاليـــــا
رواســـب الحقـــــب األول
قشــــرة قاريــــة
قشـــــرة محيطيـــــة
الھنـــد
الھنــــد
S
1
رداء علــــوي
- 10MA
التراكــــــب المــــــركزي الرئيســــــي
2 - 38MA خــــط االســــتواء
- 55MA
3
ھضــــــبة التبــــــت - 71MA
الھماليــــــا العليــــــا
ســــھل الغــــانج
الھنـــد 4
المحيـــــط الھنــــدي
"أ" حركـــــة الصـــــفيحة الھنديـــــة حســـــب نظريــــة زحزحــــة القــــارات - 1انطالقــــا مــــن الشــــكل "أ" ،صــــف تطــــور وضــــعية الھنــــد عــــبر الــــزمن واربــــط ذلــــك بزحزحــــة القــــارات. - 2انطالقـــــا مـــــن الشـــــكل "ب" ،أبـــــرز تسلســـــل األحـــــداث المؤديـــــة إل تشـــــكل الھماليـــــا.
"ب" مراحــــل تشــــكل جبــــال الھماليــــا
ملحوظة :إن اصطدام قارتين يمكن أن يكون مسبوقا بـ: طمر دون طفو :غياب المركب األفيوليتي. -طمر مع طفو :تواجد المركب األفيوليتي.
– IIΙالتشوھات التكتونية المميزة لسالسل الطمر واالصطدام. 1العوامل المتدخلة في تشوه الصخور .أنظر الوثيقة 1لوحة .7
أ – مالحظات: (1يرتبط نمط التشوه التكتوني بمناطق التجابه بين الصفائح ،بعوامل خارجية أھمھا :العمق الذي يحدد تغيرات الضغط ودرجة الحرارة والزمن والحركات التكتونية .وعوامل داخلية أھمھا: خاصيات المرونة والميوعة. (2
تختلف استجابة الصخور للضغوط التكتونية حسب العمق: الصفحة - 220 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
11
• على السطح تكون ظروف الضغط والحرارة منخفضة ،فتكون الصخور ھشة مما يجعل التشوھات التكتونية من النوع الكسور .وتتمثل أساسا في الفوالق المعكوسة والسدائم المرتبطة بھا. • في العمق يزداد الضغط والحرارة مما يجعل الصخور مرنة ،فتصبح التشوھات التكتونية على شكل طيات متساوية السمك ،ثم متغيرة السمك مع ازدياد العمق. وتتطور التشوھات حسب شدة الضغوط المسلطة عليھا ،وبذلك نحدد ثالثة مجاالت ھي :المجال = 1 المجال المرن ،المجال = 2المجال اللدن ،المجال = 3مجال التدفق اللدن ).(Fluage اللوحــــــــــة 7
الوثيقة :1العوامل التكتونية المتدخلة في تشوه الصخور تســـــھل الموائـــــع الــــــتي تتخلــــــل الفراغـــات داخـــل الصــــخرة )كالمــــاء( التشــــــوه المطيــــــل للمعـــادن وذلـــك عـــن طــــريق الــــذوبان وإعـــــادة التبلـــــور. وتنشـــط ھـــذه الظـــاھرة تناســــــبيا مــــــع ارتفــــاع درجــــة الحـــرارة .يـــؤدي ارتفــــاع درجــــة الحـــرارة إلـــى جعـــل الصــــخور مطيلــــة كلمــــا اقتربنــــا مــــن درجـــة االنصـــھار.
موائـــع بيفرجيــــــــــة
ثوابــــــت أصــــــلية جســــم بــــدئي
الضـــــغط
تشـــــوه
الحـــرارة
طاقــــــة ميكانيكيــــــة ضـــغوطات
الـــزمن
تســـــــتجيب الصـــــــخور بطريقـــــــة مطيلـــــــة بالنســـــــبة للتشـــــــوھات البطيئـــــــة وبطريقـــــــة ھشـــــــة بالنســـــــبة للتشـــــــوھات الســـــــريعة
تختلـــــــف اســـــــتجابة الصـــــخور للضـــــغوطا ح سب مجمو عة من الثوابـــــــت: المرونـــة الميوعــــة نــــوع المعــــادن وطبيعــــةالصــــخرة قـــــــد الحبييبـــــــات:تكــــون الصــــخرة مطيلــــة أكــــثر إذا كانــــت مشــــكلة مـــن معـــادن دقيقـــة
عوامــــل تشــــوه الصــــخور
مجســــــم تركيــــــبي يوضــــــح تشــــــوه صـــــخور القشـــــرة األرضـــــية بداللـــــة العمـــــق فوالـــــق وطيـــــات ذات طبقــــــات ثابتــــــة الســــــمك شيستســــــــــة وطيــــات ذات طبقــــــات متغــــــيرة الســــمك
"أ"
مجــــال الفوالــــق 0 مجـــال الطيـــات - 5Km
- 10Km "ج" - 1اســــتخرج مــــن خــــالل الجبليـــــــــةالشــــكل "أ" أھــــم العوامــــل المؤثــــرة فــــي تشــــوه الصــــخور 15 بالسالســـــــــل - 2اعتمـــــاد علـــــى الدراســـــة التجريبيـــــة المدرجـــــة فـــــي الشـــــكل "ب" فســـــر ســـــلوك الصـــــخور إزاء التشـــــوھات بداللـــــة العمـــــق )شـــــكل ج(.
تخضـــــــع تجريبيـــــــا عينـــــــة صـــــخرية لضـــــغوطات ميكانيكيـــــــة متزايـــــــدة الشـــــــدة بســــــرعة ثابتــــــة ،يمثــــــل البيــــــــان أســــــــفله النتــــــــائج: الضـــــغوط
3
2
التشـــــــوه
المجـــال = 1م جال مرن : عنــــد حــــذف القــــوى المســــلطة علــــى الصــــخرة تــــرجع قيمــــة الضـــــغط والتشـــــوه إلـــــى قيمتھـــــــا األصـــــــلية المجـــال = 2مجــال لــدن تحتفـــــــظ الصـــــــخرة بالتشـــوه رغـــم رغـــم حـــذف القـــــوى المطبقـــــة عليھـــــا المجـــال = 3مجـــــال التـــــدفق اللــــــدن :تــــــؤدي التغــــــيرات الطفيفـــــــة فـــــــي الضـــــــغط إلـــى تغـــيرات مھمـــة فـــي التشـــــــوه فــــي بعــــض الظــــروف يمكــــن أن يقــــع كســــر .إذا وقــــع ھــــذا الكســــر فــــي المجــــال 1نقـــــول أن ھنــــاك ســــلوكا ھشــــا ويكــــون التشـــــوه متواصـــــل .أمـــــا إذا وقــــع الكســــر فــــي المجــــال 2 و 3ستحصــــــل تشــــــوھات متصـــــلة )طيـــــات( مصـــــحوبة بتشــــــوھات غــــــير متصــــــلة )فوالـــــق(
2التشوھات التكتونية.
أ – الطيات :أنظر الوثيقة 2لوحة .5 الطيات ھي عبارة تشوھات تكتونية متواصلة )تبقى الطبقات الصخرية متصلة على طول مساحة الطي( ،تنتج عن قوى انضغاطية ،مما يترتب عنه تقصير في الطبقات الصخرية. (1تتميز سالسل الطمر واالصطدام بتشوھات تكتونية تتجلى في طيات محدبة ،وطيات مقعرة، وھي تشوھات تقاربية ناجمة عن ضغوط تكتونية بمناطق التجابه بين الصفائح. الصفحة - 221 - :
1
األستاذ :يوسف األندلسي
(2
)أنظر الشكل ج( عناصر الطية ھي :المفصلة ،جانب الطية ،المساحة المحورية ،محور الطية.
(3
)أنظر الشكل ت( أصناف الطيات ھي :طية مستقيمة ،طية منحرفة ،طية مائلة ،طية راقدة.
الوثيقة :2الطيات
"ج"
"ب"
اللوحــــــــــة 5 عنـــــــــاصر الطيـــــــة
مفصــــــلة جانــــب الطيــــة
المحـــور جانـــب الطيــــة
المســــاحة المحوريــــة المفصـــــلة :الخـــــط الـــــذي يـــــربطالنقـــــــط ذات التقـــــــوس األقصـــــــى طيــــة محدبــــة بجبــــال األلــــب "أ" طيـــــة مقعـــــرة بسلســـــلة الھماليـــــا -جانــــب الطيــــة :الجــــزء الموجــــود بيــــن )سلســــة اصــــطدام( مفصـــــلة الطيـــــة المحدبـــــة والطيـــــة أنــــواع الطيــــات "ت" المقعـــــرة. يعتمــــــد فــــــي تصــــــنيف الطيــــــات علــــــى وضــــــع المفصــــــلة المســــاحة المحوريــــة :المســــاحة الوھميــــةوالجانبيـــــة وزاويـــــة المســـــاحة المحوريـــــة: المســــاحة الــــــتي تــــــربط مفصــــــالت الطبقــــــات مفصــــــلة المحوريـــــة الطيــــة المكونــــة لكــــل طيــــة محــــور الطيــــة :خــــط التقــــاطع بيــــنالمســــاحة المحوريــــة والمســــاحة الطبوغرافيــــــــــة
4
طيـــة راقـــدة
3
طيـــة مائلـــة
2
طيــــة منحرفــــة
- 1تعــــرف أنــــواع الطيــــات الممــــيزة لمنــــاطق الطمـــــر واالصـــــطدام )الشـــــكل أ و ب(. 1 - 2تعـــــرف عناصـــــر الطيـــــة )الشـــــكل ج(. - 3مـــــيز بيـــــن مختلـــــف أصـــــناف الطيـــــات طيـــــة مســـــتقيمة 12 )الشــــــكل ت(.
ب – الفوالق :أنظر الوثيقة 1لوحة .6 ھي عبارة عن انكسارات للكتل الصخرية مصحوبة بتفاوت للكتلتين الناتجتين عن الكسر. (1تتميز سالسل الطمر واالصطدام بفوالق معكوسة وعادية ،وسدائم ،وھي تشوھات تقاربية ناجمة عن ضغوط تكتونية بمناطق التجابه بين الصفائح. ) (2أنظر الشكل ج( عناصر الفالق ھي :سطح الفالق يكون مصحوبا بصقل إلي يسمى مرآة الفالق. طرح الفالق مركب من طرح أفقي مستعرض ) ،(rوطرح عمودي ).(R ) (3أنظر الشكل ت( أنماط الفوالق ھي :فالق عادي ،فالق معكوس ،فالق عمودي ،انقالع. الفوالق المركبة ھي مجموعة من الفوالق المعكوسة ،في مناطق تسود فيھا القوى االنضغاطية فتؤدي إلى تشكل مدرجات صاعدة ) األنشاز ( .Horst ج – التشوھات الوسيطة :أنظر الوثيقة 2لوحة .6 أدت الضغوطات التقصيرية التي تعرضت لھا القشرة األرضية بمناطق الطمر واالصطدام إلى تعقيد التشوھات التكتونية لتتحول إلى تشوھات وسيطة :طيات-فوالق ،تراكبات وسدائم. – aالطيات – الفوالق pli-faille نتيجة لتزايد الضغوط المسلطة على الطية من أحد جانبيھا ،يتمدد الجانب المقابل لمنحى الضغوط ثم يترقق ،فيؤدي ذلك إلى حدوث فالق ،لتتطور الطية إلى طية-فالق. الصفحة - 222 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– bالتراكب Chevauchement بعد تشكل الطية-الفالق ،وإذا استمرت الضغوطات ،يزحف الجزء األعلى فوق اآلخر مشكال تراكبا. – cالسديمة Nappe de charriage بعد تشكل التراكب ،وإذا استمرت الضغوطات ،تصبح مسافة زحف الجزء األعلى كبيرة ،فتتكون بذلك السديمة .يسمى الجزء المتنقل بالراكب ،وتسمى القاعدة بالمركوب. تتعرض الصخور الراكبة للحث فتتكون نافذة تسمح برؤية الطبقات المركوبة .ويمثل الكليب Klippe الصخور الراكبة التي لم تتعرض للحث ،وتبقى شاھدة على التراكبات. اللوحــــــــــة 6 الوثيقة : 1الفوالق
"ب" "ج" عناصــــــر الفــــــالق
ســـــطح الفـــــالق
الھماليــــــا العليــــــا
كتلــــــة مرفوعـــة
مــــرآة الفــــالق
طرح ع مودي
R الھماليـــــا الوســـــطى
فـــــالق عـــــادي بجبـــــال األنـــــديز
"أ"
فـــــالق معكـــــوس بجبـــــال الھماليـــــا
مســــاحة الفــــالق عموديــــة
R A
B
فـــــالق ع مودي
B
اتجــــــاه التنقــــــل أفقــــــي
4
3
A
B
A
تمـــدد
فـــالق عـــادي كتلتــــــــا الفــــــــالق تتباعـــــــــدان
"ت" أنمــــــــــــــــــــــاط الفوالــــــــــــــق
B
انضـــــغاط
r
R
A
فــــالق معكــــوس كتلتــــــــا الفــــــــالق تتقاربــــــــــان
- 1تعـــــرف أنـــــواع الفوالـــــق الممـــــيزة لمنـــــاطق الطمـــــر واالصـــــطدام )الشـــــكل أ و ب(. - 2تعــــــرف عناصــــــر الفــــــالق )الشــــــكل ج(. 13 - 3مـــــيز بيـــــن مختلـــــف أصـــــناف الفوالـــــق )الشـــــكل ت(.
الصفحة - 223 - :
6
5
R
r
انقـــــالع
اتجــــــاه التنقــــــل ع مودي
طـــــرح أفقـــــي مســـــتعرض
مســــاحة الفـــــالق مائلـــــة 2
1
كتلــــــة مخفوضـــــة
r
A B
r B
A
انقــــالع ميــــامن
انقـــــالع مياســـــر
حركـــة فـــي اتجـــاه عقــــارب الســــاعة
حركـــة فـــي اتجـــاه معــــاكس لعقــــارب الســــاعة
تجمــع مــن الفوالـــــــق تـــؤدي إلـــى مــــــرتفع مدرجات صـــاعدة
7
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 6 الوثيقة : 2التشوھات الوسيطة
مجســـــم بيـــــاني لنمـــــوذج ســـــديمة كليــــــب Klippe الكتلـــــــة الراكبــــــة
الكتلــــــة الراكبــــــة مســــاحة التراكــــب
الكتلــــــة المركوبــــــة
"أ"
طيـــــة فـــــالق بجبـــــال األلـــــب
تعــــرف مختلـــــف التشــــــوھات الوســــــيطة الممــــيزة لمنــــاطق الطمـــر واالصــــطدام
14
"ج"
"ب"
ســـــديمة بجبـــــال األلـــــب
الكتلــــــــة المركوبــــــة
تطــــور الطيــــة إلــــى طيــــة فــــالق ثــــم إلــــى تراكــــب
نافـــــذة "ت"
جبھــة جبھــة
الضـــــغوط تمـــدد طيــة
المــدى
جذر
المــدى
تـــــرقق طيــــة فــــالق
تراكـــــب
نتيجـــــة الضـــــغوط المســـــلطة علـــــى الذيـــــة مـــــن أحـــــد جانبيھـــــا ،يتمـــــدد الجانـــــب المقابـــــل لمنحـــــى الضـــــغوط ثـــــم يــــترقق .ويــــؤدي ذلــــك إلــــى حــــدوث فــــالق وابتعــــاد الجــــزأين المشــــطورين أحــــدھما عــــن اآلخــــر .يــــزحف الجانــــب األعلـــــى فـــــوق اآلخـــــر مشـــــكال تراكبـــــا .إذا اســـــتمرت الضـــــغوط ،وعنـــــدما تصـــــبح مســـــافة الـــــزحف كبـــــيرة يعطـــــي التراكـــــب ســـــديمة
الصفحة - 224 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثاني
اﻟﺘﺤﻮل وﻋﻼﻗﺘﻪ ﺑﺪﻳﻨﺎﻣﻴﺔ اﻟﺼﻔـﺎﺋﺢ . مقدمة :الصخور المتحولة ھي صخور ناتجة عن تحول في الحالة الصلبة لصخور سابقة الوجود، تحت تأثير تغير عوامل الضغط والحرارة خالل تشكل السالسل الجبلية. فما ھي الخاصيات البنيوية والعيدانية للصخور المتحولة المميزة لمناطق الطمرواالصطدام؟ ما ھي ظروف التحول وما ھي عالقتھا بتكتونية الصفائح؟ -كيف يمكن للصخرة المتحولة أن تختزن ظروف تحولھا؟
– Ιالصخور المتحولة المنتشرة بسالسل االصطدام. 1دراسة خريطة جيولوجية لمنطقة Bas Limousinبجبال األلب :وثيقة 1لوحة .1 اللوحــــــــــة 1 الوثيقة :1خريطة جيولوجية مبسطة لمنطقة Bas Limousinبفرنسا تنتمي لجبال األلب ) سالسل االصطدام (.
N 5Km St.Sylvester *
كرانيــــــت اندساســــــي ميكاشيســــــــــت غنـــــايس أمفيبوليــــــــــــت
Ambazac *
* Bourganeuf
وإكلوجيـــــــت ليبتينيــــــــــــــــت غنـــــايس ذو عيـــــون )كلوكوفــــــــان( كرانيــــــت خريطـــــة جيولوجيـــــة مبســـــطة لمنطقـــــة Bas Limousin Limogesبفرنســــــــا تنتمــــــــي لجبــــــــال * األلــــب
صـــــف استســـــطاح الصـــــخور المتحولـــــة بھـــــذه المنطقـــــة مـــــن السلســـــلة األلبيـــــة
16
باإلضافة إلى التشوھات التكتونية ،تتميز سالسل األلب الناتجة عن االصطدام باستسطاح صخور ذات تركيب عيداني مميز تسمى صخورا متحولة ) :( Roches métamorphiquesالميكاشيست، الغنايس ،األمفيبوليت والليبتينيت والتي تتداخل مع الكرانيت. 2الخصائص البنيوية والعيدانية والكيميائية للصخور المتحولة :وثيقة 2لوحة .1 التنضد:
الشيستية:
التوريق:
ھو نوع من التطبق تبينه مكونات الصخرة وھو ناجم فقط عن ظاھرة الترسب.
توريق أقل أو أكثر دقة تكتسبه للصخور المتحولة بفعل عامل الضغط، ويختلف عن التطبق كما يمكن أن يتجزأ إلى صفائح منتظمة.
بنية واضحة في بعض الصخور المتحولة حيث يضاف إلى الشيستية تمايز معدني بين األسرة ينتج عنه تكوين وريقات.
الصفحة - 225 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 2 االصطدام. الصخور مميزات تعرفبعـبعض الوثيقة 2 االصـــــطدام مناطقمنـــــاطق في فـــــي المتواجدةــــرة ــــخور المنتشـ ــــيزات الصـ ــــض ممـ ــــرف :علـــــى لنتعـ
الشيســــــت األخضــــــر
17 الغنـــــــايس
الميكاشيســـــــــــت
مالح ظة الصــــخرة بــــــــالعين المجـــردة سريســـــــــيت مالح ظة الصـــــــــفيحة )ألــوان زاھيــة( + الدقيقــــــــة كلوريــــــت بـــــالمجھر )لـــون أخضـــر(
المســـــــــتقطب
وصـــف حالـــة المعـــادن المعــــادن موجھــــة علــــى شــــكل صــــفائح
شيستيةشيســــــــــتية تنضــــــــــد -
البنيــــــــة التركيـــــــــب العيــــــــداني
معـــــادن طينيـــــة )كلوريـــــت ســــــــيلكات وسيريســـــــــــيت( ألـــــومين
ميكــــا
مرو )لــــون منطفــــئ(
مرو
ميكــــا بيوتيــــــــــت وموســـــــــكوفيت )ألــوان زاھيــة( أســرة مــن المــرو وأســرة مــن البيوتيــــــــــــت والموســــــــــــكوفيت
فلدســــــــــبات تعاقــــب أســــرة فاتحــــة مكونــــة مــــن المـــــرو والفلدســـــبات مـــــع أســـــرة داكنـــــة مكونـــــة مـــــن البيوتيـــــت
االنفصام ( توريق ) سھلة شيستســــــــــة
لالنفصام ( قابلة ـــــق توريق ) غيرتوريـ مـــــرو +يوتيـــــت فلدســــــــــبات بيجــــــادي ســــــــــليمانيت
مرو بيوتيــــــــــت ســــــــيلكات ألـــــومين بيجــــــادي 60,9%
ســــــــيلكات ألـــــومين
68,7 16,2% 4,1% 3%
60,2% SiO2 20,9% 19,1% التركيـــــــــب Al2O3 4,1% 3,7% الكيميــــــــــائي FeO 4,1% 3,7% K2O * * قـــارن بيـــن ممـــيزات ھـــذه الصـــخور. * * تتشــــــكل الصــــــخور الطينيــــــة فــــــي قســــــمھا الكبــــــير مــــــن ســــــيلكات األلــــــومين .اقــــــترح فرضــــــية حــــــول العالقــــــة بيــــــن ھــــذه الصــــخور والصــــخور المتحولــــة.
نالحظ أن العينات الصخرية تختلف من حيث البنية والتركيب العيداني: • الشيست األخضر :بنية شيستية ويتشكل من السيريسيت والكلوريت. • الميكاشيست :بنية مورقة قابلة لالنفصام ،وتتشكل من البيوتيت والموسكوفيت والمرو. • بنية مورقة غير قابلة لالنفصام ،وتتشكل من الميكا والمرو والفيلدسبات. فعند االنتقال من الشيست إلى الميكاشيست إلى الغنايس: • تزداد بنية الصخور تعقيدا :من التنضد إلى الشيستية إلى التوريق. • تختفي بعض المعادن وتظھر أخرى. • تتشكل ھذه الصخور من نفس العناصر الكيميائية لكن بنسب مختلفة. تتميز ھذه الصخور المتحولة )شيست ،ميكاشيست ،وغنايس( بوجود أو غياب بعض المعادن مع أن لھا نفس التركيب الكيميائي العام. إن أھم المعادن المكونة لھذه الصخور المتحولة ھي عبارة عن سيليكات األلومين .إذا علمنا أن الصخور الطينية تتشكل أساسا من سيليكات األلبومين ،يمكن افتراض أن العينات المدروسة ھي ناتجة عن تحول صخور طينية. الصفحة - 226 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
– IΙالصخور المتحولة المنتشرة بسالسل الطمر. 1استسطاح بعض الصخور المتحولة الشاھدة عن طمر قديم :وثيقة 1لوحة .2 اللوحــــــــــة 2 الوثيقة : 1
Genève
N
*
فرنســـــــا سويســـــــرا * Briançon * Turin Pelvoux
جبـــــل فـــــيزو
++
* * صـــــف توزيـــــع الصـــــخور المتحولـــــة الممـــــيزة لمطقـــــة الطمـــرمن خـــالل قـــراءة ھـــذه الخريطـــة
* Gronoble
األحــــواض الھامشــــية لمجــــال األلــــب حــدود المجــال المطــوي مــن السلســـــــــلة صــــخور مطويــــة وغــــير متحولــــة األوفيوليــــــــت )غــــــــابرو وبيريـــــــــدوتيت متحـــــــــوالن( تحـــــول ذو درجـــــة ضـــــعيفة مجـــــال الشيســـــت األخضـــــر مجــــــال الشيســــــت األزرق ذي كلوكوفــــــــان 18 مجــــال اإلكلوجيــــت ++مجــــال مــــافوق الضــــغط العــــالي خريطـــــة جيولوجيـــــة تظھـــــر توزيـــــع بعــــــض الصــــــخور المتحولــــــة المرتبطــــــة بمنطقـــــة الطمـــــر بجبـــــال األلـــــب
تتميز مناطق الطمر الحالية بظروف مالئمة لتشكل الصخور المتحولة ،إال أنه يصعب مالحظتھا ودراستھا لوجودھا في األعماق ،لذلك يتم اللجوء إلى دراسة الصخور المستسطحة بمناطق الطمر القديمة. تبرز الخريطة تمنطقا في توزيع الصخور المتحولة حيث ننتقل تدريجيا من مجال الشيست األخضر نحو مجال الشيست األزرق ثم إلى مجال اإلكلوجيتات المتداخلة مع األوفيوليت. ان وجود االكلوجيت المتميز بمعدني البجادي Grenatوالجادييت ) Jadeiteكلينوبيروكسين صودي(، والتي تتشكل في ظروف ضغط عالية ،لشاھد على حدوث طمر سابق لسالسل االصطدام. 2خصائص الصخور المتحولة لمناطق الطمر :وثيقة 2لوحة .2 رغم اختالف بنيتھا وتركيبھا العيداني ،فان لھذه الصخور نفس التركيب الكيميائي العام .إذن الصخور الرسوبية والبلورية لمنطقة األلب الفرنسي االيطالي خضعت للتحول ،ودرجة ھذا التحول تختلف حسب المناطق. تفيد ھذه المعطيات بأن لھذه الصخور أصل مشترك حيث نتجت كلھا عن تحول صخرة الكابرو. يتبين إذن أن تشكل السلسلة األلبية كان مسبوقا باختفاء المحيط األلبي نتيجة طمر صفيحة صخرية تحت أخرى ،وانتھت القارتان المحمولتان على ھاتين الصفيحتين باالصطدام ،وھي ظروف مالئمة لتكون صخور متحولة. الصفحة - 227 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
بظاھرة الطمر والمرتبطة األلب المنتشرة بجبال المتحولة الصخور مميزات علـــــى بعض لنتعـــــرف :تعرف الوثيقة 2 والمرتبطـــــة .بظـــــاھرة الطمـــــر اللوحــــــــــة 2 األلـــــب بجبـــــال المنتشـــــرة المتحولـــــة الصـــــخور ممـــــيزات بعـــــض
الغــــــــــابرو األفيوليــــــــــتي
مالحظــة الصـــــخرة بــــــــالعين المجـــردة
الشيســــــــــت األزرق ذي كلوكوفــــــــــان وإبيــــــدوت
Cpyr )داكــن( Glau ) أزرق داكــن(
)فــــــاتح( Plag Cpyr
Glau Grenat )سداســــي أضـــالع أســـود(
Epi S
Cpyr
Jad
بيجــــــادي Grenat : جادييــــــت Jad : )=كلينوبيروكســــــــــــــــــين(
كلوكوفــــــــانGlau : إبيــــــدوتEpi : ســـــــــــبينيلSp :
كلينوبيروكســــــــــــــــــينCpyr : بالجيـــــــــوكالزPlag :
التركيــــــــب الكيميــــــــــائي
jad )أخضـــر(
Grenat )أحمر(
مالحظــة الصـــــــــفيحة الدقيقــــــــة Plag بـــــالمجھر المســـــــــتقطب
التركيــــــــب العيـــــــداني
اإلكلوجيــــــــت ذات بيجــــــادي وجادييــــــت
لھــــذه الصــــخور نفــــس التركيــــــــــب الكيميــــــــــائي المبيـــــن فـــــي الجـــــدول جانبـــــه 12,7% 14,2% 47,1% SiO2
Al2O3
MgO
FeO
CaO
Na2O
K2O
11%
9,9%
2,2%
0,4%
* * قـــارن بيـــن ممـــيزات ھـــذه الصـــخور. * * مـــــا المعلومـــــات اإلضـــــافية الـــــتي يمكـــــن استخالصـــــھا مـــــن وجـــــود الغـــــابرو األوفيوليـــــتي بھـــــذه المنطقـــــة ومــــا عالقتــــه بالصــــخور المتحولــــة المجــــاورة لــــه؟
19
– IIΙعوامل التحول. تنتج الصخور المتحولة عن تحول في الحالة الصلبة لصخور سابقة الوجود ،تحت تأثير عاملي الضغط والحرارة. 1تجارب الكشف عن ظروف التحول: أ – تأثير الضغط :تجربة Daubréeأنظر الشكل أ وثيقة 1لوحة .3 يالحظ طھور شيستية على مستوى الطين المتدفق من ثقوب االسطوانة ،وتكون متعامدة مع اتجاه قوة الضغط .كما أن صفائح الميكا تصفف في اتجاه الشيستية. ب – تأثير الحرارة: - aتجربة طھي االجور: بعد تسليط درجة حرارة مرتفعة على عجين الطين يتم الحصول على اجور يفقد خالله الطين لدونته حتى لو أضفنا إليه الماء من جديد ،و ھذا يعني أن الحرارة المرتفعة أحدثت تغيرا نھائيا في خصائصه دون حدوث االنصھار ،و تبين التفاعالت التالية بعض التحوالت العيدانية خالل ھذه الظاھرة: كاولينيت )سيليكات ألومين مميه(
500 °C
الصفحة - 228 - :
)سيليكات ميتاكاولنيت ألومين غير مميه(
870 °C
)سيليكات ميليت ألومين غير مميه(
األستاذ :يوسف األندلسي
- bتجربة :Winklerأنظر الشكل ب وثيقة 1لوحة .3 يتبين من خالل ھذه التجارب أنه عند ارتفاع درجة الحرارة تخضع الصخرة الصلبة لتغيرات عيدانية حيث تظھر معادن و تختفي أخرى .إذن فالحرارة مسؤولة عن ھذه التغيرات في الحالة الصلبة. ج – تأثير الحرارة والضغط :تجربة Richardsonومساعدوه أنظر الشكل ج وثيقة 1لوحة .3
يتبين من معطيات التجربة إن لكل معدن ظروف حرارة وضغط يكون خاللھا في حالة استقرار ،حيث أن تغير ھذه الظروف يؤدي إلى تحوله إلى معدن آخر .وظروف استقرار كل معدن تشكل ما يسمى مجال استقرار المعدن. مثال عند مرور صخرة من الظروف Aإلى الظروف ،Bيظھر أوال معدن الديستين ،ومع تزايد درجات الحرارة يختفي الديستين ويظھر السيلمانيت. إن تواجد معدن معين من ھذه المعادن في صخرة ما ،يشھد على ظروف معينة للضغط والحرارة، خضعت لھا الصخرة )تواجد الدستين مثال ضغط مرتفع( ،بذلك تنعت ھذه المعادن بالمعادن المؤشرة. اللوحــــــــــة 3 الوثيقة : 1معطيات تجريبية
"أ"
تـــــــأثير الضـــــــغط :تجربـــــــة Daubrée
تــــــأثير الضــــــغط والحــــــرارة :تجربــــــة Richardsonومعـــاونوه
أخضــــع الباحــــث Daubréeخليطـــــا مـــــن الطيـــــن وصـــــفائح أخضـــــع ھـــــؤالء البـــــاحثون عينـــــات مـــــن خليـــــط ســـــيلكات األلـــــومين بلوريــــة مــــن الميكــــا لضــــغط عــــال بواســــطة مكبــــس لدرجــــــة حــــــرارة وضــــــغط مــــــرتفعين ومتغــــــيرين فاســــــتطاعوا داخـــــل أســـــطوانة بقاعـــــدتھا ثقـــــوب مســـــتطيلة الشـــــكل تحديــــــد مجــــــال اســــــتقرار المعــــــادن الثــــــالث :األندلوســــــيت يوضـــــح الرســـــم أســـــفله معطيـــــات ونتـــــائج ھـــــذه التجربـــــة .الديســـــــــــتين والســـــــــــيلمانيت بدايـــــة تمثــــل الخطــــوط المســــتقيمة حــــدود مجــــال اســــتقرار كــــل معــــدن ـــــــة التجربـ ويعــــبر الخــــط الفاصــــل بيــــن مجــــالين عــــن الظــــروف الالزمــــة نھايـــــــة مكبــــس لكـــــي يتـــــم التفاعـــــل العيـــــداني وبالتـــــالي تحـــــول معـــــدن إلـــــى التجربــــــــة آ خر أســــطوانة 500 1000 طيــــن أضــــيفت لــــه صــــــفائح الميكــــــا ثقـــــب مســـــــتطيل
تـــــدفق طيـــــن مــــورق )شيســــت(
تــــــأثير الحــــــرارة :تجربــــــة Winkler "ب" أخضـــع Winklerصـــــخورا طينيـــــة لضـــــغط ثابـــــت2 : كيلوبـــــار مـــــع ارتفـــــاع تـــــدريجي لدرجـــــة الحـــــراة: عنــد :570°Cتظھـــــر معـــــادن جديـــــدة مثـــــل البيوتيـــــت واألندلوســـــــيت حســـــــب التفاعـــــــل 2Kbar أندلوســــــــيت كاولينيـــــــــت 570°C عنــد :700°Cيبــــــدأ االنصــــــھار الجــــــزئي فيصــــــبح الوســــــط مكونــــــا مــــن جــــزأين :جــــزء صــــلب يضــــم البيوتيــــت والســـــــيليمانيت وجـــــــزء ســـــــائل.
الصفحة - 229 - :
0
الحـــرارة °C
أندلوســــــــيت Andalousite
معــادن طينيــــــة
ســــــــــــيليمانيت Silimanite
*B "ج"
ديســـــــــتين
* Aظــروف غــير متوفــــــرة فــــي الطبيعـــــــة الضـــــغط Kbar
3 6
9
10 20
30 العمـــق Km
* * حلــــل نتــــائج تجــــارب الشــــكل "أ" و "ب" وحــــدد عوامــــل التحــــول * * اعــــط التفاعــــل العيــــداني الــــذي يمكــــن أن يحصــــل عنــــد مــــرور صــخرة مــن الظــروف Aإلـــى Bمثال)بيـــــان الـــــش كـــــل ج(. * * فيــــم يمكــــن أن يفيــــد تواجــــد معــــدن مــــن معــــادن ســــيلكات األلــــومين فــــي صــــخرة معينــــة؟ بــــم يمكــــن نعــــت ھــــذه المعــــادن؟ 20
األستاذ :يوسف األندلسي
2ظروف التحول في الطبيعة: أ – الضغط :أنظر الشكل أ وثيقة 2لوحة .3 الوثيقة : 2ظروف التحول في الطبيعة
اللوحــــــــــة 3
ظـــــروف التحـــــول فـــــي الطبيعـــــة؟
21
الحـــرارة؟ "ب" "أ" الضـــــغط؟ تتغـــــير درجـــــات الحـــــرارة فـــــي األعمـــــاق )الدرجـــــة الســـــعيرية( * * الضـــــغط التكتونـــــي :النـــــاجم عـــــن القـــــوى التكتونيـــــــة فـــــــي المنـــــــاطق الغـــــــير المســـــــتقرة حســــــب التركيــــــب الــــــداخلي لــــــألرض وتوصــــــيلية الصــــــخور * التركيــــــب الــــــداخلي لــــــألرض. * * الضـــــغط الصـــــخري P :وزن العمــــود 500 مســــاحة قاعدتــــه = * Pتوصـــــــيلة الصـــــــخور 1000 للحــــــــــــــــــراة. الحـــرارة 10 وبـــــذلك تخضـــــع المـــــواد فـــــي بـــــاطن األرض لضـــــغط * الطبيعــــــــة الجيولوجيــــــــة °C تتناســـــب درجتـــــه مـــــع العمـــــق وكثافـــــة الصـــــخور للمنطقـــــة ،حيـــــث تكـــــون 50°C/Km 20 * * الضــــــــغط الجزيــــــــئي للموائــــــــع البيفرجيــــــــة منخفضـــــة فـــــي المنـــــاطق 20°C/Km 30 تضـــــم الصـــــخور بيـــــن بلوراتھـــــا بعـــــض الموائـــــع المســــــــتقرة جيولوجيــــــــا 10°C/Km ) CO2و (H2Oتتســــــبب فــــــي ضــــــغط إضــــــافي ومرتفعـــــة فـــــي المنـــــاطق 40 العمـــق يســــــمى الضــــــغط الجــــــزئي للموائــــــع. النشــــــــيطة. Km تخضع الصخور في الطبيعة لتغير الضغط حسب: • الضغط التكتوني :ناتج عن الحركات التكتونية. • الضغط الصخري :يزداد الضغط مع زيادة العمق ،حيث أن الطبقات الصخرية في باطن األرض تخضع لضغط مستمر يتناسب مع كثافة الصخور التي تعلوھا .ويسمى ھذا الضغط بضغط الغالف الصخري. • ضغط الموائع :يتمثل في الموائع البيفرجية المتواجدة في أعماق األرض ،كالماء وثنائي أكسيد الكربون ،والتي تغير من ظروف التفاعالت. أ – درجة الحرارة :أنظر الشكل ب وثيقة 2لوحة .3 تزداد درجة الحرارة مع العمق في باطن األرض ،وتكون ھذه الزيادة ما يسمى الدرجة السعيرية، وتتغير حسب التركيب الداخلي والطبيعة الجيولوجية للمنطقة.
– IVمفھوما المعدن المؤشر والسلسلة التحولية. 1مفھوم التحول والمعدن المؤشر :أنظر الشكل أ ،ب ،ج وثيقة 1لوحة .4 التحول :ھو مجموعة من التغيرات البنيوية والعيدانية التي تطرأ على صخرة سابقة الوجود )رسوبية ،صھارية أو متحولة( ،في حالتھا الصلبة ،بفعل عاملي الضغط أو الحرارة أو ھما معا. معدن مؤشر :معدن يظھر في ظروف جد محددة لدرجة الضغط والحرارة ،وبذلك فتواجده في صخرة متحولة يمثل ذاكرة للظروف القصوى للضغط والحرارة التي وصلتھا الصخرة ،مثال تواجد البيجادي في الصخور المتحولة لمناطق الطمر يعد شاھدا على تعرض ھذه األخيرة لضغط عال. متتالية تحولية :مجموعة من الصخور المتحولة المنحدرة من نفس الصخرة األصلية التي خضعت لدرجات تحول متصاعدة الطين )األصل( الشيست الميكاشيست الغنايس. مثال المتتالية الطينية تضم: الصفحة - 230 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
2مفھوم سحنة التحول والسلسلة التحولية :أنظر الشكل د وثيقة 1لوحة .4 الوثيقة : 1مفھوما المعدن المؤشر والمتتالية التحولية.
طيــــــن
شيســــــت
ميكاشيســــــــــت
طيـــن ألوميــــــني سيريســـــــــــيت ســـــــيلكات مميھــة Ca + طيـــن حديـــد كلوريــــــت مغنـــــيزي
اللوحــــــــــة 4
غنــــــــايس
"أ" أكتنــــــوت
أندلوســــــــيت موســـــــــكوفيت فلدســــــــــبات بوتاســــــــي
كلوكوفــــــــان
بيجــــــادي بيوتيــــــــــت
تحـــــول متزايـــــد
متتاليـــــــة تحوليـــــــة لصـــــــخور طينيـــــــة وتركيبھـــــــا الكيميــــــــــائي الصـــــخور
التفـــــــــاعالت
المعـــادن المؤشــــرة
ميكاشيســـــــــت ذو موســـــــــكوفيت ميكاشيســـــــــت ذو نـــــوعين مـــن الميكـــا
كلوريــــــت + موســـــــــكوفيت
موســـــــــكوفيت وكلوريــــــت
بيجــــــادي + بيوتيــــــــــت
موســـــــــكوفيت متبـــــق
مرو + موســـــــــكوفيت
بيوتيــــــــــت اختفــــــاء الكلوريــــــــت
غنـــــايس ذو نـــوعين مـــن الميكـــــا
"ب"
صــــــفيحة دقيقــــــة لبازلــــــت محيطــــــي قــــــديم تظھــــــر تحــــــول الكلوكوفــــــان إلــــــى أكتنــــــوت )أمفبــــــول أخضـــر(
الحـــرارة 800 °C منحــــى االنصــــھار الجـــــزئي ســــحنة الكرانيتــــــــــات تحــــول متزايـــــد
بيوتيــــــــــت غنـــــايس ذو ســـــــليمانيت +أرتـــــــوز وســــــــــــيليمانيت بيوتيــــــــــت ســـــليمانيت +مـــــرو اختفــــــاء +بيوتيــــــــــت الموســــــــــكوفيت كوردييريـــــــــت اختفــــــاء غنـــــايس + البيوتيــــــــــــت أبيــــــض مرو تغـــــير التركيـــــب العيـــــداني حســـــب ظـــــروف الضـــــغط والحـــرارة
600
200
400
Sillimanite Distène
ســـحنة األمفبوليتـ ـ ـ ـ ـ ـ ـات
ســـحنة الشيسـ ـ ـ ــت األخضـــر أكتنــــــوت + كلوريــــــت
ســــحنة اإلكلوجيتــــــــــات بيجــــــادي +جادييــــــت
0 200 20
400 600
ســـحنة الشيسـ ـ ـ ــت 800 األزرق 1000 40
كلوكوفــــــــان +بيجــــــاد ي +إيبــــــدوت
1200 1400
العمـــق الضـــــغط MPa Km
"د" ســــــحنات التحــــــول بالنســــــبة لصــــــخرة أصــــــلية "ج" بازلتيـــــــة أو صـــــــخرة كـــــــابرو :سلســـــــلة تحوليـــــــة
* *معتمـــــدا علـــــى األشـــــكال "أ"" ،ب" و "ج" ،اعـــــط تعريفـــــا دقيقـــــا لمفھـــــوم التحـــــول ،المعـــــدن المؤشـــــر والمتتاليـــــة التحوليـــــــــة * * معتمــــــدا علــــــى الشــــــكل "د" ،اعــــــط تعريفــــــا لســــــحنة التحــــــول والسلســــــلة التحوليــــــة الصفحة - 231 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
22
سحنة التحول :حسب ظروف الضغط ودرجة الحرارة ،تتحدد مجاالت استقرار مجموعة معدنية معينة تسمى سحنة التحول .وكل صخرة سابقة الوجود خضعت لظروف تحول سحنة معينة ،تظھر بھا نفس المجموعة المعدنية المميزة لھذه السحنة ،رغم اختالف تركيبھا. سلسلة التحول :ھي متتالية السحنات المميزة لصخرة أصلية معينة ،وذلك حسب تغير ظروف الضغط ودرجات والحرارة .وتمكن من معرفة تطورات الضغط والحرارة التي خضعت لھا الصخرة األصلية في العمق. 3خالصة: لتحديد التركيب العيداني لصخرة متحولة )شيست ،غنايس (...ننجز صفيحة دقيقة لھذه الصخرة في المختبر ،وبعد تحديد المعادن المتحولة ،نتعرف على سحنة التحول والمتتالية المنتمية لھا الصخرة ومن تم نتعرف على الظروف التكتونية التي تشكلت فيھا.
– Vمفھوم التحول الدينامي والتحول الدينامي الحراري. 1مجاالت التحول في الطبيعة :أنظر وثيقة 1لوحة .5 اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 1مجاالت التحول في الطبيعة.
23
مجــــاالت التحــــول
وضـــع Winklerتصــــورا يحــــدد مختلــــف أنــــواع التحــــول حســــب مجــــاالت تــــأثير عــــاملي الضــــغط والحــــرارة: * * فــــي منــــاطق االصــــطدام يحــــدث ارتفــــاع مــــتزامن لكــــل مــــن الضــــغط والحــــرارة فيكــــون التحــــول دينــــامي -حــــراري = إقليمــــي = عــــام * * فــــي مــــاطق الطمــــر ،يــــرتفع الضــــغط بســــرعة فــــي حيــــن يكــــون ارتفــــاع الحــــرارة منخفضــــــا فيحصــــــل تحــــــول دينــــــامي. * * حــــول الصــــھارات ،تتعــــرض الصــــخور المحيطــــة الرتفــــاع مفــــاجئ فــــي درجــــة الحــــرارة الحـــــرارة فيحصـــــل التحـــــول الحـــــراري
1200 الحـــرارة °C
800
1
قطعـــة مـــن البازلـــت األلـــبي )خـــالل ظـــاھرة الطمـــر(
2
قطعـــــة مـــــن الميكاشيســـــت للغـــــالف القـــــاري )خـــــالل االصـــــطدام(
0
تحـــول حـــراري
تحــــول دينــــامي حــــــــراري
مســــار تطــــور التحــــول حســــب الضــــغط والحــــرارة لـــــ:
400
0
10
A D S
5 10
2
1ظروف غـــير متوفــــــرة فــــي تحــــول الطبيعــــــــة
دينـــــامي
الضـــــغط Kbar
20 30 40
العمـــق Km
يتبين من معطيات ھذه الوثيقة أن تحول الصخور مرتبط بتغير عاملي الضغط والحرارة ،وھذه األخيرة ترتبط بدينامية الصفائح .وھكذا يمكن تحديد عدة مجاالت للتحول :التحول الدينامي Dynamique والتحول الدينامي الحراري Thermo-dynamiqueوالتحول الحراري .Thermique 2ظروف التحول في مناطق االصطدام :أنظر وثيقة 2لوحة .5 في مناطق االصطدام تخضع الصخور الرتفاع متزامن لكل من الضغط والحرارة نتيجة اصطدام صفيحتين قاريتين ،فيحصل دينامي حراري ) تحول إقليمي .( Métamorphisme régional
الصفحة - 232 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
3ظروف التحول في مناطق الطمر :أنظر وثيقة 3لوحة .5 في مناطق الطمر تخضع الصخور المنغرزة لضغط عال ،نتيجة طمر غالف صخري محيطي تحت الغالف الصخري القاري ،في حين يكون ارتفاع درجة الحرارة منخفضا ،فيحصل تحول دينامي. مالحظة :أثناء صعود الصھارات ،تتعرض الصخور المحيطة بالغرفة الصھارية الرتفاع مفاجئ في درجات الحرارة ،فيحصل بذلك تحول للصخور المحيطة ،يسمى بالتحول الحراري. الوثيقة : 2ظروف التحول في مناطق االصطدام. تحــــول منــــاطق االصــــطدام = تحــــول دينــــامي حــــراري يعــــود التحــــول فــــي منــــاطق االصــــطدام إلــــى ارتفــــاع مــــتزامن فــــي درجــــة الحــــرارة والضــــغط. ضــــــغط الكتلــــــة الصــــــخرية
اللوحــــــــــة 5
0
200°C
35
MOHO 800°C 1000°C
ضـــــــغط القـــــــوى التكتونيـــــــة االنضــــــــغاطية تـــــوازن تضـــــاغطي 24
120
العمـــق Km
تشــــــكل سلســــــلة االصــــــطدام
اللوحــــــــــة 5
الوثيقة : 3ظروف التحول في مناطق الطمر.
تحـــول منـــاطق الطمـــر = تحـــــــــول دينـــــــــــــامي ينغـــــرز الغـــــالف الصـــــخري المحيطـــــي تحـــــت الغـــــالف الصـــــخري القـــــاري، فتتغـــــــير الظـــــــروف الـــــــتي تخضـــــــع لھـــــا الصـــــخور المنغـــــرزة كاالرتفـــــاع الكبــــــير فــــــي الضــــــغط.
0
شيســــــت أخضـــر
500°C 50
شيســــــت أزرق
قــــد يحــــدث أن تصــــعد صــــخور القشـــــرة المحيطيـــــة إلـــــى األعلـــــى نتيجــــــة ظــــــروف جيولوجيــــــة مختلفــــــة فيالحـــــظ تكـــــون صـــــخور جديـــــدة تختلـــــف عـــــن تلـــــك الـــــتي انغـــــرزت العمـــق 150 Km
100
H2 O
إكلوجيــــــت
25
الصفحة - 233 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفصل الثالث
اﻟﻜﺮاﻧﻴﺘﻴﺔ وﻋﻼﻗﺘﻬﺎ ﺑﻈﺎﻫﺮة اﻟﺘﺤﻮل . مقدمة :تعتبر الصخور الكرانيتية صخورا صھارية بلوتونية ،ناتجة عن تبريد وتصلب صھارة في العمق .وھي المكون األساسي للقشرة القارية. فما ھي ظروف تشكل الصخور الكرانيتية؟ وما ھي عالقتھا بظاھرة التحول؟
– Ιالكرانيت االناتيكتي Le granite d'anatexieمثال كرانيت أوريكا العليا: 1مالحظات ميدانية :وثيقة 1لوحة .1 اللوحــــــــــة 1
الوثيقة : 1مالحظة ميدانية الستسطاح الكرانيت االناتيكتي والصخور المتحولة المجاورة له.
الـــــبرمي والمـــــيزوزوي واإليوســــــــين ماقبـــــل الكمــــــبري غنـــــايس وميكماتيــــــــت
2Km واد أوريكـــــة
كرانيــــــت فـــــالق
N
كرانيــــــت
فـــــــالق ميلتســـــــن غنـــــايس
ســـــتي فاطمـــة أكــــادير نايــــت بولمـــــان
جـــــزء مـــــن خريطـــــة جيولوجيـــــة مبســـــطة لناحيـــــة أوريكـــــا العليـــــا * * لـــون ھـــذه الخريطـــة * * حـــــدد خصـــــائص الكرانيـــــت المستســـــطح فـــــي ھـــــذه المنطقـــــة وعالقتـــــــه بالصـــــــخور المتحولـــــــة.
26
منظـــــــر الستســـــــطاح الميكماتيـــــــت بمنطقـــــة ســـــتي فاطمـــــة يـــــبرز تـــــداخل الغنـــــايس مـــــع الكرانيـــــت
يرتبط كرانيت ستي فاطمة بصخور شديدة التحول مثل الغنايس وبعدة تشوھات على شكل فوالق أساسا. ال توجد حدود واضحة بين استسطاح الكرانيت والصخور المتحولة المجاورة ،حيث تتشكل منطقة المرور من الكرانيت إلى الصخور المجاورة )الغنايس( من تشكيالت وسيطة عبارة عن خليط من الكرانيت والغنايس تسمى بالميكماتيت).خليط = .(migma = mélangeوھي تدل على نھاية المتتالية التحولية مرورا من ظروف التحول إلى ظروف االنصھار. 2بعض خصائص الصخور المستسطحة بمنطقة ستي فاطمة :وثيقة 2لوحة .1 تتميز الميكماتيت بتعاقب مناطق فاتحة ) كرانيتية ذات بنية محببة ( تتكون من المرو والفلدسبات، ومناطق داكنة ( متحولة ( عبارة عن مستويات مسطحة تتميز بوجود الميكا السوداء ) البيوتيت (. يتبين من المالحظة المجھرية أنه كلما اقتربنا من الكتلة الكرانيتية ،إال وتم االنتقال من بنية مورقة مميزة للغنايس ،نحو بنية محببة مميزة للكرانيت. إن للكرانيت والغنايس نفس التركيب العيداني ،مع اختالف في البنية وقد البلورات .ومن تم يمكن القول بأن ھذه الصخور لھا نفس األصل. الصفحة - 234 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
اللوحــــــــــة 1 العليا (. ـــــطحة فاطمة بمنطقة ستي بعض التعرف على فاطمــــــة )أوريكــــــا العليــــــا( أوريكاـــــتي بمنطقـ )ـــــة سـ المستسطحةالمستسـ الصخورالصــــــخور خصائصـــــائص ـــــى خصـ ـــــرف علـ الوثيقة : 2لنتعـ
27
الغنـــــــايس
الكرانيــــــــــــــــــت
الميكماتيــــــــــت
مالح ظة الصـــــخرة بــــــــالعين المجـــردة مالح ظة الصـــــــــفيحة الدقيقــــــــة بـــــالمجھر المســـــــــتقطب
بيوتيــــــــــت
بالجيـــــــــوكالز
مرو
فلدســــــــــبات بوتاســــــــي
بيوتيــــــــــت
فلدســــــــــبات بوتاســــــــي وصــف حالــة المعـــادن والبنيــــــــة الحالــــة الفيزيائيـــــــــــــة للصــــــخرة أثنـــــاء تشـــــــكلھا
مرو
معادن موجھــة بنيــــة مورقــــة
صــــــلبة
فلدســـــــــبات بوتاســــــــي
تــــداخل بيــــن أســــرة ذات بنيــــة مورقــــة وأســـــرة ذات بنيـــــة محببـــــة
صــــــلبة +ســــــائلة
بيوتيــــــــــت
مرو
بالجيـــــــــوكالز بنيــــــة محببــــــة
ســــــائلة
اجمــــــع المعلومــــــات الميدانيــــــة لمنطقــــــة أوريكــــــا العليــــــا والمعطيــــــات البنيويــــــة والعيدانيــــــة واقــــــترح فرضـــــية حـــــول العالقـــــة بيـــــن ھـــــذه الصـــــخور وتشـــــكل كرانيـــــت المنطقـــــة
3خالصة: إن المرور التدريجي من الصخور المتحولة )الغنايس( إلى الكرانيت ووجود صخرة وسيطة )الميكماتيت( يجعلنا نفترض أن الكرانيت يشكل حلقة قصوى من حلقات التحول :يعني نتج عن تحول صخرة سابقة الوجود بفعل ارتفاع عامل الضغط أو الحرارة أو ھما معا. بما أن توجيه المعادن يفقد في صخرة الكرانيت ،فيمكن أن نفترض أن المرور من الغنايس إلى الكرانيت يتم بظھور حالة سائلة :يعني أن الصخرة األصلية تنصھر بفعل الضغط والحرارة فتعطي عند تبردھا الكرانيت .نسمي ھذا النوع من الكرانيت بالكرانيت األناتيكتي.
– IΙاألناتيكتية وعالقتھا بتشكل السالسل الجبلية: 1ظروف تصلب الصھارة الكرانيتية :أنظر الوثيقة 1لوحة .2
(1كلما ازدادت درجة الضغط )كلما زاد العمق( كلما انخفضت درجة حرارة تصلب الصھارة الكرانيتية )الحظ مثال أن صھارة كرانيتة تتصلب في حرارة = 700°Cعندما يكون عمقھا ،6Kmأما في عمق 2Kmفھي تتبلور في حرارة .(800°C
(2عند صعودھا ،تتبلور ھذه الصھارة ولو لم تفقد بعضا من حرارتھا ويحدث ھذا التبلور في عمق = 6Kmوضغط يقدر ب .160MPa (3تبلور الصھارة الكرانيتية في األعماق قبل وصولھا إلى السطح لذلك نقول أن الكرانيت صخرة صھارية بلوتونية أي صخرة داخلية النشأة. الصفحة - 235 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(4لكي تصل الصھارة السطح سائلة يلزم أن تتوفر على حرارة تفوق ،900°Cوھذا ال يتوفر إال ناذرا فتعطي الصھارة حينئذ بعد تصلبھا صخرة الريوليت.
اللوحــــــــــة 2
الوثيقة : 1ظروف تبلور الصھارة الكرانيتية. يمثل البيان جانبه منحنى التصلب الذي يعبر عن الحد الفاصل بين الحالة السائلة والحالة الصلبة للصھارة الكرانيتية حسب الضغط ودرجة الحرارة. (1كيف تتغير درجة حرارة التصلب بداللة الضغط؟ لنعتبر صھارة كرانيتية Aتكونت تحت ضغط 370 MPaودرجة حرارة .700°C (2حدد الضغط والعمق اللذين تتصلب فيھما ھذه الصھارة في حالة صعودھا دون أن تغير من درجة حرارتھا. (3كيف تفسر ظھور الكرانيت في السطح إذن؟ في حاالت استثنائية تصل الصھارة الكرانيتية إلى السطح ،لتعطي بعد تصلبھا صخرة الريوليت .Rhyolite (4اعتمادا على المبيان جانبه ،حدد درجة الحرارة الدنيا الالزمة لصھارة كرانيتية لكي تصل إلى السطح .
الحـــرارة 1000
900
800
700
600
الحالــــة حدود التصــــــــلب الصــــــــلبة
°C
2 4
100
6 200
8 10 12 14
الحالــــة الســـــــائلة
16
300
* A
400
18
العمـــق Km
500
الضـــــغط MPa
خالصة: عندما تبلغ درجة حرارة الصخور 700 °Cوتحت الضغوط السائدة في أعماق المناطق غير المستقرة، تخضع النصھار جزئي لتعطي سائال ذا تركيب كرانيتي ) األناتيكتية (. تتركز القطرات األولى من السائل الناتج على شكل أكوام ،وتعطي بتبلورھا مادة كرانيتية حديثة التكون ،تبقى مرتبطة بمادة لم تنصھر بعد ،الشيء الذي يفسر تكون صخور الميكماتيت .وعندما تزداد نسبة السائل الناتج ،يمكنه أن يتصلب في موقعه ليعطي الكرانيت األناتيكتي. 2عالقة الكرانيتية بالسالسل الجبلية :أنظر الوثيقة 2لوحة .2 الوثيقة : 2عالقة الكرانيت األناتيكتي بسالسل االصطدام.
اللوحــــــــــة 2
ناسب لشكلي الوثيقة "ب" المراحل المناسبة لھا ) 1و (2من الوثيقة "أ" نشـــــوء سلســـــلة االصـــــطدام اربط بين الوثيقتين "أ" و "ب" وأعط تعليقا موجزا تبين من خالله ظروف 200°C قشــــرة 600°C تشكل الكرانيت األناتكتي وعالقته بتشكل سالسل االصطدام. 35 MOHO 800°C 800 200 400 600 الحـــرارة °C 1000°C منحــــنى 120 3 1200°C 200 العمـــق التصــــــــلب Km 2 400 حـــــث وانھيـــــار السلســـــلة b 20 الميكماتيــــــــــت 200°C 0 600 600°C 35 MOHO 800 800°C 1 1000°C 1000 40 120 1200°C منحــــنى الدرجــــة "أ" العمـــق الســــــــعيرية القاريــــــــة العمـــق الضـــــغط ميكماتيـــــــــت وكرانيـــــــــت أنـــــــــاتيكتيKm MPa Km العاديـــــة a
مســــــار تشــــــكل الميكماتيــــــت حســــــب تغــــــير الضـــــغط والحـــــرارة خـــــالل تشـــــكل سلســـــلة اصـــــطدام
0
"ب" أصــــــل الكرانيــــــت األنــــــاتكتي خــــــالل تشــــــكل سالســـــل االصـــــطدام
في مناطق االصطدام ،تؤدي القوى االنضغاطية إلى طمر بعض الوحدات الصخرية للقشرة القارية مما يعرضھا لدرجات حرارة وضغط مرتفعين )الجزء من السھم الممثل في الشكل "أ" والمرحلة a في الشكل "ب"(. الصفحة - 236 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
في نھاية التقارب ،تشھد السلسلة الجبلية قوى تكتونية تمددية فتصعد الوحدات الصخرية ،ينخفض ضغطھا بينما تظل درجة حرارتھا مرتفعة ،مما يؤدي إلى انصھارھا الجزئي وتشكل سائال أناتيكتي يتبرد في موقع نشأته ليعطي ميكماتيت وكرانيت أناتيكتي )الجزء من السھم الممثل في الشكل "أ" والمرحلة bفي الشكل "ب"(. ال يستسطح الكرانيت إال بعد حث الصخور التي كانت تعلوه وذلك بعد ماليين السنين من تشكله.
– IIΙاندساس الصھارة الكرانيتية وتحول التماس: 1دراسة كتلة كرانيت زعير :أنظر الوثيقة 1لوحة .3 اللوحــــــــــة 3
الوثيقة : 1العالقة بين الكتلة الكرانيتية لزعير والصخور المحيطة.
لنتعــــرف علــــى ممــــيزات كرانيــــت منطقــــة زعــــير وأثــــر ھــــذا الكرانيــــت علــــى الصــــخور المجــــاورة لــــه:
SEكرانيــــــت زعـــير B
N
NW A
"ج"
كرانيــــــت زعـــير A
*
زحيليكــــــــة
1
ھالـــة التحـــول "أ" 8Km كرانيـــــت زعـــــير "أ" تموضـــــع المنطقـــــة "ب" خريطـــــة جيولوجيـــــة لجـــزء مـــن المنطقـــة "ج" مقطـــــع جيولوجـــــي حســـــــب المســـــــتقيم .AB
شيســـت وحجـــر رملـــي علــــوي
كرانيــــــت زعـــير
*B "ب"
شيســـــت وكلـــــس شيســـــت وحجـــــر رملـــــي ســـــفلي
6
7
مرويـــت
5
1Km
2 4
3
كرانيــــــت فـــــالق
أخــــذت عينــــات صــــخرية مــــن المواقــــع 1إلـــى ، 7يبيــــــن الجــــــدول "ت" والصـــور "ه" و "د" ممـــيزات ھـــذه الصـــخور :
"ت"
مجموعـــــة الشيســـــت والحجـــــر الـــــرملي الســـــفلي
1 المجموعــة 2 الصــــــخرية 3 وموقعھـــا 4 فــــي خريطـــة الشـــــكل "ب" 5
حالــة المعـــادن
رمـــــوز الميـــــالن
"ھـــ"
مجموعــــة الشيســــت والكلـــــس
شيســــــت طيــــــني بــــــه كلوريــــــت وسيريســــــيت. 6رخــام )صــخرة ناتجـــة عـــن تحـــول شيســـــت بـــــه أندلوســـــيت ذو قـــــد صـــــغير. الكلــــــس( تتضــــــمن الصـــــخرة الھاليـــــة Cornéenne شيســــــت بــــــه بيوتيــــــت وأندلوســــــيت ذو قــــــد كبــــــير البيروكســــــــــــين صـــــخرة متحولـــــة تنتمـــــي والبالجيــــــــــوكالز. للمتتاليــــــــــة الطينيــــــــــة صـــــخرة ھاليـــــة بھـــــا فلدســـــبات بوتاســـــي )انظـــــر 7صخـــــــــــــــــــرة الفوالســــــــــــــتونيت الشـــكل "ھــــ"(. بھــــا بلــــورات الفوالســــــــــــــتونيت "د" حبيســــــات صــــــخرة ھاليــــــة فــــــي كتلــــــة كرانيتيــــــة: والبيجــــــــادي. )انظــــر الشــــكل "د"(.
ظھـــــور شيســـــتية فـــــي الصـــــخرة 1إلــــى الصــــخور فــــي غيــــاب أي أثــــر لتوجيــــه المعــــادن7 2
cor
- 1انطالقـــــا مـــــن تحليـــــل الخريطـــــة والمقطـــــع الجيولـــــوجيين ،حـــــدد خاصـــــيات كرانيــــــت زعــــــير وعالقتــــــه بالصــــــخور المتحولــــــة - 2لنأخـــــذ مجموعـــــة الشيســـــت والحجـــــر الـــــرملي الســـــفلي "الشـــــكل ت" ،قـــــارن granite بيـــــــن مختلـــــــف العينـــــــات الصـــــــخرية كلمـــــــا اقتربنـــــــا مـــــــن الكتلـــــــة الكرانيتيـــــــة حبيســـــة لصـــــخرة ھاليـــــة ''cor - 3اجمــــع كافــــة المعطيــــات المتوفــــرة ،وحــــدد نمــــط التحــــول الــــذي خضــــعت لــــه 32داخــــــل كتلــــــة كرانيتيــــــة '.'gra الصـــــخور المجـــــاورة لكتلـــــة كرانيـــــت زعـــــير الصفحة - 237 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
(1 • • • •
على مستوى الخريطة والمقطع الجيولوجيين يظھر كرانيت زعير: بحدود واضحة حيث أن منطقة تماسه مع الصخور المجاورة صريحة. متجانس )منطقة المرور من الكرانيت إلى الصخور المجاورة ال تتضمن صخرة الميكماتيت(. في وضع متنافر مع الصخور المجاورة حيث يقطعھا ويتموضع وسطھا كما لو أنه أزاح جزءا منھا وحل محله. يحيط به حزام من صخور متحولة تسمى بھالة التحول ،لھا امتداد جغرافي ضيق )ال تتعدى .( 2Km
نستخلص من ھذه المميزات أن الصھارة الكرانيتية التي أعطت ھذا الكرانيت لم تنشأ في ھذا الموضع، بل صعدت من األعماق واندست بين الصخور السابقة الوجود :فنقول كرانيت اندساسي )(G intrusif (2 • • • •
كلما اقتربنا من الكتلة الكرانيتية: يختفي توجيه المعادن. يزداد قطر البلورات. تختفي بعض المعادن المميزة لتحول ضعيف ) مثل السيريسيت( وتظھر معادن دالة على تحول شديد )مثل الفلدسبات( وعلى حرارة مرتفعة )مثل األندلوسيت(. شدة التحول تزداد كلما اقتربنا من الكتلة الكرانيتية.
(3تشير الخاصيات المسجلة في الجواب السابق أن التحول تم بفعل الحرارة العالية التي تحررھا الصھارة الكرانيتية الصاعدة أثناء تبريدھا وفي غياب ضغوط موجھة ،يعني يتعلق األمر بتحول حراري = تحول التماسMétamorphisme de contact . ملحوظة :قد نصادف داخل الكرانيت االندساسي بعض الحبيسات ،وھي بقايا الصخرة األصلية التي لم تھضم من طرف الصھارة الكرانيتية.
2خالصة: في بعض الحاالت يمكن للصھارة األناتيكتية الساخنة أن تصعد إلى األعلى ،فتخترق صخورا سابقة الوجود ،وتتصلب وسطھا .ونظرا للحرارة المرتفعة ،تتعرض الصخور المجاورة لتغيرات بنيوية وعيدانية ،يصطلح عليھا تحول التماس أو التحول الحراري ،ألن عامل الحرارة ھو العامل الرئيسي في ھذه الحالة. – IVمقارنة الكرانيت األناتيكتي والكرانيت االندساسي :أنظر الوثيق 3لوحة .2 الوثيقة : 3العالقة بين التحول اإلقليمي والكرانيت االناتيكتي من جھة وتحول التماس والكرانيت االندساسي من جھة أخرى .اللوحــــــــــة 2
يمثــــــل المقطــــــع التــــــالي رســــــما تصــــــوريا للعالقــــــة بيــــــن التحــــــول العــــــام والكرانيــــــت األنـــــاتكتي مـــــن جھـــــة وبيـــــن تحـــــول التمـــــاس والكرانيـــــت االندساســـــي مـــــن جھـــــة ثانيـــــة:
صـــــخور رســـــوبية T
انصــــھار P
تحــــول T عام
ھالـــة تحـــول التمـــاس كرانيــــــت اندساســــــي كرانيــــــــت أنــــــــاتكتي ميكماتيــــــــت غنـــــايس ميكاشيســــــــــت
اعتمــــادا علــــى ھــــذا الرســــم التصــــوري ،وعلــــى معلوماتــــك الســــابقة ،اســــتخرج ـــــول.أھــــم خصــــائص كــــل مــــن الكرانيــــت 33 األنــــــاتكتيي والكرانيــــــت االندساســــــي وعالقــــــة كــــــل منھمــــــا بظــــــاھرة التحـ الصفحة - 238 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
يدرج الجدول التالي العالقة بين نوعي الكرانيت ونوعي التحول المرتبطين بھما:
الكرانيت األناتيكتي وعالقته بالتحول اإلقليمي
الكرانيت االندساسي وعالقته بتحول التماس صھارة ناتجة عن ظاھرة األناتيكتية تغادر موقعھا األصلي ،تصعد عبر الصخور التي تعلوھا وتحل محلھا.
أصل الكرانيت
صھارة ناتجة عن ظاھرة األناتيكتية تتبلور في موقع تشكلھا.
العالقة بين الكرانيت والتحول
يدخل الكرانيت األناتيكتي ضمن متتالية الكرانيت االندساسي ھو المسؤول عن حدوث التحول الذي حوله )ھالة التحول العام )يشكل حلقة قصوى من التحول(. درجات "التحول"(.
المميزات الميدانية للحدود بين الكرانيت والصخور المتحولة.
انتقال تدريجي من الصخور المتحولة إلى الكرانيت األناتيكتي ،الحدود غير صريحة تتميز بظھور صخرة الميكماتيت ،الصخرة المزيج بين الكرانيت والغنايس.
حدود صريحة بين الكرانيت االندساسي والصخور المتحولة التي تحيط به .تتميز الحدود بتواجد حبيسات مؤشرة على بقايا صخور أصلية لم تھضم بفعل الصھارة الكرانيتية المندسة.
مميزات الصخور المتحولة
● امتداد جغرافي شاسع )تحول إقليمي = عام( ● تضم الصخور المتحولة معادن موجھة مؤشرة على ضغط وحرارة مرتفعين) .تحول دينامي -حراري(
● امتداد جغرافي جد محدود. ● تضم ھالة التحول معادن غير موجھة مؤشرة على حرارة مرتفعة وضغط منخفض).تحول حراري(
الصفحة - 239 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
الفــــــــــــــــــــھـــــــــــــــــرس المحتوى
الصفحة
الوحدة األولى :استھالك المادة العضوية وتدفق الطاقة
1 2 2 4 6 8 13 16 16 18 20 23 25 27 27 28 30
الفصل األول :تحرير الطاقة الكامنة في المواد العضوية – Ιالكشف عن أنماط التفاعالت المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية – ΙΙانحالل الكليكوز على مستوى الجبلة الشفافةLe hyaloplasme . – ΙΙΙالتأكسدات التنفسية ودور الميثوكندريات. – IVدور التأكسدات التنفسية في إنتاج :ATP – Vمقارنة الحصيلة الطاقية للتنفس والتخمر الفصل الثاني :دور العضلة الھيكلية المخططة في تحويل الطاقة – Ιالدراسة التجريبية للتقلص العضلي. – ΙΙالظواھر التي تصاحب التقلص العضلي. – ΙIΙبنية وفوق بنية النسيج العضلي. – IVالية التقلص العضلي. – Vكيف يتم تجديد الطاقة الالزمة للتقلص العضلي ؟ الفصل الثالث :دور المادة العضوية في بناء وتجديد المادة الحية – Ιالكشف عن تجديد المادة الحية. – ΙΙتركيب البروتيدات األنزيمية للبنكرياس. – ΙΙΙفوق بنية العضيات المسؤولة عن تركيب البروتينات
الوحدة الثانية :طبيعة الخبر الوراثي والية تعبيره – الھندسة الوراثية الفصل األول :مفھوم الخبر الواثي – Ιأين يتواجد الخبر الوراثي ؟ – IΙانتقال الخبر الوراثي عبر االنقسام الخلوي. – IIΙالطبيعة الكيميائية للمادة الوراثية. – IVالتركيب الكيميائي لجزيئة .ADN – Vالعالقة بين الصبغين ،الصبغيات ،و .ADN – VIآلية مضاعفة جزيئة .ADN الفصل الثاني :تعبير الخبر الواثي – Ιمفھوم الصفة ،المورثة ،الحليل ،والطفرة. – IΙآلية تعبير الخبر الوراثي :من المورثة إلى البروتين. الفصل الثالث :الھندسة الوراثية :مبادئھا وتقنياتھا – Ιمفھوم التغيير الوراثي ؟ – IΙآليات الھندسة الوراثية. – IIΙأمثلة لتطبيقات الھندسة الوراثية.
الوحدة الثالثة :نقل الخبر الوراثي عبر التوالد الجنسي – علم الوراثة البشرية الصفحة - 240 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
33 34 34 35 39 41 43 44 50 50 53 60 60 63 66 71
الفصل األول :نقل الخبر الوراثي عبر التوالد الجنسي – Ιمراحل االنقسام االختزالي La méiose – ΙΙدور االنقسام االختزالي واإلخصاب في تخليط الحليالت – ΙIΙدراسة بعض دورات النمو الفصل الثاني :القوانين اإلحصائية النتقال الصفات الوراثية عند ثنائيات الصيغة الصبغية – Ιدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة السيادة التامة :الھجونة الثنائية. – ΙΙدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة تساوي السيادة. – ΙΙΙدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة المورثة المميتة. – ΙVدراسة انتقال زوج من الحليالت في حالة مورثة مرتبطة بالجنس. – Vدراسة انتقال زوجين من الحليالت :الھجونة الثنائية. – VIقياس المسافة بين مورثتين. الفصل الثالث :علم الوراثة البشرية – Ιوسائل دراسة الوراثة عند اإلنسان. – IΙدراسة انتقال أمراض وراثية غير مرتبطة بالجنس. – IIΙدراسة انتقال أمراض وراثية مرتبطة بالجنس. – IVالشذوذات الصبغية عند اإلنسان وعواقبھا. – Vتشخيص الشذوذ الصبغي قبل الوالدة:
الوحدة الرابعة :التغير وعلم وراثة الساكنة الفصل األول :الدراسة الكمية للتغير:القياس اإلحيائي – Ιالطرق اإلحصائية المعتمدة في علم القياس اإلحيائي La biométrie – IΙما ھي الدالالت اإلحصائية لثابتات توزيع الترددات – IIΙأھمية القياس اإلحيائي في االنتقاء – IVتطبيقات الفصل الثاني :علم وراثة الساكنة . – Ιمفھوم الساكنة والمحتوى الجيني La population et pool génétique – IΙقانون Hardy - Weinberg – IIΙتطبيق قانون Hardy – Weinbergعلى ساكنة نظرية مثالية – IVتطبيق قانون Hardy – Weinbergعلى انتقال بعض الصفات الوراثية – Vعوامل تغير الساكنة : – VIمفھوم النوع L'espèce
الوحدة الخامسة :علم المناعة . الفصل األول :تعرف الجسم ما ھو ذاتي وما ھو غير ذاتي . – Ιالكشف التجريبي عن التالؤم بين األنسجة – IΙتعرف الواسمات الرئيسية والثانوية – IIΙدور CMHفي تمييز الذاتي الفصل الثاني :وسائل دفاع الجسم عما ھو ذاتي . – Ιوسائل الدفاع غير النوعية الصفحة - 241 - :
األستاذ :يوسف األندلسي
72 72 75 78 83 83 88 89 90 92 100 107 107 109 112 116 121 124 125 125 129 131 132 134 135 137 140 143 150 160 163 164 164 165 167 171 171
– IΙوسائل الدفاع النوعية – IIΙالتعاون الخلوي بين الخاليا المناعية: – IVحصيلة تركيبية لمراحل االستجابة المناعية الفصل الثالث :اضطرابات الجھاز المناعي . – Ιاالستجابة األرجيةL'allergie : – ΙIقصور الجھاز المناعي ) السيدا ( الفصل الرابع :مساعدات الجھاز المناعي . – Ιالتلقيح La vaccination – IΙاالستمصال La Sérothérapie – IIΙزرع النخاع العظمي
177 192 195 198 198 201 207 207 209 210
الوحدة السادسة :الظواھر الجيولوجية المصاحبة لنشوء السالسل الجبلية . وعالقتھا بتكتونية الصفائح الفصل األول :السالسل الجبلية الحديثة وعالقتھا بتكتونية الصفائح . – Ιأنواع السالسل الجبلية الحديثة وعالقتھا بتكتونية الصفائح – IΙخصائص السالسل الجبلية الحديثة. – IIΙالتشوھات التكتونية المميزة لسالسل الطمر واالصطدام. الفصل الثاني :التحول وعالقته بدينامية الصفائح . – Ιالصخور المتحولة المنتشرة بسالسل االصطدام. – IΙالصخور المتحولة المنتشرة بسالسل الطمر. – IIΙعوامل التحول. – IVمفھوما المعدن المؤشر والسلسلة التحولية. – Vمفھوم التحول الدينامي والتحول الدينامي الحراري الفصل الثالث :الكرانيتية وعالقتھا بظاھرة التحول . – Ιالكرانيت االناتيكتي :مثال كرانيت أوريكا العليا: – IΙاألناتيكتية وعالقتھا بتشكل السالسل الجبلية – IIΙاندساس الصھارة الكرانيتية وتحول التماس – IVمقارنة الكرانيت األناتيكتي والكرانيت االندساسي
الصفحة - 242 - :
212 213 213 214 220 225 225 227 228 230 232 234 234 235 237 238
األستاذ :يوسف األندلسي