العلوم الحياتية

مراجعة الدرس

السؤال الأول 

الفكرة الرئيسة: أستنتج دور التقدُّم العلمي في الوراثة والبيولوجيا الجزئية في تطوُّر التكنولوجيا الحيوية.

السؤال الثاني

أُوضِّح خطوات تفاعل البلمرة المُتسلسِل.

السؤال الثالث
أُلخِّص مزايا إنتاج محاصيل غذائية مُعدَّلة جينيًّا.

السؤال الرابع
يُستعمَل تفاعل البلمرة المُتسلسِل لتكثير DNA ضمن ثلاث مراحل مختلفة. مُعتمِدًا المُخطَّط الآتي، أُوضِّح ما يحصل في المرحلة(X).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

السؤال الخامس

أَصِف خطوات إنتاج بكتيريا مُعدَّلة جينيًّا.

السؤال السادس 
.أُوضِّح آليَّة الفصل الكهربائي الهلامي.

السؤال السابع
أحسُبُ عدد جزيئات DNA الناتجة من جزيء واحد بعد 8 دورات في جهاز الدورية الحرارية.

السؤال الثامن
.أكتب في الجدول الآتي وظائف الإنزيمات المُستخدَمة في التكنولوجيا الحيوية.

الإنزيم	الوظيفة
إنزيم الربط
إنزيم بلمرة (DNA) المتحمل للحرارة
إنزيمات القطع المحدد

 

 

إجابات مراجعة الدرس

إجابة السؤال الأول

أصبح الإنسان يستخدم الكائنات الحيَّة بعد تعديل المادة الوراثية فيها ومعالجتها، ثم ينقلها إلى كائن حيٍّ آخر.

إجابة السؤال الثاني

مرحلة الفصل: تحطيم الروابط بين جزيئات DNA لفصل السلسلتين، ثم إنتاج سلسلتين أُحاديتين. وهذه المرحلة تتطلَّب توافر درجة حرارة تتراوح بين  (96C° - 94).

مرحلة الربط: ربط النهاية المفردة للسلاسل الأُحادية بسلاسل البّدْء.وهذه المرحلة تتطلَّب توافر درجة حرارة تتراوح بين (65C° - 55).

مرحلة الاستطالة: بناء جزيئات DNA جديدة وكاملة بواسطة إنزيم بلمرة DNA مُتحمِّل الحرارة. وهذه المرحلة تتطلَّب توافر درجة حرارة تتراوح بين (75C° - 70)، فينتج جزيئا DNA ، في كلٍّ منهما سلسلة قديمة وأُخرى جديدة.

إجابة السؤال الثالث

 زيادة القيمة الغذائية للنبات، وملاءمة الظروف البيئية، ومقاومة الآفات الزراعية، وزيادة إنتاج المحاصيل الزراعية.

إجابة السؤال الرابع

المرحلة X هي مرحلة الفصل والتي تتطلب زيادة درجة حرارة لجزيئات DNA لدرجة حرارة تتراوح بين (96 – C° 94) لتكسير الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية بين السلسلتين المكونتين لكل جزيء DNA وفصلهما، وإنتاج سلسلتين أُحاديتين.

إجابة السؤال الخامس

- استخلاص DNA البكتيريا (البلازميد) المراد تعديلها جينيا.
- تعديل البلازميد جينيًا بإضافة قطعة DNA تحوي جين الصفة المرغوبة باستخدام إنزيمات القطع المحدد إنزيمات الربط.

إجابة السؤال السادس

- توضَع عيِّنات DNA داخل ثقوب في المادة الهلامية في جهاز الفصل الكهربائي الهلامي.

- يوصَل التيار الكهربائي مدَّة مناسبة؛ فتتحرَّك قطع DNA في اتجاه القطب الموجب.

- يُفصَل التيار الكهربائي، وتُرفَع المادة الهلامية.

- توضَع في محلول يحوي صبغة خاصة ب DNA.

- تُنقَل هذه المادة إلى جهاز التصوير باستخدام الأشعة فوق البنفسجية UV؛ فتظهر خطوط تُمثِّل قطع DNA على مسافات مختلفة من القطب السالب تبعًا لطول القطعة.

إجابة السؤال السابع

باستخدام القاعدة 2ⁿ ، حيث أن: n هو عدد الدورات، لذلك فان عدد الجزيئات هو: 2⁸ = 256 جزيء

إجابة السؤال الثامن

الإنزيم	الوظيفة
إنزيم الربط	تكوين روابط تساهمية فوسفاتية ثنائية الإستر بين نهايات سلسلتي DNA؛ ما يؤدّي إلى التحامهما.
إنزيم بلمرة (DNA) المتحمل للحرارة	يستخدم في بلمرة DNA بإضافة النيوكليوتيدات حسب النيوكليوتيدات المناسبة والمتممة لها على سلاسل (DNA).
إنزيمات القطع المحدد	تقطع هذه الإنزيمات جزيء DNA عند مواقع مُحدَّدة بين نيوكليوتيدين متتاليين، تُسمّى مواقع القطع ضمن منطقة التعرف الخاصة بها.

 

النشاط

محاكاة عمل إنزيمات القطع المُحدَّد
تُنتِج أنواع مختلفة من البكتيريا إنزيمات القطع للدفاع عن نفسها ضد أنواع مختلفة من الفيروسات، وهي إنزيمات مُتخصِّصة تتعرَّف تسلسلًا مُحدَّدًا من النيوكليوتيدات، وتقطع جزيء DNA عند مواقع مُحدَّدة بين نيوكليوتيدين متتاليين. وقد يتكرَّر التسلسل الذي يتعرَّفه إنزيم قطع مُحدَّد ما على جزيء DNA، فيقطع في أكثر من موقع؛ ما يؤدّي إلى إنتاج أجزاء مُتعدِّدة الأطوال من DNA. 
المواد والأدوات: 4 نسخ من تسلسل جزيء DNA التالي، مقص، 4 أقلام ألوان مختلفة.
5ʹ - GAATTCTCGAGGATCCTTCCAAAAGCTTCCTTGAGGCCAAAA-3ʹ
3ʹ - CTTAAGAGCTCCTAGGAAGGTTTTCGAAGGAACTCCGGTTTT-5ʹ
إرشادات السلامة: استعمال المقص بحذر.

خطوات العمل:
1. مُعتمِدًا الجدول أعلاه، أُحدِّد مناطق التعرُّف ومنطقة القطع لكل إنزيم على نسخ جزيء DNA.
2. أُلاحِظ قراءة تسلسل النيوكليوتيدات من 5ʹ إلى 3ʹ في كلتا السلسلتين في منطقة التعرُّف لكل إنزيم قطع محدد، ثم أُدوِّن ملاحظاتي.
3. أُلوِّن مناطق التعرُّف ومناطق القطع لكل إنزيم قطع محدد من الإنزيمات الوارد ذكرها في الجدول.
4. أُجرِّب: أستعمل المقص لقص جزيء DNA في منطقة القطع إنزيم قطع محدد من الإنزيمات الوارد ذكرها في الجدول.
5. أُلاحِظ شكل القطع الناتجة من كل إنزيم قطع محدد، ثم أُدوِّن ملاحظاتي.
التحليل والاستنتاج:
1. أُقارِن بين نهايات القطع الناتجة من استخدام إنزيمات القطع المُحدَّد في النشاط.

الانزيم	النهاية
EcoRI	نهاية مفردة
BamHI	نهاية مفردة
HindIII	نهاية مفردة
HaeIII	نهاية مزدوجة

 

 

 

 

 

2. أُفسِّر: تعدُّد القطع الناتجة أحيانًا عند استخدام إنزيم قطع مُحدَّد.

وجود أكثر من منطقة تعرٌف في تسلسل DNA فيقطع الانزيم أكثر من مرة فتتعدد القطع.
3. أتوقَّع: أيُّ القطع أكثر استخدامًا في هندسة الجينات؟

القطع ذات النهايات المفردة.
4. أُفسِّر سبب استعمال إنزيم القطع المُحدَّد نفسه لقطع الجين المرغوب، وقطع الناقل الجيني عند إنتاج DNA المعاد تركيبه.

لكل إنزيم قطع منطقة تعرّف خاصة به، وموقع قطع خاص به. عند قطع الجين المرغوب، والناقل الجيني بنفس الانزيم تنتج قطع متممة لبعضها البعض في كلا من الجين والناقل، وبذلك تتلاءم القطع وتكون متممة لبعضها البعض عند لصقها بإنزيم الربط فينتج DNA المعاد تركيبه.