وراثة الصفات المندلية

وراثة الصفات المندلية

I n h e r i t a n c e  o f  Me n d e l i a n  Tr a i t s

انتقال المعلومات الوراثية من الآباء إلى الأبناء

- تتوارَث الصفات في الكائنات الحيَّة التي تتكاثر جنسيًّا عن طريق الجاميتات.

ما خصائص الكروموسومات في الخلايا الجسمية؟

- تحتوي كل خلية جسمية ثنائية المجموعة الكروموسومية (2n) في جسم الإنسان على 23 زوجًا من الكروموسومات، نصفها من الأُمِّ، والنصف الآخر من الأب، في حين تكون الجاميتات أُحادية المجموعة الكروموسومية (1n)، وتحوي 23 كروموسومًا.

- لكل كروموسوم في الخلية ثنائية المجموعة الكروموسومية كروموسوم مُماثِل له، وهذا ينطبق على أزواج الكروموسومات، بَدْءًا بالزوج الأوَّل، وانتهاءً بالزوج الثاني والعشرين؛ وهي الكروموسومات الجسمية، وفيها تشغل نفس الجينات المواقع نفسها على الكروموسومين المُتماثِلين.

ما خصائص الكروموسومات في الخلايا الجنسية؟

- الزوج الثالث والعشرون فهو مُتماثِل عند الأنثى (XX) وغير مُتماثِل عند الذكر(XY)، في حين يختلف الكروموسومان الجنسيان X و Y في الحجم.

أنظر الشكل الآتي.

 

 التنوُّع الجيني في الجاميتات

- عملية الانقسام المُنصِّف تكمن أهميتها في تكوين الجاميتات في الكائنات الحيَّة التي تتكاثر جنسيًّا.

ما أهمية الانقسام المنصف؟

- يؤدّي الانقسام المُنصِّف دورًا في تنوُّع التراكيب الجينية في الكائنات الحيَّة؛ إذ يُؤثِّر الترتيب العشوائي للكروموسومات في توارث الأليلات المحمولة على كروموسومات مختلفة، في حين تُؤثِّر عملية العبور الجيني في توارث الأليلات المحمولة على الكروموسوم نفسه.

ما أهمية تنوُّع التراكيب الجينية في الجاميتات؟

-  تنوُّع التراكيب الجينية في الجاميتات الناتجة يؤدّي إلى تنوُّع في الطرز الجينية للأفراد الناتجين؛ ما يُفسِّر التنوُّع في الطرز الشكلية بين الأفراد.

الربط بالتكنولوجيا تصوير الكروموسومات - تُُحفَّز الخلية للانقسام، ثم تضاف مادة كيميائية تعمل على إيقاف حركة الخيوط المغزلية؛ ما يُثبِّت الخلية المُنقسِمة في الطور الاستوائي. -بعد ذلك تُصوَّر الكروموسومات في هذا الطور باستخدام كاميرا موصولة بمجهر.

 

الترتيب العشوائي للكروموسومات
 

كيف تترتب كروموسومات الأب والأم؟

- تترتَّب كروموسومات الأُمِّ وكروموسومات الأب ترتيبًا عشوائيًّا في أثناء الطور الاستوائي الأوَّل في الانقسام المُنصِّف.

أنظر الشكل الآتي، الذي يُمثِّل مُلخَّصًا لتكوين الجاميتات في خلية تحوي 4 كروموسومات لفرد طرازه الجيني AaBb ، في دلالة على صفتين مختلفتين، مُفترِضًا أنَّ كروموسومات أحد الأبوين تُمثِّلها الكروموسومات ذات اللون الأزرق، وأنَّ كروموسومات الآخر تُمثِّلها الكروموسومات ذات اللون الأحمر.

- لاحِظ أنَّ الكروموسومات - بما تحمله من أليلات- تترتَّب في أثناء الانقسام المُنصِّف بطريقتين مُحتمَلتين، هما:

  1- الترتيب (أ) الذي يكون فيه الأليلان A و B في الجهة نفسها، فتنتج 4 أنواع من الجاميتات، يحتوي كلٌّ منها على تركيب جيني يختلف عن التركيب الجيني للجاميتات الأُخرى.

 2- والترتيب (ب) الذي يكون فيه الأليلان A و B- هما من أحد الأبوين- في جهتين مختلفتين.

 

 

أتحقَّق: أُوضِّح المقصود بالترتيب العشوائي للكروموسومات.

- ترتب كروموسومات الأُمِّ وكروموسومات الأب ترتيبًا عشوائيًّا في أثناء الطور الاستوائي الأوَّل في الانقسام المُنصِّف؛ ما يُؤثِّر في توارث الأليلات المحمولة على كروموسومات مختلفة.

 

عملية العبور الجيني:

ما المقصود بالعبور الجيني؟

 يُقصَد به تبادل أجزاء المادة الوراثية بين كروماتيدين غير شقيقين في كروموسومين مُتماثِلين في أثناء الطور التمهيدي الأوَّل من الانقسام المُنصِّف؛ ما يؤدّي إلى إنتاج تراكيب جينية جديدة في الجاميتات الناتجة من هذا الانقسام، أنظر الشكل الآتي.

 

أُحدِّد الطرز الجينية للجاميتات الناتجة من حدوث عملية العبور.

* جاميت يحتوي على أليل من الأب (B)، وأليل من الأُمِّ (a)(aB).

* جاميت يحتوي على أليل من الأب (A)، وأليل من الأُمِّ (b)(Ab).

أتحقَّق: أوضح المقصود بالعبور؟

- تبادل أجزاء من المادة الوراثية بين كروماتيدين غير شقيقين في كروموسومين مُتماثِّلين في أثناء الطور
التمهيدي الأوَّل من الانقسا م المُنصِّّف؛ ما يؤدّي إلى إنتاج تراكيب جينية جديدة في الجاميتا ت الناتجة من هذا الانقسام.

 

 

وراثة الصفات المندلية 

- العالم مندل درس توارث صفات عديدة في نبات البازيلاء.

 - وتوصَّل في تجاربه إلى نتائج تُعَدُّ أساسًا لدراسة توارث الصفات في الكائنات الحيَّة الأُخرى.

مبدأ السيادة التامّة وقانون انعزال الصفات
 

- استقصى مندل وراثة صفات عديدة في نبات البازيلاء، أنظر الشكل الآتي.

- وتتبَّع ظهورها في الجيل الأوَّل والجيل الثاني.

- ولأنَّ عدد أفراد الجيل الأوَّل الناتج كان كبيرًا؛ فقد تقاربت نسب ظهور الصفات الوراثية الناتجة من عمليات التلقيح مع النسب المُتوقَّعة لظهورها.

- عمل مندل في إحدى تجاربه على تلقيح نباتي بازيلاء، أحدهما أملس البذور، والآخر مُجعَّد البذور، ثم زرع البذور الناتجة، فظهر كل فرد من أفراد الجيل الأوَّل (F1)  أملس البذور، واختفت صفة البذور المُجعَّدة في الجيل الأوَّل.

- وبعد التلقيح بين أفراد الجيل الأوَّل ظهرت صفة البذور المُجعَّدة بين أفراد الجيل الثاني (F2) بنسبة % 25 ، أنظر الشكل الآتي.

أحسُبُ النسبة المئوية لظهور صفة البذور المُجعَّدة بين أفراد كلٍّ من الجيل الأوَّل، والجيل الثاني.

- الجيل الأول: صفر

- الجيل الثاني: 25%

أتحقَّق: أُوضِّح المقصود بكلٍّ من السيادة التامّة، وقانون انعزال الصفات.

- السيادة التامّة: إذا اجتمع الأليلان السائد، والمُتنحّي، فإنَّ تأثير الأليل السائد يظهر، خلافًا لتأثير الأليل
المُتنحّي؛ فإنَّه لا يظهر .

- قانون انعزال الصفات: ينصُّ على أنَّ أليلي الصفة الواحدة ينفصلان في أثناء تكوين الجاميتات.

 

ماذا استنتج مندل؟

- استنتج مندل وجود عوامل تتحكَّم في توارث الصفات، أُطلِق عليها لاحقا اسم الجينات.

- ولكل جين شكلين، يُسمّى كلٌّ منهما أليلا.

- فمثلا، يوجد لجين صفة لون الأزهار في نبات البازيلاء أليلان (شكلان)،أحدهما سائد، ويُرمَز إليه بحرف كبير (R)، ويُمثِّل صفة اللون الأرجواني، والآخر مُتنحٍّ، ويُرمَز إليه بحرف صغير (r).

- وإذا اجتمع هذان الأليلان (السائد، والمُتنحّي)، فإنَّ تأثير الأليل السائد يظهر، خلافًا لتأثير الأليل المُتنحّي؛ فإنَّه لا يظهر، في ما يُعرَف بمبدأ السيادة التامّة.

- قد يكون الطراز الجيني للفرد الذي تظهر عليه الصفة السائدة مُتماثِل الأليلات (RR)، أو غير مُتماثِل الأليلات (Rr).

- أمّا الطراز الجيني للفرد الذي تظهر عليه الصفة المُتنحِّية فيكون دائمًًا مُتماثِل الأليلات (rr).

- لكنَّ ذلك لا يعني أنَّ الطراز الجيني لفرد مُتماثِل الأليلات لصفة وراثية مُعيَّنة يُحتِّم أنْ يكون مُتماثِل الأليلات للصفات الوراثية الأُخرى، أنظر الشكل الآتي.

أُدوِّن الطرز الجينية مُتماثِلة الأليات، وغير مُتماثِلة الأليات.

- مُتماثِلة الأليات: (rr) - (AA) - (bb) - (cc).

- غير مُتماثِلة الأليات: (Dd). 

- يختلف الأليل السائد والأليل المُتنحّي للصفة الوراثية الواحدة في تسلسل النيوكليوتيدات فيهما، ما يُؤثِّر في بناء البروتينات. أنظر الشكل الآتي.

أقارن بين تسلسل النيوكليوتيدات في الأليلين الآتيين:

متشابه ما عدا النيوكليوتيد رقم ( 9) في أ ( C) وفي ب ( G) والنيوكليوتيد رقم (10) في أ (G) وفي ب (C).

 

استنتج مندل من نتائج تجاربه قانون انعزال الصفات الذي ينصُّ على أنَّ أليلي الصفة الواحدة ينفصلان في أثناء تكوين الجاميتات.

 

* ملاحظات مهمة حول قانون مندل الأول (قانون انعزال الصفات)
	الحالة	مثال	الاحتمال للأفراد النتاجة
1	إذا كان أحد الأبوين ( سائد متماثل الأليلات) والآخر (سائد متماثل الأليلات) فإن الأفراد الناتجة جميعها سائدة	أرجواني الأزهار(متماثل الأليلات) (RR)  $\mathbf{\times }$  أرجواني الأزهار (متماثل الأليلات) (RR)	%100 سائدة  جميعها (RR)
2	إذا كان أحد الأبوين ( سائد متماثل الأليلات) والآخر (سائد غير متماثل الأليلات) فإن الأفراد الناتجة جميعها سائدة	أرجواني الأزهار(متماثل الأليلات) (RR) $\mathbf{\times }$ أرجواني الأزهار (غير متماثل الأليلات) (Rr)	%100 سائدة  جميعها (Rr)،(RR)
3	إذا كان أحد الأبوين ( سائد متماثل الأليلات) والآخر (متنحي) فإن الأفراد الناتجة جميعها سائدة	أرجواني الأزهار(متماثل الأليلات) (RR) $\mathbf{\times }$ أبيض الأزهار (rr)	%100 سائدة  جميعها (Rr)
4	إذا كان أحد الأبوين ( سائد غير متماثل الأليلات) والآخر (سائد غير متماثل الأليلات) فإن الأفراد الناتجة %75 سائدة، %25 متنحية	أرجواني الأزهار(غير متماثل الأليلات) (Rr) $\mathbf{\times }$ أرجواني الأزهار(غير متماثل الأليلات) (Rr)	%75 أرجواني الأزهار(RR،Rr) %25 أبيض الأزهار (rr) 3     :    1 3 سائد (أرجواني) : 1 متنحي (أبيض)
5	إذا كان أحد الأبوين ( سائد غير متماثل الأليلات) والآخر (متنحي) فإن الأفراد الناتجة 50% سائدة،  50% متنحية	أرجواني الأزهار(غير متماثل الأليلات) (Rr) $\mathbf{\times }$ أبيض الأزهار(متنحي) (rr)	%50 أرجواني الأزهار(Rr) %50 أبيض الأزهار (rr) 1     :    1 سائد (أرجواني)  : متنحي (أبيض)
6	إذا كان أحد الأبوين ( متنحي) والآخر (متنحي) فإن الأفراد الناتجة % 100 متنحية	أبيض الأزهار(متنحي) (rr) $\mathbf{\times }$ أبيض الأزهار(متنحي) (rr)	%100 أبيض الأزهار (rr)

 

 

الاحتمالات والوراثة 
تُُماثِل نتائج تجارب مندل قواعد الاحتمالات التي تنطبق على إلقاء قطع النقود.

- لا يتأثرَّ احتمال حدوث الحدث باحتمال حدوثه في مرَّات أُخرى.  - فمثلا عند إلقاء قطعة نقد، فإن احتمال ظهور الصورة هو ½، واحتمال ظهور الكتابة هو ½. - غير أن ظهور الصورة عند إلقاء قطعة النقد أولَّ مرَةَّ لا يعني بالضرورة ظهور الكتابة عند إلقاء قطعة النقد نفسها مرَةَّ ثانية؛ فقد يتكررَّ ظهور الصورة؛ ذلك أن إلقاء قطعة النقد في كل مرَةَّ مستقل عن إلقائها في مرَاّت لاحقة. - كما هو الحال عند الولادة؛ فاحتمال أن يكون المولود ذكراً هو ½، واحتمال أن يكون أنثى هو ½. - وإذا كان المولود الأولَّ ذكراً فليس بالضرورة أن يكون المولود الثاني أنثى؛ إذ إن احتمال أن يكون المولود الثاني ذكراً هو ½، واحتمال أن يكون أنثى هو ½.

مثال :  - إذا قررت عائلة إنجاب طفلين، فما احتمال حدوث كلّ من الآتي أ) أن يكون الطفلان ذكرين. ب) أن يكون الطفل الأول ذكرًا، والطفل الثاني أنثى. ج) أن يكون الطفلان أحدهما ذكر، والآخر أنثى. الحل: أ) أن يكون الطفل الأول ذكر  $\frac{1}{2}$   $\times$  أن يكون الطفل الثاني ذكر  $\frac{1}{2}$      = $\frac{1}{4}$ ب) أن يكون الطفل الأول ذكرًا $\frac{1}{2}$ $\times$ أن يكون الطفل الثاني أنثى $\frac{1}{2}$     = $\frac{1}{4}$   (هنا تم تحديد الطفل الأول ذكر والثاني أنثى) ج)  (من الممكن أن يكون الطفل الأول ذكرًا $\frac{1}{2}$ $\times$ ومن الممكن أن يكون الطفل الأول أنثى $\frac{1}{2}$)                                                                             أو                                                                              +       (من الممكن أن يكون الطفل الثاني ذكرًا $\frac{1}{2}$ $\times$ ومن الممكن أن يكون الطفل الثاني      أنثى  $\frac{1}{2}$)     ( $\frac{1}{2}$ $\times$ $\frac{1}{2}$)   +  ( $\frac{1}{2}$ $\times$ $\frac{1}{2}$)  = ( $\frac{1}{4}$ + $\frac{1}{4}$) = $\frac{1}{2}$     (هنا لم يحدد جنس المولود الأول والثاني، فتم حساب جميع الاحتمالات الممكنة لذلك) *كل عملية إنجاب تكون مستقلة في احتمالاتها عن أي عملية إنجاب أخرى.

:

- تتراوح قيمة الاحتمال بين 0 و 1. - فمثلا، عند إيجاد جاميتات فرد طرازه الجيني tt، فإن احتمال ظهور الجاميت الذي يحوي الأليل t هو 1، واحتمال ظهور الجاميت الذي يحوي الأليل T هو 0. - خلافاً لجاميتات فرد طرازه الجيني Tt؛ إذ إن احتمال ظهور الجاميت الذي يحوي الأليل T هو ½ ، واحتمال ظهور الجاميت الذي يحوي الأليل t هو  ½.

 

ما أهمية علم الاحتمالات في الوراثة؟

- يساعد علم الاحتمالات على التنبؤ باحتمال ظهور طراز جيني معُيَّن لدى الأفراد الناتجين.

- فعند تلقيح نباتي بازيلاء، كل منهما طويل الساق، وغير متُماثلِ الأليلات، والطراز الجيني لكليهما هو Tt، فإن احتمال إنتاج جاميت يحوي الأليل T هو ½، واحتمال إنتاج جاميت يحوي الأليل t هو ½ في كلا النباتين.

- لإيجاد احتمال إنتاج فرد طرازه الجيني tt، أحسبُ ناتج احتمال t من النبات الأولَّ × احتمال إنتاج الأليل t في النبات الثاني.

¼ = ½ × ½

ملاحظة:  - عند إيجاد احتمال إنتاج فرد طرازه الجيني Tt ، فإننَّي أضع نصَبْ عيني أن هذا الفرد قد ينتج من اندماج الجاميت الذي يحوي الأليل T من الأب الأولَّ والجاميت الذي يحوي الأليل t من الأب الثاني، أو العكس، أنظر مربع بانيت.

 

أتحقَّق: أجد احتمال إنتاج فرد طرازه الجيني (TT) لأبوين طرازهما الجيني (Tt). وذلك من خلال مربع بانيت أعلاه.

- $\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{4}}$ 

أفكّر: تزوَّج رجل بفتاة، وكان كلاهما يحمل صفة القدرة على ثني اللسان غير مُتماثِلة الأليلات (Dd). أجد احتمال إنجاب أنثى غير قادرة على ثني اللسان لهذه العائلة.

-

    

احتمال إنجاب أنثى غير قادرة على ثني اللسان $\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{4}}$ (dd)

ملاحظة: لتحديد احتمال حدوث حدثين مستقلين معاً، فإننَّي أحسبُ ناتج احتمال حدوث الحدث الأولَّ ضرب احتمال حدوث الحدث الثاني.

 

مثال (1)  أجرى باحث تجارب عديدة لدراسة توارث صفة لون الريش بين أفراد نوع مُعيَّن من الحَمام، وكان الطراز الشكلي للون ريش أفراد الحَمام واحدًا أو مُوشَّحًا. وقد خلُص الباحث إلى النتائج المُبيَّنة في الجدول(1) والجدول(2): - أستنتج الصفة السائدة، والصفة المُتنحِّية. - أكتب الطرز الجينية لأفراد الجيل الأوَّل، مُستخدِمًا الرمز (a) والرمز (A).
الجدول (1): تزاوجات عديدة لتتبُّع وراثة لون الريش في نوع من الحَمام.					الجدول (2): تزاوجات عديدة لتتبُّع وراثة لون الريش بين أفراد الجيل الثاني في نوع من الحَمام.
	الآباء	الطرز الشكلية لأفراد الجيل الأوَّل (F1)			رقم التجربة	التزاوج بين أفراد الجيل الأوَّل (F1) الناتجين من التجارب: أ، ب، ج	الطرز الشكلية لأفراد الجيل الثاني (F2)
رقم التجربة		موشّح	لون واحد				موشّح	لون واحد
أ	مُوشَّح x مُوشَّح	36	0		1	المُوشَّح أ x لون واحد ج	34	0
ب	مُوشَّح x لون واحد	38	0		2	المُوشَّح ب x لون واحد ج	17	14
ج	لون واحد x لون واحد	0	35		3	المُوشَّح ب x الموشح ب	28	9
					4	المُوشَّح أ x الموشح ب	39	0
المعطيات: الطرز الشكلية لكلٍّ من الأبوين، صفات أفراد الجيل الأوَّل وأعدادهم، صفات أفراد الجيل الثاني وأعدادهم. المطلوب: الصفة السائدة، الصفة المُتنحِّية، الطرز الجينية لأفراد الجيل الأوَّل (F1).
الحل: أُحلِّل البيانات وأُفسِّرها: أستنتج أنَّ لون الريش المُوشَّح صفة سائدة؛ لأنَّ صفة لون الريش في جميع أفراد الجيل الأوَّل الناتجين من التجربة (ب) هي المُوشَّح. وممّا يدعم استنتاجي أنَّ صفة اللون الواحد في الريش ظهرت بنسبة 25% بين أفراد الجيل الثاني في التجربة (3).
رقم التجربة	الاستنتاج		السبــــــــــــــــــــــــــــــــــــــب				مخطط
1	لون الريش المُوشَّح بين أفراد الجيل الأوَّل في التجربة (أ) مُتماثِل الأليلات (AA).		عند تزاوج الحَمام مُوشَّح الريش الناتج من التجربة (أ) $\mathbf{\times }$ مع حَمام ناتج من التجربة (ج)، ولون ريشه واحد (مُتنحٍّ) الناتج: جميع أفراد الجيل الناتج مُوشَّحي الريش (سائد). لماذا: فلو كان أفراد الجيل الناتج من التجربة (أ) غير مُتماثِلي الأليات (Aa)، لظهر بعض          أفراد الجيل الثاني الناتج مُتنحّيين (لون واحد).
2	لون الريش المُوشَّح بين أفراد الجيل الأوَّل الناتج من التجربة (ب) غير مُتماثِل الأليلات (Aa).		عند تزاوج أفراد الجيل الأوَّل الناتج من التجربة (ب) $\mathbf{\times }$ مع حَمام ناتج من التجربة (ج)، ولون ريشه واحد (مُتنحٍّ) الناتج : كان لون الريش واحد (مُتنحٍّ) لنصف أفراد الجيل الثاني الناتج.
3	الطراز الجيني للون الريش المُوشَّح الناتج من التجربة (ب) غير مُتماثِل الأليلات (Aa).		عند تزاوج الحَمام مُوشَّح الريش الناتج من التجربة (ب) $\mathbf{\times }$ مع حَمام ناتج من التجربة (ب)، ومُوشّح الريش الناتج:كانت نسبة أفراد الجيل الثاني الناتج من موشّحي الريش % 75 ، و% 25 من الحَمام الذي لون ريشه واحد(مُتنحٍّ).
4	الطراز الجيني للون الريش المُوشَّح الناتج من التجربة (أ) مُتماثِل الأليلات(AA).		عند تزاوج الحَمام مُوشَّح الريش الناتج من التجربة (أ) $\mathbf{\times }$ مع حَمام ناتج من التجربة (ب)، ومُوشّح الريش، وغير مُتماثِل الأليات. الناتج: كان جميع أفراد الجيل الثاني الناتج من الحَمام مُوشَّح الريش.

 

 

 

قانون التوزيع الحر

- أجرى مندل تجربة درس فيها وراثة صفتين وراثيتين معًا في نبات البازيلاء، هما: لون البذور، وشكلها.

- في الجزء الأوَّل من التجربة، عمل مندل على تلقيح نباتي بازيلاء:

        أصفر، وأملس البذور، ومُتماثِل الأليلات لهاتين الصفتين، وطرازه الجيني YYRR

                                $\mathbf{\times }$  أخضر، ومُجعَّد البذور، وطرازه الجيني yyrr

   الأفراد الناتجة في الجيل الأول:    جميع بذور النباتات في الجيل الأوَّل صفراء، وملساء،                                                                                                وطرازها الجيني YyRr

- في الجزء الثاني من التجربة، عمل مندل على تلقيح أفراد الجيل الأوَّل معًا، ثم زرع البذور الناتجة، ثم دَوَّن أعداد النباتات الناتجة وصفات كلٍّ منها، فكانت النسب بين النباتات الناتجة في التجربة مُقارِبة للنسب المُتوقَّعة المُبيَّنة في مربع بانيت، أنظر الشكل الآتي.

 

تظهر صفات أفراد الجيل الثاني في مربع بانيت بالنسب العددية الآتية:	احتمالات ظهور الصفات هي:
9: نباتات صفراء، وملساء البذور.	9/16 : صفراء، وملساء.
3: نباتات صفراء، ومُجعَّدة البذور.	3/16 : صفراء، ومُجعَّدة.
3: نباتات خضراء، وملساء البذور.	3/16 : خضراء، وملساء.
1: نبات أخضر، ومُجعَّد البذور.	16 / 1: خضراء، ومُجعَّدة.

عند دراسة كل صفة على حِدَة من مربع بانيت في الشكل السابق نلاحظ:

1- يتبيَّن أنَّ عدد البذور الصفراء بين أفراد الجيل الثاني هو 12 بذرة، وأنَّ عدد البذور الخضراء هو 4 بذور.

   *إذا  النسبة العددية بينهما هي: 3 أصفر البذور : 1 أخضر البذور.

    وأيضا يكون احتمال ظهور لون البذرة الصفراء هو ¾.

     واحتمال ظهور لون البذرة الخضراء هو ¼.

2- وعدد البذور الملساء بين أفراد الجيل الثاني هو 12 بذرة، وعدد البذور المُجعَّدة هو 4 بذور.

  *إذا النسبة العددية بينهما هي: 3 ملساء البذور  : 1 مُجعَّدة البذور.

 ومن ثَمَّ، فإنَّ احتمال ظهور البذور الملساء هو ¾.

 واحتمال ظهور البذور المُجعَّدة هو ¼.

ما يعني أنَّ النسب المُتوقَّعة للصفة الواحدة لم تتأثَّر عند دراستها مع صفة أُخرى، أنظر الشكل الآتي.

الشكل أعلاه يمثل النسب المتوقعة عند دراسة كل صفة من الصفتين بصورة مستقلة عن الأخرى بحيث (أ) تمثل شكل البذور- و (ب) لون البذور.

- توصَّل مندل من تجاربه إلى قانون التوزيع الحر  الذي ينصُّ على انفصال أليلي الصفة الواحدة أحدهما عن الآخر بصورة مستقلة عن انفصال أليلات الصفات الأُخرى في أثناء تكوين الجاميتات.

 

الربط بالزراعة الوراثة وتحسين الإنتاج الزراعي - لماذا وظَّف المزارعون مبادئ الوراثة في تحسين الإنتاج؟   لزيادة جودة المحاصيل وكمِّياتها، ومقاومة مُسبِّبات الأمراض؛ - كيف وظف المزارعون مبادئ الوراثة في تحسين الإنتاج؟ -  اختاروا سلالات من النباتات تمتاز بصفات مرغوبة؛ لتكثيرها خضريًّا. وكذلك اختاروا سلالات من الحيوانات تمتاز بصفات مرغوبة، وعملوا على تلقيحها خلطيًّا، ثم تلقيح أفراد النسل الناتج؛ لإنتاج أفراد يمتازون بأكثر من صفة مرغوبة، مثل الأبقار التي تُنتِج كمِّيات وافرة من الحليب واللحوم. - لماذا يتعين على المزارعين الانتباه في توظيف مبادئ الوراثة؟   يتعيَّن على المزارعين في هذه الحالة الانتباه إلى الصفات الأُخرى؛ فقد تظهر صفات غير مرغوبة ومُتنحِّية.

 

أفكّر: عمل باحث على تلقيح نباتي بازيلاء لتتبُّع وراثة صفتي طول الساق، ولون البذور. كان أليل طول الساق هو T، وأليل قصر الساق هو t، وأليل القرون الخضراء هو G، وأليل القرون الصفراء هو g. وقد استخدم الباحث مربع بانيت الآتي لتمثيل النتائج:
 

أ. أستنتج الطرز الجينية لكلٍّ من الأبوين.
ب.أجد احتمال ظهور أفراد لهم نفس الطراز الشكلي للفرد (1).

أ) الطراز الجيني للأنثى (TtGg) - الطراز الجيني للذكر (ttGg).

ب) الفرد رقم (1) قصير الساق أخضر القرون(ttGG)، احتمال ظهور أفراد لهم نفس الطراز الشكلي له هو $\frac{\mathbf{3}}{\mathbf{8}}$

أتحقَّق: أُدوِّن نصَّ قانون التوزيع الحر.

ينصُّ على انفصال أليلي الصفة الواحدة أحدهما عن الآخر بصورة مستقلة عن انفصال أليلات الصفات الأُخرى في أثناء تكوين الجاميتات.

 

مثال عمل باحث على تلقيح نباتي بازيلاء، وكان الطراز الجيني لأحد هذين النباتين هو RrTt ، والطراز الجيني للآخر هو RrTT . أجد احتمال إنتاج فرد طرازه الجيني هو RrTt. المعطيات: الطرز الجينية لكلٍّ من الأبوين. المطلوب: إيجاد احتمال إنتاج فرد طرازه الجيني هو RrTt. الحل: أجد الجاميتات واحتمالاتها لكلٍّ من الأب الأوَّل، والأب الثاني: الأب الأوَّل:  ¼ rt ¼ ،rT ¼ ،Rt ¼ ،RT الأب الثاني: ½ rT ½ ،RT أستنتج أنَّ الطراز الجيني RrTt سينتج من: Rt من الأب الأوَّل $\times$rT من الأب الثاني + rt من الأب الأوَّل $\times$RT من الأب الثاني. أجد ناتج الضرب والإضافة على النحو الآتي:    (½)     ×    (¼)  + (½)    ×    (¼)                  1/8      +          1/8      =  2/8 =  ¼ للتحقُّق من صحة النتائج، فإنَّني أجدها باستخدام مربع بانيت:

 

مثال في تجربة لباحث شملت دراسة توارث صفتين في نبات البازيلاء، لقَّح الباحث نباتات بازيلاء محورية الأزهار، وصفراء البذور، مع نباتات بازيلاء طرفية الأزهار، وخضراء البذور، فكانت الطرز الشكلية واحتمالاتها للأفراد الناتجين كما يأتي: ¼ : نباتات محورية الأزهار، وصفراء البذور. ¼ : نباتات محورية الأزهار، وخضراء البذور. ¼ : نباتات طرفية الأزهار، وصفراء البذور. ¼ : نباتات طرفية الأزهار، وخضراء البذور. - ما الطرز الجينية لكلٍّ من الأبوين للصفتين معًا؟ - ما الطرز الجينية لجاميتات كلٍّ من الأبوين؟ المعطيات: الطرز الشكلية لكلٍّ من الأبوين، الطرز الشكلية واحتمالاتها في الجيل الناتج من التجربة. المطلوب: الطرز الجينية لكلٍّ من الأبوين، الطرز الجينية لجاميتات كلٍّ من الأبوين. الحل: أجد احتمالات كل صفة على حِدَة. بعد ذلك أستنتج الطرز الجينية لكلٍّ من الأبوين للصفتين معًا، ثم أُطبِّق قانون التوزيع الحر لاستنتاج الطرز الجينية لجاميتات كلٍّ من الأبوين. محوري الأزهار  : طرفي الأزهار             أصفر البذور   :   أخضر البذور           ¼ + ¼   : ¼ + ¼                               ¼ + ¼   :  ¼ + ¼                1       :     1                                         1        :       1 الطرز الجينية للأبوين لكل صفة على حِدَة:                    Aa × aa                  Yy × yy

 

ملاحظات مهمة حول قانون مندل الثاني (قانون التوزيع الحر)

عند إجراء تزاوج  بين صفتين بحيث تكون كل منهما غير متماثلة الأليلات للصفتين : تكون النسبة بين الأفراد الناتجة دائما هي ( 9 : 3 : 3 : 1) مثال:  عند تلقيح   نبات بازيلاء أرجواني الأزهار  طويل الساق غير متماثل الأليلات للصفتين                                                              $\mathbf{\times }$   نبات بازيلاء أرجواني الأزهار  طويل الساق غير متماثل الأليلات للصفتين                             TtGg                                $\mathbf{\times }$                       TtGg      الأفراد الناتجة (9 أرجواني طويل الساق) - صفتان سائدتان                           (3 أرجواني قصير الساق) - صفة سائدة وأخرى متنحية                           (3 أبيض طويل الساق)   - صفة متنحية وأخرى سائدة                          ( 1 أبيض قصير الساق) - صفتين متنحيتين

عند إجراء تزاوج  بين صفتين بحيث تكون كل إحداهما غير متماثلة الأليلات للصفتين والأخرى متنحية للصفتين، تكون النسبة بين الأفراد الناتجة دائما هي ( 1 : 1 : 1 : 1) مثال:  عند تلقيح     نبات بازيلاء أرجواني الأزهار  طويل الساق غير متماثل الأليلات للصفتين                                                                $\mathbf{\times }$                                       نبات بازيلاء أبيض الأزهار قصير الساق                                           ttgg              $\mathbf{\times }$           TtGg   الأفراد الناتجة    (1 أرجواني طويل الساق) - صفتان سائدتان                           (1 أرجواني قصير الساق) - صفة سائدة وأخرى متنحية                           (1 أبيض طويل الساق)   - صفة متنحية وأخرى سائدة                          ( 1 أبيض قصير الساق) - صفتان متنحيتان