Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩

Inheritance · ⁨الوراثة⁩

A-Level Biology · ⁨A-Level علم الأحياء⁩ · Topic 16 · ⁨الموضوع 16⁩

Video lesson for this topic · ⁨درس فيديو لهذا الموضوع⁩ Open the video page · ⁨افتح صفحة الفيديو⁩
9:35

علم الوراثة

لديك ثلاثة وعشرون زوجاً من الكروموسومات. عند تكوين مشيج، يرتب كل زوج بشكل مستقل — بأي اتجاه — لذا فإن عدد المشيجات المختلفة التي يمكنك…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية⁩

16.1

Meiosis and how it creates variation · ⁨الانقسام المنصف وكيفية خلقه للتنوع⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. explain the meanings of the terms haploid (n) and diploid (2n)
  2. explain what is meant by homologous pairs of chromosomes
  3. explain the need for a reduction division during meiosis in the production of gametes
  4. describe the behaviour of chromosomes in plant and animal cells during meiosis and the associated behaviour of the nuclear envelope, the cell surface membrane and the spindle (names of the main stages of meiosis, but not the sub-divisions of prophase I, are expected: prophase I, metaphase I, anaphase I, telophase I, prophase II, metaphase II, anaphase II and telophase II)
  5. interpret photomicrographs and diagrams of cells in different stages of meiosis and identify the main stages of meiosis
  6. explain that crossing over and random orientation (independent assortment) of pairs of homologous chromosomes and sister chromatids during meiosis produces genetically different gametes
  7. explain that the random fusion of gametes at fertilisation produces genetically different individuals
العربية
  1. اشرح معاني المصطلحات ثلاثية الصبغيات (n) وثنائية الصبغيات (2n)
  2. اشرح ما يُقصد بـ الأزواج المتجانسة من الكروموسومات
  3. اشرح الحاجة إلى الانقسام التناقصي خلال الانقسام المنصف في إنتاج الأمشاج
  4. صف سلوك الكروموسومات في خلايا النباتات والحيوانات أثناء الانقسام المنصف والسلوك المرتبط بالغشاء النووي، وغشاء سطح الخلية، والألياف الليفية (من المتوقع ذكر أسماء المراحل الرئيسية للانقسام المنصف، وليس التقسيمات الفرعية للمرحلة الأولى من الطور التمهيدي: الطور التمهيدي الأول، الطور الاستوائي الأول، الطور الانفصالي الأول، الطور النهائي الأول، الطور التمهيدي الثاني، الطور الاستوائي الثاني، الطور الانفصالي الثاني والطور النهائي الثاني)
  5. فسر الصور المجهرية والمخططات للخلايا في مراحل مختلفة من الانقسام المنصف وحدد المراحل الرئيسية له
  6. اشرح أن التقاطع والتوجيه العشوائي (التوزيع المستقل) لأزواج الكروموسومات المتجانسة والكروماتيدات الشقيقة خلال الانقسام المنقصي ينتج أمشاجاً مختلفة جينياً
  7. اشرح أن الاندماج العشوائي للأمشاج في الإخصاب ينتج أفراداً مختلفين جينياً

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

A diploid 二倍体 cell (2n) has two full sets of chromosomes 染色体 — one set from each parent. A haploid 单倍体 cell (n) has just one set.

Chromosomes come in homologous chromosomes 同源染色体 pairs: the two chromosomes in a pair are the same length and carry the same genes 基因 (though they may carry different versions of them).

Gametes 配子 (sex cells) must be haploid. If they were diploid, the chromosome number would double at every generation. So gametes are made by a special division, meiosis 减数分裂, which halves the chromosome number.

Meiosis has two divisions, one after the other, so there are eight named stages: prophase I, metaphase I, anaphase I and telophase I, then prophase II, metaphase II, anaphase II and telophase II. As in mitosis, the nuclear envelope 核膜 breaks down, a spindle 纺锤体 forms, and the chromosomes are moved by the spindle.

Meiosis makes the gametes genetically different from each other in two ways:

  • crossing over 交叉互换 — homologous chromosomes swap matching pieces, mixing the alleles.
  • independent assortment 自由组合 — the pairs line up in a random order, so each gamete gets a random mix of the parent's chromosomes.

Then at fertilisation 受精, any gamete can fuse with any other. This random fusion makes every new individual genetically different.

العربية

الخلية ثنائية الصبغيات (2n) تحتوي على مجموعتين كاملتين من الكروموسومات — مجموعة واحدة من كل أب. والخلية أحادية الصبغيات (n) تحتوي على مجموعة واحدة فقط.

خلية بيضة بشرية تحت المجهر
خلية بيضة بشرية (بويضة) — جنس أحادي الصبغيات يُنتج بواسطة الانقسام المنصف

تأتي الكروموسومات في أزواج من الكروموسومات المتماثلة: الكروموسومان في الزوج لهما نفس الطول ويحملان نفس الجينات (رغم أنها قد تحمل نسخاً مختلفة منها).

كرمتوتوم بشري: 46 كروموسوم ملونة لإظهار أشرطة داكنة وفاتحة، مرتبة في 23 زوجاً مرقمة من 1 إلى 22 بالإضافة إلى كروموسومات الجنس X وY كرمتوتوم بشري: الكروموسومات الـ 46 مرتبة في 23 زوج متماثل (الزوج الأخير، X وY، يشير إلى أن هذا ذكر)*

كروموسومانان بنفس الطول جنباً إلى جنب، يحملان جينات في نفس المواقع؛ عند موقع واحد تختلف الأليلات (A و a)
الزوج المتماثل يحمل نفس الجينات عند نفس المواقع، ولكن الأليلات (النسخ) قد تختلف

الجنسات (خلايا الجنس) يجب أن تكون أحادية الصبغيات. لو كانت ثنائية الصبغيات، لتضاعف عدد الكروموسومات في كل جيل. لذلك تُصنع الجنسات عن طريق انقسام خاص، الانقسام المنصف، الذي减半 عدد الكروموسومات.

لدى الانقسام المنصف انقسامان، واحد بعد الآخر، مما ينتج عنه ثماني مراحل مسمّاة: الطور الأول الأولي، الطور الاستوائي الأولي، الطور الانفصالي الأولي، الطور النهائي الأولي، ثم الطور الأول الثاني، الطور الاستوائي الثاني، الطور الانفصالي الثاني، والطور النهائي الثاني. كما في الانقسام المتساوي، تنهار الحاجز النووي، تتشكل الغزل، وتتحرك الكروموسومات بواسطة الغزل.

خلية ثنائية الصيغة الصبغية تحتوي على زوج واحد من الكروموسومات تنقسم بالانقسام الاختزالي الأول إلى خليتين، ثم بالانقسام الاختزالي الثاني إلى أربعة أمشاج وحيدة الصيغة الصبغية
انقسامان减半 عدد الكروموسومات: الانقسام المنصف الأول يفصل الزوج المتماثل، والانقسام المنصف الثاني يفصل الكروماتيدات — منتجاً أربعة جنسات أحادية الصبغيات

يصنع الانقسام المنصف الجنسات مختلفة وراثياً عن بعضها البعض بطريقتين:

  • التقاطع — تتبادل الكروموسومات المتماثلة أجزاء مطابقة، تخلط الأليلات.
كروموسومانان مزدوجان يتقاطعان عند نقطة تقاطع، ثم ينفصلان مع تبديل أجزائهما السفلية لإنتاج تركيبات لونية جديدة
التقاطع: الكروموسومات المتزاوجة تتبادل أجزاء مطابقة عند نقطة التقاطع، مكونةً تركيبات أليل جديدة
  • التوزيع المستقل — تترتب الأزواج بترتيب عشوائي، sehingga تحصل كل جنسة على مزيج عشوائي من كروموسومات الأب.
أربعة أمشاج ممكنة، كل منها يحتوي على كروموسوم طويل وكروموسوم قصير في مزيج مختلف من الألوان الأبوية الاثنين
التوزيع المستقل: تترتب أزواج الكروموسومات بترتيب عشوائي، sehingga تحصل الجنسات على العديد من التركيبات المختلفة

ثم عند الإخصاب، يمكن لأي جنس أن يندمج مع أي آخر. هذا الاندماج العشوائي يجعل كل فرد جديد مختلفاً وراثياً.

Explore · ⁨استكشف⁩

Meiosis · ⁨الانقسام المنصف⁩

Step through it. Two divisions halve the chromosome number and shuffle the alleles, giving four unique gametes. · ⁨مرر خلاله. انقساثان يُنقص عدد الكروموسومات للنصف ويعيدان ترتيب الأليلات، مما ينتج أربعة أمشاج فريدة.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
diploid/ˈdɪplɔɪd/ ثنائي الصبغيات
chromosome/ˈkrəʊməsəʊm/ كروموسوم
haploid/ˈhæplɔɪd/ وحيدة الصبغيات
homologous chromosomes/həˈmɒləɡəs ˈkrəʊməsəʊmz/ كروموسومات متماثلة
gene/dʒiːn/ جين
gamete/ˈɡæmiːt/ جاميت (خلية جنسية)
meiosis/meɪˈəʊsɪs/ الانقسام المنصف
nuclear envelope/ˈnjuːklɪə ˈenvələʊp/ nuclear envelope
spindle/ˈspɪndl/ spindle
crossing over/ˈkrɒsɪŋ ˈəʊvə/ التقاطع
independent assortment/ˌɪndɪˈpendənt əˈsɔːtmənt/ التوزيع المستقل
fertilisation/ˌfɜːtɪlaɪˈzeɪʃn/ الإخصاب
protein/ˈprəʊtiːn/ بروتين
locus/ˈləʊkəs/ موضع وراثي
allele/əˈliːl/ أليل
dominant/ˈdɒmɪnənt/ السائدة
recessive/rɪˈsesɪv/ متنحي
codominant/ˈkəʊdəmɪnənt/ متساوي السيادة
genotype/ˈdʒenətaɪp/ تركيب وراثي
phenotype/ˈfenətaɪp/ البنية الظاهرية
homozygous/ˌhɒməˈzɪɡəs/ نظير صريح
heterozygous/ˌhetrəˈzɪɡəs/ نظير غير صريح
test cross/test krɒs/ التزاوج الاختباري
16.1

The language of genetics · ⁨لغة علم الوراثة⁩

English

You must know these terms exactly:

  • a gene is a length of DNA that codes for a protein 蛋白质. Its position on a chromosome is its locus 基因座.
  • an allele 等位基因 is one version of a gene.
  • a dominant 显性 allele shows its effect even when only one copy is present; a recessive 隐性 allele only shows when two copies are present.
  • codominant 共显性 alleles both show their effect together.
  • the genotype 基因型 is the alleles an organism has; the phenotype 表现型 is the features you can see.
  • homozygous 纯合 means the two alleles are the same; heterozygous 杂合 means they are different.
  • a test cross 测交 crosses an organism with the recessive homozygote to find its unknown genotype.
العربية

يجب أن تعرف هذه المصطلحات بدقة:

  • الجين هو جزء من DNA يشفر بروتين. وموقعه على الكروموسوم هو الموقع الوراثي.
  • الأليل هو نسخة واحدة من جين.
  • الأليل السائد يظهر تأثيره حتى عندما يكون نسخة واحدة فقط موجودة؛ الأليل المتنحي يظهر فقط عندما تكون نسختان موجودتين.
  • الأليلات المتكافئة تظهر كلا تأثيرها معاً.
  • النمط الجيني هو الأليلات التي يمتلكها الكائن؛ النمط الظاهري هي السمات التي يمكنك رؤيتها.
  • متماثل النسل يعني أن الأليلين متطابقان؛ غير متماثل النسل يعني أنهم مختلفون.
  • التقاط الاختبار يعبر كائناً مع متماثل النسل المتنحي لمعرفة نمطه الجيني المجهول.
Explore · ⁨استكشف⁩

Genetics vocabulary lab · ⁨معهد مفردات علم الوراثة⁩

Link each genetics word to the real feature it names. · ⁨صل كل كلمة وراثية بالصفة الحقيقية التي تسميها.⁩

16.1

Genetic diagrams and crosses · ⁨المخططات الوراثية والتقاطعات⁩

English

You show a cross with a genetic diagram, often using a Punnett square 庞纳特方格 — a grid that shows all the ways the gametes can combine.

  • a monohybrid cross 单基因杂交 follows one gene; a dihybrid cross 双基因杂交 follows two genes at once.
  • some genes have multiple alleles 复等位基因 (more than two versions in the population), such as the alleles for human blood groups.
  • in sex linkage 伴性遗传, the gene is on the X chromosome, so the result is different for males and females.
  • in linkage 连锁, genes on the same autosome 常染色体 (a non-sex chromosome) tend to be inherited together.
  • in epistasis 上位性, one gene affects how another gene is shown.
العربية

تُظهر التقاطعة بمخطط وراثي، غالباً باستخدام مربع بانيت — شبكة تُظهر جميع الطرق التي يمكن أن تتحد بها الجنسات.

مربع بانيت للتزاوج Tt × Tt: تتجمع الأمشاج T و t لتعطي TT و Tt و Tt و tt، ثلاثة منها طويل وواحد قصير
مربع بانيت للتقاطعة Tt × Tt: النسل هم 3 طوال : 1 قصير (T سائد)
  • التقاطعة الأحادية الهجين تتبع جيناً واحداً؛ التقاطعة الثنائية الهجين تتبع جينين في آنٍ واحد.
  • بعض الجينات لها أليلات متعددة (أكثر من نسختين في المجتمع)، مثل أليلات مجموعات الدم البشرية.
  • في الارتباط الجنسي، يكون الجين على كروموسوم X، sehingga يكون النتيجة مختلفة للذكور والإناث.
  • في الارتباط، تميل الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم الجسدي (كروموسوم غير جنسي) إلى الوراثة معاً.
  • في التأثير الجيني، يؤثر جين واحد على كيفية إظهار جين آخر.
مربع بانيت لأم حاملة وأب طبيعي: النسل هم ابنة طبيعية وابن طبيعي وابنة حاملة وابن أصم للون
لأن الجين موجود على كروموسوم X، قد يكون أبناء الأم الحاملة مصابين بعمى الألوان بينما بناتها حوامل فقط — نتيجة مختلفة حسب الجنس
Explore · ⁨استكشف⁩

A monohybrid cross · ⁨تزاوج أحادي الهجين⁩

Set each parent's genotype and read off the offspring. Crossing two heterozygotes (Aa × Aa) gives the classic 3 : 1 ratio. · ⁨حدد جينوتيب كل والد واقرأ نسله. تزاوج الاضطرابين المتجانسين (Aa × Aa) يعطي النسبة الكلاسيكية 3 : 1.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
Punnett square/ˈpʌnɪt skweə/ مربع بينيت
monohybrid cross/ˈmɒnəʊhaɪbrɪd krɒs/ تزاوج أحادي الهجين
dihybrid cross/daɪˈhaɪbrɪd krɒs/ تزاوج ثنائي الهجين
multiple alleles/ˈmʌltɪpl əˈliːlz/ متعدد الأليلات
sex linkage/seks ˈlɪŋkɪdʒ/ ارتباط جنسي
linkage/ˈlɪŋkɪdʒ/ الربط
autosome/ˈɔːtəʊsəʊm/ كروموسوم جسدي
epistasis/ɪpɪˈstɑːsiz/ تراكب جيني
chi-squared test/kaɪ skweəd test/ اختبار كاي-تربيع
enzyme/ˈenzaɪm/ إنزيم
albinism/ˈælbɪnɪzəm/ الألبينو
haemoglobin/ˌhiːməˈɡləʊbɪn/ الهيموغلوبين
sickle cell anaemia/ˈsɪkl sel əˈniːmɪə/ فقر الدم المنجلي
haemophilia/ˌhiːməˈfɪlɪə/ النزيف الوراثي
Huntington's disease/ˈhʌntɪŋtnz dɪˈziːz/ مرض هنتنغتون
gibberellin/ˌdʒɪbəˈrelɪn/ الجيبريلين
elongation/iːˌlɒnˈɡeɪʃn/ الامتداد
structural gene/ˈstrʌktʃərəl dʒiːn/ جين بنائي
regulatory gene/ˌreɡjʊˈleɪtəri dʒiːn/ جين تنظيمي
inducible enzyme/ɪnˈdjuːsɪbl ˈenzaɪm/ إنزيم قابل للتحفيز
repressible enzyme/rɪˈpresɪbl ˈenzaɪm/ إنزيم قابل للقمع
prokaryote/ˈprɒkərɪəʊt/ بدائية النواة
16.1

The chi-squared test · ⁨اختبار كاي-تربيع⁩

English

The chi-squared test 卡方检验 compares the results you actually counted (the observed numbers, $O$) with the results you expected from the genetic diagram (the expected numbers, $E$). It tells you whether the difference is small enough to be due to chance, or large enough to mean something else is going on.

You add up, for every group, the squared difference between observed and expected, divided by the expected:

$$\chi^2 = \sum \frac{(O - E)^2}{E}$$

Then you compare this $\chi^2$ value with a critical value from a table. The row you use is set by the degrees of freedom (the number of groups minus 1). If $\chi^2$ is less than the critical value, the difference is not significant — the results fit the expected ratio, and any difference is just chance. If $\chi^2$ is greater than the critical value, the difference is significant, so some other factor is involved.

Worked example. A $\text{Tt} \times \text{Tt}$ cross gives $160$ offspring: $114$ tall and $46$ short. Test whether this fits the expected $3:1$ ratio.

The expected numbers are $\tfrac{3}{4} \times 160 = 120$ tall and $\tfrac{1}{4} \times 160 = 40$ short. Then:

$$\chi^2 = \frac{(114 - 120)^2}{120} + \frac{(46 - 40)^2}{40} = \frac{36}{120} + \frac{36}{40} = 0.30 + 0.90 = 1.20.$$

There are $2$ groups, so degrees of freedom $= 2 - 1 = 1$. The critical value at $p = 0.05$ is $3.84$. Because $1.20 < 3.84$, the difference is not significant: the results fit a $3:1$ ratio, and the small difference is due to chance.

العربية

اختبار كاي-تربيع يقارن النتائج التي عدّتها فعلياً (الأرقام الملاحظة، $O$) مع النتائج التي توقعتها من المخطط الوراثي (الأرقام المتوقعة، $E$). إنه يخبرك ما إذا كان الفرق صغيراً بما يكفي ليكون بسبب الصدفة، أم كبيراً بما يكفي لي mean أن شيئاً آخر يحدث.

تجمع، لكل مجموعة، مربع الفرق بين الملاحظ والمتوقع، مقسوماً على المتوقع:

$$\chi^2 = \sum \frac{(O - E)^2}{E}$$

ثم تقارن هذه القيمة $\chi^2$ مع قيمة حرجة من جدول. يُحدد الصف الذي تستخدمه بواسطة درجات الحرية (عدد المجموعات ناقص 1). إذا كانت $\chi^2$ أقل من القيمة الحرجة، فإن الفرق غير مهم إحصائياً — وتطابق النتائج النسبة المتوقعة، وأي فرق هو مجرد صدفة. أما إذا كانت $\chi^2$ أكبر من القيمة الحرجة، فإن الفرق مهم إحصائياً، مما يعني وجود عامل آخر مشارك.

مثال محلول. يعطي التزاوج $\text{Tt} \times \text{Tt}$ $160$ نسل: $114$ طويل و$46$ قصير. اختبر ما إذا كانت هذه النتائج تطابق النسبة المتوقعة $3:1$.

الأرقام المتوقعة هي $\tfrac{3}{4} \times 160 = 120$ طويلة و$\tfrac{1}{4} \times 160 = 40$ قصيرة. إذن:

$$\chi^2 = \frac{(114 - 120)^2}{120} + \frac{(46 - 40)^2}{40} = \frac{36}{120} + \frac{36}{40} = 0.30 + 0.90 = 1.20.$$

يوجد $2$ مجموعة، لذا فإن درجات الحرية تساوي $= 2 - 1 = 1$. القيمة الحرجة عند $p = 0.05$ هي $3.84$. وبما أن $1.20 < 3.84$، فإن الفرق غير ذات دلالة إحصائية: تتوافق النتائج مع نسبة $3:1$، والفرق الصغير ناتج عن الصدفة.

Explore · ⁨استكشف⁩

Test a genetic ratio with chi-squared · ⁨اختبار نسبة وراثية باستخدام كاي-تربيع (chi-squared)⁩

This is the worked example on the page. The cross gives $\chi^2 = 1.20$ with $1$ degree of freedom, and the widget shows the critical value $3.84$ — set the statistic to $1.20$ and it falls well short of the shaded region, so the results fit the $3:1$ ratio. Drag it past $3.84$ to see what a significant departure would look like. · ⁨هذا هو المثال المحلول في الصفحة. يعطي التزاوج $\chi^2 = 1.20$ مع $1$ درجة حرية، وتُظهر الأداة القيمة الحرجة $3.84$ — ضع الإحصائية عند $1.20$ وستجد أنها أقل بكثير من المنطقة المظللة، لذا فإن النتائج تناسب النسبة $3:1$. اسحبها فوق $3.84$ لترى شكل الانحراف الدلالي.⁩

16.2

From genes to proteins to phenotype · ⁨من الجينات إلى البروتينات إلى النمط الظاهري⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. explain the terms gene, locus, allele, dominant, recessive, codominant, linkage, test cross, F1, F2, phenotype, genotype, homozygous and heterozygous
  2. interpret and construct genetic diagrams, including Punnett squares, to explain and predict the results of monohybrid crosses and dihybrid crosses that involve dominance, codominance, multiple alleles and sex linkage
  3. interpret and construct genetic diagrams, including Punnett squares, to explain and predict the results of dihybrid crosses that involve autosomal linkage and epistasis (knowledge of the expected ratios for different types of epistasis is not expected)
  4. interpret and construct genetic diagrams, including Punnett squares, to explain and predict the results of test crosses
  5. use the chi-squared test to test the significance of differences between observed and expected results (the formula for the chi-squared test will be provided, as shown in the Mathematical requirements)
  6. explain the relationship between genes, proteins and phenotype with respect to the: • TYR gene, tyrosinase and albinism • HBB gene, haemoglobin and sickle cell anaemia • F8 gene, factor VIII and haemophilia • HTT gene, huntingtin and Huntington’s disease
  7. explain the role of gibberellin in stem elongation including the role of the dominant allele, Le, that codes for a functional enzyme in the gibberellin synthesis pathway, and the recessive allele, le, that codes for a non-functional enzyme
العربية
  1. اشرح المصطلحات: الجين، الموضع، الأليل، السائد، المتنحي، التساوي السيادة، الارتباط، التزاوج الاختباري، F1، F2، النمط الظاهري، النمط الجيني، متمازي الأليلات وغير متمازي الأليلات
  2. فسر وبنِ مخططات جينية، بما في ذلك مربعات بونيت، لتفسير وتوقع نتائج تزاوج أحادي الهجين وتزاوج ثنائي الهجين الذي يتضمن السيادة، التساوي السيادة، الأليلات المتعددة والارتباط الجنسي
  3. فسر وبنِ مخططات جينية، بما في ذلك مربعات بونيت، لتفسير وتوقع نتائج تزاوج ثنائي الهجين الذي يتضمن الارتباط الجسدي والاستطاعة (لا يُتوقع معرفة النسب المتوقعة لأنواع مختلفة من الاستطاعة)
  4. فسر وبنِ مخططات جينية، بما في ذلك مربعات بونيت، لتفسير وتوقع نتائج التزاوج الاختباري
  5. استخدم اختبار كاي-تربيع لاختبار دلالة الفروق بين النتائج المرصودة والمتوقعة (سيتم تقديم صيغة اختبار كاي-تربيع، كما هو موضح في المتطلبات الرياضية ⟦number⟧)
  6. اشرح العلاقة بين الجينات والبروتينات والنمط الظاهري فيما يتعلق بـ: • جين TYR، التيروسيناز والبهيم • جين HBB، الهيموغلوبين وفقر الدم المنجلي • جين F8، العامل الثامن والهيموفيليا • جين HTT، هانتنجتين ومرض هانتنغتون
  7. اشرح دور الجيبريلين في استطالة الساق بما في ذلك دور الأليل السائد Le الذي يرمز لإنزيم فعال في مسار تخليق الجيبريلين، والأليل المتنحي le الذي يرمز لإنزيم غير فعال

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

A gene codes for a protein, and that protein affects the phenotype. If the gene is faulty, the protein is faulty, and the phenotype changes:

Gene Protein Effect of a faulty allele
TYR the enzyme 酶 tyrosinase albinism 白化病 (no pigment made)
HBB haemoglobin 血红蛋白 sickle cell anaemia 镰状细胞贫血
F8 factor VIII (helps blood clot) haemophilia 血友病
HTT huntingtin Huntington's disease 亨廷顿病

Gibberellin and stem height

In pea plants, the dominant allele Le codes for a working enzyme that makes gibberellin 赤霉素, so the plant grows tall by stem elongation 伸长. The recessive allele le codes for a broken enzyme, so little gibberellin is made and the plant is short.

العربية

يشفّر الجين بروتيناً، ويؤثر ذلك البروتين على النمط الظاهري. إذا كان الجين معيباً، يكون البروتين معيباً، ويتغير النمط الظاهري:

جين بروتين تأثير الأليل المعيب
TYR إنزيم التيروسينيز البهيم (عدم إنتاج الصبغة)
HBB الهيموغلوبين فقر الدم المنجلي
F8 العامل الثامن (يساعد في تخثر الدم) النزيف
HTT هانتنجتين مرض هانتنغتون

الجيبريللين وطول الساق

في نباتات البازلاء، يشفر الأليل السائد Le لإنزيم يعمل على إنتاج جيبريللين، مما يجعل النبات ينمو طويلاً عبر استطالة الساق. بينما يشفر الأليل المتنحي le لإنزيم معطل، فتُنتَج كمية قليلة من الجيبريل لين ويكون النبات قصيراً.

Explore · ⁨استكشف⁩

From gene to phenotype · ⁨من الجين إلى المظهر الظاهري⁩

Step through it. A gene makes a protein that does a job — so a faulty allele makes a faulty protein and a changed feature. · ⁨مرر عبر العملية. الجين يصنع بروتيناً يقوم بوظيفة — لذا فإن الأليل المعيب يصنع بروتيناً معيباً وسماتة معدلة.⁩

Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
16.3

Gene control · ⁨التحكم الجيني⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. describe the differences between structural genes and regulatory genes and the differences between repressible enzymes and inducible enzymes
  2. explain genetic control of protein production in a prokaryote using the lac operon (knowledge of the role of cAMP is not expected)
  3. state that transcription factors are proteins that bind to DNA and are involved in the control of gene expression in eukaryotes by decreasing or increasing the rate of transcription
  4. explain how gibberellin activates genes by causing the breakdown of DELLA protein repressors, which normally inhibit factors that promote transcription
العربية
  1. صف الفروق بين الجينات الهيكلية والجينات التنظيمية والفروق بين الإنزيمات القابلة للقمع والإنزيمات القابلة للاستثارة
  2. اشرح التحكم الجيني لإنتاج البروتين في بدائيات النواة باستخدام أوبرون لاك (لا يُتوقع معرفة دور cAMP)
  3. استنتج أن عوامل النسخ هي بروتينات ترتبط بالحمض النووي وتشارك في التحكم في التعبير الجيني في حقيقيات النواة عن طريق تقليل أو زيادة معدل النسخ
  4. اشرح كيف ينشط الجيبريلين الجينات عن طريق التسبب في تحلل بروتينات DELLА المثبطة، والتي تمنع عادةً عوامل تعزز النسخ

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

Not all genes are switched on all the time. Cells control which proteins they make.

  • structural genes 结构基因 code for useful proteins such as enzymes; regulatory genes 调节基因 control whether other genes are switched on.
  • an inducible enzyme 可诱导酶 is made only when it is needed; a repressible enzyme 可抑制酶 is normally made but can be switched off.

The lac operon

In a prokaryote 原核生物 such as a bacterium, a group of genes called the lac operon 乳糖操纵子 controls the digestion of lactose:

  • when there is no lactose, a repressor 阻遏物 protein binds to the operator (a short control sequence within the operon) and blocks transcription 转录, so the lactose-digesting enzymes are not made.
  • when lactose is present, it binds to the repressor and pulls it off. Transcription can now happen, and the enzymes are made. The enzymes are therefore inducible.

Control in eukaryotes

In eukaryotes, transcription factors 转录因子 are proteins that bind to DNA and control gene expression 基因表达, by increasing or decreasing the rate of transcription.

Gibberellin switches genes on in this way: it causes the breakdown of DELLA protein repressors. These DELLA proteins normally block the factors that turn on transcription, so removing them lets those genes be expressed.

العربية

ليست كل الجينات مفعّلة طوال الوقت. تتحكم الخلايا في البروتينات التي تصنعها.

  • الجينات الهيكلية ترمز لبروتينات مفيدة مثل الإنزيمات؛ والجينات التنظيمية تتحكم في تفعيل أو تعطيل جينات أخرى.
  • إنزيم قابل للتفعيل يُصنّع فقط عند الحاجة إليه؛ وإنزيم قابل للقمع يُصنّع عادةً ولكن يمكن إيقافه.

وحدة اللاك

في بدائية النواة مثل البكتيريا، مجموعة من الجينات تسمى وحدة اللاك تتحكم في هضم اللاكتوز:

  • عندما لا يوجد لاكتوز، يرتبط بروتين مثبط بـ المشغل (تسلسل تحكم قصير داخل الوحدة) ويمنع النسخ، لذلك لا تُصنّع إنزيمات هضم اللاكتوز.
  • عندما يوجد لاكتوز، يرتبط بالمثبط ويزيله. يمكن الآن حدوث النسخ، وتُصنّع الإنزيمات. وبالتالي تكون الإنزيمات قابلة للتفعيل.
وحدة اللاك في حالتين: بدون لاكتوز يجلس المثبط على المشغل ويحجب الجينات؛ ومع وجود لاكتوز يسحبه اللاكتوز لتتم عملية النسخ وتصنع الإنزيمات
وحدة اللاك: يوقف المثبط الجينات حتى يسحبه اللاكتوز، مما يجعل الإنزيمات قابلة للتفعيل

التحكم في حقيقيات النواة

في حقيقيات النواة، عوامل النسخ هي بروتينات ترتبط بالحمض النووي وتحكم التعبير الجيني عن طريق زيادة أو تقليل معدل النسخ.

يجبريللين الجينات على العمل بهذه الطريقة: يسبب تحلل بروتينات DELLA المثبطة. عادةً ما تمنع بروتينات DELLA عوامل تشغيل النسخ، لذا فإن إزالة هذه البروتينات تسمح بتعبير تلك الجينات.

Explore · ⁨استكشف⁩

The lac operon · ⁨مشغل اللاكتوز⁩

Step through the switch. With no lactose the genes are blocked; lactose pulls the repressor off and switches them on. · ⁨مرر عبر المفتاح. بدون لاكتوز تكون الجينات مسدودة؛ يسحب اللاكتوز المثبط ويضيء الجينات.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
lac operon/læk ˈɒpərən/ أوبرون لاكتوز
repressor/rɪˈpresə/ مثبط
transcription/trænˈskrɪpʃn/ النسخ
transcription factor/trænˈskrɪpʃn ˈfæktə/ عامل نسخ
gene expression/dʒiːn ekˈspreʃn/ التعبير الجيني
16.3

Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

English
  • Set out a cross fully: parental genotypes → gametes (in circles) → Punnett square → offspring ratio and phenotypes.
  • Use the chi-squared test to compare observed with expected; degrees of freedom $=$ classes $- 1$, compare with $3.84$ at $p = 0.05$.
  • Recognise codominance, multiple alleles, sex linkage, epistasis and linkage — each alters the expected ratio.
  • Meiosis creates variation by crossing over and independent assortment — state both.
العربية
  • ضع التزاوج بالكامل: جينotype الآباء → الأمشاج (دوائر) → مربع بينيت → نسبة النسل والنمط الظاهري.
  • استخدم اختبار كاي-تربيع للمقارنة بين الملاحظات والمتوقعات؛ درجات الحرية $=$ فئات $- 1$، قارن مع $3.84$ عند $p = 0.05$.
  • التعرف على السيادة المشتركة، والأليلات المتعددة، والارتباط الجنسي، والتأثير الجيني، والترابط — كل منها يغير النسبة المتوقعة.
  • الانقسام الميوزي يخلق التنوع عبر العبور والتوزيع المستقل — اذكر الاثنين.

Interactive lessons on this topic · ⁨دروس تفاعلية حول هذا الموضوع⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.⁩

Past Papers · ⁨أوراق الامتحانات السابقة⁩

More topics in A-Level Biology · ⁨A-Level علم الأحياء⁩ · ⁨المزيد من المواضيع في A-Level Biology · ⁨A-Level علم الأحياء⁩⁩

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP