مخطوطة الحياة : المادة الوراثية DNA

الأهداف:
- أن يوضح المقصود بالحموض النويية
- أن يصف التركيب الكيميائي لكل من الحمضيين النوويين RNA- DNA
- أن يذكر أنواع الحمض النووي RNA
- أن يتتبع ألية تضاعف الحمض النووي DNA

تعتبر الجينات جزيئات من الحمض النووي (D.N.A) تتجمع فيها التعليمات الوراثية، وهي بالتالي تحمل سجلاً لماضي الجسم، كما أنها تحوي شفرة وخريطة مستقبله، إذ أن هذه التعليمات هي المسئولة عن تكوين الخصائص الجسمية لكل جزء في الجسم، ومن ثم يطلق عليها المحتوى الجيني أو الوراثي للفرد. فبعض الجينات يحمل التعليمات الخاصة ببناء البروتين، والبعض الآخر يحمل التعليمات الخاصة بتتابع النيوكليوتيدات في جزيء الـ (رنا R.N.A ) الموجود في الريبوسومات. وبالإضافة إلى ما تحمله الجينات من معلومات وراثية خاصة بالفرد ككل، فإنها تحمل أيضاً المعلومات الوراثية اللازمة لبناء كل تركيب ووظيفة في الجسم والتحكم فيها. ويفسر ذلك أن احتياجات كل خلية تختلف عن احتياجات خلية أخرى، فما تحتاجه خلية عصبية مثلا يختلف تماماً عن احتياجات خلية تنتج الإنسولين في البنكرياس ....الخ. وهذه الشفرة الوراثية تتكون نتيجة ترتيب ترابط القواعد النيتروجينيةللحمض النووي، وهي شفرة خاصة ببناء البروتينات المختلفة التي تحتاجها الخلية في عملها، وهذه التعليمات الوراثية تتحكم في جميع صفات الكائن الحي من لون العيون، والبنية الجسمية من طول وخلافه، بل تتحكم كذلك في طبيعة العمليات الحيوية التي تتم داخل الجسم، وتصبح مسئولة عن طبيعة التمثيل الغذائي. وكما سبق وقلنا عن حروف الأبجدية، فإن كل كلمة في القاموس تعتمد على ترتيب حروف الهجاء فيها، كذلك فإن تفرد كل مورث أو جين يعتمد على ترتيب القواعد الأربعة. ويكفي أن نقول أن عدد جينات كل خلية يتراوح بين 50-100 ألف جين، وبالتالي لنا أن نتصور كم الصفات الوراثية، وكم الشفرات التي توجد داخل الجسم البشري، إذا كان كل جين أو مجموعة جينات تحمل صفة بعينها.

ويتحكم الجين في الصفة الوراثية من خلال تحكمه في عمليات التفاعل الكيميائي داخل الخلية. ويعني هذا أن الصفة الوراثية تتحول في النهاية إلى عملية تفاعل كيميائي، حيث يتحكم الجين في إنتاج الإنزيمات اللازمة لجميع العمليات البيولوجية التي تحدث داخل الجسم. ولذلك فإن كل نوع من الخلايا التي تنتمي إلى جهاز معين يكون لها الجين الخاص بإنتاج الإنزيمات الضرورية لأداء وظيفة معينة كالهضم مثلاً، أو تكوين أصباغ لون الجلد، أو تكوين الهرمونات ... إلخ.

ويوجد داخل كل نواة جسم دقيق يعرف بإسم النوية Nucleulus، وهي عبارة عن تجمعات من الحمض النووي (رنا) أو R.N.A، وهو الحمض المسئول عن تخليق البروتين طبقا للشفرة التي يحملها. فهذا الحمض يقوم بدور الوسيط في قراءة الشفرة المكتوبة على جزيء حمض (الدنا) D.N.A، ثم يقوم بنقل هذه المعلومات وينطلق بها عبر سيتوبلازم الخلية ليصل إلى الريبوسومات التي تقوم بتخليق نوع البروتين وفقاً لطبيعة الرسالة القادمة إليها. وتشبه جزيئات الـ (R.N.A) جزيئات الـ (D.N.A) من حيث طبيعة التركيب، فهي تتكون من سلسلة طويلة من الوحدات البنائية المعروفة بإسم النيوكليوتيدات، وفيها يتكون كل نيوكليوتيد من ثلاثة وحدات هى السكر، والفوسفات، والقاعدة النيتروجينية. ومع ذلك توجد هناك أوجه اختلاف بين كل من الحمضين، ويمكن تلخيص أوجه الاختلاف هذه فيما يلي:-

1. يحتوي حمض الرنا على سكر الريبوز، بينما يحتوي حمض الدنا على سكر اليوكسي ريبوز.

2. يتكون حمض الرنا (في أغلب الأجزاء) من شريط مفرد من النيوكليوتيدات، بينما يحتوي حمض الدنا على شريط مزدوج.

3. يختلف حمض الرنا عن حمض الدنا فيما يتعلق بطبيعة القواعد النيتروجينية الأربعة الموجودة في نيوكليوتيدات كل منهما.فعلىحين يحتوي الدنا على أدينين وجوانين وسيتوزين وثايمين، نجد الرنا يتكون من نفس القواعد مع وجود قاعدة اليوراسيلبدلاً من الثايمين، وهذه القاعدة هي التي ترتبط بالأدينين.

وجدير بالذكر أن كمية الدنا الموجودة بالخلايا تكاد تكون واحدة تقريبا في جميع الخلايا، مع الفارق في أن الخلايا الجسمية (الخلايا الخاصة بأجزاء الجسم) تحتوي على ضعف كمية الدنا الموجودة في الخلايا الجنسية (الخلايا الخاصة بنوع الفرد وهى الحيوان المنوي والبويضة). وذلك ببساطة لأن عدد الكروموسومات الموجودة في الخلية الجسمية (46 كروموسوماً) ضعف عدد الكروموسومات الموجودة في الخلية الجنسية (23 كروموسوماً).

صعوبات متوقعة اثناء تدريس الموضوع

- الكروموسوم وأداؤه الوظيفي.

المفاهيم الخاطئة تخص الموضوع شائعة بين الطلبة :

-المادّة الوراثية تنتقل من خلية إلى أخرى في عملية التكاثر فقط.

-المادّة الوراثية ليست موجودة في جميع الكائنات الحيّة.

-الخلايا من الأنواع المختلفة مادّة وراثية مختلفة، الأمر الذي يعني أنّ أداءها الوظيفي مختلف.

الإستراتيجيات والاساليب والطرق المتبعة في تدريس موضوع تركيب DNA:
بداية الدرس : اطلاع الطلاب على قصة اكتشاف DNA كأسلوب سرد قصصي كما في الرابط الاتي. اضغط هنا قصة اكتشاف DNA .

استراتيجية العمل المخبري عرض فيديو يبين استخلاص مادةDNA من خلايا الفراولة وتوضيح الخطوات في كيفية عمل ذلك :

مشاهدة الطلاب لفيديو بعنوان رحلة الى DNA كما في الفيديو التالي :
اضغط هنا لمشاهدة الفيديو

ومن ثم طرح بعض الاسئلة باسلوب المناقشة والحوار حول الفيديو مثل :اين يوجد جزئ DNA؟ كم عدد الكروموسومات في خلايا الجسم ؟ما شكل جزئ DNA؟عدد انواع القواعد النيتروجينية في جزئ DNA؟

* تكليف الطلاب بمشاهدة فيديو الجينوم البشري:

وبعد مشاهدته طرح عليهم الاسئلة الاتية :ما هو جزئ DNA؟ اين يوجد ؟كيف يعطي جزء دي ان اي شيفرة الحياة ؟ماهي احرف المركبة لجزي دي ان اي وكيف يمكن تمثيلها؟

اسلوب التمثيل بالنماذج (تشكل DNA من مواد متوفره في بيئة الطالب حتى يسهل عليه فهمها وتخيلها ونقلها من الفهم المجرد الى الفهم الحقيقي مثل صنعها من حلويات يحبها الطالب) :طريقة التنفيذ تقسيم الطلاب الى 4 مجموعات وتزويد كل مجموعة بنسخة لشكل دي ان اي ومواد مثل عرق السوس وال Gums وعيدان الاسنان قبل بدئهم بتمثيل شكل للجزئ على الطلاب معرفة القواعد النيتروجينية الاربعة من وكيفية ارتباطها مع بعض ان يعرف تركيب النيوكليوتيد وان جزئ الدي ان اي مكون من الالاف من النيكوليوتيد اعطائهم مفتاح الطريقة بان عرق السوس يمثل قطعة الفوسفات وان عود الاسنان يمثل قطة السكر وان قطع اللبان تمثل القواعد النيتروجينية .

استخدام قطع الليغو كما في الشكل

استخدام الفلين واعواد الخشب كما في الشكل

استخدام قطع ملابس ليسوا بحاجه لها مثل ملابس الصوف كما في الشكل

نشاط جماعي باستخدام استراتيجية لعب الادوار لتشكيل DNA خارج الصف تكليف كل طالب في الصف بحمل ورقة مكتوب عليها سكر خماسي الثانية فوسفات والثالثة القواعد النيتروجينية بانواعها اللاربعة .استخدام اسلوب العصف الذهني :بطرح سؤال كيف تستطيع الخلية الحفاظ على درجة عالية من الدقة في الاستمرار بوظائفه من جيل الى جيل ؟
ثم عرض فيديو يوضح كيفية تضاعف جزئDNA

عرض صور تبين تضاعف DNA

استخدام اسلوب محاكاة تضاعف جزئ DNA مباستخدام سحاب عدد 2 بلونين مختلفين لتوضيح كيفية تضاعف DNA

أسئلة تقيمية:

س1) أكملي العبارات التالية بما يناسبها :

1- التفاف شريط DNAحول البروتينات بشكل متكرر يؤدي إلى ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

2- يقوم حمض RNA بترجمة ــــــــــــــــــــــــــــــــــ إلى ـــــــــــــــــــــــــــــ

3- تمكن العالمان واطسن و ـــــــــــــــــــــــــــــ من ـــــــــــــــــــــــــــــ

4- القواعد النتروجينية نوعان ـــــــــــــــــــــــــــــ و ـــــــــــــــــــــــــــــ

5- أي خطأ في ترتيب أو تسلسل القواعد النتروجينية في جزيء DNA يؤدي إلى تغيير ـــــــــــــــــــــــــــــ

وينتج عن ذلك ما يعرف بـ ـــــــــــــــــــــــــــــ

س2) توجد ثلاث أنواع رئيسة من الحمض النوويRNA داخل الخلايا وهي:

1- ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

2- ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

3- ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

س3) حتى يتضاعف جزيء DNA لابد من توفر ما يأتي:

س4) ضعي علامة(ü) أمام العبارة الصحيحة وعلامة (×) أمام العبارة الخاطئة فيما يلي:

1- مفهوم DNA اختصار للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين . ( )

2- يتألف حمض DNAمن سلسلتين من النيوكليوتيدات تلتفان حول بعضهما بشكل حلزوني . ( )

3- البيرمدينات تشتمل على ثلاث قواعد هي أدينين ويوراسيل وسايتوسين . ( )

4- تتكون الحموض النوويةDNA و RNAمن سلاسل من وحدات بنائية تدعى النيوكليوتيدات . ( )

5- البيورينات تشتمل على قاعدتين هما ثايمين و جوانين . ( )

6- عدد العوامل الوراثية وكذلك عدد الكروموسومات يعود للاكتمال عند حدوث الإخصاب . ( )

7- الحمض النووي المسئول عن نقل الشيفرة الوراثية من الجينات إلى الريبوسومات هو tRNA . ( )

8- الجين الذي يخفي أثر الجين المتقابل معه عندما يجتمعان هو الجين المتنحي . ( )

س5) فيم يختلف تركيب النيوكليوتيدات بعضها عن بعض ؟

س6) كيف يتم ارتباط القواعد النتروجينية في سلسلتي حمض DNA ؟

س6) ما القاعدة النتروجينية التي لاتدخل في تركيب جزيء DNA؟

س7) ما نوع السكر والقواعد النتروجينية الموجودة في الحمض النوويRNA؟

س8) ما أهمية مضاعفة المعلومات الوراثية المخزونة في جزيء الـ DNA ؟

مخطوطة الحياة

الصفحات

المادة الوراثية DNA