تغییر در اطلاعات وراثتی؛ آزمون های آنلاین فصل چهارم زیست شناسی دوازدهم
آزمون شامل ۲۵ پرسش است.
فصل تغییر در اطلاعات وراثتی
پایداری اطلاعات در سامانههای زنده، یکی از ویژگیهای ماده وراثتی است اما در عین حال، ماده وراثتی به طور محدود تغییرپذیر است. این تغییرپذیری باعث ایجاد گوناگونی میشود و چنان که خواهیم دید توان بقای جمعیتها را در شرایط متغیر محیط افزایش میدهد و زمینه تغییر گونهها را فراهم میکند. در این فصل با انواع تغییرات ماده وراثتی و اثرات آن بر فرد، جمعیت و گونه آشنا خواهیم شد.
گفتار ۱: تغییر در ماده وراثتی جانداران
تغییرپذیری ماده وراثتی پیامدهای مختلفی دارد. تغییر، ممکن است «مفید»، «مضر» یا «خنثی» باشد. تغییر در ماده وراثتی چگونه رخ میدهد و چه چیزی پیامد آن را تعیین میکند؟ در ادامه به این سؤالات پاسخ خواهیم داد.
جهش
در فصل ۲ با کم خونی ناشی از گویچههای قرمز داسی شکل آشنا شدیم و دیدیم که علت این بیماری، تغییر شکل در مولکولهای هموگلوبین است. علت این تغییر شکل چیست؟ دانشمندان با مقایسه آمینواسیدهای هموگلوبینهای سالم و تغییر شکل یافته، دریافتند که این دو هموگلوبین فقط در ششمین آمینواسید از زنجیره بتا متفاوتاند.
مقایسه ژنهای زنجیره بتای هموگلوبین در بیماران و افراد سالم نشان میدهد که در رمز مربوط به ششمین آمینواسید، نوکلئوتید A به جای T قرار گرفته است (شکل ۱). شگفتا که تغییر در یک نوکلئوتید از میلیونها نوکلئوتید انسان، میتواند پیامدی این چنین وخیم را به دنبال داشته باشد. تغییر ماندگار در نوکلئوتیدهای ماده وراثتی را جهش مینامند.
شکل ۱- مقایسه ژنهای هموگلوبین در افراد سالم و بیمار. در این شکل فقط بخشی از ژن نشان داده شده است.
Glu: گلوتامیک اسید
Val: والین
.
.
.
گفتار ۲: تغییر در جمعیتها
بعد از کشف پادزیست (آنتی بیوتیک) ها در نیمه قرن گذشته، آدمی به یکی از کارآمدترین ابزارهای دفاعی در برابر باکتریهای بیماریزا مجهز شد و توانست در نبرد با آنها پیروز شود. با این وجود، مدتی است که از گوشه و کنار دنیا خبر میرسد باکتریها نسبت به پادزیستها مقاوم شدهاند. گرچه دانشمندان با طراحی داروهای جدید، برتری انسان را در این نبرد همچنان حفظ کردهاند اما در عین حال، روند مقاوم شدن باکتریها آدمی را سخت نگران کرده است. مقاوم شدن باکتریها نسبت به داروها، یکی از مثالهایی است که نشان میدهد «موجودات زنده میتوانند در گذر زمان تغییر کنند». این تغییر چگونه رخ میدهد؟
تغییر در گذر زمان
به انسانهای اطراف خود نگاه کنید. همه انسانها ویژگیهای مشترکی دارند که باعث میشود آنان را در گروهی به نام «انسانها قرار دهیم. در عین حال، در میان انسانها «تفاوتهای فردی» نیز وجود دارد که باعث شناخت آنها از یکدیگر میشود. تفاوتهای فردی منحصر به انسان نیست. در میان افراد گونههای دیگر هم تفاوتهای فردی مشاهده میشود.
تفاوتهای فردی چگونه میتواند در پایداری گونه مؤثر باشد؟ این سؤال را با ذکر مثالی پاسخ میدهیم. فرض کنید در نوعی از جانوران، افراد تحمل متفاوتی نسبت به سرما دارند؛ یعنی بعضیها میتوانند سرما را تحمل کنند. اگر سرمای شدیدی رخ دهد، آنان که سرما را تحمل میکنند شانس بیشتری برای زنده ماندن دارند. بنابراین، این افراد، بیشتر از دیگران تولید مثل میکنند و در نتیجه صفت تحمل سرما، بیش از گذشته، به نسل بعد منتقل میشود. اگر سرما همچنان ادامه یابد، باز هم آنها که سرما را تحمل میکنند، شانس بیشتری برای تولید مثل و انتقال صفت به نسلهای بعد را خواهند داشت. بنابراین، بعد از مدتی با جمعیتی روبه رو خواهیم شد که در آن، تعداد افرادی که سرما را تحمل میکنند در مقایسه با جمعیت اول، بیشتر است و این یعنی تغییر در جمعیت.
مثال سادهای که در بالا عنوان شد، نشان میدهد که برای تغییر شرایطی لازم است. یکی از این شرایط، وجود تفاوتهای فردی است. وقتی تفاوت فردی هست، این سؤال پیش میآید که کدام تفاوتها بهترند. در مثال ما، آنها که سرما را تحمل میکردند، در مقایسه با بقیه، شانس بیشتری برای زنده ماندن داشتند. با کمی دقت متوجه میشویم که این «بهتر» بودن یک صفت همیشگی نیست؛ بلکه شرایط محیط تعیین کنندۀ صفات بهتر است. اگر هوا به جای سرد شدن گرم میشد، آن گاه افراد دیگری شانس زنده ماندن داشتند. بنابراین، زیست شناسان از واژه «صفت بهتر» استفاده نمیکنند بلکه به جای آن میگویند «صفت سازگارتر با محیط». به روشنی دیده میشود این، «محیط» است که تعیین میکند کدام صفات با فراوانی بیشتری به نسل بعد منتقل شوند. این فرایند را که در آن افراد سازگارتر با محیط انتخاب میشوند، یعنی آنهایی که شانس بیشتری برای زنده ماندن و تولیدمثل دارند، انتخاب طبیعی مینامند.
شکل ۶- چگونگی مقاوم شدن باکتریها به پادزیست
انتخاب طبیعی میتواند علت مقاوم شدن باکتریها به پادزیستها را نیز توضیح دهد (شکل ۶). در این مثال باکتریهای غیرمقاوم از بین میروند و باکتریهای مقاوم تکثیر میشوند و به تدریج همه جمعیت را به خود اختصاص میدهند، در نتیجه جمعیت از غیرمقاوم به مقاوم تغییر مییابد.
وقتی از تفاوتهای فردی سخن میگوییم در واقع در حال بررسی جمعیتی از افراد هستیم نه یک فرد. انتخاب طبیعی «جمعیت» را تغییر میدهد نه «فرد» را. جمعیت، به افرادی گفته میشود که به یک گونه تعلق دارند و در یک زمان و مکان زندگی میکنند.
.
.
.
گفتار ۳: تغییر در گونهها
گونههای بسیاری روی کره زمین زندگی میکنند. آیا این گونهها در گذشتههای دور هم وجود داشتهاند؟ یا اینکه در طول زمان پدید آمدهاند؟
شواهد تغییر گونهها
شواهدی وجود دارند که نشان میدهند گونهها در طول زمان تغییر کردهاند. در ادامه به این شواهد میپردازیم.
الف) سنگوارهها: در سالهای قبل، با انواع سنگوارهها و نحوه تشکیل آنها آشنا شدهاید. به یاد دارید که سنگواره عبارت بود از بقایای یک جاندار یا آثاری از جانداری که در گذشته دور زندگی میکرده است. سنگواره معمولاً حاوی قسمتهای سخت بدن جانداران (مثل استخوانها یا اسکلت خارجی) است. گاهی ممکن است کل یک جاندار سنگواره شده باشد مثل ماموتهای منجمد شدهای که همه قسمتهای بدن آنها، حتی پوست و مو، حفظ شدهاند یا حشراتی که در رزینهای گیاهان به دام افتادهاند.
سنگوارهها اطلاعات فراوانی به ما میدهند. دیرینهشناسان، که به مطالعه سنگوارهها میپردازند، دریافتهاند که در گذشته جاندارانی زندگی میکردهاند که امروز دیگر نیستند، مثل دایناسورها در مقابل، جاندارانی هم هستند که امروز زندگی میکنند، اما در گذشته زندگی نمیکردهاند مثل گل لاله یا گربه. در این میان، گونههایی هم هستند که از گذشتههای دور تا زمان حال زندگی کردهاند مثل درخت گیسو. شواهد سنگوارهای نشان میدهند که این درخت در ۱۷۰ میلیون سال پیش هم وجود داشته است (شکل ۱۰).
شکل ۱۰- برگ درخت گیسو و سنگواره آن
دیرینه شناسان قادرند عمر یک سنگواره را تعیین کنند. آنان اکنون میدانند که در هر زمان، چه جاندارانی وجود داشتهاند. در مجموع، سنگوارهها نشان میدهند که در زمانهای مختلف، زندگی به شکلهای مختلفی جریان داشته است.
.
.
.
» گفتار تغییر در گونهها
فهرست کتاب زیستشناسی ۳
فصل ۱- مولکولهای اطلاعاتی
نوکلئیک اسیدها
همانندسازی دِنا
پروتئینها
فصل ۲- جریان اطلاعات در یاخته
رونویسی
به سوی پروتئین
تنظیم بیان ژن
فصل ۳ -انتقال اطلاعات در نسلها
مفاهیم پایه
انواع صفات
فصل ۴- تغییر در اطلاعات وراثتی
تغییر در مادۀ وراثتی جانداران
تغییر در جمعیتها
تغییر در گونهها
فصل ۵- از ماده به انرژی
تأمین انرژی
اکسایش بیشتر
زیستن مستقل از اکسیژن
فصل ۶- از انرژی به ماده
فتوسنتز: تبدیل انرژی نور به انرژی شیمیایی
واکنشهای فتوسنتزی
فتوسنتز در شرایط دشوار
فصل ۷- فناوریهای نوین زیستی
زیست فناوری و مهندسی ژنتیک
فناوری مهندسی پروتئین و بافت
کاربردهای زیست فناوری
فصل ۸- رفتارهای جانوران
اساس رفتار
انتخاب طبیعی و رفتار
ارتباط و زندگی گروهی
در ادامه شرکت کنید:
در ادامه شرکت کنید:
در ادامه شرکت کنید: