ای که با نامت جهان آغاز شد***دفتر ما هم به نامت باز شد******دفتری کز نام تو زیور گرفت ***کار ان از چرخ بالاتر گرفت

آزمون زیست شناسی - چند نکته از فصل اول

آزمون زیست شناسی

سوالات تشریحی و چهارگزینه ای زیست شناسی دبیرستان و پیش دانشگاهی

×اولين اظهارنظر را در مورد چگونگي فعاليت ژن ها در سال 1909 يك پزشك انگليسي به نام "سرآرچيبالد گرو" مطرح كرد. در آن زمان ژن واژه جديدي بود كه هيچكس در مورد ماهيت شيميايي و ساختمان آن اطلاعاتي نداشت. تصور گرو براين بود كه ژنها از طريق آنزيم فعاليت مي كنند.

×بعضي از امراض ارثي در انسان موجب نقص هاي بيوشيميايي مي شوند. براي مثال بيماري آلكاپتونوريا يك نوع بيماري ارثي (از نوع اتوزومي مغلوب) است كه ادرار افراد مبتلا به اين بيماري در مجاورت هوا سياه مي شود. علت سياه شدن وجود ماده اي در ادرار به نام هموجنتيسيك اسيد است.

 

آقاي گرو پي برو كه در افراد سالم اين اسيد وجود ندارد. چون آنزيمي به نام هموجنيتسيك اسيد اكسيداز آن را تجزيه مي كند. بنابراين در افراد بيمار ژن توليد كننده آنزيم هموجنتيسيك اسيد اكسيداز داراي نقص مي باشد و آنزيم موردنظر توليد نخواهد شد.آقاي گرو با بررسي و مشاهدات خود توانست انديشه هاي اوليه نظريه يك ژن ـ يك آنزيم را شكل دهد.

×نظريه يك ژن ـ يك آنزيم: هر ژن از طريق توليد يك آنزيم تأثير خود راعمل مي كند.

×آزمايشهايي را كه منجر به تأئيد و ارائه نظريه يك ژن ـ يك آنزيم شد دو دانشمند به نام هاي جورج بيدل و ادوارد تيتوم انجام دادند. تا زمان بيدل وتيتوم بيشتر آزمايش ها روي صفات فنوتيپي بود . مثلاً ژنهاي كنترل كننده رنگيزه در گياهان را  پژوهشگران انگليسي تحقيق كردند.

پژوهش آنان مربوط به رنگيزه آنتوسيانين موجود در گياه پامچال بوده است. در اين گياه سه ژن، هر كدام با تأثير بر رنگيزه آنتوسيانين موجب رنگهاي متفاوت در اين گياه مي شود (قرمز، صورتي، گل سرخي) . همچنين آزمايش هاي ديگري روي ژنهاي كنترل كننده رنگ چشم در مگس سركه بوده است كه اين آزمايش ها نيز فنوتيپي بوده است.

×آقاي بيدل و تيتوم جهش هابي را بررسي كردند كه برروي ژنهاي كنترل كننده واكنش هاي مهم متابوليك از قبيل توليد ويتامين و آمينواسيد بود. اين دو محقق برروي هاگهاي كپك نوروسپورا كراسا براي بررسي عمل ژن استفاده كردند.

×كپك نوروسپورا از دسته قارچ هاي آسكوميست (فصل 11 كتاب پيش دانشگاهي) مي باشد كه داراي چرخه زندگي هاپيوئيدي است. قارچ هاي آسكوميست در چرخه توليد مثل جنسي خود 8 هاگ هاپلوئيد درون هر هاگدان (آسك) توليد مي كنند. اين قارچ چون داراي سرعت توليد مثلي بالائي است در مطالعات وراثتي انتخاب مي شود.

×كپك نوروسپورا در لوله آزمايشي حاوي نمك ها، كمي شكر و يك نوع ويتامين (بيوتين؛ يكي از ويتامين هاي خانواده B) قادر به كشت دادن مي باشد. مجموع اين مواد را محيط كشت حداقل مي نامند.آقاي بيدل وتيتوم هاگهاي اين كپك را در معرض اشعه X قرار دادند به اميد اينكه تغييراتي در توانايي اين قارچ ها در ساختن موادآلي ايجاد كنند (جهش) . آنها مشاهده كردند كه بعضي از هاگهاي پرتو ديده در محيط كشت حداقل قادر به رشد نخواهند بود، ولي چنانچه مواد غذايي اضافي از قبيل اسيدها ي آمينه و ويتامين به محيط كشت حداقل اضافه مي شد اين هاگها نيز قادر به رشد بودند. البته مي دانيم هرگونه تغيير در ماده وراثتي راجهش گويند. ولي آقاي بيدل و تيتوم از جهش و چگونگي انجام آن اطلاعي نداشتند، جهش از ديدگاه آنان يعني عدم رشد كپك نوروسپورا در محيط كشت حداقل بوده است.

اين دو محقق روشي را ابداع كردند كه در اين روش به محيط كشت حداقل انواع ويتامين ها و اسيدهاي آمينه اضافه شد و يك محيط كشت كامل(غني شده) به دست آمد. هاگهاي پرتو ديده نمي توانستند در محيط كشت حداقل رشد كنند ولي درمحيط كشت كامل قادربه رشد بودند.

بعضي مواد (ويتامين ، اسيدآمينه) + محيط كشت حداقل = محيط كشت كامل

×با انجام آزمايش هاي مختلف به تدريج معلوم شد كه عملاً هر ماده اي را كه قارچ درحالت طبيعي توسط مي سازد  تحت كنترل وراثتي است و با اشعه X و يا فرا بنفش مي توان ژنها را طوري تغيير داد كه قادر به عمل نباشند.

 

آقاي بيدل و تيتوم با روش مشابهي با روش فوق تأثير جهش را درسنتز اسيدآمينه نيز پيدا كردند. جهش هاي متعددي در نوروسپورا كشف شد. گروهي از اين جهش يافته ها براي رشد نياز به آمينواسيد آرژينين داشتند. مسير بيوسنتزي براي ساخت اسيد آمينه آرژينين به قرار زير است:

 

 

                               ژن۳                        ژن۲                        ژن۱

پیش ماده X                             آرژینین         <-----    سیترولین        <----      اورنیتین        <------     

     

×پيش ماده X مربوط به محيط كشت حداقل مي باشد.

×آقاي بيدل و تيتوم مشاهده كردند كه جهش يافته هاي نيازمند به آرژينين سه دسته اند:

×در  جدول زير سه نوع جهش يافته و دليل عدم رشد در محيط حداقل را مشاهده مي كنيد.

 

جهش یافته

                       امکان رشد

دليل عدم رشد در محيط كشت حداقل

اول

محيط كشت حداقل + اورنيتين ،‌سيترولين يا آرژينين

نقص ژن 1

دوم

محيط كشت حداقل + سيترولين يا آرژينين

نقص ژن 2

سوم

محيط كشت حداقل + آرژينين

نقص ژن 3

×همانطور كه درجدول مشخص است در جهش يافته هاي اول ژن 1 نقص دارد. با نقص ژن 1 آنزيم 1 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 1 پيش ماده (X) به محصول (اورني تين) تبديل نخواهد شد و در صورت فعال بودن آنزيم 2 و 3 ستيرولين وآرژينين نيز توليد نمي شود.

×در جهش يافته دوم ژن 2 نقص دارد. با نقص ژن 2 آنزيم 2 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 2 اورنيتين به سيترولين تبديل نخواهد شد و درصورت فعال بودن آنزيم 3 آرژينين نيز توليد نمي شود.

×در جهش يافته سوم ژن 3 نقص دارد. با نقص ژن 3 آنزيم 3 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 3 ، سيترولين به آرژينين تبديل نخواهد شد و آرژينين توليد نمي شود.

[ ] [ ] [ محمدرضا میرزایی ]

[ ]