الخلاصة - كتاب الأحياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: الفكرة الرئيسة لخص تجارب جريفيث وأفري التي أشارت إلى أن جزيء DNA هو المادة الوراثية.

الإجابة: س 1: جريفيث: اكتشف التحول الوراثي. أفري: أثبت أن DNA هو العامل المحول وليس البروتين.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، نتذكر أن العلماء جريفيث وأفري أجريا تجارب مهمة لتحديد المادة الوراثية. تجارب جريفيث أظهرت ظاهرة التحول الوراثي في البكتيريا، حيث تحولت بكتيريا غير ممرضة إلى ممرضة عند تعرضها لمادة من بكتيريا ممرضة مقتولة. هذا أشار إلى وجود عامل محول. لاحقاً، أفري وفريقه استخلصوا هذا العامل المحول واختبروا مكوناته، فوجدوا أن إنزيمات تحطيم البروتين لم تمنع التحول، بينما إنزيمات تحطيم DNA منعته. هذا دليل قوي على أن DNA هو المادة الوراثية وليس البروتين. إذن الإجابة هي: **جريفيث اكتشف التحول الوراثي، وأفري أثبت أن DNA هو العامل المحول وليس البروتين.**

سؤال 2: صف البيانات التي استعملها واطسون وكريك في تحديد تركيب جزيء DNA.

الإجابة: س 2: اعتمدوا على: 1. حيود الأشعة السينية. 2. قاعدة تشارجاف (A=T, C=G). 3. كيمياء النيوكليوتيدات.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** واطسون وكريك استعملا بيانات من أبحاث علماء آخرين لبناء نموذجهم لتركيب DNA. **الخطوة 2 (التطبيق):** البيانات الرئيسية التي اعتمدا عليها هي: 1. صور حيود الأشعة السينية التي أخذتها روزاليند فرانكلين، والتي أظهرت أن DNA له شكل حلزوني. 2. قاعدة تشارجاف التي تنص على أن كمية الأدينين تساوي الثايمين، والجوانين يساوي السيتوزين (A=T, C=G). 3. معلومات كيميائية عن النيوكليوتيدات (السكر، الفوسفات، القواعد النيتروجينية). **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن الإجابة هي: **اعتمدوا على حيود الأشعة السينية، قاعدة تشارجاف (A=T, C=G)، وكيمياء النيوكليوتيدات.**

سؤال 3: ارسم وعنون الأجزاء في قطعة DNA، مبيناً الشكل الحلزوني لهذا الجزيء، وارتباط القواعد النيتروجينية المتتممة.

الإجابة: س 3: رسم DNA: حلزون مزدوج، سلسلتان متعاكستان، هيكل سكر - فوسفات، قواعد (A-T, C-G) بروابط هيدروجينية.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لرسم قطعة DNA، نبدأ بتخيل شكل حلزوني مزدوج، مثل سلم ملتف. يتكون من سلسلتين متعاكستين في الاتجاه (5' إلى 3' والعكس). الهيكل الرئيسي هو سلسلة من السكر (ديوكسيريبوز) والفوسفات تتناوب لتشكل العمود الفقري. القواعد النيتروجينية (A, T, C, G) تتصل بالسكر وتتقابل في المنتصف، حيث يرتبط الأدينين (A) مع الثايمين (T) برابطتين هيدروجينيتين، والجوانين (G) مع السيتوزين (C) بثلاث روابط هيدروجينية. هذا الارتباط المتتمم (A-T و C-G) هو أساس بنية DNA. إذن الإجابة هي: **رسم DNA: حلزون مزدوج، سلسلتان متعاكستان، هيكل سكر-فوسفات، قواعد (A-T, C-G) بروابط هيدروجينية.**

سؤال 4: صف تركيب الكروموسومات في المخلوقات الحية الحقيقية النوى.

الإجابة: س 4: يلتف DNA حول الهستونات (نيوكليوسوم) ثم يتجمع لألياف كروماتينية ثم كروماتين ثم كروموسوم.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** في المخلوقات الحية حقيقية النوى، DNA طويل جداً ويحتاج إلى تنظيم داخل النواة. **الخطوة 2 (التطبيق):** يلتف DNA حول بروتينات تسمى الهستونات لتشكل وحدات تسمى النيوكليوسومات. هذه النيوكليوسومات تتجمع لتشكل أليافاً كروماتينية، ثم تتكثف أكثر لتشكل الكروماتين، وأخيراً أثناء انقسام الخلية، يلتف الكروماتين بشكل محكم ليشكل الكروموسومات المرئية. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن الإجابة هي: **يلتف DNA حول الهستونات (نيوكليوسوم) ثم يتجمع لألياف كروماتينية ثم كروماتين ثم كروموسوم.**

سؤال 5: صف خاصيتين يحتاج إليهما جزيء DNA لكي يؤدي دوره بوصفه مادة الوراثة.

الإجابة: س 5: 1. تخزين المعلومات الوراثية (تتابع القواعد). 2. القدرة على التضاعف بدقة.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لكي يكون DNA مادة وراثية فعالة، يجب أن يتمتع بخصائص أساسية. أولاً، يحتاج إلى قدرة على تخزين المعلومات الوراثية، وهذا يتحقق من خلال تتابع القواعد النيتروجينية (A, T, C, G) الذي يشكل الشفرة الوراثية. ثانياً، يحتاج إلى قدرة على التضاعف بدقة أثناء انقسام الخلية، بحيث تنتقل المعلومات إلى الخلايا الجديدة دون أخطاء، مما يضمن استمرارية الصفات الوراثية. إذن الإجابة هي: **1. تخزين المعلومات الوراثية (تتابع القواعد). 2. القدرة على التضاعف بدقة.**

سؤال 6: قوّم قرار هيرشي وتشبس باستعمال الفوسفور والكبريت المشعين في تجاربهما. وهل كان يمكن استخدام الكربون أو الأكسجين كبديلين؟ ولماذا؟

الإجابة: س 6: قرار صحيح؛ لأن DNA يحوي فوسفوراً ولا يحوي كبريتاً، والعكس في البروتين، مما ميز المادة الوراثية.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** هيرشي وتشبس استعملا الفوسفور والكبريت المشعين في تجاربهما على الفيروسات (العاثيات) لتمييز DNA عن البروتين. **الخطوة 2 (التطبيق):** كان القرار صحيحاً لأن DNA يحتوي على الفوسفور في مجموعة الفوسفات ولا يحتوي على الكبريت، بينما البروتينات تحتوي على الكبريت (في أحماض أمينية مثل السيستئين) ولا تحتوي على الفوسفور عادة. هذا سمح لهم بتتبع DNA و البروتين بشكل منفصل. **الخطوة 3 (النتيجة):** لم يكن يمكن استخدام الكربون أو الأكسجين كبديلين لأنهما موجودان في كل من DNA والبروتين، لذا لن يميزا بينهما. إذن الإجابة هي: **قرار صحيح؛ لأن DNA يحوي فوسفوراً ولا يحوي كبريتاً، والعكس في البروتين، مما ميز المادة الوراثية.**

ما الفكرة الرئيسة التي استنتجها العلماء من تجارب جريفيث وأفري حول المادة الوراثية؟

• أ) جريفيث وأفري أثبتا معاً أن البروتين هو المادة الوراثية.
• ب) جريفيث اكتشف التحول الوراثي، وأفري أثبت أن DNA هو العامل المحول وليس البروتين.
• ج) كلاهما استنتج أن الفيروسات هي التي تحمل المادة الوراثية.
• د) جريفيث أثبت أن RNA هو المادة الوراثية، وأفري أكد ذلك.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: جريفيث اكتشف التحول الوراثي، وأفري أثبت أن DNA هو العامل المحول وليس البروتين.

الشرح: 1. جريفيث استخدم بكتيريا ممرضة وغير ممرضة، ولاحظ تحول البكتيريا غير الممرضة إلى ممرضة عند تعرضها لمادة من بكتيريا مقتولة، مما يشير إلى وجود عامل محول. 2. أفري استخلص هذا العامل واختبره، فوجد أن الإنزيمات التي تحطم DNA تمنع التحول، بينما إنزيمات تحطيم البروتين لا تمنعه. 3. النتيجة: DNA هو المادة الوراثية.

تلميح: فكر في نوع الكائنات المستخدمة في التجارب والنتيجة التي أثبتت هوية العامل المحول.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما قاعدة تشارجاف التي ساعدت واطسون وكريك في بناء نموذج DNA؟

• أ) كمية الأدينين تساوي كمية السيتوزين، وكمية الجوانين تساوي كمية الثايمين.
• ب) كمية السيتوزين تساوي كمية الثايمين، وكمية الجوانين تساوي كمية الأدينين.
• ج) في جزيء DNA، كمية السيتوزين تساوي كمية الجوانين، وكمية الثايمين تساوي كمية الأدينين.
• د) نسبة القواعد النيتروجينية تختلف باختلاف نوع الكائن الحي.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: في جزيء DNA، كمية السيتوزين تساوي كمية الجوانين، وكمية الثايمين تساوي كمية الأدينين.

الشرح: 1. قاعدة تشارجاف هي ملاحظة كيميائية مهمة عن نسب القواعد في DNA. 2. تنص على أن كمية الأدينين (A) تساوي دائماً كمية الثايمين (T). 3. وتنص أيضاً على أن كمية الجوانين (G) تساوي دائماً كمية السيتوزين (C). 4. هذه القاعدة (A=T, C=G) أشارت إلى التكامل بين القواعد وساعدت في فهم التركيب الحلزوني المزدوج.

تلميح: تتعلق القاعدة بالكميات المتساوية لأزواج محددة من القواعد النيتروجينية.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما الخاصيتان الأساسيتان اللتان يجب أن يتمتع بهما جزيء DNA ليكون مادة وراثية فعالة؟

• أ) 1. أن يكون أحادي السلسلة. 2. أن يحتوي على اليوراسيل بدلاً من الثايمين.
• ب) 1. أن يكون قابلاً للذوبان في الماء. 2. أن يكون قصيراً جداً.
• ج) 1. تخزين المعلومات الوراثية (تتابع القواعد). 2. القدرة على التضاعف بدقة.
• د) 1. التفاعل مع جميع أنواع الإنزيمات. 2. التغير السريع في تركيبه.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 1. تخزين المعلومات الوراثية (تتابع القواعد). 2. القدرة على التضاعف بدقة.

الشرح: 1. الوظيفة الأولى: تخزين المعلومات. يتم ذلك من خلال تسلسل القواعد النيتروجينية (A, T, C, G) الذي يشكل الشفرة الوراثية لجميع الصفات. 2. الوظيفة الثانية: التضاعف. يجب أن يتمكن DNA من نسخ نفسه بدقة عالية أثناء انقسام الخلية لضمان انتقال المعلومات إلى الخلايا الجديدة دون أخطاء. 3. بدون هاتين الخاصيتين، لا يمكن لـ DNA أن يؤدي دوره كمادة وراثية.

تلميح: فكر في الوظيفتين الرئيسيتين للمادة الوراثية: حفظ المعلومات ونقلها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

لماذا كان قرار هيرشي وتشبس باستخدام الفوسفور والكبريت المشعين في تجاربهما قراراً صحيحاً؟

• أ) لأن الفوسفور والكبريت هما أكثر العناصر وفرة في الخلية.
• ب) لأن DNA يحوي فوسفوراً ولا يحوي كبريتاً، والعكس في البروتين، مما ميز المادة الوراثية.
• ج) لأن الكربون والأكسجين كانا نادرين في تلك الفترة.
• د) لأن الفوسفور والكبريت سهلان التتبع دون الحاجة إلى الإشعاع.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن DNA يحوي فوسفوراً ولا يحوي كبريتاً، والعكس في البروتين، مما ميز المادة الوراثية.

الشرح: 1. الهدف: تمييز DNA عن البروتين في الفيروس (العاثية) لتحديد المادة الوراثية. 2. الحقيقة الكيميائية: DNA يحتوي على الفوسفور (في مجموعة الفوسفات) ولا يحتوي على الكبريت. 3. الحقيقة الكيميائية: البروتينات تحتوي على الكبريت (في أحماض أمينية مثل السيستئين) ولا تحتوي عادة على الفوسفور. 4. النتيجة: بتتبع الفوسفور المشع، تتبعوا DNA. وبتتبع الكبريت المشع، تتبعوا البروتين. كانت النتيجة أن DNA دخل الخلية، مما يثبت أنه المادة الوراثية.

تلميح: فكر في المكونات الكيميائية الفريدة لكل من DNA والبروتين.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

ما التسلسل الصحيح لتكثيف وتغليف DNA لتكوين الكروموسوم في الخلايا حقيقية النوى؟

• أ) كروموسوم → كروماتين → ألياف كروماتينية → نيوكليوسوم → DNA.
• ب) يلتف DNA حول الهستونات (نيوكليوسوم) ثم يتجمع لألياف كروماتينية ثم كروماتين ثم كروموسوم.
• ج) DNA → كروماتين → نيوكليوسوم → ألياف كروماتينية → كروموسوم.
• د) يلتف DNA مباشرة ليشكل الكروموسوم دون حاجة إلى هياكل وسيطة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يلتف DNA حول الهستونات (نيوكليوسوم) ثم يتجمع لألياف كروماتينية ثم كروماتين ثم كروموسوم.

الشرح: 1. المستوى الأول: يلتف شريط DNA المزدوج حول بروتينات الهستونات لتشكيل وحدات تسمى النيوكليوسومات. 2. المستوى الثاني: تتجمع النيوكليوسومات معاً لتشكل أليافاً كروماتينية. 3. المستوى الثالث: تتكثف الألياف الكروماتينية لتشكل مادة الكروماتين، وهي الصورة غير المكثفة للكروموسومات. 4. المستوى الرابع: أثناء انقسام الخلية، يلتف الكروماتين بشكل محكم جداً ليشكل الكروموسومات المرئية تحت المجهر.

تلميح: ابدأ بأصغر وحدة (DNA) وانتهي بالتركيب المرئي أثناء الانقسام.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما الخاصيتان الأساسيتان اللتان يحتاجهما جزيء DNA لأداء دوره كمادة وراثية؟

• أ) 1. الذوبان في الماء. 2. التفاعل مع الإنزيمات.
• ب) 1. تخزين المعلومات الوراثية (تتابع القواعد). 2. القدرة على التضاعف بدقة.
• ج) 1. الحصول على طاقة. 2. التحكم في درجة حرارة الخلية.
• د) 1. تكوين روابط هيدروجينية. 2. التفاعل مع الريبوسومات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 1. تخزين المعلومات الوراثية (تتابع القواعد). 2. القدرة على التضاعف بدقة.

الشرح: 1. الوظيفة الأساسية الأولى: تخزين الشفرة الوراثية. يتم ذلك من خلال تتابع القواعد النيتروجينية (A, T, C, G) الذي يشكل المعلومات. 2. الوظيفة الأساسية الثانية: تضاعف دقيق. يجب أن يتمكن DNA من نسخ نفسه بدقة عالية أثناء انقسام الخلية لضمان انتقال المعلومات إلى الخلايا الجديدة. 3. بدون هاتين الخاصيتين، لا يمكن للصفات الوراثية أن تنتقل أو تستمر.

تلميح: فكر في الوظيفتين الرئيسيتين للمادة الوراثية: حفظ المعلومات ونقلها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف يتم تنظيم وتكثيف جزيء DNA الطويل داخل نواة الخلية الحقيقية النواة لتكوين الكروموسوم؟

• أ) يتحد DNA مع RNA مباشرة ليشكل خيوطاً طويلة تتجمع لتكون الكروموسوم.
• ب) يلتف DNA حول بروتينات الهستونات مكوناً النيوكليوسومات، ثم تتجمع النيوكليوسومات لتشكل أليافاً كروماتينية، ثم تتكثف لتشكل الكروماتين، وأخيراً يلتف الكروماتين بشكل محكم ليشكل الكروموسوم المرئي أثناء الانقسام.
• ج) ينقسم جزيء DNA الطويل إلى قطع قصيرة، وكل قطعة تلتف على نفسها لتشكل كروموسوماً منفصلاً.
• د) يتفكك DNA إلى نيوكليوتيدات منفردة، ثم يعاد تجميعها في شكل كروموسومات عند الحاجة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يلتف DNA حول بروتينات الهستونات مكوناً النيوكليوسومات، ثم تتجمع النيوكليوسومات لتشكل أليافاً كروماتينية، ثم تتكثف لتشكل الكروماتين، وأخيراً يلتف الكروماتين بشكل محكم ليشكل الكروموسوم المرئي أثناء الانقسام.

الشرح: 1. الخطوة الأولى: يتفاعل DNA مع بروتينات أساسية تسمى الهستونات، فيلتف حولها مشكلاً حبات خرز تسمى النيوكليوسومات. 2. الخطوة الثانية: تتجمع النيوكليوسومات معاً لتشكل أليافاً كروماتينية (خيطاً رفيعاً). 3. الخطوة الثالثة: تترتب الألياف الكروماتينية لتشكل الكروماتين، وهو الشكل غير المكثف للحمض النووي خلال الطور البيني. 4. الخطوة الرابعة: أثناء انقسام الخلية، يلتف الكروماتين ويلتف على نفسه بشكل محكم جداً ليشكل الكروموسومات القصيرة والسميكة التي يمكن رؤيتها تحت المجهر.

تلميح: ابدأ بأصغر وحدة تنظيمية (DNA ملتف حول بروتينات) وانتهي بالتركيب الأكثر تكثيفاً.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط