التقويم 3-10 - كتاب الأحياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال س1: الفكرة الرئيسة لخص العملية التي تستعمل فيها شفرة DNA في تصنيع بروتين.

الإجابة: س1: تُستخدم شفرة الـ DNA لتصنيع البروتين عبر مرحلتين: النسخ (بناء mRNA) والترجمة (بناء سلسلة عديد الببتيد في الريبوسوم).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** الفكرة الرئيسية هنا هي فهم العملية التي تبدأ بالشفرة الوراثية المخزنة في الحمض النووي (DNA) وتنتهي بتكوين البروتين. هذه العملية تسمى "التعبير الجيني" وتتضمن مرحلتين أساسيتين. المرحلة الأولى هي النسخ، حيث تُنسخ شفرة جزء معين من الـ DNA (الجين) إلى جزيء رسول يسمى mRNA. المرحلة الثانية هي الترجمة، حيث تُقرأ شفرة الـ mRNA في الريبوسوم ويتم بناء سلسلة من الأحماض الأمينية (عديد الببتيد) لتكوين البروتين. إذن الإجابة هي: **تُستخدم شفرة الـ DNA لتصنيع البروتين عبر مرحلتين: النسخ (بناء mRNA) والترجمة (بناء سلسلة عديد الببتيد في الريبوسوم).**

سؤال س2: صف وظيفة كل مما يأتي في تصنيع البروتين: tRNA، و mRNA، و rRNA.

الإجابة: س2: - rRNA: يُكوّن الريبوسوم. - mRNA: ينقل الشفرة. - tRNA: ينقل الأحماض الأمينية.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** في عملية تصنيع البروتين، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الحمض النووي الريبوزي (RNA) لكل منها دور محدد. **الخطوة 2 (التطبيق):** - الـ rRNA: هذا النوع هو المكون الرئيسي للريبوسوم، وهو الهيكل أو "المصنع" الذي تحدث فيه عملية الترجمة لبناء البروتين. - الـ mRNA: هذا الجزيء يحمل الشفرة الوراثية (نسخة من الجين) من النواة إلى الريبوسوم ليتم قراءتها. - الـ tRNA: هذا الجزيء له دور الناقل؛ حيث يرتبط بحمض أميني محدد من جهة، ومن الجهة الأخرى يحمل تسلسلًا مكملًا (الكودون المضاد) لشفرة الـ mRNA، مما يسمح بوضع الحمض الأميني في مكانه الصحيح في سلسلة البروتين. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن وظيفة كل منها هي: **- rRNA: يُكوّن الريبوسوم. - mRNA: ينقل الشفرة. - tRNA: ينقل الأحماض الأمينية.**

سؤال س3: فرّق بين الكودونات والكودونات المضادة.

الإجابة: س3: - الكودون: ثلاثية قواعد على mRNA. - الكودون المضاد: ثلاثية مكملة على tRNA.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** للفرق بين الكودونات والكودونات المضادة، نركز على موقع كل منهما ووظيفته في عملية الترجمة. الكودون هو تسلسل مكون من ثلاث قواعد نيتروجينية (مثل AUG أو UUU) موجود على جزيء الـ mRNA. هذا التسلسل يمثل شفرة لحمض أميني محدد أو إشارة بدء أو توقف. أما الكودون المضاد، فهو تسلسل مكون من ثلاث قواعد نيتروجينية أيضًا، ولكنه موجود على جزيء الـ tRNA. هذا التسلسل مكمل تمامًا للكودون الموجود على الـ mRNA (مثل إذا كان الكودون هو AUG، فالكودون المضاد هو UAC). وظيفة الكودون المضاد هي الارتباط التكميلي مع الكودون على الـ mRNA لضمان وضع الحمض الأميني الصحيح في مكانه. إذن الإجابة هي: **- الكودون: ثلاثية قواعد على mRNA. - الكودون المضاد: ثلاثية مكملة على tRNA.**

سؤال س4: وضّح دور إنزيم بلمرة RNA في بناء mRNA.

الإجابة: س4: يرتبط إنزيم بلمرة RNA ببداية الجين، ويفك اللولب، ثم يبني شريط mRNA بإضافة النيوكليوتيدات المكملة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** إنزيم بلمرة RNA هو الإنزيم المسؤول عن عملية النسخ، حيث يصنع جزيء mRNA من قالب DNA. **الخطوة 2 (التطبيق):** يقوم هذا الإنزيم بعدة خطوات: 1. يرتبط بمنطقة محددة على الـ DNA تسمى محفز الجين. 2. يفك اللولب المزدوج للـ DNA لفصل الشريطين مؤقتًا. 3. يقرأ تسلسل القواعد على الشريط القالب للـ DNA. 4. يبني شريط الـ mRNA بإضافة نيوكليوتيدات الـ RNA المكملة لتسلسل القواعد على الشريط القالب (مثل إذا كانت القاعدة على DNA هي A، يضيف U على mRNA). **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن دور إنزيم بلمرة RNA في بناء mRNA هو: **يرتبط إنزيم بلمرة RNA ببداية الجين، ويفك اللولب، ثم يبني شريط mRNA بإضافة النيوكليوتيدات المكملة.**

سؤال س5: الرياضيات في علم الأحياء إذا كانت الشفرة الوراثية التي تمثل الحمض الأميني تتكون من أربع قواعد بدلاً من ثلاث، فما عدد الكودونات التي يمكن الحصول عليها؟

الإجابة: س5: عدد الكودونات = $4^4 = 256$ كودوناً.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - عدد أنواع القواعد النيتروجينية في الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تشكل الكودون: 4 قواعد (A, U, C, G). - طول الكودون في هذا السؤال الافتراضي: 4 قواعد (بدلاً من 3 قواعد في الواقع). **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم مبدأ العد الأساسي. إذا كان لكل موضع في الكودون 4 احتمالات (أي 4 قواعد مختلفة يمكن أن تشغله)، وعدد المواضع هو 4، فإن العدد الإجمالي للكودونات الممكنة يُحسب بالضرب المتكرر أو باستخدام الأس: $$\text{عدد الكودونات} = (\text{عدد القواعد})^{\text{طول الكودون}}$$ **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض: $$\text{عدد الكودونات} = 4^4 = 4 \times 4 \times 4 \times 4 = 256$$ **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن عدد الكودونات التي يمكن الحصول عليها هو: **256 كودوناً**.

لخص العملية التي تستعمل فيها شفرة DNA في تصنيع بروتين.

• أ) تُستخدم شفرة الـ DNA لتصنيع البروتين عبر مرحلتين: النسخ (بناء mRNA) والترجمة (بناء سلسلة عديد الببتيد في الريبوسوم).
• ب) تُستخدم شفرة الـ DNA لتصنيع البروتين عبر مرحلة واحدة هي الترجمة المباشرة في النواة.
• ج) تُستخدم شفرة الـ DNA لتصنيع البروتين عبر عملية النسخ العكسي من mRNA إلى DNA ثم الترجمة.
• د) تُستخدم شفرة الـ DNA لتصنيع البروتين عبر تفكيك الريبوسوم ثم إعادة تجميع الأحماض الأمينية.

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: تُستخدم شفرة الـ DNA لتصنيع البروتين عبر مرحلتين: النسخ (بناء mRNA) والترجمة (بناء سلسلة عديد الببتيد في الريبوسوم).

الشرح: ١. النسخ: يتم نسخ شفرة جزء من الـ DNA (الجين) إلى جزيء mRNA في النواة. ٢. الترجمة: ينتقل mRNA إلى الريبوسوم، حيث تُقرأ شفرته ويتم بناء سلسلة عديد الببتيد (البروتين) عن طريق ربط الأحماض الأمينية المنقولة بواسطة tRNA.

تلميح: تذكر أن العملية تتضمن تحويل الشفرة من شكل إلى آخر عبر خطوات محددة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

صف وظيفة كل مما يأتي في تصنيع البروتين: tRNA، و mRNA.

• أ) - mRNA: يُكوّن الريبوسوم. - tRNA: ينقل الشفرة الوراثية.
• ب) - mRNA: ينقل الشفرة الوراثية من النواة إلى الريبوسوم. - tRNA: ينقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسوم ويربطها في السلسلة الببتيدية.
• ج) - mRNA: يحفز تفاعلات الربط الببتيدي. - tRNA: يحمل عوامل الإطلاق.
• د) - mRNA: يزيل الإنترونات. - tRNA: يُكوّن جزيء الـ DNA.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: - mRNA: ينقل الشفرة الوراثية من النواة إلى الريبوسوم. - tRNA: ينقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسوم ويربطها في السلسلة الببتيدية.

الشرح: ١. mRNA (الرسول): يحمل نسخة من الشفرة الوراثية (الجين) من الـ DNA في النواة إلى الريبوسوم في السيتوبلازم ليتم قراءتها. ٢. tRNA (الناقل): يرتبط بحمض أميني محدد من جهة، ومن الجهة الأخرى يحمل كودوناً مضاداً مكملاً لكودون الـ mRNA، مما يسمح بوضع الحمض الأميني في مكانه الصحيح في سلسلة البروتين الناشئة.

تلميح: فكر في دور كل نوع من الـ RNA كناقل لمكون مختلف في عملية الترجمة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

فرق بين الكودونات والكودونات المضادة.

• أ) - الكودون: ثلاثية قواعد على tRNA. - الكودون المضاد: ثلاثية قواعد على mRNA.
• ب) - الكودون: ثلاثية قواعد نيتروجينية على جزيء mRNA، تمثل شفرة لحمض أميني محدد. - الكودون المضاد: ثلاثية قواعد نيتروجينية مكملة على جزيء tRNA، ترتبط بالكودون على mRNA.
• ج) - الكودون: إنزيم يبني سلسلة البروتين. - الكودون المضاد: بروتين يفكك الريبوسوم.
• د) - الكودون: تسلسل في الـ DNA. - الكودون المضاد: تسلسل في الـ rRNA.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: - الكودون: ثلاثية قواعد نيتروجينية على جزيء mRNA، تمثل شفرة لحمض أميني محدد. - الكودون المضاد: ثلاثية قواعد نيتروجينية مكملة على جزيء tRNA، ترتبط بالكودون على mRNA.

الشرح: ١. الموقع: الكودون موجود على mRNA، بينما الكودون المضاد موجود على tRNA. ٢. الوظيفة: الكودون يمثل شفرة لحمض أميني أو إشارة بدء/توقف. الكودون المضاد يرتبط تكميلياً بالكودون لضمان إدخال الحمض الأميني الصحيح. ٣. العلاقة: الكودون المضاد مكمل للكودون (مثل AUG على mRNA يقابله UAC على tRNA).

تلميح: ركز على موقع كل منهما (أي جزيء RNA يوجد عليه) ووظيفته في عملية الترجمة.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: سهل

وضّح دور إنزيم بوليمرة RNA في بناء mRNA.

• أ) يربط الأحماض الأمينية معاً في الريبوسوم لبناء البروتين.
• ب) يفكك جزيء mRNA القديم بعد انتهاء الترجمة.
• ج) يرتبط إنزيم بوليمرة RNA ببداية الجين (المحفز)، ويفك اللولب المزدوج للـ DNA، ثم يبني شريط mRNA بإضافة النيوكليوتيدات المكملة للشريط القالب من الـ DNA.
• د) يضيف ذيل عديد الأدينين وغلاف إلى mRNA في النواة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: يرتبط إنزيم بوليمرة RNA ببداية الجين (المحفز)، ويفك اللولب المزدوج للـ DNA، ثم يبني شريط mRNA بإضافة النيوكليوتيدات المكملة للشريط القالب من الـ DNA.

الشرح: ١. الارتباط: يرتبط الإنزيم بمنطقة محددة على الـ DNA تسمى محفز الجين. ٢. فك اللولب: يفك التواء اللولب المزدوج للـ DNA لفصل الشريطين. ٣. البناء: يقرأ تسلسل القواعد على الشريط القالب للـ DNA ويبني شريط mRNA بإضافة نيوكليوتيدات RNA مكملة (A يضيف U، T يضيف A، C يضيف G، G يضيف C).

تلميح: تذكر أن هذا الإنزيم مسؤول عن مرحلة النسخ، حيث يصنع نسخة RNA من قالب DNA.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

الرياضيات في علم الأحياء: إذا كانت الشفرة الوراثية التي تمثل الحمض الأميني تتكون من أربع قواعد بدلاً من ثلاث، فما عدد الكودونات التي يمكن الحصول عليها؟ (عدد أنواع القواعد = 4)

• أ) 64 كودوناً (حساب 4^3)
• ب) 256 كودوناً
• ج) 16 كودوناً (حساب 4^2)
• د) 1024 كودوناً (حساب 4^5)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 256 كودوناً

الشرح: ١. المعطيات: عدد أنواع القواعد = 4 (A, U, C, G). طول الكودون الافتراضي = 4 قواعد. ٢. القانون: عدد الكودونات الممكنة = (عدد القواعد)^(طول الكودون). ٣. الحساب: 4^4 = 4 × 4 × 4 × 4 = 256. ٤. النتيجة: يمكن الحصول على 256 كودوناً مختلفاً.

تلميح: استخدم قانون الاحتمالات: عدد الكودونات = (عدد القواعد)^(طول الكودون).

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل