گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم [آموزش و تدریس ویدیویی]

گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم را با آموزش و تدریس ویدیویی و توضیح به بهترین شکل یاد بگیرید. تدریس به‌روز این گفتار همراه با آموزش ویدیویی «دکتر الهه بنام» را در سایت بایوبنام، رایگان ببینید.

تغییر در ماده وراثتی جانداران، به روش‌های گوناگونی ممکن است اتفاق بیفتد. نوبت آن است که به آموزش اولین گفتار از چهارمین فصل زیست 12 بپردازیم.

در ابتدا، ویدیوی آموزشی این بخش را مشاهده می‌کنیم.

فیلم تدریس گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم

آموزش ویدیویی بخشی از «گفتار اول فصل چهارم زیست دوازدهم» را در پایین قرار داده‌ایم. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

در ابتدا با جهش و انواع آن آشنا شده و یاد می‌گیریم که در دو گروه جهش‌های کوچک و بزرگ می‌توان آن را بررسی کرد. پیامدهای جهش و علت جهش دو موضوع بعدی است که به آنها خواهیم پرداخت.

بیشتر بدانید: آموزش فصل چهار زیست دوازدهم

تغییر در ماده وراثتی جانداران؛ گفتار اول فصل چهارم زیست دوازدهم

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 سوالات پاسخ خواهیم داد/

جهش

در فصل 2 با کم‌خونی ناشی از گویچه‌های قرمز داسی شکل آشنا شدیم. 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.

شگفتا که تغییر در یک نوکلئوتید از میلیون‌ها نوکلئوتید انسان، می‌تواند پیامدی این‌چنین وخیم را به دنبال داشته باشد.

به تغییر ماندگار در نوکلئوتیدهای ماده وراثتی، جهش می‌گویند. در ادامه گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم قرار است با انواع جهش آشنا شویم.

انواع جهش

در مثال بالا دیدیم که جهش در یک نوکلئوتید رخ داده است، اما جهش می‌تواند در اندازه بسیار وسیع‌تری هم رخ دهد. گاهی جهش آن‌قدر وسیع است که حتی ساختار یا تعداد فام‌تن را تغییر می‌دهد.

بر همین اساس، جهش‌ها را به دو گروه کوچک و بزرگ تقسیم می‌کنند.

جهش های کوچک

این جهش‌ها یک یا چند نوکلئوتید را در برمی‌گیرند. انواع جهش‌های کوجک شامل اضافه، جانشینی و حذف می‌شوند و در شکل پایین می‌توانید مشاهده‌شان کنید.

جهش دگرمعنا

مثال یاخته‌های داسی شکل، نمونه‌ای از جهش کوچک است. در اینجا یک نوکلئوتید، جانشین نوکلئوتید دیگری شده است. این نوع جهش را جانشینی می‌نامند. از آن‌جایی که این جهش سبب تغییر در نوع آمینواسید در زنجیره پلی‌پپتیدی شده است؛ این نوع جهش جانشینی را جهش دگرمعنا می‌نامند.

به علت وجود رابطه مکملی بین بازها، تغییر در یک نوکلئوتید از یک رشته دنا، نوکلئوتید مقابل آن را در رشته دیگر تغییر می‌دهد. به همین علت، جانشینی در یک نوکلئوتید به جانشینی در یک جفت نوکلئوتید منجر می‌شود.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار دو فصل چهار زیست دوازدهم

جهش خاموش

جهش جانشینی همیشه باعث تغییر در توالی آمینواسیدها نمی‌شود! گاهی جهش، رمز یک آمینواسید را به رمز دیگری برای همان آمینواسید تبدیل می‌کند. این نوع جهش، تاثیری بر توالی آمینواسیدها نخواهد گذاشت. از این‌رو، به چنین جهشی، جهش خاموش می‌گویند.

جهش بی معنا گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم

این امکان وجود دارد که جهش جانشینی رمز یک آمینواسید را به رمز پایان ترجمه تبدیل کند. در این صورت، پلی‌پپتید حاصل از آن، کوتاه خواهد شد. به این جهش، جهش بی معنا می‌گویند.

جهش های اضافه و حذف

جهش‌های اضافه و حذف، انواع دیگر جهش‌های کوچک‌اند. در این جهش‌ها به ترتیب یک یا چند نوکلئوتید اضافه یا حذف می‌شود. نتیجه این جهش‌ها چیست؟

رمز دنا، به صورت دسته‌های سه‌تایی از نوکلئوتیدها خوانده می‌شود. اگر نوکلئوتیدی اضافه یا حذف شود ممکن است پیامد وخیمی داشته باشد. برای درک بهتر موضوع، به مثال پایین توجه کنید.

جمله «این سیب سرخ است» را که با کلمات سه حرفی نوشته شده است، به‌صورت زیر درنظر بگیرید:

ا ی ن/ س ی ب/ س ر خ/ ا س ت

اگر یک حرف به جایی درون این جمله اضافه شود چگونه خوانده می‌شود؟ قرار است این جمله را همچنان به صورت کلمات سه حرفی بخوانیم:

ا ی ن/ ر س ی/ ب س ر/ خ ا س/ ت

می‌بینیم که جمله معنای خود را از دست می‌دهد. جهش‌های از نوع اضافه و حذف را که باعث چنین تغییری در خواندن می‌شوند، جهش تغییر چارچوب خواندن می‌نامند. در شکل 3، تاثیر این جهش بر توالی یک پروتئین فرضی نشان داده شده است. با دقت در آن متوجه می‌شوید که جهش‌های اضافه و حذف، الزاما به تغییر چارچوب خواندن نمی‌انجامند.

فعالیت 1 صفحه 50 زیست دوازدهم

الف) در چه صورت طول یک رشته پلی‌پپتیدی ممکن است افزایش یابد؟

ب) اگر تعداد نوکلئوتیدهای اضافه یا حذف شده مضربی از سه باشد، چه پیامدی مورد انتظار است؟

جواب فعالیت 1 صفحه 50 زیست دوازدهم

بخش الف را به دو صورت می‌توان پاسخ داد:

روش اول پاسخ الف) در صورتی که جهش از نوع اضافه شدن باشد و تعداد نوکلئوتیدهای اضافه شده مضربی از 3 باشد و این نوکلئوتیدها رمز آمینواسید باشند و رمز پایان نباشد.

روش دوم پاسخ الف) در صورتی که رمز پایان به رمزی برای یک آمینواسید تبدیل شود.

برای بخش ب هم دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد:

حالت اول ب) در مورد جهش اضافه: نوکلئوتیدهای سه تایی اضافه شده در فاصله بین دو رمز قرار گرفته باشند.

پیامد: در این صورت آمینواسیدهایی مطابق با توالی رمزهای اضافه شده به زنجیره پلی‌پپتیدی اضافه می‌شوند.

در مورد جهش حذف: نوکلئوتیدهای سه تایی حذف شده باعث حذف یک یا چند رمز به صورت کامل شده باشند.

پیامد: در این صورت آمینواسیدهایی مطابق با توالی رمزهای حذف شده از زنجیره پلی‌پپتیدی حذف می‌شوند.

در کل توالی پروتئین در قبل و بعد از محل جهش، حفظ می‌شود. (تعداد آمینواسیدهای اضافه یا کم شده یک سوم تعداد نوکلئوتیدهای اضافه یا کم شده است یا تعداد نوکلئوتیدهای اضافه یا کم شده سه برابر تعداد آمینواسیدهای اضافه یا کم شده است.)

حالت دوم ب) در مورد جهش اضافه: محل نوکلئوتیدهای اضافه شده درون یک رمز باشد.

در مورد جهش حذف گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم: نوکلئوتیدهای حذف شده باعث حذف یک یا چند رمز به صورت کامل شده باشند.

در حالت دوم، پیامد حذف و اضافه این است که آمینواسیدهایی که به زنجیره اضافه یا حذف می‌شوند لزوما مطابق با توالی نوکلئوتیدهای اضافه یا حذف شده نیست!

جهش های بزرگ (ناهنجاری های فام‌تنی)

جهش ممکن است در مقیاس وسیع‌تری رخ دهد تا جایی که به ناهنجاری‌های فام‌تنی منجر شود. زیست‌شناسان با مشاهده کاریوتیپ می‌توانند از وجود چنین ناهنجاری‌هایی آگاه شوند.

در کلاس زیست یازدهم با نشانگان داون آشنا شدید. می‌دانید که مبتلایان به این بیماری یک فام‌تن 21 اضافی دارند. تغییر در تعداد فام‌تن‌ها را ناهنجاری عددی در فام‌تن‌ها می‌نامند.

نوع دیگری از ناهنجاری فام‌تنی، ناهنجاری ساختاری است. انواع این جهش‌ها را در شکل پایین مشاهده می‌کنید.

همان‌طور که می‌بینید ممکن است قسمتی از فام‌تن از دست برود که به آن حذف می‌گویند. جهش‌های فام‌تنی حذفی غالبا باعث مرگ می‌شوند.

جابه‌جایی، نوع دیگری از ناهنجاری فام‌تنی است که در آن قسمتی از یک فام‌تن به فام‌تن غیرهمتا یا حتی بخش دیگری از همان فام‌تن منتقل می‌شود.

اگر قسمتی از یک فام‌تن به فام‌تن همتا جابه‌جا شود، آن‌گاه در فام‌تن همتا، از آن قسمت دو نسخه دیده می‌شود. به این جهش، مضاعف‌شدگی می‌گویند.

نوع دیگری از ناهنجاری‌های فام‌تنی، واژگونی است. در این جهش، جهت قرارگیری قسمتی از یک فام‌تن در جای خود معکوس می‌شود.

پیامدهای جهش

تاثیر جهش به عوامل مختلفی بستگی دارد. یکی از این عوامل، محل وقوع جهش در ژنگان (ژنوم) است. ژنگان به کل محتوای ماده وراثتی می‌گویند و برابر است با مجموع محتوای ماده وراثتی هسته‌ای و سیتوپلاسمی. طبق قرارداد، ژنگان هسته‌ای را معادل مجموعه‌ای شامل یک نسخه از هر یک از انواع فام‌تن‌ها در نظر می‌گیرند. ژنگان هسته‌ای انسان شامل 22 فام‌تن غیرجنسی و فام‌تن‌های جنسی X و Y است. دنای راکیزه، ژنگان سیتوپلاسمی را در ژنگان انسان تشکیل می‌دهد.

ژن‌ها فقط بخشی از ژنگان‌اند. ممکن است جهش در توالی‌های بین ژنی رخ دهد. در این صورت بر توالی محصول ژن، اثری نخواهد گذاشت. اگر جهش درون ژن رخ دهد، آن‌گاه پیامدهای آن مختلف خواهد بود. آنزیمی را درنظر بگیرید که در ژن آن جهش جانشینی رخ داده و رمز یک آمینواسید را به آمینواسید دیگری تبدیل کرده است. آیا این جهش باعث تغییر در عملکرد آنزیم خواهد شد؟ پاسخ این سوال به محل وقوع تغییر در آنزیم بستگی دارد. اگر جهش باعث تغییر در جایگاه فعال آنزیم شود، آن‌گاه احتمال تغییر عملکرد آنزیم بسیار زیاد است. اما اگر جهش در جایی دور از جایگاه فعال رخ دهد، به‌طوری که بر آن اثری نگذارد، احتمال تغییر در عملکرد آنزیم کم یا حتی صفر است.

گاهی جهش در یکی از توالی‌های تنظیمی رخ می‌دهد، مثلا در راه‌انداز یا افزاینده. این جهش بر توالی پروتئین اثری نخواهد داشت بلکه بر «مقدار» آن تاثیر می‌گذارد. جهش در راه‌انداز، ممکن است آن را به راه‌اندازی قوی‌تر یا ضعیف‌تر تبدیل کند و با اثر بر میزان رونویسی از ژن، محصول آن را نیز بیشتر یا کمتر کند.

با ادامه گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم همراه بایوبنام باشید.

علت جهش

سازوکارهای دقیقی برای اطمینان از صحت همانندسازی دنا وجود دارد. با وجود اینها، گاهی در همانندسازی خطاهایی رخ می‌دهد که باعث جهش می‌شوند.

جهش، تخت اثر عوامل جهش‌زا هم رخ می‌دهد. عوامل جهش‌زا را می‌توان به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم کرد. پرتو فرابنفش یکی از عوامل جهش‌زای فیزیکی است. این پرتو در نور خورشید وجود دارد و باعث تشکیل پیوند بین دو تیمین مجاور هم در دنا می‌شود. به این تیمین‌ها پس از جهش، دوپار (دیمر) تیمین می‌گویند.

دوپار تیمین با ایجاد اختلال در عملکرد آنزیم دنابسپاراز، همانندسازی دنا را با مشکل مواجه می‌کند. از مواد شیمیایی جهش‌زا می‌توان به بنزوپیرن اشاره کرد که در دود سیگار وجود دارد و جهشی ایجاد می‌کند که به سرطان منجر می‌شود.

جهش ارثی یا اکتسابی است. جهش ارثی از یک یا هر دو والد به فرزند می‌رسد. این جهش در گامت‌ها وجود دارد که پس از لقاح، جهش را به تخم منتقل می‌کنند. در این صورت همه یاخته‌های حاصل از آن تخم، دارای آن جهش‌اند. جهش اکتسابی از محیط کسب می‌شود. مثلا سیگار کشیدن می‌تواند باعث ایجاد جهش در یاخته‌های دستگاه تنفس شود.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار سه فصل چهار زیست دوازدهم

نقش تغذیه و سبک زندگی در جهش

سبک زندگی و تغذیه سالم نقش مهمی در پیشگیری از سرطان دارند. ورزش و وزن مناسب، از عوامل مهم در حفظ سلامت‌اند. غذاهای گیاهی که پاداکسنده و الیاف دارند در پیشگیری از سرطان موثرند. در عین حال، شیوه فراوری و پخت غذا بر سلامت آن اثر می‌گذارد.

در مناطقی که مصرف غذاهای نمک‌سود یا دودی شده رایج است، سرطان شیوع بیشتری دارد. همچنین، ارتباط بعضی از سرطان‌ها با مصرف زیاد غذاهای کباب‌شده یا سرخ‌شده مشخص شده است.

برای ماندگاری محصولات پروتئینی مثل سوسیس و کالباس به آنها ترکیبات نیتریت‌دار مانند سدیم نیتریت اضافه می‌کنند. این افزودنی‌ها در بدن به ترکیباتی تبدیل می‌شوند که تحت شرایطی قابلیت سرطان‌زایی دارند. بنابراین مصرف زیاد چنین مواد غذایی از عوامل ایجاد سرطان است.

جمع بندی گفتار 1 فصل 4 زیست دوازدهم

در ابتدای این مقاله از سایت بایوبنام، آموزش ویدیویی گفتار یک فصل چهار زیست 12 را ارائه دادیم. مدرس این ویدیوی آموزشی، سرکار خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند. پس از آن سعی کردیم با دسته‌بندی درست و بیانی شیوا، تمام مطالب و نکات زیست دوازدهم فصل چهارم گفتار اول را پوشش دهیم.

لازم به ذکر است که جواب فعالیت‌های کتاب درسی را نیز در این مقاله آورده‌ایم. چنانچه نظر و پیشنهادی دارید، از طریق بخش نظرات با ما در میان بگذارید.

سعید نوراللهی

من سعید نوراللهی هستم، متخصص تولید محتوا و سئو با بیش از یک دهه تجربه در حوزه آموزش و کنکور. سال‌ها در زمینه بهینه‌سازی و مدیریت محتوای سایت‌های آموزشی فعالیت کرده‌ام و تمرکزم روی ارائه محتوای علمی و کاربردی برای دانش‌آموزان و داوطلبان کنکور است.