سابدا باول درس انشاء الله
الفئة المستهدفة : السنة الثانية علوم تجريبية
المجال التعلمي 1 : وحدة الكائنـــــــات الحيــــــة
الوحدة التعلمية 2 : الوحدة البنيوية الـــ :ADN
الدرس 2 : بنيـــة جريئــــة للــ : ADN
المعارف المبنية ــ تتشكل جزيئة الــ: ADN من سلسلتين نكليوتيديتين ملتفتين التفافا حلزونيا مضاعفا حول نفس المحور ( نموذج واطسن وكريك) .
ــ تستقر سلسلتا هذا الحلزون بواسطة روابط هيدروجينية تربط بين أزواج القواعد الآزوتية وفق نظام محدد و متكامل كالآتي : A/T , C/G .
الأهداف المنهجية
ــ استغلال المكتسبات القبلية . ــ ايجاد علاقة بين المعطيات .
ــ التعبير العلمي واللغوي الدقيق . ــ التمثيل الخطي .
تنظيم وسبر الدرس
الأدوات ــ وثائق من الكتاب المدرسي : أعمال شار غاف : الوثيقة1 . ص : 106 .
ــ أعمال واطسن وكريك : وثيقة 2 ص 107
ــ نموذج ثلاثي الأبعاد لجريئة الــــ ADN: .
وضعية الانطلاق لقد تم التعرف على التركيب الكيميائي لجزيئة الــ :ADN سنة 1929م و لكن لم تتحدد بنيتها الا في سنة 1953 م من طرف العالمين : واطسون و كريك الذين توصلا الى تحديد بنيتها الفراغية .
الإشكاليات ماهي بنية جزيئة الـــــــ : ADN ؟
صياغة الفرضيات الفرضيات المقترحة :
ــ تتشكل جزيئة الــ :ADN من سلسلة نيكليوتيدية خطية .
ــ تتشكل جزيئة الــ :ADN من سلسلة نيكليوتيدية خطية مضاعفة .
ــ تتشكل جزيئة الــ :ADN من سلسلة نيكليوتيدية خطية مضاعفة ثلاثية الأبعاد .
التقصي إثبات الفرضيات انطلاقا من :
ــ وصف بنية جزيئة الــــ ADN انطلاقا من أعمال :
1ــ واطسون وكريك : WATSON et KRICK
2ــ شارغاف : CHARGAFF
الخلاصة ــ تتشكل جزيئة الــ: ADN من سلسلتين نكليوتيديتين ملتفتين التفافا حلزونيا مضاعفا حول نفس المحور ( نموذج واطسن وكريك) .
ــ تستقر سلسلتا هذا الحلزون بواسطة روابط هيدروجينية تربط بين أزواج القواعد الآزوتية وفق نظام محدد و متكامل كالآتي : A/T , C/G .
التقييم التمرين1: الفرع 3+4 ص 116 ، التمرين 3 ص 117+118
الإشكالية : ما هي البنية ثلاثية الأبعاد لجزيئة الــــ ADN ؟
1ــ أعمال شارغاف : الوثيقة1 . ص : 106 .
قام العالم شارغاف سنة 1953 ــ 1954 بتحليل كمي للقواعد (الأسس) الآزوتية الأربعة المشكلة لجزيئة الــ :ADN عند الانسان وعند بعض الكائنات الحية الأخرى. مكنت هذه الدراسة من الحصول على النتائج المدونة في الجدول التالي
الكائنات
الحية النسبة المئوية للقواعد الآزوتية البيورينية النسبة المئوية للقواعد الآزوتية البيريميدينية
A G C T
الإنسان 30.9 19.9 19.8 29.4
الدجاج 28.7 20.5 21.5 29.3
السلمون 29.7 20.8 20.4 29.1
الجراد 29.3 20.6 20.8 29.3
القمح 27.3 22.7 22.9 27.1
خميرة الخبز 31.3 18.7 17.1 32.9
الاسئلة :
أ ــ أحسب العلاقات التالية لمختلف الكائنات الحية :
ب ــ ماذا يمكنك استخلاصه فيما يخص بنية جزيئة الــ :ADN ؟
ج ــ ما هي الفرضية التي يمكن اقتراحها فيما يخص توضع مختلف القواعد الآزوتية في جزيئة الــ :ADN ؟
أ - حساب العلاقات :
العلاقات
الكائنات
الحية
الإنسان 1.05102 1.005051 2.436332 1.518892
الدجاج 0.979522 0.953488 2.188659 1.380952
السلمون 1.020619 1.019608 2.357542 1.427184
الجراد 1 0.990385 2.288991 1.415459
القمح 1.00738 0.991266 2.091404 1.192982
خميرة الجعة 0.951368 1.093567 2.769873 1.793296
ب ــ الاستخلاص : بعد عملية الحساب نستخلص المعلومات التالية :
1ــ عند مختلف الكائنات الحية يكون :
ــ عدد القواعد الآزوتية A ( الأدينين ) = عدد القواعد الآزوتية T ( الثايمين ) .
ــ عدد القواعد الآزوتية C ( السيتوزين ) = عدد القواعد الآزوتية G ( الغوانين ) .
2ــ كما يكون :
ــ عدد القواعد البيورينية دائما = عدد القواعد البيريميدينية أي : T + C/ A + G = 1
ــ أما : .................................................. ........................ C + G /A + T ≠ 1
3ــ بما أن : T + C/ A + G = 1 فهذا يدل على أن كل قاعدة بيورينية تقابل قاعدة بيريميدينية .
ــ و بما أن : T = A و G = C فهذا يدل على أن تقابل القواعد الآزوتية يكون على شكل أزواج كما يلي :
A ] ترتبط مع T ] و [ C ترتبط مع G ]
ــ و بما أن: C + G /A + T ≠ 1 فهذا يدل على أن عدد و تسلسل النيكليوتيدات في جزيئة الــ :ADN يختلف باختلاف أنواع الكائنات الحية .
ج ـ الفرضية المقترحة :
بما أن القواعد الآزوتية مرتبطة على شكل أزواج [ A مع T ] و [ C مع G ] فهذا يجعلنا نعتقد بأن هذه الجريئة مكونة من سلسلتين من القواعد الآزوتية وأن تركيب الـ: ADN من حيث القواعد الآزوتية مميز للنوع (أي يختلف من نوع لآخر) .
2ــ أعمال ويلكينز و فرانكلين :
قام هذان العالمان سنة 1950 بدرلسة جزيئة الــ :ADN بواسطة الأسعة السينية ( X ) فتحصلا على صورة بشكل حرف X تمثل طيف انكسار الأشعة السينية عند مرورها بجزيئة الــ :ADN ، و استنتجا من ذلك أن الــ :ADN هو عبارة عن جزيئة معقدة الخيوط و تتكرر فيها الوحدات المكونة لها ( النيكليوتيدات ) على مسافات منتظمة قدرها 3.4 أنغستروم ( إ ) على طول محور الجزيئة . 1إ = 10
3 ــ أعمال واطسون وكريك : الوثيقة 2 . ص : 107 .
بناءا على النتائج الكيميائية التي تحصل عليها شارغاف ، و نتائج التصوير باستعمال الأشعة السينية التي تحصل عليها ويلكينز و فرانكلين ، تمكن واطسون و كريك من وضع نموذج دقيق لبنية جزيئة الــ :ADN و الممثل بالوثيقة 2 .
الأسئلة :
أ ــ حدد تتابع النيكليوتيدات على طول سلسلة واحدة من جزيئة الــ :ADN مع ابراز كيفية توضع هذه المكونات مع السلسلة المقابلة . دعم اجابتك برسم تخطيطي لجزء من هذه الجزيئة .
ب ــ كخلاصة للموضوع صف في بضعة أسطر بنية جزيئة الــ :ADN .
الاجابة :
أ ــ تتكون جزيئة الــ :ADN من سلسلتين ملتفتين حلزونيا حول بعضهما ، حيث تتكون كل سلسلة من تتالي نيكليوتيدات مرتبطة مع بعضها البعض بروابط فوسفو ثنائية الأستر و نميز ضمن كل سلسلة تعاقب جزيئات سكر ( S ) و حمض الفوسفوريك ( P ) .
ــ ترتبط السلسلتان مع بعضهما بروابط هيدروجينية تربط بين أزواج القواعد الآزوتية A ] ترتبط مع T ] و
[ C ترتبط مع G ] .
ــ رسم لجزء من جريئة الـــــ: ADN :
ملاحظة :
يتم قياس طول جزيئة الـ ADN بعدد أزواج القواعد الآزوتية وليس بالميكرومتر أو النانومتر، لأن القواعد الآزوتية في جزيئة الـ ADN مرتبطة على شكل أزواج ، وبالتالي تستعمل وحدة زوج القواعد(pair de base Pb) أو Kb) (Kilo baseالتي تساوي 1000 Pb ( يقـاس طول الـ ADNكذلك بوحدات الطول العاديـة مع العلـــم أن زوج من القواعد يشغل مسافة 0.34 نانومتر على طول محــور التركيب الحلزوني المزدوج
الخلاصة
تتكون جزيئة الـ: ADN من سلسلتين متعددتي النيكليوتيدات اللتان ترتبطان بالتقابل مع بعضهما على مستوى الأسس الأزوتية وفق ترتيب محدد (حسب النوع) بحيث A يقابلها T و C يقابلها G و ملتفتين التفافا حلزونيا مضاعفا حول نفس المحور بحيث تكونان متوازيتين و متعاكستين في الاتجاه ( مما يعطي لها البنية الثانوية ثلاثية الأبعاد) . يحافظ هذا التركيب الحلزوني على ثباته و التحام السلسلتين بواسطة روابط هيدروجينية تربط بين أزواج القواعد الآزوتية داخل الحلزون وفق نظام محدد و متكامل هو :
الأدينين ( A ) ـــــ الثايمين ( T )
الغوانين ( G ) ـــــ السيتوزينC ) )