حل التمرین 1: یلاحظ أن الا وكسین عندما یكون بتركیز مناسب یحفز نمو الجذور ویكثف إنباتھا وارتفاع تركیز الا وكسین یسمم الوسط ویعیق نمو جذور النباتات. التركیز المثالي للا وكسین بالنسبة للنباتات ھوmg/l 0.01 حیث یكون عدد الجذور الجانبیة مرتفعا وطولھا كبیرا. إذن الا وكسین ھرمون محفز لتكاثر خلایا المنس شریطة أن یكون موجودا في النبتة بكمیات ضي یلة. (1 (2 (3 یذكر ھذا النوع من التكاثر بالتكاثر اللاجنسي فھنا أیضا نحصل على نبتة جدیدة دون الحاجة إلى إخصاب أو أمشاج. الفارق الري یسي بین التكاثر الا نباتي والتكاثر بالمنس ھو أن التكاثر المذكور في نص التمرین لا یمكن أن یتم إلا بتدخل الا نسان بینما التكاثر الا نباتي یمكن أن یتم بدون تدخل الا نسان. 4) یعرف ھذا النوع من التكاثر بالتكاثر الا نباتي الاصطناعي وھو كل الطرق اللاجنسیة التي یلجا إلیھا الا نسان لتكثیر النباتات. وغالبا ما تستعمل ھذه التقنیات في زراعة الا شجار المثمرة والورود أو في حمایة النباتات المھددة بالانقراض. 5) أنواع أخرى من التكاثر الا نباتي الاصطناعي المستعملة حالیا: الترقید: عزل جزء من النبات الا م بعد ظھور الجذور وھو عدة أنواع: الترقید في الا صیص: Marcottage en pot یستعمل أصیص لا نبات غصن مقشر بھ جرح داي ري. الترقید بالا رقاد: Marcottage par couchage یتم احناء غصن ما زال متصلا بالنبتة الا م ویغرز في التربة بعد جرحھ طولیا في مكان انحناءه مثلا الكروم. الترقید الا راد: Marcottage en cépée في ھذه الحالة یتم قطع الساق الري یسیة عرضیا فیؤدي توقف النسغ إلى نمو أغصان جانبیة غنیة بالجذور. أ التطعیم: لا یستعمل للتكاثر إنما لتكوین أنماط جدیدة من الفواكھ وخلالھ یتم لحم جزي ین متكاملین من نباتین مختلفین. التطعیم بالشق: Greffage en fente یشق ساق نبات حامل ویزرع فیھ الطعم ماي لا. التطعیم الا نجلیزي: Greffage anglais یتم لحم نباتین لھما نفس القطر ویحملان عدة شقوق متكاملة. التطعیم بالبرعم: Greffage en écusson یكون الطعم عبارة عن برعم مصحوب بالا وعیة الناقلة والقشرة ویزرع في جرح على حامل الطعم. التطعیم اللحاء: Greffage en couronne في ھذه الحال یكون النبات الحمال سمیكا وتحت قشرة تزرع عدة طعوم صغیرة الحجم. الا فتسال: الفساي ل ھي فروع صغیرة تنمو من براعم جانبیة على الساق وتكون جذورا عرضیة خاصة بھا في ھذه الحالة یعزل جزء بدون جذور (ساق غصن برعم...) ویغرس في وسط ملاي م فینمو ویعطي نبتة جدیدة مثلا الصبار والكروم Cactacées. إشطاء الزروع: ھذه الطریقة تتمثل في طي سیقان النباتات الفتیة بشكل داي ري مما یجعلھا تنبت باقة من السیقان والجذور الجدیدة على مستوى العقد التي في تماس مع التربة. التكاثر الا نباتي الدقیق: أو زراعة الا نسجة التي تتم كالتالي: أخذ قطعة صغیرة من النبات الا صلي أو حتى خلیة واحدة من أي مكان في النبتة. توضع في أنبوب اختبار یحتوي على بیي ة غذاي یة مناسبة. تبدأ الخلایا بالانقسام وتنتج كتلة من خلایا غیر متمایزة (متشابھة فیما بینھا). تقسم ھذه الكتلة وتنقل إلى أنابیب اختبار أخرى تحتوي على بیي ة غذاي یةمناسبة. تنمو وتتمایز الخلایا مكونة نباتا كاملا في كل أنبوب یتم نقلھ إلى التربة. ب ت ث ج 6) من فواي د التكاثر الا نباتي الاصطناعي: التعدیل الوراثي 1 الا ستاذ یوسف الا ندلسي
أنھ یمكن من إنتاج عدد كبیر جدا من الفساي ل انطلاقا من جزء صغیر (نبیتة صغیرة الحجم تزرع لتعطي فردا بالغا انطلاقا من برعم ورد أو إجاص أو تفاح أو خوخ یمكن إنتاج ما بین 200000 إلى 400000 فسیلة في السنة. بینما التطعیم لا یسمح إلا بالحصول على ما بین 20 إلى 50 فرد في سنتین). 2 تكالیف الاعتناء بالنباتات الا م تتقلص بشكل كبیر جدا (بالنسبة لبعض السراخس التي تحتاج إلى 2500 m 2 أصبح بالا مكان إنباتھا في 9. m اختصار المدد اللازمة لجني الثمار: فبالنسبة للخوخ مثلا یمكن الحصول على 35gk من الفواكھ في ظرف ثلاث سنوات من الزرع. اختصار المدد اللازمة لتجدید النباتات: مثلا النخیل الزیتي لا یعطي بذورا إلا بعد مرور 25 إلى 28 سنة حالیا یمكن الحصول على شجیرة جدیدة منھ في ظرف سنة. ھذه الطریقة تسمح بعلاج النباتات المریضة: فحتى عند إصابة النبتة بحمة معینة فا ن خلایا المنس تبقى سلیمة مما یسمح با نقاذ بعض النباتات المھددة بالانقراض. (احد أنواع البطاطس المعروف ب Belle de Fontenay الذي كان على وشك الانقراض سنة 1960). یسمح با حداث أنواع جدیدة من النباتات (عبر تقنیة التحام البروتوبلاست). یسمح بانتقاء السلالات الجیدة فقط والتخلص من الا قل جودة. توزیع المنتوج على امتداد السنة ولیس بشكل موسمي فقط. حل التمرین 2: (1 تحویل معطیات الجدول إلى رسومات بیانیة: تطور طول الحبوب مع الزمن تطور طول سنابل الذرة مع الزمن 25 12 الطول بالسنتیمتر 20 15 10 الطول بالملیمتر 10 8 6 4 5 2 0 1 2 3 التاریخ بالسنوات 0 1 2 3 التاریخ بالسنوات 2) تحلیل معطیات الجدول: یتبین من أرقام الجدول أن: حجم الحبوب تضاعف حوالي 3 مرات في 7000 سنة. حجم سنابل الذرة تضاعف حوالي 10 مرات في 7000 سنة. (3 الخصاي ص الا خرى التي یمكن أن تختلف فیھا سنابل الذرة: اللون المكونات الكیمیاي یة الطعم الحجم مقاومة الظروف المناخیة مقاومة الطفیلیات... 4) الاسم الذي یطلق على أصناف مختلفة من نوع معین من النباتات أو الحیوانات ھو: السلالات. (5 فاي دة وجود عدة أنواع من الذرة بالنسبة للفلاح: أنھ یستطیع أن یختار النوع الذي یریده من بین الا صناف الموجودة حسب الھدف الذي یصبو إلیھ أو ظروف حقلھ. فھو مثلا یمكنھ أن یختار الا صناف الغنیة بالبروتیدات لتغذیة التعدیل الوراثي 2 الا ستاذ یوسف الا ندلسي
الحیوانات والا صناف الغنیة بالدھون لا نتاج الزیت. ویمكن أن یختار النوع المقاوم للبرودة أو الجفاف أو الطفیلیات حسب ظروف حقلھ... 6) الطریقة التي تم بھا تطویر حجم سنبلة الذرة ھي أحد الا سلوبین التالیین: الانتقاء: عندما تظھر صفة جدیدة بین بعض سنابل الذرة یتم عزل كل السنابل التي تحمل تلك الصفة وزرعھا لوحدھا في مكان خاص حتى یحدث أبر بینھا فقط مما یمكنھا من تعزیز تلك الصفة فتصبح سلالات جدیدة نقیة. نفس الطریقة مثلا تستعمل مع الا بقار والكلاب وتفسر التنوع الكبیر في أجناس الكلاب والبقر. التھجین: ویقصد بھا التزاوج بین كاي نات من نفس الجنس تختلف في صفات معین قصد إكساب المولود الجدید صفة أحد الا بوین أو ھما معا كما یمكن أن یكون التھجین عن طریق إحداث تزاوجات بین كاي نات من أنواع مختلفة متقاربة فنحصل على كاي نات ھجینة نباتیة وحیوانیة. 7) نعم ھناك طریقة أخرى لتطویر النباتات ھي: التطعیم: لتكوین أنماط جدیدة من الفواكھ یتم لحم جزي ین متكاملین من نباتین مختلفین. تقنیة التحام البروتوبلاست: في ھذه الحالة یتم استعمال خلایا نباتیة تمت إزالة غشاي ھا السیلیلوزي بواسطة أنزیمات خاصة فنحصل على أجسام تعرف بالبروتوبلاست (خلایا فقدت شكلھا الھندسي الممیز لكل الخلایا النباتیة). بعد ذلك یتم وضع بروتوبلاستات أنواع مختلفة من النباتات في أوساط زرع ملاي مة فیلتحم بعضھا فنحصل على خلایا ھجینة مختلفة تتمیز ببعض خصاي ص البروتوبلاستین الملتحمین وبخصاي ص وراثیة جدیدة. التعدیل الوراثي أو الھندسة الوراثیة: ھو مجموعة من التقنیات التي تمكن من نقل جزء من المادة الوراثیة یدعى المورثة إلى خلیة نباتیة أو حیوانیة في وسط زرع معین بكیفیة تمنح للخلیة المتلقیة خاصیات جدیدة. ویمكن أن یتم نقل المورثة من: حیوان إلى حیوان أخر من جنس مختلف (دجاج خنزیر). نبات إلى نبات أخر من جنس مختلف (تفاح لیمون). متعضي مجھري إلى متعضي أخر من نوع مختلف (خمیرة بكتیریات). من حیوان إلى نبات أو العكس. من حیوان إلى متعضي مجھري أو العكس. من متعضي مجھري إلى نبات أو العكس. من إنسان إلى نبات أو حیوان أو متعضي مجھري (العكس ممكن تقنیا ولكنھ غیر مسموح بھ إلى الا ن على الا قل). حل التمرین 3: 1 إن البكتیریات Agrobacterium Tuméfaciens تحفز الخلایا النباتیة على إفراز ھرمون الا وبین مما یؤدي إلى تكون ورم بفعل عدم توقف نمو النبتة. 2 الاستنتاج الرقم في وجود نسب عادیة من الا وبین تنمو خلایا التبغ بشكل عادي أ تكون أورام سرطانیة ناتج عن فرط الا وبین الذي یسبب عدم توقف نمو خلایا التبغ ب تحدث البكتیریات Agrobacterium Tuméfaciens نفس مفعول جرعات مرتفعة من الا وبین ج تفقد Agrobacterium Tuméfaciens مفعولھا عند فقدھا للبلاسمیدات د المادة المسؤولة عن تكون الا ورام السرطانیة موجود على البلاسمیدات ه تفقد البلاسمیدات مفعولھا عند تعریضھا لحرارة مرتفعة و التعدیل الوراثي 3 الا ستاذ یوسف الا ندلسي
3 ربما أن البكتیریات قد ساھمت في ظھور تغیرات على مستوى مورثات الخلایا النباتیة حیث اكتسبت ھذه الخلایا مورثات جدیدة مسؤولة عن نموھا السرطاني نتیجة وجود بلاسمید T 1 بداخلھا. 4 یستطیع البلاسمید الانتقال من خلیة بكتیریة إلى أخرى و حیث أنھ ھو المسؤول عن إحداث المرض مما یؤكد الفرضیة السابقة فھو الذي ینتقل من الخلیة البكتیریة إلى الخلیة النباتیة مسببا المرض. حدوث جرح على سطح النبتة بفعل الحرارة المنخفضة تنفذ البكتیریات في جرح قریبا من سنخ النبات تقوم البكتیریات بحقن البلاسمید في الخلیة النباتیة 5 تتولد الا ورام السرطانیة تصبح الخلیة النباتیة متحولة قادرة على النمو دون الحاجة إلى الھرمونات النباتیة يندمج ADNالبلاسمید مع ADN الخلیة النباتیة خطاطة مراحل ظھور جرب السنخ 6 نعم, یمكن استعمال البلاسمید كناقل یمكن من إدخال مورثات محددة إلى الخلایا النباتیة بھدف تغییر الجینوم النباتي و بالتالي تحسین صفات النبتة المزروعة. 7 یسمى نقل المورثات بین خلایا أنواع مختلفة من الكاي نات الحیة بالتعدیل الوراثي. 8 تسمى الكاي نات التي تم تغیر مورثاتھا بالكاي نات المعدلة وراثیا. 9 المراحل التي یتطلبھا التعدیل الوراثي لكاي ن معین : أ المرحلة الا ولى:عزل المورثة ) جزء من (ADN یتم استخلاصھا من الخلیة التي تحتوي على المورثة المراد نقلھا بواسطة أنزیم الفصل. ب المرحلة الثانیة :إدماج المورثة داخل متعضي ناقل. نستخرج من خلیة E.coli ناقل معزول ) بلاسمید (. یتم قطع البلاسمید بواسطة أنزیم الفصل. یتم ربط ADN البلاسمید بالمورثة المراد نقلھا بواسطة أنزیم الربط. نحصل على البلاسمید المغیر Le plasmide recombiné الذي یتم إدخالھ داخل المتعضي الناقل خلیة (E.coli). ت المرحلة الثالثة :نقل و تلمیم المورثة.داخل علبة Pétri یتم زرع بكتیریا محتویة على ADN المغیر, فنحصل على عدة لمات بعضھا یحتوي على البكتیریات المغیرة وراثیا. ج المرحلة الرابعة :رصد البكتیریات المغیرة وراثیا. یتم رصد اللمات المكونة من البكتیریات المغیرة وراثیا, د المرحلة الخامسة :تعبیر المورثة بعد الحصول على اللمات التي تحتوي على المورثة المطلوبة یتم توظیف ھذه المستعمرات كمعامل صغیرة لا نتاج البروتین المراد تركیبھ. حل التمرین 4: (1 یقصد بالكاي نات المعدلة وراثیا أو جینیا كل الكاي نات (حیوانات نباتات متعضیات مجھریة) التي تم التصرف بشكل اصطناعي في المورثات الطبیعیة التي تحتوي علیھا إما با ضافة مورثة أو عدة مورثات. بحیث یصبح التغییر وراثیا وینتقل إلى الا جیال التي تنتج عن تكاثر الكاي ن المعدل. یھدف التعدیل الوراثي إلى إكساب الكاي نات خصاي ص تخولھا میزات معینة صحیة أو اقتصادیة. 2) الكاي نات التي یمكن أن یشملھا التعدیل الوراثي: لجزیي ات المتعضیات المجھریة لنباتات لحیوانات. بعض المواد الموجودة حالیا في العالم والتي تحتوي على المواد المعدلة وراثیا :(OGM) التعدیل الوراثي 4 الا ستاذ یوسف الا ندلسي
الجزیي ات مضافات غذاي یة: Aspartame présents dans les boissons et chewing gum dits " light " Amylase utilisée dans la fabrication du pain, de la farine et de la bière Enzymes intervenants dans la fabrication du fromage rbgh Hormone de croissance bovine المتعضیات المجھریة فطریات بكتیریات bactéries lactiques qui jouent un rôle dans la fabrication des fromages, yaourts, beurre الحیوانات Viandes :Bétail nourrit à partir de plantes transgéniques (maïs, soja) Bovins élevés avec rbgh Poissons :Crevette Saumon Poissonchat النباتات Arachide Asperge Banane Betterave Blé Carotte Cacao Sucre de Canne Tomate Tournesol Café Choufleur Citron Colza (, consommé sous forme d'huile de colza) 3) في المجال الزراعي یمكن للتعدیل الوراثي أن یفید الا نسان في حمایة المزروعات وذلك بتعدیل النباتات بھدف إكسابھا خاصیات تسمح لھا بتحمل ظروف معینة مما یرفع من مردودیة الزراعة. زیادة تحمل النباتات لمبیدات الا عشاب الضارة عن طریق إقحام مورثة مقاومة المبیدات النباتیة یسمح بالتخلص من الا عشاب الضارة فقط في الحقول. (مثال لبعض النباتات التي تستعمل فیھا ھذه التقنیة: القمح عباد الشمس شمندر صوجا...) مقاومة الظروف المناخیة الغیر الملاي مة: جزء كبیر من الیابسة غیر صالح للزراعة بفعل الظروف المناخیة القاسیة التي تسود فیھ وتعدیل النباتات یھدف إكسابھا خاصیات تسمح لھا بتحمل التجمد والجفاف والملوحة یسمح بالتغلب على ھذا المشكل. مقاومة الحشرات الضارة: تسبب الحشرات الضارة خساي ر مرتفعة جدا للمزروعات واستعمال المبیدات مكلف وملوث ویسبب ظھور أنواع من الحشرات مقاومة للمبیدات المستعملة ضدھا وتعدیل النباتات بھدف إكسابھا القدرة على تركیب جزیي ات سامة تمنع تطفل الحشرات علیھا یسمح بالتغلب على ھذا المشكل. (نقل مورثة سم العقارب إلى بعض أنواع الذرة یجعل سیقانھا سامة بالنسبة للحشرات). مقاومة الا مراض والطفیلیات التي تصیب النباتات: نفس المبدأ یتم استعمالھ للتخلص من الحمات والفطریات الطفیلیة التي تصیب بعض النباتات كالطماطم والشمندر والبطاطس. مقاومة عوامل التعفن والتا كل بفعل الزمن في الخضر والفواكھ: زیادة مقاومة بعض الا غذیة للزمن فتقل سرعة تعفنھا مما یسمح بتحسین ظروف نقلھا و تخزینھا ومدة صلاحیتھا للاستھلاك والتقلیل من الخساي ر التي تنتج عن تعفن الخضر والفواكھ. تكوین أصناف جدیدة من النباتات والحیوانات (تكوین أصناف جدیدة من الفواكھ مثلا تغییر النبات وراثیا لیصبح ذو حجم أكبر مثل اللوبیا البطیخ...) ھناك عنب بدون نوى وھناك فاكھة بین التفاح والا جاص وبین المشمش والخوخ...). تحسین امتصاص المزروعات لعناصر التربة وتعدیلھا وراثیا لتقاوم الطفیلیات والا مراض وبذلك یمكن تقلیص الاستثمارات اللازمة للحرث وتقلیص كمیة المواد الملوثة من سماد و مبیدات. 4) باقي المجالات التي یفید فیھا التعدیل الوراثي الا نسان: تحسین ظروف تربیة المواشي و الدواجن: حمایة الحیوانات من الا مراض التي تصیبھا. إنتاج علف حیوانات من نباتات تم تغیرھا وراثیا لتنتج لقاحات ومضادات أجسام مما یسمح بحمایة وعلاج المواشي والدواجن من كثیر من ألا مراض التي تصیبھا. كما یمكن إنتاج مواشي ودواجن مقاومة للا مراض السابقة عبر تغیر مورثات الحیوان مباشرة. تحسین جودة تغذیة الحیوانات. إنتاج علف حیوانات من نباتات تم تغیرھا وراثیا لتنتج نسبا مرتفعة من ھرمونات النمو والا حماض الا مینیة والا نزیمات الھضمیة التي ستساعد في سرعة نمو المواشي والدواجن. التطبیقات في میدان الصناعات الغذاي یة: التعدیل الوراثي 5 الا ستاذ یوسف الا ندلسي
تحسین جودة التغذیة البشریة: عن طریق أغذیة تم تعدیلھا وراثیا لتصبح ذات شكل أو مذاق أفضل أو حجم أكبر أو تخلیصھا من خاصیة معینة غیر مرغوب فیھا أو العكس إكسابھا خاصیات تجعلھا مرغوبة وأكثر فاي دة للا نسان. إنتاج زیوت اقل غنى بالمواد الذھنیة التي تؤدي إلى أضرار قلبیة وفي العروق. تقلیص نسبة المواد التي تسبب الحساسیة في بعض الا غذیة كالا رز. تسریع عملیة نضج بعض الفواكھ والخضر مما یسمح بتوفرھا طیلة السنة ولیس بشكل موسمي فقط. تكوین أصناف جدیدة من النباتات والحیوانات أقل ضررا بصحة الا نسان (فھناك مثلا أبحاث لجعل لحم الخنازیر أقل غنى بالشحوم خصوصا الكولسترول وأبحاث أخرى لجعل الا بقار تدر الحلیب طیلة السنة بدون توقف). تغییر بعض أنواع الماشیة حتى تنتج كمیات وافرة من اللحم أو الحلیب أو الصوف... (دجاج ضخم). إنتاج خضر وفواكھ تحتوي على لقاحات لبعض الا مراض (موز بطاطس...) مما یسمح بتقلیص كبیر للتكالیف الباھظة لا نتاج اللقاحات. المساھمة في تحسین تحویل بعض الا غذیة: استعمال متعضیات مجھریة تسرع عملیة تحول مشتقات الحلیب كاللبن والیغورت والجبن... استعمال خماي ر تسرع عملیة إنتاج الخمور وتسریع تخمر العجین للخبز. في میدان حمایة البیي ة. تقلیص اعتماد الفلاحة على المبیدات والا سمدة. المیاه تزداد ندرة في الا رض ومن شا ن تعدیل النباتات وراثیا لتحمل الجفاف تقلیص كمیة المیاه المستعملة في سقي النباتات والتي تشكل حوالي 70% من مجموع المیاه التي یستھلكھا الا نسان. تغیر بعض العملیات الزراعیة المكلفة بالنسبة للفلاح والتي تؤدي أیضا إلى تسھیل انجراف التربة واستنزافھا كالحرث العمیق وذلك بتعدیل النباتات وراثیا لتنمو في ظروف أقل صرامة وأ قل استنزافا لمكونات التربة. محاولة إنتاج قطن أكثر متانة من القطن العادي ولھ ألوان متعددة لتجنب استعمال المواد الصابغة الشدیدة التلویث للطبیعة. في المیدان الاقتصادي: یسمح استعمال تقنیات التعدیل الوراثي من جعل الحقول ذات مردودیة أكبر وبتكالیف أقل مما یجعل المنتوجات المعدل وراثیة ذات تنافسیة اقتصادیة كبیرة مقارنة مع المنتوجات الطبیعیة. في البلدان التي اعتمدت على ھذه التقنیة تحسن الاقتصاد بشكل كبیر لما یوفر ھذا المجال من وظاي ف جدیدة وأرباح...الخ. تغییر بعض المتعضیات المجھریة والنباتات لتنتج أدویة: كالمضادات الحیویة والا نسولین ومواد تتدخل في تختر الدم وھرمون النمو البشري...(HGH) Human Grouth Hormone التعدیل الوراثي 6 الا ستاذ یوسف الا ندلسي