بسم الله الرحمن الرحيم

المملكة العربية السعودية وزارة التعليم العالي جامعة طيبة • كلية العلوم بينبع • قسم الأحياء Kingdom Of Saudi Arabia Ministry Of Higher Education TaibahUniversity Faculty of Science Yanbu Biology Department بسم الله الرحمن الرحيم GENERAL BOTANY نبات عام BIOB 101 نبت 101 Dr. TRABELSI SOUAD Chapter 13: Plants genetics الفصل 13: النباتات علم الوراثة First year / second semester

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 مفردات Vocabulary • Genetics: The scientific study of heredity • Pure Line : a population that breeds true for a particular trait • Allele: Different versions of a gene. • Genotype: combination of alleles an organism has. • Phenotype: physical appearance of a particular trait . الوراثة: الدراسة العلمية للوراثة الخط النقي: السكان الذي يولد ينطبق على صفة معينة أليل: إصدارات مختلفة من الجين. النمط الجيني: مزيج من الأليلات كائن حي لديه. النمط الظاهري: المظهر المادي من سمة معينة.

Dominant: An allele which is expressed (masks the other). • Recessive: An allele which is present but remains unexpressed (masked) • Homozygous: Both alleles for a trait are the same. • Heterozygous: The organism's alleles for a trait are different. • Diploid: Having two sets of chromomosomes or 2N – the sporophyte phase of plants. 2N = 2X = 22 (Flowering dogwood) • Haploid: Having one set of chromosomes or N – the gametophyte phase of plants. N = X=11 (Flowering dogwood) • المهيمن: هو أليل وهو ما يعبر عنه (أقنعة الآخر). المتنحية: والأليل التي هي موجودة لكنها لا تزال غير المعلنة (الملثمين) متماثل: كلا الأليلات لسمة هي نفسها. متخالف: الأليلات الكائن لسمة مختلفة. مضاعفا: وجود مجموعتين من chromomosomes أو 2N - المرحلة طور بوغي من النباتات. 2N = 2X = 22 (قرانيا مزهرة) فرداني: وجود مجموعة واحدة من الكروموسومات أو N - المرحلة منشئات الأمشاج من النباتات. N = 11 X = (قرانيا مزهرة)

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 النمط الجيني والنمط الظاهريGenotype and Phenotype • Genotype : genetic constitution of an organismالنمط الجيني: الدستور الوراثية للكائن الحي • Phenotype : observable characteristicالنمط الظاهري: سمة يمكن ملاحظتها • Genotype and environmentالتركيب الوراثي والبيئة • Contribution of environment varies between genesمساهمة بيئة تختلف بين الجينات • Can be controlled by many genesيمكن السيطرة عليها من قبل العديد من الجينات

Stamen Carpel 12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Mendelian Geneticsالوراثة المندلية • Modern genetics began with Gregor Mendel’s quantitative genetic experimentsبدأ علم الوراثة الحديث مع التجارب الجينية الكمي جريجور مندل • Austrian monk (1822-1884) الراهب النمساوي (1822-1884)

Studied physics and botany in the University of Vienna (1851-1853)درس الفيزياء وعلم النبات في جامعة فيينا (1851-1853) • Began first hybridization experiments on the garden pea in 1856بدأت تجارب التهجين الأول على البازلاء حديقة في عام 1856 • Research ended in 1868انتهت البحوث في عام 1868

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Mendelian Geneticsالوراثة المندلية • Heritable, obvious traitsالموروثة، والصفات واضحة • Simple crosses at firstالصلبان بسيطة في البداية • Used peas because:تستخدم البازلاء للأسباب التالية: • Easy to grow and available • Many distinguishable characteristics • Self-fertilization • True breeding peas من السهل أن تنمو ومتاحة العديد من الخصائص مميزة الإخصاب الذاتي البازلاء تربية صحيحة

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 الصفات البازلاء Pea Traits

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Monohybrid Crossesالهجين الصلبان • Cross between true-breeding individuals with one different traitعبور بين الأفراد صحيح تربية مع سمة مختلفة واحدة • Mendel’s first crosses الصلبان مندل الأول • Resembled only one of the parentsيشبه واحد فقط من الآباء والأمهات • Planted progeny and allowed self-fertilizationذرية المزروعة ويسمح الإخصاب الذاتي • Revealed both phenotypesكشفت كل من الظواهر

GENETIC MAKEUP (ALLELES) P PLANTS PP pp Gametes All P All p F1 PLANTS(hybrids) All Pp Gametes 1/2P 1/2p P P Eggs Sperm PP F2 PLANTS p p Pp Pp Phenotypic ratio3 purple : 1 white pp Genotypic ratio1 PP : 2 Pp : 1 pp 12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Monohybrid Crossالهجين الصلبان • Mendel determined thatتحديد مندل أن • Particulate factors for genes, each contains a set of two العوامل الجسيمات عن الجينات، كل يحتوي على مجموعة من اثنين • Transmitted by both parentsتنتقل عن طريق كلا الوالدين • Alternate forms called allelesأشكال بديلة تسمى الأليلات • True breeding forms contains identical setأشكال تربية صحيح يحتوي على مجموعة متطابقة

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Monohybrid Crossالهجين الصلبان • F1 generation had both allelesكان الجيل F1 على حد سواء الأليلات • Only one expressesيعبر عن واحد فقط • One allele masksأقنعة واحد أليل • Dominantمهيمن • Recessiveمتنح • Identical alleles – homozygousالأليلات متطابقة - متماثل • Different alleles – heterozygousالأليلات مختلفة - متخالف

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 رسم تخطيطي لفرعBranch Diagrams • Punnett squares can become messy with more than one geneيمكن أن تصبح الساحات Punnett فوضوي مع جين واحد أو أكثر • Use branch diagram to figure out genotype and phenotype expected frequencyاستخدام فرع الرسم التخطيطي لمعرفة التركيب الوراثي والنمط الظاهري المتوقع التردد

General Botany BIOB 101 12. Plants genetics اختبار الصليبTest Cross • Mendel did several crossesلم مندل العديد من الصلبان • Followed over several generationsيتبع على مدى عدة أجيال • Selfing also very importantإخصاب ذاتي أيضا مهم جدا • Allowed plants to reveal their genotype and not just their phenotye • نباتات يسمح للكشف عن التركيب الوراثي، وليس فقط على النمط الظاهري

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Monohybrid Crossالهجين الصلبان

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Mendel's First Lawقانون مندل الأول The law of segregationقانون العزل During gamete formation each member of the allelic pair separates from the other member to form the genetic constitution of the gamete. خلال تشكيل الأمشاج كل عضو من الزوج أليلية يفصل من الأعضاء الأخرى لتشكيل الدستور الوراثية من الأمشاج.

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 مبدأ الفصلPrinciple of Segregation • Recessive characteristics are maskedيتم حجب الخصائص المتنحية • Reappear in F2ظهور مرة أخرى في F2 • Members of a gene pair (alleles) segregated during gamete formation. فصل أعضاء من زوج الجينات (الأليلات) خلال تشكيل الأمشاج.

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 هجين ثنائي الصليبDihybridCross • Mendel’s next step in his experiments was to follow the inheritance of two characters simultaneouslyكان خطوة مندل في تجاربه المقبلة لمتابعة الميراث من حرفين في وقت واحد • A cross containing two pairs of contrasting traits is a dihybridcrossيدل التقاطع التي تحتوي على اثنين من أزواج من الصفات المتناقضة هو عبر هجين ثنائي • Example: Pea seed color and shape • مثال: لون البذور البازلاء والشكل

12. Plants genetics General Botany BIOB 101

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 فرع الرسم من الهجن الصليبBranch Diagram of Dihybrid Cross

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 The Principle of Independent Assortment • Factors for different traits assort independently of one another • Genes are inherited independently of each other • Segregate randomly in gametes • Dihybrid Cross

12. Plants genetics Mendel’s Second Law The law of independent assortment During gamete formation the segregation of the alleles of one allelic pair is independent of the segregation of the alleles of another allelic pair . General Botany BIOB 101

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Test Cross • In the F2 generation, tall plants are predicted to have either DD or Dd genotypes • Genotype cannot be determined by direct observation because both genotypes give the same phenotype • Mendel developed the test cross as a simple method to determine the genotype of these individuals • Individual with dominant phenotype (and unknown genotype) is crossed with a homozygous recessive individual

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Probabilities

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Exercise: Predicting the genotype of offspring A pea plant is heterozygous for both seed shape and seed color. S is the allele for the dominant, spherical shape characteristic; s is the allele for the recessive, dented shape characteristic. Y is the allele for the dominant, yellow color characteristic; y is the allele for the recessive, green color characteristic. What will be the distribution of these two alleles in this plant's gametes? Determine all possible combinations of alleles in the gametes for each parent. Half of the gametes get a dominant S and a dominant Y allele; the other half of the gametes get a recessive s and a recessive y allele. Both parents produce 25% each of SY, Sy, sY, and sy.

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Punnet Squares • A Punnet square is a method for visualizing combinations of gametes in a cross • Developed by Reginald Punnett • Vertical column represents female gametes, horizontal row for male gametes • After filling in the gametes, can predict all possible genotypes

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Trihybrid Crosses • Trihybrid or three-factor cross • More complex by “easily” calculated following principles of segregation, independent assortment and probability • Punnett square has 64 boxes… • Demonstrates that Mendel’s principles apply to inheritance of multiple traits

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Forked-line MethodBranch diagram

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 Useful Rules to Consider • Examples: • 1. Aa [A, a]  [AA, Aa, aa]  [A or a] • 2. AaBb  [AB, Ab, aB, ab]  [AABB, AaBB, aaBB, AABb, AaBb, aaBb, aaBB, aaBb, aabb]  [AB, Ab, aB, BB]

12. Plants genetics General Botany BIOB 101 How cells carry characteristics • Genes on chromosomes • At a specific loci (++ Locus) • Homologous pairs carry the same genes at the same locus • Different versions • Separation of homologous chromosomes yields separation of alleles

بسم الله الرحمن الرحيم

بسم الله الرحمن الرحيم

Presentation Transcript