معلومة

4.3: دورة حياة حقيقيات النوى أحادية الخلية - علم الأحياء

4.3: دورة حياة حقيقيات النوى أحادية الخلية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تبدأ دورة حياة الكائن أحادي الخلية بالتناغم: تتحد خلية واحدة مع خلية لها نمط وراثي مختلف. للتعرف على بعضها البعض ، الخلايا التي ستندمج (الأمشاج) كثيرًا ما تستخدم البروتينات السطحية ، مثل خلايا جهاز المناعة لدينا. إذا كانت هذه البروتينات هي نفسها (نفس النمط الجيني) ، فلن تندمج الأمشاج. اثنين من الأمشاج المندمجة تشكل كائنًا حيويًا جديدًا ثنائي الصبغيات. يستخدم العديد من المحتجين وحيدة الخلية البيضة الملقحة كمرحلة شتوية. في الربيع ، ينقسم الزيجوت مع الانقسام الاختزالي ، وأربعة أحادي العدد جراثيم ابدأ بأربعة كائنات حية جديدة تتكاثر طوال الصيف بالانقسام (التكاثر الخضري ، الاستنساخ):

[X + X rightarrow XX rightarrow I + I + I + I rightarrow X rightarrow I + I rightarrow ... ]

على الرغم من بساطتها ، تحتوي دورة الحياة هذه على جميع الطرق الممكنة للتكاثر: جنسي (مضاعفات ploidy: syngamy) ، عديم الجنس (يقلل ploidy: الانقسام الاختزالي للزيجوت) و نباتي (لا يتغير ploidy: الانقسامات الانقسامية). لتمييز طرق التكاثر هذه ، سنستخدم "ص!"اختصار للانقسام الاختزالي ، و"نعم!"اختصار لـ syngamy (الشكل ( PageIndex {1} )). تجدر الإشارة إلى أنه قبل كل الانقسام (والانقسام الاختزالي) ، يمر الحمض النووي للخلية من خلال الازدواجية (المرحلة S من دورة الخلية).

الشكل ( PageIndex {1} ) دورة حياة حقيقيات النوى أحادية الخلية.


الخلايا المتفاعلة تقود تطور دورات الحياة متعددة الخلايا

بدأ تطور الحياة المعقدة متعددة الخلايا من ظهور دورة حياة تتضمن تكوين مجموعات الخلايا. أتاحت الفرصة للخلايا للتفاعل داخل العناقيد ميزة على أشكال الحياة أحادية الخلية. ومع ذلك ، ما نوع التفاعلات التي قد تؤدي إلى تطور دورات الحياة متعددة الخلايا؟ هنا ، نقوم بدمج نظرية اللعبة التطورية مع نموذج لظهور مجموعات متعددة الخلايا لاستكشاف كيفية تأثير تفاعلات الخلايا على أنماط التكاثر خلال المراحل المبكرة من تطور تعددية الخلايا. في نموذجنا ، يتم الحفاظ على وجود كلا النوعين من الخلايا عن طريق تبديل النمط الظاهري العشوائي أثناء انقسام الخلية. نحدد دورات الحياة التطورية المثلى كتلك التي تزيد من معدل النمو السكاني. من بين جميع التفاعلات التي تم التقاطها بواسطة الألعاب ثنائية اللاعبين ، تروج الغالبية العظمى لفئتين من دورات الحياة: (1) الانقسام إلى وحدات تكاثر أحادية الخلية أو (2) التجزئة إلى مجموعتين من النسل متساوية الحجم (أو متساوية تقريبًا). تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن أهم ثلاث خصائص ، وهي تحديد ما إذا كانت دورات الحياة متعددة الخلايا ستتطور ، هي متوسط ​​أداء المجموعات المتجانسة ، والمجموعات غير المتجانسة ، والخلايا الانفرادية.


هيكل الجينوم

في شكله أحادي الصيغة الصبغية ، س. مفارقة يحتوي على 16 كروموسومًا خطيًا ، ويبلغ إجمالي طول الجينوم حوالي 12 مليون زوج أساسي. وجد تحليل تسلسل الجينوم وجود 8908 جينة متوقعة لترميز البروتين. الجينوم محفوظ بشكل كبير عند مقارنته بالأنواع الشقيقة ، S. cerevisiae. في مناطق الترميز ، يشارك جينومه 90٪ من هويته مع جينوم S. cerevisiae في المناطق الجينية ، 80٪ [1].

الهجينة F1 ثنائية الصيغة المصطنعة من S. cerevisiae و س. مفارقة قادرة على البقاء على قيد الحياة في الثقافة ، ومع ذلك ، فإن خلايا ابنة الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية للهجين ليست قابلة للحياة [2].


4.3: دورة حياة حقيقيات النوى أحادية الخلية - علم الأحياء

مطلوب الاشتراك في J o VE لعرض هذا المحتوى. ستتمكن من رؤية أول 20 ثانية فقط.

يتوافق مشغل الفيديو JoVE مع HTML5 و Adobe Flash. المتصفحات القديمة التي لا تدعم HTML5 وبرنامج ترميز الفيديو H.264 ستظل تستخدم مشغل فيديو يعتمد على Flash. نوصي بتنزيل أحدث إصدار من Flash هنا ، لكننا ندعم جميع الإصدارات 10 وما فوق.

إذا لم يساعد ذلك ، فيرجى إخبارنا بذلك.

الفيروسات القهقرية عبارة عن فيروس RNA أحادي الشريطة يرتبط بمستقبلات سطح خلية معينة على غشاء خارجي لخلية مضيفة مستهدفة ، يندمج ويدخل عبر الالتقام الخلوي لتكرار مادته الجينية بطريقة فريدة.

بعد دخول الخلية المضيفة ، يكون القفيصة غير مغلفة ويرتبط إنزيم النسخ العكسي للإنزيم أو RT بالحمض النووي الريبي الفيروسي ، ويقوم بتوليف الحمض النووي التكميلي ومع مرور الوقت ، يكون الحمض النووي مزدوج الشريطة عكس النمط المعتاد.

داخل نواة الخلية المضيفة ، يتم دمج الحمض النووي الفيروسي في الحمض النووي المضيف مكونًا فيروس طليعي. وهكذا يتم نسخ الحمض النووي الفيروسي بشكل نشط كلما تم نسخ الحمض النووي للمضيف ، مكونًا الحمض النووي الريبي الرسول.

يخرج هذا الرنا المرسال من النواة ، ويدخل السيتوبلازم ، ويُترجم لتشكيل بروتينات فيروسية جديدة ، والتي يمكن أن تتجمع بعد ذلك في فيروسات قهقرية جديدة تخرج من الخلية وتكون جاهزة لإصابة الخلايا الأخرى.

16.5: دورات حياة الفيروسات القهقرية

تحتوي الفيروسات القهقرية على جينوم الحمض النووي الريبي أحادي الشريطة الذي يخضع لشكل خاص من النسخ المتماثل. بمجرد دخول الفيروس القهقري إلى الخلية المضيفة ، يقوم إنزيم يسمى النسخ العكسي بتوليف الحمض النووي المزدوج الشريطة من جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي. يتم بعد ذلك دمج نسخة الحمض النووي للجينوم في جينوم المضيف و rsquos داخل النواة عبر إنزيم يسمى Integrase. وبالتالي ، يتم نسخ جينوم الفيروس القهقري إلى الحمض النووي الريبي كلما تم نسخ جينوم المضيف و rsquos ، مما يسمح للفيروس القهقري بالتكاثر. يتم نقل الحمض النووي الريبي الفيروسي الجديد إلى السيتوبلازم ، حيث يتم ترجمته إلى بروتينات تجمع فيروسات قهقرية جديدة.

تستهدف الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية مراحل مختلفة من دورة حياة فيروس نقص المناعة البشرية

تم تطوير عقاقير معينة لمكافحة عدوى الفيروسات القهقرية. تستهدف هذه الأدوية جوانب محددة من دورة الحياة. فئة واحدة من الأدوية المضادة للفيروسات القهقرية ، مثبطات الاندماج ، تمنع دخول الفيروس القهقري إلى الخلية المضيفة عن طريق تثبيط اندماج الفيروس القهقري مع غشاء الخلية المضيفة. فئة أخرى من مضادات الفيروسات القهقرية ، مثبطات إنزيم المنتسخة العكسية ، تثبط إنزيمات المنتسخة العكسية التي تصنع نسخ الحمض النووي من جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي. مثبطات النسخ العكسي هي مثبطات تنافسية أثناء عملية النسخ العكسي ، يتم دمج جزيئات الدواء في حبلا الحمض النووي المتنامي بدلاً من قواعد الحمض النووي المعتادة. بمجرد الدمج ، تمنع جزيئات الدواء مزيدًا من التقدم بواسطة إنزيم المنتسخة العكسية. الفئة الثالثة من الأدوية ، مثبطات الإنزيم ، تمنع إنزيمات التكامل من دمج جينوم الفيروس القهقري في جينوم المضيف. أخيرًا ، تتداخل مثبطات الأنزيم البروتيني مع التفاعلات الأنزيمية اللازمة لإنتاج جزيئات فيروسية تعمل بكامل طاقتها.

تستخدم مجموعات (أو ldquococktails & rdquo) من مضادات الفيروسات القهقرية لمحاربة فيروس نقص المناعة البشرية (HIV). إذا تركت دون علاج ، فإن هذا الفيروس الارتجاعي يسبب الإيدز. الكوكتيلات من مضادات الفيروسات القهقرية ضرورية لمكافحة عدوى فيروس نقص المناعة البشرية لأن الفيروس القهقرية يمكن أن يطور بسرعة مقاومة لأي دواء. تنبع هذه القدرة على التطور السريع من جينوم الحمض النووي الريبي أحادي الشريطة لفيروس نقص المناعة البشرية ، والذي يراكم الطفرات بسرعة أكبر من الحمض النووي أو الجينوم مزدوج الشريطة. تمنح بعض هذه الطفرات مقاومة للأدوية.

ومع ذلك ، من خلال الجمع بين الأدوية التي تستهدف الأحداث في بداية ووسط ونهاية دورة حياة الفيروس العكسي ، فإن الكوكتيلات المضادة للفيروسات القهقرية (تسمى العلاج المضاد للفيروسات القهقرية النشطة للغاية ، أو HAART) تقلل بشكل كبير من عدد السكان المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية في المريض. إن احتمالية حدوث طفرات متعددة تمنح مقاومة لأدوية مختلفة في جينوم فيروس نقص المناعة البشرية أقل بكثير من احتمالية حدوث طفرة مقاومة واحدة ، مما يجعل استراتيجية HAART أكثر فعالية من العلاجات أحادية الدواء. لقد نجحت استراتيجية الكوكتيل هذه بشكل كبير في علاج فيروس نقص المناعة البشرية ، بحيث أصبح من غير المألوف الآن أن يصاب الأفراد المعالجون بالإيدز.

غرينوود ، أليكس د ، ياسوكو إيشيدا ، شون ب.أو ورسكوبراين ، ألفريد إل روكا ، وماريبيث ف.إيدن. & ldquo النقل والتطور والتولد الداخلي: الدروس المستفادة من غزوات الفيروسات القهقرية الأخيرة. & rdquo ميكروبيول. مول. بيول. القس. 82 ، لا. 1 (1 مارس 2018): e00044-17. [مصدر]

عطا ، محمد ج. ، صوفي دي سينيو ، وجريجوري إم لوكاس. و ldquoClinical الصيدلة في علاج فيروس نقص المناعة البشرية. و rdquo المجلة السريرية للجمعية الأمريكية لأمراض الكلى 14 ، لا. 3 (7 مارس 2019): 435 & ndash44. [مصدر]


كائن وحيد الخلية

الكائن أحادي الخلية ، المعروف أيضًا باسم الكائن أحادي الخلية ، هو كائن يتكون من خلية واحدة ، على عكس الكائن متعدد الخلايا الذي يتكون من خلايا متعددة. تنقسم الكائنات أحادية الخلية إلى فئتين عامتين: الكائنات بدائية النواة والكائنات حقيقية النواة. تشمل بدائيات النوى البكتيريا والعتائق. العديد من حقيقيات النوى متعددة الخلايا ، لكن المجموعة تشمل البروتوزوا والطحالب وحيدة الخلية والفطريات وحيدة الخلية. يُعتقد أن الكائنات أحادية الخلية هي أقدم أشكال الحياة ، مع احتمال ظهور الخلايا الأولية المبكرة منذ 3.8-4 مليار سنة.
على الرغم من أن بعض بدائيات النوى تعيش في مستعمرات ، إلا أنها ليست خلايا متخصصة ذات وظائف مختلفة. تعيش هذه الكائنات معًا ، ويجب على كل خلية تنفيذ جميع عمليات الحياة للبقاء على قيد الحياة. في المقابل ، حتى أبسط الكائنات متعددة الخلايا لديها خلايا تعتمد على بعضها البعض للبقاء على قيد الحياة.
تمتلك معظم الكائنات متعددة الخلايا مرحلة دورة حياة أحادية الخلية. الجاميطات ، على سبيل المثال ، هي خلايا أحادية تكاثرية للكائنات متعددة الخلايا. بالإضافة إلى ذلك ، يبدو أن تعددية الخلايا قد تطورت بشكل مستقل عدة مرات في تاريخ الحياة.
بعض الكائنات الحية أحادية الخلية جزئيًا ، مثل Dictyostelium discoideum. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون الكائنات أحادية الخلية متعددة النوى ، مثل Caulerpa و Plasmodium و Myxogastria.

1. الفرضية التطورية
كانت الخلايا الأولية البدائية هي السلائف للكائنات وحيدة الخلية اليوم. على الرغم من أن أصل الحياة لا يزال لغزًا إلى حد كبير ، في النظرية السائدة حاليًا ، والمعروفة باسم فرضية RNA العالمية ، كانت جزيئات الحمض النووي الريبي المبكرة هي الأساس لتحفيز التفاعلات الكيميائية العضوية والتكاثر الذاتي.
كان التقسيم ضروريًا لأن تكون التفاعلات الكيميائية أكثر احتمالًا بالإضافة إلى التفريق بين التفاعلات مع البيئة الخارجية. على سبيل المثال ، قد يكون ريبوزيم مكرر مبكر للحمض النووي الريبي قد قام بتكرار ريبوزيمات مكررة أخرى لتسلسلات مختلفة من الحمض النووي الريبي إذا لم يتم الاحتفاظ بها منفصلة. تسمى هذه الخلايا الافتراضية التي تحتوي على جينوم RNA بدلاً من جينوم DNA المعتاد باسم الخلايا الريبية أو الخلايا الريبية.
عندما يتم وضع البرمائيات مثل الدهون في الماء ، تتجمع ذيول الماء الخائف من الماء لتشكل مذيلات وحويصلات ، مع نهايات محبة للماء تتجه للخارج. من المحتمل أن تستخدم الخلايا البدائية حويصلات الأحماض الدهنية ذاتية التجميع لفصل التفاعلات الكيميائية عن البيئة. بسبب بساطتها وقدرتها على التجميع الذاتي في الماء ، فمن المحتمل أن هذه الأغشية البسيطة سبقت أشكالًا أخرى من الجزيئات البيولوجية المبكرة.

2. بدائيات النوى
تفتقر بدائيات النوى إلى عضيات مرتبطة بالغشاء ، مثل الميتوكوندريا أو النواة. بدلاً من ذلك ، تحتوي معظم بدائيات النوى على منطقة غير منتظمة تحتوي على الحمض النووي المعروف باسم النواة. تحتوي معظم بدائيات النوى على كروموسوم دائري واحد ، على عكس حقيقيات النوى ، التي تحتوي عادةً على كروموسومات خطية. من الناحية التغذوية ، تمتلك بدائيات النوى القدرة على الاستفادة من مجموعة واسعة من المواد العضوية وغير العضوية لاستخدامها في عملية التمثيل الغذائي ، بما في ذلك الكبريت أو السليلوز أو الأمونيا أو النتريت. بدائيات النوى ككل موجودة في كل مكان في البيئة وتوجد أيضًا في البيئات القاسية.

2.1. بدائيات النوى بكتيريا
تعد البكتيريا من أقدم أشكال الحياة في العالم ، وتوجد تقريبًا في كل مكان في الطبيعة. تحتوي العديد من البكتيريا الشائعة على بلازميدات ، وهي جزيئات DNA قصيرة دائرية ذاتية التكرار منفصلة عن الكروموسوم البكتيري. يمكن أن تحمل البلازميدات الجينات المسؤولة عن قدرات جديدة ، ذات الأهمية الحاسمة الحالية كونها مقاومة المضادات الحيوية. تتكاثر البكتيريا في الغالب لاجنسيًا من خلال عملية تسمى الانشطار الثنائي. ومع ذلك ، يمكن أن يخضع حوالي 80 نوعًا مختلفًا لعملية جنسية يشار إليها باسم التحول الجيني الطبيعي. التحول هو عملية بكتيرية لنقل الحمض النووي من خلية إلى أخرى ، ويبدو أنه تكيف لإصلاح تلف الحمض النووي في الخلية المتلقية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تبادل البلازميدات من خلال استخدام بيلوس في عملية تعرف باسم الاقتران.
يمكن القول إن البكتيريا الزرقاء الضوئية هي البكتيريا الأكثر نجاحًا ، وقد غيرت الغلاف الجوي المبكر للأرض عن طريق تزويدها بالأكسجين. الستروماتوليت ، الهياكل المكونة من طبقات كربونات الكالسيوم والرواسب المحتبسة المتبقية من البكتيريا الزرقاء والبكتيريا المجتمعية المرتبطة بها ، خلفت وراءها سجلات حفريات واسعة النطاق. يعطي وجود الستروماتوليت سجلاً ممتازًا فيما يتعلق بتطور البكتيريا الزرقاء ، والتي يتم تمثيلها عبر Archaean منذ 4 مليار إلى 2.5 مليار سنة ، و Proterozoic منذ 2.5 مليار إلى 540 مليون سنة ، و Phanerozoic منذ 540 مليون سنة حتى دهور يومنا هذا. يمكن العثور على الكثير من الستروماتوليت المتحجرة في العالم في غرب أستراليا. هناك ، تم العثور على بعض من أقدم الستروماتوليت ، يعود تاريخ بعضها إلى حوالي 3.430 مليون سنة.
تحدث الشيخوخة النسيلية بشكل طبيعي في البكتيريا ، ويبدو أنها ناتجة عن تراكم الضرر الذي يمكن أن يحدث حتى في حالة عدم وجود ضغوط خارجية.

3. حقيقيات النوى
تحتوي الخلايا حقيقية النواة على عضيات مرتبطة بالغشاء ، مثل الميتوكوندريا والنواة والبلاستيدات الخضراء. ربما انتقلت الخلايا بدائية النواة إلى خلايا حقيقية النواة بين 2.0-1.4 مليار سنة مضت. كانت هذه خطوة مهمة في التطور. على عكس بدائيات النوى ، تتكاثر حقيقيات النوى باستخدام الانقسام والانقسام الاختزالي. يبدو أن الجنس سمة منتشرة وقديمة ومتأصلة في الحياة حقيقية النواة. يسمح الانقسام الاختزالي ، وهو عملية جنسية حقيقية ، بإصلاح تأشيب فعال لتلف الحمض النووي ومجموعة أكبر من التنوع الجيني من خلال الجمع بين الحمض النووي للوالدين متبوعًا بإعادة التركيب. وظائف التمثيل الغذائي في حقيقيات النوى أكثر تخصصًا أيضًا عن طريق تقسيم عمليات محددة إلى عضيات.
تنص نظرية التكافل الداخلي على أن الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء لها أصول بكتيرية. تحتوي كلتا العضيات على مجموعاتها الخاصة من الحمض النووي ولها ريبوسومات شبيهة بالبكتيريا. من المحتمل أن الميتوكوندريا الحديثة كانت ذات يوم نوعًا مشابهًا للريكتسيا ، مع القدرة الطفيلية على دخول الخلية. ومع ذلك ، إذا كانت البكتيريا قادرة على التنفس ، كان من المفيد للخلية الأكبر أن تسمح للطفيلي بالعيش مقابل الطاقة وإزالة السموم من الأكسجين. من المحتمل أن تكون البلاستيدات الخضراء متكافلة من خلال مجموعة مماثلة من الأحداث ، وهي على الأرجح من نسل البكتيريا الزرقاء. بينما لا تحتوي جميع حقيقيات النوى على ميتوكوندريا أو صانعات خضراء ، توجد الميتوكوندريا في معظم حقيقيات النوى ، وتوجد البلاستيدات الخضراء في جميع النباتات والطحالب. إن التمثيل الضوئي والتنفس هما في الأساس عكس بعضهما البعض ، وقد أتاح ظهور التنفس المقترن بالبناء الضوئي وصولاً أكبر إلى الطاقة أكثر من التخمير وحده.

3.2 حقيقيات النواة الطحالب وحيدة الخلية
الطحالب أحادية الخلية هي ذاتية التغذية شبيهة بالنبات وتحتوي على الكلوروفيل. وهي تشمل مجموعات بها أنواع متعددة الخلايا وحيدة الخلية:
الطحالب الخضراء الكلوروفيتا ، معظمها من الطحالب وحيدة الخلية وجدت في المياه العذبة. تعتبر الكلوروفيتا ذات أهمية خاصة لأنه يعتقد أنها أكثر ارتباطًا بتطور نباتات الأرض.
الدياتومات ، الطحالب أحادية الخلية التي لها جدران خلوية سيليسية. إنها أكثر أشكال الطحالب وفرة في المحيط ، على الرغم من أنها يمكن العثور عليها في المياه العذبة أيضًا. إنها تمثل حوالي 40٪ من الإنتاج البحري الأولي في العالم ، وتنتج حوالي 25٪ من الأكسجين في العالم. الدياتومات متنوعة للغاية ، وتضم حوالي 100.000 نوع.
Euglenophyta ، طحالب وحيدة الخلية ، مسوط ، غالبًا ما توجد في المياه العذبة. على عكس معظم الطحالب الأخرى ، فإنها تفتقر إلى جدران الخلايا ويمكن أن تكون مختلطة التغذية ذاتية التغذية وغيرية التغذية. مثال على ذلك هو Euglena gracilis.
Dinoflagellates ، طحالب وحيدة الخلية مسوط ، مع بعضها مدرع بالسليلوز. يمكن أن تكون دينوفلاجيلات مختلطة التغذية ، وهي الطحالب المسؤولة عن المد الأحمر. بعض دينوفلاجيلات ، مثل Pyrocystis fusiformis ، قادرة على تلألؤ بيولوجي.

3.3 حقيقيات النواة الفطريات وحيدة الخلية
تشمل الفطريات أحادية الخلية الخمائر. توجد الفطريات في معظم الموائل ، على الرغم من وجود معظمها على الأرض. تتكاثر الخمائر من خلال الانقسام الفتيلي ، ويستخدم الكثير منها عملية تسمى التبرعم ، حيث تحتفظ الخلية الأم بمعظم السيتوبلازم. تخمر خميرة الخباز الكربوهيدرات إلى ثاني أكسيد الكربون والكحول ، وتستخدم في صناعة الجعة والخبز. S. cerevisiae هو أيضًا كائن نموذجي مهم ، لأنه كائن حقيقي النواة يسهل نموه. وقد تم استخدامه للبحث في السرطان والأمراض التنكسية العصبية وكذلك لفهم دورة الخلية. علاوة على ذلك ، لعبت الأبحاث التي أجريت باستخدام S. cerevisiae دورًا مركزيًا في فهم آلية إعادة التركيب الانتصافي والوظيفة التكيفية للانقسام الاختزالي. المبيضات النيابة. هي المسؤولة عن داء المبيضات ، الذي يسبب التهابات الفم و / أو الحلق المعروفة باسم القلاع والمهبل والتي تسمى عادة عدوى الخميرة.

4. الكائنات أحادية الخلية العيانية
معظم الكائنات أحادية الخلية ذات حجم مجهري ، وبالتالي يتم تصنيفها على أنها كائنات دقيقة. ومع ذلك ، فإن بعض الطلائعيات والبكتيريا وحيدة الخلية تكون مجهرية ومرئية بالعين المجردة. الامثله تشمل:
Xenophyophores ، الأوليات من عائلة Foraminifera ، هي أكبر الأمثلة المعروفة ، مع Syringammina fragilissima التي حققت قطرًا يصل إلى 20 سم 7.9 بوصة
نوموليت ، المنخربات
قد تنمو طحالب Caulerpa إلى 3 أمتار
Brefeldia maxima ، قالب طين ، تم الإبلاغ عن أمثلة تصل سماكتها إلى سنتيمتر مع مساحة سطح تزيد عن متر مربع ووزنها يصل إلى حوالي 20 كجم
Thiomargarita namibiensis هي أكبر بكتيريا يصل قطرها إلى 0.75 ملم
Gromia Sphaerica ، الأميبا ، 5 إلى 38 ملم 0.2 إلى 1 بوصة
Acetabularia ، الطحالب
Stentor ، ciliates الملقب البوق Animalcules
Epulopiscium fishelsoni ، جرثومة
يمكن أن يصل قطر Valonia ventricosa ، وهو طحلب من فئة Chlorophyceae ، إلى قطر يتراوح من 1 إلى 4 سم من 0.4 إلى 2 بوصة


ملحوظات

قص النص بسبب الربط المحكم
مع الإضاءات
نص مموج بسبب الكتاب

تم إضافة عنصر مقيد الوصول ، تاريخ الإضافة 2019-12-10 08:50:30 Boxid IA1734520 Camera Sony Alpha-A6300 (Control) Collection_set printdisabled معرّف خارجي جرة: oclc: السجل: 1150012551 Foldoutcount 0 معرف isbn_9780558074135 Identifier-ark: / 13960 / t5r86gc4p Invoice 1652 Isbn 0132254379
9780132254373
9780131570894
0131570897
9780321742612
0321742613
9780321563712
0321563719 2007050887 LCCN OCR ABBYY FineReader للتعرف 11.0 (موسع OCR) Old_pallet IA15394 Openlibrary_edition OL10084966M Openlibrary_work OL85614W الصفحات 892 نقطة في البوصة 300 Republisher_date 20191211070706 Republisher_operator [email protected] Republisher_time 2128 Scandate 20191210103602 الماسح station01.cebu.archive.org Scanningcenter سيبو Scribe3_search_catalog ISBN Scribe3_search_id 9780558074135 Tts_version 3.1-initial-268-ge641e8b

IB Biology HL A / B

هذه الدورة التي مدتها سنتان مخصصة لدراسة الحقائق والمبادئ والعمليات الخاصة بعلم الأحياء. يتم التركيز على العمليات التجريبية وكتابة التقارير المختبرية كطريقة لتطبيق الحقائق والمفاهيم والمصطلحات العلمية. سوف يفهم الطلاب أيضًا الآثار المعنوية والأخلاقية والاجتماعية والاقتصادية والبيئية على نطاق عالمي لأنها تنطبق على العمليات والمبادئ البيولوجية. هذا جزء من برنامج دبلوم وشهادة البكالوريا الدولية.المتطلب السابق: علم الأحياء. الرسوم المطلوبة

منهج بيولوجيا البكالوريا الدولية هو قائمة بجميع التفاهمات والتطبيقات والمهارات التي يتم تدريسها بتفويض من منظمة البكالوريا الدولية على مدار عامين من دورة بيولوجيا البكالوريا الدولية. في حين أننا لن نتقدم بالضرورة من خلال بيانات المنهج بالترتيب ، يتم تقديمها لك هنا

U "فهم" - مفاهيم محتوى محددة
"تطبيق" - أمثلة توضيحية أو تجارب مهمة في تاريخ علم الأحياء
"المهارة" - الأنشطة العملية أو تحليل البيانات (المختبرات)
NOS "طبيعة العلم" - أساليب وحدود علم الأحياء كمسعى علمي

الموضوع 1: بيولوجيا الخلية 1.1 مقدمة عن الخلايا الفكرة الأساسية: سمح تطور الكائنات متعددة الخلايا بتخصص الخلية واستبدالها.

U 1 الكائنات الحية تتكون من خلايا. U 2 الكائنات وحيدة الخلية تقوم بجميع وظائف الحياة. U 3 خلية سطح إلى الحجم هو قيد مهم لحجم الخلية. U 4 الكائنات متعددة الخلايا لها خصائص تظهر نتيجة تفاعل مكوناتها الخلوية. U 5 يمكن أن تتطور الأنسجة المتخصصة عن طريق تمايز الخلايا في الكائنات متعددة الخلايا. U 6 التمايز ينطوي على تعبيرات بعض الجينات وليس غيرها في جينوم الخلية. U 7 إن قدرة الخلايا الجذعية على الانقسام والتمايز على طول مسارات مختلفة ضرورية في التطور الجنيني كما أنها تجعل الخلايا الجذعية مناسبة للاستخدامات العلاجية. أ 1 - التشكيك في نظرية الخلية باستخدام أمثلة غير نمطية ، بما في ذلك العضلات المخططة والطحالب العملاقة والخيوط الفطرية المعقمة. A 2 التحقيق في وظائف الحياة في Paramecium واحد اسمه الكائن الحي أحادي الخلية التمثيل الضوئي. أ 3 استخدام الخلايا الجذعية لعلاج مرض Stargardt وحالة أخرى مسماة. أ 4 أخلاقيات الاستخدام العلاجي للخلايا الجذعية المأخوذة من أجنة تم إنشاؤها خصيصًا ، ومن دم الحبل السري لطفل حديث الولادة ومن أنسجة شخص بالغ. م 1: استخدام مجهر ضوئي لفحص بنية الخلايا والأنسجة مع رسم الخلايا. حساب تكبير الرسومات والحجم الفعلي للهياكل والبنى التحتية الموضحة في الرسومات أو الصور المجهرية. (عملي 1) NOS 1 البحث عن الاتجاهات والتناقضات - على الرغم من أن معظم الكائنات الحية تتوافق مع نظرية الخلية ، إلا أن هناك استثناءات. NOS 2 الآثار الأخلاقية للبحوث - البحث الذي يشمل الخلايا الجذعية يزداد أهمية ويثير قضايا أخلاقية.

1.2 البنية التحتية الدقيقة للخلايا الفكرة الأساسية: تمتلك حقيقيات النوى بنية خلوية أكثر تعقيدًا من بدائيات النوى.

U 1 بدائيات النوى لها بنية خلية بسيطة بدون تجزئة. U 2 حقيقيات النوى لها بنية خلية مجزأة. تتميز المجاهر الإلكترونية U 3 بدقة أعلى بكثير من المجاهر الضوئية. أ 1 هيكل ووظيفة العضيات داخل خلايا الغدة الخارجية للبنكرياس وداخل خلايا الحاجز الوسيط
U "فهم" - مفاهيم محتوى محددة "تطبيق" - أمثلة توضيحية أو تجارب مهمة في تاريخ علم الأحياء S "مهارة" - أنشطة عملية أو تحليل بيانات NOS "طبيعة العلم" - أساليب وحدود علم الأحياء كمسعى علمي
من الورقة. تقسم بدائيات النوى 2 عن طريق الانشطار الثنائي. S 1 رسومات البنية التحتية للخلايا بدائية النواة على أساس صورة مجهرية إلكترونية. S 2 رسومات البنية التحتية للخلايا حقيقية النواة على أساس صورة مجهرية إلكترونية. تفسيرات الصور المجهرية الإلكترونية لتحديد العضيات واستنتاج وظيفة الخلايا المتخصصة. تتبع التطورات في البحث العلمي NOS 1 تحسينات في الجهاز - أدى اختراع المجاهر الإلكترونية إلى فهم أكبر لبنية الخلية.

1.3 الفكرة الأساسية لبنية الغشاء: هيكل الأغشية البيولوجية يجعلها سائلة وديناميكية.

ش 1 تشكل الفسفوليبيدات طبقات ثنائية في الماء بسبب الخصائص الأمفيباثية لجزيئات الفسفوليبيد. تتنوع بروتينات الغشاء U 2 من حيث التركيب والموضع في الأغشية والوظيفة. U 3 الكوليسترول هو أحد مكونات أغشية الخلايا الحيوانية. يقلل كوليسترول 1 في أغشية الثدييات من سيولة الأغشية ونفاذية بعض المواد المذابة. S 1 رسم نموذج الفسيفساء السائل. S 2 تحليل الأدلة من المجهر الإلكتروني الذي أدى إلى اقتراح نموذج Davidson-Danielli. S 3 تحليل تزوير نموذج Davison-Danielli الذي أدى إلى نموذج Singer-Nicolson. NOS 1 باستخدام النماذج كتمثيل للعالم الحقيقي - هناك نماذج بديلة لهياكل الأغشية. NOS 2 تزوير النظريات مع استبدال إحدى النظريات بدليل آخر زيف نموذج دافيسون دانييلي.

1.4 الفكرة الأساسية لنقل الغشاء: تتحكم الأغشية في تكوين الخلايا عن طريق النقل النشط والسلبي.

U 1 تتحرك الجسيمات عبر الأغشية عن طريق الانتشار البسيط والانتشار السهل والتناضح والنقل النشط. U 2 سيولة الأغشية تسمح بدخول المواد إلى الخلايا عن طريق الالتقام الخلوي أو إطلاقها عن طريق الإفراز الخلوي. تنقل الحويصلات المواد داخل الخلايا. أ 1 هيكل ووظيفة مضخات الصوديوم والبوتاسيوم للنقل النشط وقنوات البوتاسيوم لتسهيل الانتشار في المحاور. A 2 الأنسجة أو الأعضاء التي سيتم استخدامها في الإجراءات الطبية يجب أن تغمر في محلول بنفس الأسمولية مثل السيتوبلازم لمنع التناضح. S 1 تقدير الأسمولية في الأنسجة عن طريق الاستحمام في محاليل منخفضة التوتر وفرط التوتر. (عملي 2) NOS 1 التصميم التجريبي - القياسات الكمية الدقيقة في تجارب التناضح ضرورية.

1.5 أصل الخلايا الفكرة الأساسية: هناك سلسلة غير منقطعة للحياة من الخلايا الأولى على الأرض إلى جميع الخلايا في الكائنات الحية على قيد الحياة اليوم.

لا يمكن تشكيل خلايا U 1 إلا عن طريق تقسيم الخلايا الموجودة مسبقًا. U 2 يجب أن تكون الخلايا الأولى قد نشأت من مادة غير حية. U 3 يمكن تفسير أصل الخلايا حقيقية النواة من خلال نظرية التكافل الداخلي. 1 دليل من تجارب باستور على أن التوليد التلقائي للخلايا والكائنات الحية لا يحدث الآن على الأرض. NOS 1 اختبار المبادئ العامة التي تؤكد العالم الطبيعي - يجب التحقق من المبادئ القائلة بأن الخلايا تأتي فقط من خلايا موجودة مسبقًا.

1.6 الفكرة الأساسية لتقسيم الخلايا: انقسام الخلية ضروري ولكن يجب التحكم فيه.

U 1 الانقسام الخيطي هو تقسيم النواة إلى نواتين ابنتيتين متطابقتين وراثيًا. تتكثف كروموسومات يو 2 عن طريق الالتفاف الفائق أثناء الانقسام. يحدث التحلل الخلوي U 3 بعد الانقسام ويختلف في الخلايا النباتية والحيوانية. U 4 Interphase هي مرحلة نشطة للغاية من دورة الخلية مع العديد من العمليات التي تحدث في النواة والسيتوبلازم. تشارك U 5 Cyclins في التحكم في دورة الخلية. U 6 تشارك المطفرات والجينات الورمية والنقيلة في تطور الأورام الأولية والثانوية. أ 1 العلاقة المتبادلة بين التدخين وحدوث السرطانات. S 1 تحديد مراحل الانقسام الفتيلي في الخلايا التي يتم عرضها بالمجهر أو في صورة مجهرية.
S 2 تحديد مؤشر الانقسام الفتيلي من صورة مجهرية. NOS 1 الصدفة والاكتشافات العلمية - كانت اكتشافات الأعاصير عرضية.

الموضوع 2: البيولوجيا الجزيئية 2.1 الجزيئات لعملية التمثيل الغذائي الفكرة الأساسية: الكائنات الحية تتحكم في تكوينها عن طريق شبكة معقدة من التفاعلات الكيميائية.

يشرح البيولوجيا الجزيئية U 1 العمليات الحية من حيث المواد الكيميائية المتضمنة U 2 يمكن لذرات الكربون أن تشكل أربع روابط تساهمية تسمح بتنوع المركبات المستقرة. هي شبكة من جميع التفاعلات المحفزة بالإنزيم في خلية أو كائن حي. التحلل المائي للجزيئات الكبيرة إلى مونومرات A 1 Urea كمثال لمركب تنتجه الكائنات الحية ولكن يمكن أيضًا تصنيعه بشكل مصطنع S 1 رسم مخططات جزيئية للجلوكوز والريبوز وحمض دهني مشبع وحمض أميني معمم S 2 تحديد البيوكيميائية مثل السكريات أو الدهون أو الأحماض الأمينية من الرسومات الجزيئية NOS 1 تزوير نظريات- ساعد التوليف الاصطناعي لليوريا على تزوير الحيوية.

2.2 الفكرة الأساسية للمياه: الماء هو وسيلة الحياة.

ش 1 جزيئات الماء قطبية وتتكون روابط هيدروجينية بينها. يو 2 الرابطة الهيدروجينية وقطبية ثنائية يشرحان خصائص التماسك واللاصق والحرارة والمذيبات للماء. U 3 يمكن أن تكون المواد محبة للماء أو كارهة للماء. أ 1 مقارنة الخواص الحرارية للماء بخصائص الميثان. أ 2 استخدام الماء كمبرد في العرق. أ 3 طرق لنقل الجلوكوز والأحماض الأمينية والكوليسترول والدهون. الأكسجين والصوديوم في الدم فيما يتعلق بقابليتهما للذوبان في الماء. NOS 1: استخدام النظريات لشرح الظواهر الطبيعية - النظرية القائلة بأن الروابط الهيدروجينية تتشكل بين جزيئات الماء تشرح خصائص الماء.

2.3 الكربوهيدرات والدهون الفكرة الأساسية: تستخدم مركبات الكربون والهيدروجين والأكسجين لتزويد وتخزين الطاقة.

U 1 مونومرات السكاريد الأحادية مرتبطة ببعضها البعض عن طريق تفاعلات التكثيف لتشكيل السكريات الثنائية وبوليمرات السكاريد. الأحماض الدهنية U 2 يمكن أن تكون مشبعة وأحادية غير مشبعة ومتعددة غير مشبعة. U 3 يمكن أن تكون الأحماض الدهنية غير المشبعة رابطة الدول المستقلة أو أيزومرات متحولة. تتشكل U 4 Triglycerides بالتكثيف من ثلاثة أحماض دهنية وجلسرين واحد. أ 1 هيكل ووظيفة السليلوز والنشا في النباتات والجليكوجين في البشر. أ 2 دليل علمي على المخاطر الصحية للدهون غير المشبعة والأحماض الدهنية المشبعة. 3 الدهون هي أكثر ملاءمة لتخزين الطاقة على المدى الطويل في البشر من الكربوهيدرات. أ 4 تقييم الأدلة والأساليب المستخدمة للحصول على الأدلة على الادعاءات الصحية المقدمة حول الدهون. م 1 استخدام برامج التصور الجزيئي لمقارنة السليلوز والنشا والجليكوجين. S 2 تحديد مؤشر كتلة الجسم عن طريق حساب أو استخدام الرسم البياني. NOS 1 تقييم الادعاءات - يجب تقييم الادعاءات الصحية المقدمة حول الدهون في الوجبات الغذائية.

2.4 الفكرة الأساسية للبروتينات: للبروتينات مجموعة واسعة جدًا من الوظائف في الكائنات الحية.

الأحماض الأمينية U 1 مرتبطة ببعضها البعض عن طريق التكثيف لتشكيل عديد الببتيدات. يو 2 هناك 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة في البولي ببتيدات المركبة على الريبوسومات. يمكن ربط الأحماض الأمينية U 3 معًا في أي تسلسل مما يعطي نطاقًا كبيرًا من البولي ببتيدات الممكنة. يو 4 يتم ترميز تسلسل الأحماض الأمينية لعديد الببتيدات بواسطة الجينات.
يمكن أن يتكون البروتين U 5 من عديد ببتيد واحد أو أكثر من عديد ببتيد واحد مرتبط معًا. U 6 يحدد تسلسل الأحماض الأمينية التشكل ثلاثي الأبعاد للبروتين. U 7 الكائنات الحية تصنع العديد من البروتينات المختلفة مع مجموعة واسعة من الوظائف. U 8 كل فرد لديه بروتين فريد. A 1 Rubisco ، الغلوبولين المناعي للأنسولين ، رودوبسين ، الكولاجين وحرير العنكبوت كأمثلة لمجموعة وظائف البروتين. أ 2 - تمسخ البروتينات بالحرارة أو بانحراف الأس الهيدروجيني عن المستوى الأمثل. S 1 رسم مخططات جزيئية لتوضيح تكوين رابطة الببتيد. NOS 1 - البحث عن الأنماط والاتجاهات والتناقضات - تجمع معظم الكائنات الحية وليس كلها بروتينات من نفس الأحماض الأمينية.

2.5 الفكرة الأساسية للإنزيمات: تتحكم الإنزيمات في عملية التمثيل الغذائي للخلية.

تمتلك إنزيمات U 1 موقعًا نشطًا ترتبط به ركائز معينة. ينطوي تحفيز إنزيم U 2 على الحركة الجزيئية وتصادم الركائز مع الموقع النشط. يو 3 تؤثر درجة الحرارة ودرجة الحموضة وتركيز الركيزة على معدل نشاط الإنزيمات. إنزيمات اليورانيوم 4 يتم تغيير طبيعتها. تستخدم إنزيمات يو 5 المجمدة على نطاق واسع في الصناعة. جـ1- طرق إنتاج الحليب الخالي من اللاكتوز ومميزاته. م 1 تصميم تجارب لاختبار تأثير درجة الحرارة ودرجة الحموضة وتركيز الركيزة على نشاط الإنزيمات. S 2 التحقيق التجريبي لعامل يؤثر على نشاط الانزيم. (عملي 3) NOS 1 تتطلب القياسات الكمية الدقيقة التصميم التجريبية في تجارب الإنزيم مكررات لضمان الموثوقية.

2.6 بنية الحمض النووي والفكرة الأساسية للحمض النووي الريبي: تسمح بنية الحمض النووي بالتخزين الفعال للمعلومات الجينية.

U 1 الأحماض النووية DNA و RNA عبارة عن بوليمرات من النيوكليوتيدات. يختلف DNA U 2 عن RNA في عدد الخيوط الموجودة ، والتكوين الأساسي ونوع البنتوز. U 3 DNA عبارة عن حلزون مزدوج مصنوع من خيطين متوازيين من النيوكليوتيدات مرتبطين برابطة هيدروجينية بين أزواج القاعدة التكميلية. توضيح أ 1 كريك وواتسون لبنية الحمض النووي باستخدام صنع النموذج. S 1 رسم مخططات بسيطة لهيكل النيوكليوتيدات المفردة للحمض النووي DNA والـ RNA باستخدام الدوائر والخماسيات والمستطيلات لتمثيل الفوسفات والبنتوزات والقواعد. NOS 1 باستخدام النماذج كتمثيل للعالم الحقيقي - استخدم كريك وواتسون صنع النماذج لاكتشاف بنية الحمض النووي.

2.7 تكرار الحمض النووي والنسخ والترجمة الفكرة الأساسية: يمكن نسخ المعلومات الجينية في الحمض النووي بدقة ويمكن ترجمتها لصنع البروتينات التي تحتاجها الخلية.

U 1 يعد تكرار الحمض النووي شبه متحفظ ويعتمد على الاقتران الأساسي التكميلي. يقوم U 2 Helicase بفك الحلزون المزدوج ويفصل بين الخيوط عن طريق كسر روابط الهيدروجين. يربط U 3 DNA polymerase النوكليوتيدات معًا لتشكيل حبلا جديدًا ، باستخدام خيط موجود مسبقًا كقالب. U 4 النسخ هو توليف mRNA المنسوخ من تسلسل قاعدة DNA بواسطة بوليميراز RNA. U 5 الترجمة هي تخليق بولي ببتيدات على الريبوسومات. U 6 يتم تحديد تسلسل الأحماض الأمينية للببتيدات بواسطة mRNA وفقًا للشفرة الوراثية. U 7 كودونات من ثلاث قواعد على mRNA تتوافق مع حمض أميني واحد في بولي ببتيد. تعتمد ترجمة U 8 على الاقتران الأساسي المجاني بين الكودونات على mRNA و anticodons على tRNA. أ 1 استخدام بوليميراز DNA Taq لإنتاج نسخ متعددة من الحمض النووي بسرعة عن طريق تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR). أ 2 - إنتاج الأنسولين البشري في البكتيريا كمثال على عالمية الكود الجيني الذي يسمح بنقل الجينات بين الأنواع. م 1 استخدم جدول الكود الجيني لاستنتاج الكودونات التي تتوافق مع الأحماض الأمينية. S 2 تحليل نتائج Messelson و Stahl للحصول على دعم لنظرية النسخ شبه المحافظ للحمض النووي. S 3 استخدم جدولاً من أكواد mRNA والأحماض الأمينية المقابلة لها لاستنتاج تسلسل الأحماض الأمينية المشفرة بواسطة خيط mRNA قصير من تسلسل أساسي معروف. S 4 استنتاج تسلسل قاعدة الحمض النووي لخيط الرنا المرسال. NOS 1 - الحصول على أدلة للنظريات العلمية - حصل ميسيلسون وستال على أدلة على شبه المحافظين.
تكرار الحمض النووي.

2.8 التنفس الخلوي الفكرة الأساسية: تنفس الخلية يوفر الطاقة لوظائف الحياة.

U 1 تنفس الخلية هو إطلاق متحكم فيه للطاقة من المركبات العضوية لإنتاج ATP. U 2 ATP من تنفس الخلية متاح على الفور كمصدر للطاقة في الخلية. U 3 تنفس الخلايا اللاهوائية يعطي عائدًا صغيرًا من ATP من الجلوكوز. يتطلب تنفس الخلايا الهوائية U 4 الأكسجين ويعطي عائدًا كبيرًا من الـ ATP من الجلوكوز. أ 1 استخدام التنفس الخلوي اللاهوائي في الخمائر لإنتاج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون في الخبز. إنتاج 2 اللاكتات في البشر عند استخدام التنفس اللاهوائي لتعظيم قوة تقلصات العضلات. S 1 تحليل نتائج التجارب التي تنطوي على قياس معدلات التنفس في إنبات البذور أو اللافقاريات باستخدام مقياس التنفس. NOS 1 تقييم أخلاقيات البحث العلمي - استخدام اللافقاريات في تجارب أجهزة قياس التنفس.

2.9 التمثيل الضوئي الفكرة الأساسية: يستخدم التمثيل الضوئي الطاقة في ضوء الشمس لإنتاج الطاقة الكيميائية اللازمة للحياة.

يو 1 التمثيل الضوئي هو إنتاج مركبات الكربون في الخلايا باستخدام الطاقة الضوئية. U 2 للضوء المرئي نطاق من الأطوال الموجية مع البنفسجي لأقصر طول موجي والأحمر الأطول. U 3 الكلوروفيل يمتص الضوء الأحمر والأزرق بشكل أكثر فعالية ويعكس الضوء الأخضر أكثر من الألوان الأخرى. يتم إنتاج اليورانيوم 4 الأكسجين في عملية التمثيل الضوئي من التحلل الضوئي للماء. يو 5 الطاقة ضروري لإنتاج الكربوهيدرات ومركبات الكربون الأخرى من ثاني أكسيد الكربون. U 6 درجة الحرارة وشدة الضوء وتركيز ثاني أكسيد الكربون هي عوامل مقيدة محتملة على معدل التمثيل الضوئي. أ 1 التغييرات في الغلاف الجوي للأرض والمحيطات وترسب الصخور بسبب التمثيل الضوئي. S 1 رسم طيف امتصاص للكلوروفيل وطيف عمل لعملية التمثيل الضوئي. ق 2 تصميم طيف امتصاص للكلوروفيل وطيف عمل لعملية التمثيل الضوئي. م 3 فصل أصباغ التمثيل الضوئي عن طريق الكروماتوغراف. (عملي 4) NOS 1 التصميم التجريبي - يعد التحكم في المتغيرات ذات الصلة في تجارب التمثيل الضوئي أمرًا ضروريًا.

الموضوع 3: علم الوراثة 3.1 الفكرة الأساسية للجينات: يرث كل كائن حي مخططًا للحياة من والديه.

يو 1 الجين هو عامل وراثي يتكون من طول الحمض النووي ويؤثر على خاصية معينة. يو 2 يحتل الجين موقعًا محددًا على الكروموسوم. U 3 الأشكال المختلفة للجين هي الأليلات. تختلف الأليلات U 4 عن بعضها البعض من خلال قاعدة واحدة أو عدة قواعد فقط. ش 5 الأليلات الجديدة تتشكل عن طريق الطفرة. ش 6 الجينوم هو كل المعلومات الجينية للكائن الحي. U 7 تم ترتيب التسلسل الأساسي الكامل للجينات البشرية في مشروع الجينوم البشري. ج 1 أسباب فقر الدم المنجلي ، بما في ذلك طفرة استبدال القاعدة ، وتغيير في التسلسل الأساسي للـ mRNA المنسوخ منه والتغيير في تسلسل عديد الببتيد في الهيموجلوبين. أ 2 مقارنة عدد الجينات في البشر مع الأنواع الأخرى. م 1 استخدام قاعدة بيانات لتحديد الاختلافات في التسلسل الأساسي للجين في نوعين. تطورات NOS 1 في البحث العلمي تتبع تحسينات في تكنولوجيا تسلسل الجينات المستخدمة في تسلسل الجينات.

3.2 الفكرة الأساسية للكروموسومات: تحمل الكروموسومات الجينات في تسلسل خطي يتقاسمه أعضاء النوع.

U 1 بدائيات النوى لها كروموسوم واحد يتكون من جزيء DNA دائري. U 2 تحتوي بعض بدائيات النوى أيضًا على بلازميدات ولكن حقيقيات النوى لا تحتوي عليها.
كروموسومات U 3 حقيقيات النوى هي جزيئات دنا خطية مرتبطة ببروتينات هيستون. U 4 في أنواع حقيقيات النوى توجد كروموسومات مختلفة تحمل جينات مختلفة. U 5 الكروموسومات المتماثلة تحمل نفس تسلسل الجينات ولكن ليس بالضرورة نفس الأليلات لتلك الجينات. نوى U 6 ثنائية الصبغيات لها أزواج من الكروموسومات المتجانسة. تحتوي نوى U 7 Haploid على كروموسومات واحدة من كل زوج. U 8 عدد الكروموسومات هو سمة مميزة لعضو من الأنواع. U 9 ​​يوضح مخطط karyogram كروموسومات الكائن الحي في أزواج متجانسة من الطول المتناقص. U 10 الجنس يتحدد بالكروموسومات الجنسية والجسميات الكروموسومات لا تحدد الجنس. تقنية 1 كيرنز لقياس طول الحمض النووي بواسطة التصوير الشعاعي الذاتي. مقارنة حجم الجينوم في T2 فج ، الإشريكية القولونية ، ذبابة الفاكهة السوداء ، الإنسان العاقل ، باريس جابونيكا. 3 مقارنة بين عدد الكروموسومات ثنائية الصبغيات للإنسان العاقل ، و Pan troglodytes ، و Canisiliaris ، و Oryza sativa ، و Parascarsis equorum. أ 4 استخدم مخطط karyograms لاستنتاج الجنس وتشخيص متلازمة داون لدى البشر. م 1 استخدام قواعد البيانات لتحديد بؤرة تركيز الجين البشري ومنتج البولي ببتيد الخاص به. تتبع تطورات NOS 1 في البحث تحسينات في التقنيات - تم استخدام التصوير الشعاعي الذاتي لتحديد طول جزيئات الحمض النووي في الكروموسومات.

3.3 الفكرة الأساسية للانقسام الاختزالي: تفصل الأليلات أثناء الانقسام الاختزالي مما يسمح بتشكيل توليفات جديدة عن طريق اندماج الأمشاج.

ش 1 تنقسم إحدى النواة ثنائية الصبغة عن طريق الانقسام الاختزالي لإنتاج أربع نوى أحادية العدد.U 2 يسمح خفض عدد الكروموسومات إلى النصف بدورة حياة جنسية مع اندماج الأمشاج. يتم تكرار الحمض النووي U 3 قبل الانقسام الاختزالي بحيث تتكون جميع الكروموسومات من كروماتيدات شقيقتين. U 4 تضمنت المراحل الأولى من الانقسام الاختزالي اقتران كروموسومات متجانسة وعبور تكثيف متبوع. U 5 يكون توجيه أزواج الكروموسومات المتجانسة قبل الفصل عشوائيًا. U 6 فصل أزواج الكروموسومات المتجانسة في القسم الأول من الانقسام الاختزالي يؤدي إلى خفض عدد الكروموسومات إلى النصف. U 7 العبور والتوجه العشوائي يعززان التباين الجيني. U 8 اندماج الأمشاج من آباء مختلفين يعزز الاختلاف الجيني. يمكن أن يتسبب عدم الانفصال 1 في حدوث متلازمة داون وتشوهات الكروموسومات الأخرى. أ 2 الدراسات التي تظهر عمر الوالدين تؤثر على فرص عدم الانفصال. أ 3 وصف الطرق المستخدمة للحصول على خلايا لتحليل النمط النووي على سبيل المثال أخذ عينات من خلايا المشيمة وبزل السائل الأمنيوسي والمخاطر المرتبطة بذلك. S 1 رسم مخططات لتوضيح مراحل الانقسام الاختزالي مما يؤدي إلى تكوين أربع خلايا أحادية العدد. NOS 1 بإجراء ملاحظات دقيقة - تم اكتشاف الانقسام الاختزالي عن طريق الفحص المجهري لخلايا الخط الجرثومي المنقسمة.

3.4 الفكرة الأساسية للوراثة: يتبع وراثة الجينات الأنماط. اكتشف U 1 Mendel مبادئ الميراث من خلال التجارب التي تم فيها عبور أعداد كبيرة من نباتات البازلاء. U 2 Gametes هي أحادية العدد لذا تحتوي على أليل واحد فقط من كل جين. U 3 تنفصل الأليلات الخاصة بكل جين إلى نوى ابنة أحادية العدد مختلفة أثناء الانقسام الاختزالي. ينتج عن اندماج الأمشاج U 4 زيجوتات ثنائية الصبغيات مع أليلين من كل جين قد يكونان نفس الأليل أو أليلات مختلفة. U 5 الأليلات السائدة تخفي تأثير الأليلات المتنحية ولكن الأليلات السائدة لها تأثيرات مشتركة. U 6 العديد من الأمراض الوراثية التي تصيب الإنسان ناتجة عن زيادة الأليلات في الجينات الصبغية ، على الرغم من أن بعض الأمراض الوراثية ترجع إلى الأليلات السائدة أو السائدة. U 7 بعض الأمراض الوراثية مرتبطة بالجنس. يختلف نمط الوراثة عن الجينات المرتبطة بالجنس بسبب موقعها على الكروموسومات الجنسية. U 8 تم تحديد العديد من الأمراض الوراثية لدى البشر ولكن معظمها نادر جدًا. U 9 ​​يزيد الإشعاع والمواد الكيميائية المسببة للطفرات من معدل الطفرات ويمكن أن تسبب أمراضًا وراثية وأمراض سرطانية. A 1 وراثة فصائل الدم ABO.
أ 2 - إعادة عمى اللون الأخضر والهيموفيليا كأمثلة على الميراث المرتبط بالجنس. أ 3 وراثة التليف الكيسي ومرض هنتنغتون. ج 4 تداعيات الإشعاع بعد القصف النووي لهيروشيما وحادث تشيرنوبيل. ق 1 إنشاء شبكات بونت للتنبؤ بنتائج التهجين الوراثي أحادي الهجين. S 2 مقارنة النتائج المتوقعة والفعلية للهجن الجينية باستخدام بيانات حقيقية. S 3 تحليل مخططات النسب لاستنتاج نمط وراثة الأمراض الوراثية. NOS 1 عند إجراء قياسات كمية باستخدام مكررات لضمان الموثوقية ، أدت عمليات تهجين مندل الجينية مع نباتات البازلاء إلى توليد بيانات رقمية.

3.5 التعديل الجيني والتكنولوجيا الحيوية الفكرة الأساسية: طور علماء الأحياء تقنيات للمعالجة الاصطناعية للحمض النووي والخلايا والكائنات الحية.

يستخدم الفصل الكهربي U 1 Gel لفصل البروتينات أو أجزاء الحمض النووي وفقًا للحجم. يمكن استخدام U 2 PCR لتضخيم كميات صغيرة من الحمض النووي. يتضمن تصنيف الحمض النووي U 3 مقارنة الحمض النووي. يو 4 يتم التعديل الجيني عن طريق نقل الجينات بين الأنواع. U 5 المستنسخات هي مجموعات من الكائنات الحية المتطابقة وراثيًا ، مشتقة من خلية أصلية واحدة. U 6 العديد من أنواع النباتات وبعض أنواع الحيوانات لها طرق طبيعية في الاستنساخ. U 7 يمكن استنساخ الحيوانات في مرحلة الجنين عن طريق تفتيت الجنين إلى أكثر من مجموعة واحدة من الخلايا. تم تطوير طرق U 8 لاستنساخ الحيوانات البالغة باستخدام خلايا متمايزة. أ 1 استخدام توصيف الحمض النووي في تحقيقات الأبوة والطب الشرعي. يستفيد نقل الجين الثاني في البكتيريا باستخدام البلازميدات من نوكليازات تقييدية وليغازات DNA. A 3 تقييم المخاطر والفوائد المحتملة المرتبطة بالتعديل الوراثي للمحاصيل. أ 4 - إنتاج أجنة مستنسخة ناتجة عن نقل نواة الخلية الجسدية. م 1 تصميم تجربة لتقييم عامل واحد يؤثر على تجذير عقل الساق. S 2 تحليل أمثلة لمحات DNA. S 3 تحليل البيانات المتعلقة بالمخاطر التي تتعرض لها فراشات الملك لمحاصيل Bt. NOS 1 تقييم المخاطر المرتبطة بالبحث العلمي - يحاول العلماء تقييم المخاطر المرتبطة بالمحاصيل المعدلة وراثيًا أو الثروة الحيوانية.

الموضوع 4: علم البيئة 4.1 الأنواع والمجتمعات والنظم البيئية الفكرة الأساسية: يعتمد استمرار بقاء الكائنات الحية بما في ذلك البشر على المجتمعات المستدامة.

U 1 الأنواع هي مجموعات من الكائنات الحية التي يمكن أن تتزاوج لإنتاج ذرية خصبة. U 2 يمكن عزل أعضاء أحد الأنواع تكاثريًا في مجموعات منفصلة. U 3 الأنواع لها إما طريقة ذاتية التغذية أو غيرية التغذية (بعض الأنواع لها كلتا الطريقتين). يو 4 المستهلكون عبارة عن كائنات غيرية التغذية تتغذى على الكائنات الحية عن طريق الابتلاع. U 5 Detrivores هي كائنات غيرية التغذية تحصل على المغذيات العضوية من المخلفات عن طريق الهضم الداخلي. U 6 Saprotrophs هي كائنات غيرية التغذية تحصل على العناصر الغذائية العضوية من الكائنات الميتة عن طريق الهضم الخارجي. U 7 يتكون المجتمع من مجموعات من أنواع مختلفة تعيش معًا وتتفاعل مع بعضها البعض. U 8 يشكل المجتمع نظامًا بيئيًا من خلال تفاعله مع البيئة اللاأحيائية. U 9 ​​Autotrophs تحصل على مغذيات غير عضوية من البيئة اللاأحيائية. يو 10 يتم الحفاظ على إمداد المغذيات غير العضوية عن طريق إعادة تدوير المغذيات. U 11 يمكن للنظم الإيكولوجية أن تكون مستدامة على مدى فترات طويلة من الزمن. S 1 تصنيف الأنواع على أنها ذاتية التغذية ، أو مستهلكة ، أو مواد حافظة أو نباتية من معرفة طريقة تغذيتها. S 2 إنشاء عوالم ميكوكوسز مختومة لمحاولة ترسيخ الاستدامة. (عملي 5) S 3 اختبار للارتباط بين نوعين باستخدام اختبار كاي تربيع مع البيانات التي تم الحصول عليها من أخذ العينات الرباعية. م 4 - التعرف على الدلالة الإحصائية وتفسيرها. NOS 1 عند البحث عن الأنماط والاتجاهات والاختلافات - النباتات والطحالب ذاتية التغذية في الغالب ولكن بعضها ليس كذلك.

4.2 الفكرة الأساسية لتدفق الطاقة: تتطلب النظم البيئية إمدادًا مستمرًا بالطاقة لتغذية عمليات الحياة واستبدال الطاقة المفقودة كحرارة.

U 1 تعتمد معظم النظم البيئية على إمدادات الطاقة من ضوء الشمس. يو 2 يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية في مركبات الكربون عن طريق التمثيل الضوئي. U 3 تتدفق الطاقة الكيميائية في مركبات الكربون عبر سلاسل الغذاء عن طريق التغذية. يو 4 الطاقة المنبعثة من مركبات الكربون عن طريق التنفس تستخدم في الكائنات الحية وتحويلها إلى حرارة. U 5 لا تستطيع الكائنات الحية تحويل الحرارة إلى أشكال أخرى من الطاقة. U 6 يتم فقد الحرارة من النظم البيئية. U 7 فقدان الطاقة بين المستويات الغذائية يقيد طول السلاسل الغذائية والكتلة الحيوية ذات المستويات الغذائية الأعلى. م 1 التمثيلات الكمية لتدفق الطاقة باستخدام أهرامات الطاقة. NOS 1 استخدم النظريات لشرح الظواهر الطبيعية - توضح مفاهيم تدفق الطاقة الطول المحدود لسلاسل الغذاء.

4.3 الفكرة الأساسية لركوب الدراجات الكربونية: يعتمد التوافر المستمر للكربون في النظم البيئية على دورة الكربون.

U 1 Autotrophs يحول ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات ومركبات كربون أخرى. يو 2 في النظم البيئية المائية ، يوجد الكربون على هيئة ثنائي أكسيد الكربون المذاب وأيونات كربونات الهيدروجين. U 3 ينتشر ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أو الماء إلى ذاتية التغذية. يو 4 ينتج ثاني أكسيد الكربون عن طريق التنفس وينتشر خارج الكائنات الحية في الماء أو الغلاف الجوي. U 5 الميثان ينتج من المواد العضوية في الظروف اللاهوائية عن طريق العتائق الميثانوجينية وبعضها ينتشر في الغلاف الجوي أو يتراكم في الأرض. U 6 يتأكسد الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي. U 7 يتشكل الخث عندما لا تتحلل المادة العضوية تمامًا بسبب الظروف الحمضية و / أو اللاهوائية في التربة المشبعة بالمياه. U 8 تم تحويل المواد العضوية المتحللة جزئيًا من العصور الجيولوجية الماضية إما إلى فحم أو إلى زيت وغاز تتراكم في الصخور المسامية. يو 9 ينتج ثاني أكسيد الكربون عن طريق احتراق الكتلة الحيوية والمواد العضوية المتحجرة. U 10 تحتوي الحيوانات مثل الشعاب المرجانية و Mollusca على أجزاء صلبة تتكون من كربونات الكالسيوم ويمكن أن تصبح متحجرة في الحجر الجيري. أ 1 تقدير تدفقات الكربون الناتجة عن العمليات في دورة الكربون. أ 2 تحليل البيانات من محطات مراقبة الهواء لشرح التقلبات السنوية. S 1 أنشئ مخططًا لدورة الكربون. NOS 1 - إجراء قياسات كمية دقيقة - من المهم الحصول على بيانات موثوقة عن تركيزات ثاني أكسيد الكربون والميثان في الغلاف الجوي.

4.4 فكرة أساسية عن تغير المناخ: تؤثر تركيزات الغازات في الغلاف الجوي على المناخات التي تعيش على سطح الأرض.

يو 1 يعتبر ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء من أهم غازات الدفيئة. U 2 الغازات الأخرى بما في ذلك الميثان وأكاسيد النيتروجين لها تأثير أقل. U 3 يعتمد تأثير الغاز على قدرته على امتصاص إشعاع الموجة الطويلة وكذلك على تركيزه في الغلاف الجوي. U 4 تبعث الأرض الدافئة إشعاعًا أطول موجيًا (حرارة). U 5 يتم امتصاص إشعاع الموجة الأطول بواسطة غازات الدفيئة التي تحتفظ بالحرارة في الغلاف الجوي. U 6 تتأثر درجات الحرارة العالمية وأنماط المناخ بتركيزات غازات الدفيئة. U 7 هناك علاقة بين ارتفاع تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي منذ بداية الثورة الصناعية قبل 200 عام ومتوسط ​​درجات الحرارة العالمية. U 8 الزيادات الأخيرة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ترجع إلى حد كبير إلى الزيادات في احتراق المواد العضوية المتحجرة. أ 1 التهديدات التي تتعرض لها الشعاب المرجانية من زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون المذاب. أ 2 الارتباطات بين درجات الحرارة العالمية وتركيزات ثاني أكسيد الكربون على الأرض. أ 3 تقييم الادعاءات بأن الأنشطة البشرية لا تسبب تغير المناخ. NOS 1 تقييم الادعاءات - تقييم الادعاءات بأن الأنشطة البشرية تؤدي إلى تغير المناخ.

الموضوع 5: التطور والتنوع البيولوجي
5.1 الدليل على الفكرة الأساسية للتطور: هناك أدلة دامغة على تطور الحياة على الأرض.

U 1 يحدث التطور عندما تتغير الخصائص الوراثية للأنواع. ش 2 يوفر السجل الأحفوري دليلاً على التطور. يو 3 التربية الانتقائية للحيوانات الأليفة تظهر أن الانتقاء الاصطناعي يمكن أن يسبب التطور. U 4 يفسر تطور الهياكل المتماثلة عن طريق الإشعاع التكيفي أوجه التشابه في البنية عندما تكون هناك اختلافات في الوظيفة. U 5 يمكن أن يتباعد سكان نوع ما تدريجياً إلى أنواع منفصلة عن طريق التطور. U 6 التباين المستمر عبر النطاق الجغرافي للمجموعات السكانية ذات الصلة يطابق مفهوم الاختلاف التدريجي. أ 1 تطور الحشرات الميلانية في المناطق الملوثة. 2 مقارنة بين الأطراف الخماسية الأصابع للثدييات والطيور والبرمائيات والزواحف مع طرق الحركة المختلفة. NOS 1 عند البحث عن الأنماط والاتجاهات والاختلافات - هناك سمات مشتركة في البنية العظمية لأطراف الفقاريات على الرغم من تنوع استخدامها.

5.2 الانتقاء الطبيعي الفكرة الأساسية: تطور تنوع الحياة واستمر في التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي.

U 1 يمكن أن يحدث الانتخاب الطبيعي فقط إذا كان هناك اختلاف بين أعضاء من نفس النوع. U 2 الطفرة والانقسام الاختزالي والتكاثر الجنسي تسبب تباينًا بين الأفراد في النوع. U 3 التكيفات هي خصائص تجعل الفرد مناسبًا لبيئته وأسلوب حياته. يو 4 تميل الأنواع إلى إنتاج نسل أكثر مما يمكن أن تدعمه البيئة. U 5 الأفراد الأكثر تكيفًا يميلون إلى البقاء على قيد الحياة وإنتاج المزيد من النسل ، بينما يميل الأشخاص الأقل تكيفًا إلى الموت أو إنتاج عدد أقل من النسل. U 6 الأفراد الذين يتكاثرون ينقلون الصفات إلى ذريتهم. U 7 يزيد الانتقاء الطبيعي من تواتر الخصائص التي تجعل الأفراد أكثر تكيفًا ويقلل من تكرار الخصائص الأخرى التي تؤدي إلى تغييرات داخل الأنواع. أ 1 التغييرات في مناقير العصافير على دافني ميجور. أ 2 تطور مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية. NOS 1 استخدم النظريات لشرح الظواهر الطبيعية - يمكن لنظرية التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي أن تفسر تطور مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية.

5.3 التصنيف والتنوع البيولوجي الفكرة الأساسية: يتم تسمية الأنواع وتصنيفها باستخدام نظام متفق عليه دوليًا.

U 1 النظام ذو الحدين لأسماء الأنواع عالمي بين علماء الأحياء وتم الاتفاق عليه وتطويره في سلسلة من المؤتمرات. ش 2 عند اكتشاف الأنواع يتم تسميتها بأسماء علمية باستخدام النظام ذي الحدين. U 3 يصنف علماء التصنيف الأنواع باستخدام التسلسل الهرمي للأصناف. U 4 يتم تصنيف جميع الكائنات الحية إلى ثلاثة مجالات. U 5 الأصناف الرئيسية لتصنيف حقيقيات النوى هي المملكة ، واللجوء ، والطبقة ، والترتيب ، والعائلة ، والجنس ، والأنواع. U 6 في التصنيف الطبيعي ، يتكون الجنس والأصناف الأعلى المصاحبة له من جميع الأنواع التي تطورت من أحد الأنواع السلفية المشتركة. U 7 يقوم علماء التصنيف أحيانًا بإعادة تصنيف مجموعات الأنواع عندما تظهر أدلة جديدة أن تصنيفًا سابقًا يحتوي على أنواع تطورت من أنواع أسلاف مختلفة. يو 8 التصنيف الطبيعي يساعد في تحديد الأنواع ويسمح بالتنبؤ بالخصائص المشتركة بين الأنواع داخل المجموعة. 1 تصنيف نوع نبات وحيوان واحد من مستوى إلى مستوى الأنواع. A 2 ميزات التعرف على الطحالب ، الفيلسينوفيتا ، الصنوبرية ، وعائية البذور. A 3 ميزات التعرف على porifera و cnidarian pletyhelmintha و annelida و Mollusca و arthropda و chordata. أ 4 التعرف على سمات الطيور والثدييات والبرمائيات والزواحف والأسماك. S 1 إنشاء مفاتيح ثنائية التفرع لاستخدامها في تحديد العينات NOS 1 التعاون والتعاون بين مجموعات العلماء - يستخدم العلماء النظام ذي الحدين لتحديد الأنواع بدلاً من العديد من الأسماء المحلية المختلفة.

5.4 Cladistics الفكرة الأساسية: يمكن استنتاج أصل مجموعات الأنواع بمقارنة تسلسلها الأساسي أو تسلسل الأحماض الأمينية.

U 1 الكليد هو مجموعة من الكائنات الحية تطورت من سلف مشترك. U 2 يمكن الحصول على دليل على الأنواع التي هي جزء من كليد من التسلسلات الأساسية للجين أو تسلسل الأحماض الأمينية المقابلة للبروتين. U 3 تتراكم الاختلافات في التسلسل تدريجيًا ، لذلك يوجد ارتباط إيجابي بين عدد الاختلافات بين النوعين والوقت منذ تباعدهما عن سلف مشترك. U 4 يمكن أن تكون السمات متشابهة أو متشابهة. U 5 Cladograms عبارة عن مخططات شجرية تُظهر التسلسل الأكثر احتمالًا للتباعد في clades. U 6 أظهرت الأدلة المستمدة من علم الكيانات أن تصنيفات بعض المجموعات على أساس البنية لا تتوافق مع الأصول التطورية لمجموعة أو الأنواع. A 1 Cladograms بما في ذلك الإنسان والرئيسيات الأخرى. أ 2 - إعادة تصنيف فصيلة التين باستخدام أدلة من كلاديسيات. S 1 تحليل cladograms لاستنتاج العلاقات التطورية. NOS 1 تزوير النظريات مع استبدال إحدى النظريات من قبل عائلة نباتية أخرى تم إعادة تصنيفها كنتيجة للأدلة من cladistic.

الموضوع 6: فسيولوجيا الإنسان 6.1 فكرة أساسية للهضم والامتصاص: تسمح بنية جدار الأمعاء الدقيقة لها بالتحرك والهضم وامتصاص الطعام.

ش 1 إن تقلص العضلة الدائرية والطولية للأمعاء الدقيقة يمزج الطعام مع الإنزيمات ويحركه على طول القناة الهضمية. يو 2 يفرز البنكرياس الإنزيمات في تجويف الأمعاء الدقيقة. تقوم إنزيمات U 3 بهضم معظم الجزيئات الكبيرة في الطعام إلى مونومرات في الأمعاء الدقيقة. يزيد U 4 Villi من مساحة سطح الظهارة التي يتم الامتصاص عليها. U 5 الزغابات تمتص المونومرات التي تكونت عن طريق الهضم وكذلك الأيونات المعدنية والفيتامينات. U 6 طرق مختلفة لنقل الأغشية مطلوبة لامتصاص العناصر الغذائية المختلفة. أ 1 - العمليات التي تحدث في الأمعاء الدقيقة والتي تؤدي إلى هضم النشا ونقل نواتج الهضم إلى الكبد. أ 2 استخدام أنابيب غسيل الكلى لنمذجة امتصاص الطعام المهضوم في الأمعاء. م 1 إنتاج مخطط مشروح للجهاز الهضمي. S 2 تحديد طبقات الأنسجة في المقاطع العرضية للأمعاء الدقيقة التي يتم عرضها بالمجهر أو في صورة مجهرية. يمكن استخدام نماذج NOS 1 كتمثيلات لأنابيب غسيل الكلى في العالم الحقيقي لنمذجة الامتصاص في الأمعاء.

6.2 الفكرة الأساسية لنظام الدم: يقوم نظام الدم باستمرار بنقل المواد إلى الخلايا ويجمع الفضلات في نفس الوقت.

يو 1 الشرايين تنقل الدم تحت ضغط مرتفع من البطينين إلى أنسجة الجسم. تحتوي الشرايين على خلايا عضلية وألياف مرنة في جدرانها. U 3 العضلات والألياف المرنة تساعد في الحفاظ على ضغط الدم بين دورات الضخ. يو 4 يتدفق الدم عبر الأنسجة في الشعيرات الدموية. تحتوي الشعيرات الدموية على جدران قابلة للاختراق تسمح بتبادل المواد بين الخلايا في الأنسجة والدم في الشعيرات الدموية. U 5 الأوردة تجمع الدم عند ضغط منخفض من أنسجة الجسم وإعادتها إلى أذين القلب. U 6 الصمامات في الأوردة والقلب تضمن الدورة الدموية عن طريق منع الارتداد. ش 7 يوجد دوران منفصل للرئتين. U 8 نبض القلب يبدأ من مجموعة من الخلايا العضلية المتخصصة في الأذين الأيمن تسمى العقدة الجيبية الأذينية. U 9 ​​تعمل العقدة الجيبية الأذينية كجهاز تنظيم ضربات القلب. U 10 ترسل العقدة الجيبية الأذينية إشارة كهربائية تحفز الانقباض حيث تنتشر عبر جدران الأذينين ثم جدران البطينين. U 11 يمكن أن يزداد معدل ضربات القلب أو ينقص بواسطة نبضات يتم إحضارها إلى القلب من خلال عصبين من لب الدماغ. يزيد الإبينفرين U 12 من معدل ضربات القلب للتحضير لنشاط بدني قوي. اكتشاف ويليام هارفي لدورة الدم والقلب يعمل كمضخة. أ 2 يتغير الضغط في الأذين الأيسر والبطين الأيسر والشريان الأورطي أثناء الدورة القلبية.
جـ 3 أسباب وعواقب انسداد الشرايين التاجية. م 1 التعرف على الأوعية الدموية كشرايين أو شعيرات دموية أو عروق من هيكل جدرانها. ق 2 التعرف على حجرات وصمامات القلب والأوعية الدموية المتصلة به في قلوب متشرحة أو في مخططات لبنية القلب. تعتبر نظريات NOS 1 غير مؤكدة - قلب ويليام هارفي النظريات التي طورتها الفلسفة اليونانية القديمة جالينوس حول حركة الدم في الجسم.

6.3 الدفاع ضد الأمراض المعدية الفكرة الأساسية: يمتلك جسم الإنسان هياكل وعمليات تقاوم التهديد المستمر بغزو مسببات الأمراض.

U 1 يشكل الجلد والأغشية المخاطية دفاعًا أوليًا ضد مسببات الأمراض التي تسبب الأمراض المعدية. U 2 يتم سد الجروح في الجلد عن طريق تخثر الدم. يو 3 تنطلق عوامل التخثر من الصفائح الدموية. U 4 ينتج عن السلسلة التحويل السريع للفيبرينوجين إلى الفيبرين بواسطة الثرومبرين. U 5 ابتلاع الجراثيم بواسطة خلايا الدم البيضاء البلعمية يعطي مناعة غير نوعية للأمراض. U 6 إنتاج الخلايا الليمفاوية للأجسام المضادة استجابة لمسببات أمراض معينة يعطي مناعة محددة. U 7 المضاد الحيوي يمنع العمليات التي تحدث في الخلايا بدائية النواة ولكن ليس في الخلايا حقيقية النواة. تفتقر فيروسات U 8 إلى التمثيل الغذائي وبالتالي لا يمكن علاجها بالمضادات الحيوية. U 9 ​​تطورت بعض سلالات البكتيريا بجينات تمنح مقاومة للمضادات الحيوية وبعض سلالات البكتيريا لديها مقاومة متعددة.أ 1 أسباب ونتائج تكوين الجلطة الدموية في الشرايين التاجية أ 2 تجارب فلوري وتشاين لاختبار البنسلين على الالتهابات البكتيرية في الفئران أ 3 آثار فيروس نقص المناعة البشرية على الجهاز المناعي وطرق انتقاله. اختبارات سلامة البنسلين لن تكون متوافقة مع البروتوكول الحالي للاختبار.

6.4 الفكرة الأساسية لتبادل الغازات: يتم تهوية الرئتين بشكل فعال لضمان تبادل الغازات بشكل سلبي.

تحافظ التهوية U 1 على تدرجات تركيز الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الهواء والحويصلات الهوائية وتدفق الدم في الشعيرات الدموية المجاورة. الخلايا الرئوية من النوع الأول U 2 هي خلايا سنخية رفيعة للغاية تتكيف مع تبادل الغازات. تفرز الخلايا الرئوية من النوع الثاني U 3 محلولًا يحتوي على الفاعل بالسطح الذي يخلق سطحًا رطبًا داخل الحويصلات الهوائية لمنع جوانب الحويصلات الهوائية من الالتصاق ببعضها البعض عن طريق تقليل التوتر السطحي. يو 4 يُنقل الهواء إلى الرئتين في القصبة الهوائية والشعب الهوائية ثم إلى الحويصلات الهوائية في القصيبات. يتسبب تقلص العضلات في تغيرات الضغط داخل القفص الصدري مما يدفع الهواء إلى الدخول والخروج من الرئتين لتهويتهما. U 6 عضلات مختلفة مطلوبة للاستنشاق والزفير لأن العضلات لا تعمل إلا عندما تنقبض. جـ1 ـ أسباب وعواقب سرطان الرئة. جـ2 أسباب وعواقب انتفاخ الرئة. أ 3 العضلات الوربية الخارجية والداخلية والحجاب الحاجز وعضلات البطن كأمثلة على عمل العضلات العدائية. S 1 مراقبة التهوية عند الإنسان أثناء الراحة وبعد ممارسة التمارين الرياضية الخفيفة والشاقة. (عملي 6) NOS 1 - الحصول على أدلة على النظريات - ساهمت الدراسات الوبائية في فهمنا لأسباب سرطان الرئة.

6.5 الخلايا العصبية والمشابك الفكرة الأساسية: تنقل الخلايا العصبية الرسالة ، وتعديل المشابك الرسالة.

يو 1 الخلايا العصبية تنقل النبضات الكهربائية. U 2 تسمح عملية تكوّن النخاع في الألياف العصبية بالتوصيل التحفيزي. تقوم الخلايا العصبية U 3 بضخ أيونات الصوديوم والبوتاسيوم عبر أغشيتها لتوليد إمكانية الراحة. U 4 يتكون جهد الفعل من إزالة الاستقطاب وإعادة استقطاب العصبون. U 5 النبضات العصبية هي جهود فعلية تنتشر على طول المحاور العصبية و الخلايا العصبية. U 6 انتشار النبضات العصبية هو نتيجة للتيارات المحلية التي تجعل كل جزء متتالي من المحور العصبي يصل إلى عتبة الجهد.
U 7 المشابك العصبية هي وصلات بين الخلايا العصبية وبين الخلايا العصبية والمستقبلات أو الخلايا المستجيبة. U 8 عندما يتم إزالة استقطاب الخلايا العصبية قبل المشبكية ، فإنها تطلق ناقلًا عصبيًا في المشبك. U 9 ​​لا يبدأ نبضة عصبية إلا إذا تم الوصول إلى عتبة الإمكانات. أ 1 إفراز وإعادة امتصاص الأسيتيل كولين بواسطة الخلايا العصبية عند المشابك. A 2 منع الانتقال المشبكي في المشابك الكولينية في الحشرات عن طريق ربط مبيدات النيونيكوتينويد بمستقبلات أستيل كولين. S 1 تحليل آثار راسم الذبذبات الذي يوضح إمكانات الراحة وإمكانات العمل. NOS 1 يساهم التعاون والتعاون بين مجموعات العلماء وعلماء الأحياء في البحث في الذاكرة والتعلم.

6.6 الهرمونات والتوازن والتكاثر الفكرة الأساسية: تستخدم الهرمونات عند الحاجة إلى توزيع الإشارات على نطاق واسع.

يفرز الأنسولين والجلوكاجون عن طريق خلايا بيتا وألفا في البنكرياس على التوالي للتحكم في تركيزات الجلوكوز في الدم. يفرز U 2 Thyroxin بواسطة الغدة الدرقية لتنظيم معدل التمثيل الغذائي والمساعدة في التحكم في درجة حرارة الجسم. يفرز U 3 Leptin بواسطة الخلايا في الأنسجة الدهنية ويعمل على منطقة ما تحت المهاد في الدماغ لتثبيط الشهية. يفرز U 4 الميلاتونين من الغدة الصنوبرية للتحكم في إيقاعات الساعة البيولوجية. يتسبب الجين U 5 A الموجود على الكروموسومات Y في تطور الغدد التناسلية الجنينية كخصيتين وإفراز هرمون التستوستيرون. U 6 التيستوستيرون يسبب تطور ما قبل الولادة للأعضاء التناسلية الذكرية وإنتاج الحيوانات المنوية وتطوير الخصائص الجنسية الثانوية للذكور خلال فترة البلوغ. يسبب الاستروجين والبروجسترون تطورًا قبل الولادة للأعضاء التناسلية الأنثوية والخصائص الجنسية الثانوية للإناث خلال فترة البلوغ. U 8 يتم التحكم في الدورة الشهرية من خلال آليات التغذية الراجعة السلبية والإيجابية التي تشمل هرمونات المبيض والغدة النخامية. أ 1 أسباب وعلاج مرض السكري من النوع الأول والنوع الثاني. أ 2 اختبار اللبتين على مرضى السمنة السريرية وأسباب عدم السيطرة على المرض. جـ 3 أسباب لاضطراب الرحلات الجوية الطويلة واستخدام الميلاتونين للتخفيف منه. أ 4 - استخدام عقاقير التلقيح الاصطناعي لوقف الإفراز الطبيعي للهرمونات ، يليها استخدام جرعات صناعية من الهرمونات للحث على التبويض الزائد وإحداث الحمل. 5 تحقيق ويليام هارفي حول التكاثر الجنسي في الغزلان. ق 1 علق مخططات الجهاز التناسلي للذكور والإناث لإظهار أسماء الهياكل ووظائفها. NOS 1 التطورات في البحث العلمي تتبع التحسينات في الأجهزة - ويليام هارفي أعيق في بحثه القائم على الملاحظة في التكاثر بسبب نقص المعدات. تم اختراع المجهر بعد 17 عامًا من وفاته.

الموضوع 7: الأحماض النووية 7.1 بنية الحمض النووي والنسخ المتماثل الفكرة الأساسية: بنية الحمض النووي مناسبة بشكل مثالي لوظيفتها.

النيوكليوسومات U 1 تساعد على لف الحمض النووي. اقترحت بنية U 2 DNA آلية لتكرار الحمض النووي. يمكن أن تضيف بوليميرات الحمض النووي U 3 فقط النيوكليوتيدات إلى الطرف 3 من التمهيدي. يكون تكرار الحمض النووي لـ U 4 مستمرًا على الشريط الرئيسي ومتقطعًا على الشريط المتأخر. يتم إجراء استنساخ الحمض النووي U 5 بواسطة نظام معقد من الإنزيمات. U 6 بعض مناطق الدنا لا ترمز للبروتينات ولكن لها وظائف أخرى مهمة. 1 تحقيق روزاليند فرانكلين وموريس ويلكنز لهياكل الحمض النووي بواسطة حيود الأشعة السينية. أ 2 - استخدام النيوكليوتيدات المحتوية على حمض ثنائي أوكسي روبونوكليك لوقف تكاثر الحمض النووي في تحضير العينات لتسلسل القواعد. يتم استخدام 3 تكرارات ترادفية في تحديد سمات الحمض النووي. S 1 تحليل نتائج تجربة Hershey و Chase مع تقديم دليل على أن الحمض النووي هو المادة الجينية. م 2 - استخدام برنامج التصور الجزيئي لتحليل الارتباط بين توصيف البروتين والحمض النووي. NOS 1 بإجراء ملاحظات دقيقة - قدم حيود الأشعة السينية لروزاليند فرانكلين دليلاً هامًا على أن الحمض النووي هو حلزون مزدوج.

7.2 النسخ والتعبير الجيني
الفكرة الأساسية: يتم نسخ المعلومات المخزنة كرمز في DNA إلى mRNA.

U 1 يحدث النسخ في اتجاه 5 "إلى 3". تساعد نيوكليوسومات يو 2 على تنظيم النسخ في حقيقيات النوى. U 3 خلايا حقيقية النواة تعدل الرنا المرسال بعد النسخ. U 4 يزيد تضفير الرنا المرسال من عدد البروتينات المختلفة التي يمكن أن ينتجها الكائن الحي. يتم تنظيم التعبير الجيني U 5 بواسطة بروتينات ترتبط بتسلسلات أساسية معينة في DNA. U 6 بيئة الخلية والكائن لها تأثير على التعبير الجيني. أ 1 المروج كمثال على الحمض النووي غير المشفر مع وظيفة. S 1 تحليل التغيرات في أنماط مثيلة الحمض النووي. NOS 1 بالبحث عن الأنماط والاتجاهات والتناقضات - هناك أدلة متزايدة على أن البيئة يمكن أن تؤدي إلى تغييرات وراثية في العوامل اللاجينية.

7.3 الفكرة الأساسية للترجمة: المعلومات المنقولة من DNA إلى mRNA تُترجم إلى تسلسل الأحماض الأمينية.

U 1 يتضمن بدء الترجمة تجميع المكونات التي تنفذ العملية. ينطوي تركيب البولي ببتيد على دورة متكررة من الأحداث. U 3 تفكيك المكونات بعد إنهاء الترجمة. يو 4 الريبوسومات الحرة تصنع البروتينات في المقام الأول للإفراز أو استخدامها في الجسيمات الحالة. يو 5 الريبوسومات المقيدة تصنع البروتينات لاستخدامها في المقام الأول داخل الخلية. يمكن أن تحدث الترجمة U 6 مباشرة بعد النسخ في بدائيات النوى بسبب عدم وجود غشاء نووي. U 7 تسلسل وعدد الأحماض الأمينية في عديد الببتيد هو الهيكل الأساسي. U 8 الهيكل الثانوي هو تشكيل حلزونات ألفا وصفائح مطوية بيتا مثبتة بواسطة رابطة هيدروجينية. U 9 ​​البنية الثلاثية هي الطي الإضافي للبولي ببتيد المستقر بالتفاعلات بين مجموعات R. U 10 الهيكل الرباعي موجود في البروتينات التي تحتوي على أكثر من سلسلة بولي ببتيد. توضح إنزيمات تنشيط الحمض النووي الريبي 1 (tRNA) خصوصية الركيزة الإنزيمية ودور الفسفرة. S 1 تحديد polysomes في صورة مجهرية إلكترونية من بدائيات النوى وحقيقيات النوى. S 2 استخدام برنامج التصور الجزيئي لتحليل بنية الريبوسومات حقيقية النواة وجزيئات الحمض النووي الريبي. تتبع تطورات NOS 1 في البحث العلمي التحسينات في الحوسبة - لقد مكن استخدام المسافرين العلماء من تحقيق تقدم في تطبيقات المعلوماتية الحيوية مثل تحديد الجينات داخل الجينوم وتحديد التسلسلات المحفوظة.

الموضوع 8: التمثيل الغذائي ، وتنفس الخلايا ، والتمثيل الضوئي 8.1 التمثيل الغذائي. الفكرة الأساسية: يتم تنظيم التفاعلات الأيضية استجابة لاحتياجات الخلية.

U 1 تتكون مسارات التمثيل الغذائي من سلاسل ودورات من التفاعلات المحفزة بالإنزيم. تقلل إنزيمات U 2 طاقة التنشيط للتفاعلات الكيميائية التي تحفزها. يمكن أن تكون مثبطات إنزيم U 3 تنافسية أو غير تنافسية. يو 4 يمكن التحكم في مسارات التمثيل الغذائي عن طريق تثبيط المنتج النهائي. 1 تثبيط المنتج النهائي للمسار الذي يحول ثريونين هو isoleucine. أ 2 استخدام قواعد البيانات لتحديد الأدوية الجديدة المحتملة لمكافحة الملاريا. م 1 حساب معدلات التفاعل من النتائج التجريبية الأولية والتخطيط لها. S 2 التمييز بين أنواع مختلفة من التثبيط من الرسوم البيانية في تركيز الركيزة المحدد. تتبع التطورات في البحث العلمي NOS 1 التحسينات في الحوسبة - التطورات في المعلوماتية الحيوية ، مثل استجواب قواعد البيانات التي سهلت البحث في مسارات التمثيل الغذائي.

8.2 فكرة أساسية عن تنفس الخلية: يتم تحويل الطاقة إلى شكل قابل للاستخدام في تنفس الخلية.

U 1 ينطوي التنفس الخلوي على أكسدة وتقليل حاملات الإلكترون. U 2 فسفرة الجزيئات يجعلها أقل استقرارًا. U 3 في تحلل السكر ، يتم تحويل الجلوكوز إلى بيروفات في السيتوبلازم. يعطي تحلل السكر في U 4 مكاسب صافية صغيرة من ATP دون استخدام الأكسجين. U 5 في تنفس الخلايا الهوائية ، يتم نزع الكربوكسيل من البيروفات ويتأكسد ، وتحويله إلى مركب أسيتيل و
تعلق على الإنزيم المساعد أ لتكوين أسيتيل أنزيم أ في تفاعل الارتباط. U 6 في دورة كريبس ، تقترن أكسدة مجموعات الأسيتيل بتقليل ناقلات الهيدروجين ، وتحرير ثاني أكسيد الكربون. U 7 يتم نقل الطاقة المنبعثة من تفاعلات الأكسدة إلى أعراف الميتوكوندريا عن طريق تقليل NAD و FAD. U 8 يقترن نقل الإلكترونات بين الموجات الحاملة في سلسلة نقل الإلكترون في غشاء الكرستاي بضخ البروتون. U 9 ​​تنتشر البروتونات في التناضح الكيميائي عبر سينسيز ATP لتوليد ATP. يو 10 الأكسجين ضروري للارتباط بالبروتونات الحرة للحفاظ على تدرج الهيدروجين ، مما يؤدي إلى تكوين الماء. U 11 تتكيف بنية الميتوكوندريا مع الوظيفة التي تؤديها. يستخدم التصوير المقطعي بالإلكترون 1 لإنتاج صور للميتوكوندريا النشطة. م 1 تحليل مخططات مسارات التنفس الهوائي لتحديد مكان حدوث تفاعلات نزع الكربوكسيل والأكسدة. S 2 شروح رسم تخطيطي للميتوكوندريا للإشارة إلى التكيفات مع وظيفتها. أدت نظرية التحول الكيميائي الكيميائي في النموذج رقم 1 إلى نقلة نوعية في مجال الطاقة الحيوية.

8.3 التمثيل الضوئي الفكرة الأساسية: يتم تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية.

U 1 تحدث التفاعلات المعتمدة على الضوء في الفضاء الغشائي للثايلاكويدات. U 2 الضوء - ردود الفعل المستقلة تحدث في السدى. U 3 يتم إنتاج NADP و ATP في التفاعلات المعتمدة على الضوء. يولد امتصاص الضوء بواسطة الأنظمة الضوئية إلكترونات مثارة. U 5 يولد التحلل الضوئي للماء إلكترونات لاستخدامها في التفاعلات المستقلة عن الضوء. U 6 يحدث انتقال الإلكترونات المثارة بين المواد الحاملة في أغشية الثايلاكويد. تستخدم الإلكترونات المثارة U 7 من Photosytem II للمساهمة في توليد تدرج بروتون. يولد سينسيز U 8 ATP في الثايلاكويدات ATP باستخدام التدرج البروتوني. U 9 ​​يتم استخدام الإلكترونات المثارة من Photosytem I لتقليل NADP. U 10 في التفاعل المستقل للضوء ، يحفز الكربوكسيلاز الكربوكسيل في الريبولوز ثنائي الفوسفات. يتم تقليل U11 Glycerate 3-phosphate إلى ثلاثي فوسفات باستخدام NADP و ATP مخفض. يستخدم U 12 Triose phosphate لتجديد RuBP وإنتاج الكربوهيدرات. U 13 يتم إعادة تشكيل ريبولوز ثنائي الفوسفات باستخدام ATP. ش 14 يتكيف هيكل البلاستيدات الخضراء مع وظيفتها في التمثيل الضوئي. تجربة 1 كالفن لتوضيح عملية الكربوكسيل في RuBP. S 1 شرح رسم تخطيطي للإشارة إلى تكيفات البلاستيدات الخضراء مع وظيفتها. تتبع تطورات البحث العلمي NOS 1 التحسينات في الأجهزة - مصادر 14 درجة مئوية والتصوير الشعاعي الذاتي مكن كالفن من توضيح مسارات تثبيت الكربون.

الموضوع 9: بيولوجيا النبات 9.1 النقل في نسيج الخشب الفكرة الأساسية: الهيكل والوظيفة مرتبطان في نسيج الخشب في النباتات.

U 1 النتح هو النتيجة الحتمية لتبادل الغازات في الورقة. U 2 تنقل النباتات الماء من الجذور إلى الأوراق لتعويض الفاقد من النتح. U 3 الخاصية المتماسكة للماء وهيكل أوعية الخشب تسمح بالنقل تحت التوتر. U 4 الخاصية اللاصقة للماء والتبخر تولد قوى توتر في جدران الخلايا الورقية. U 5 يؤدي الامتصاص الفعال للأيونات المعدنية في الجذور إلى امتصاص الماء بالتناضح. أ 1 تكيفات النباتات في الصحاري والتربة المالحة للحفاظ على المياه. A 2 نماذج من نقل المياه في نسيج الخشب باستخدام جهاز بسيط بما في ذلك ورق النشاف أو الترشيح ، والأواني المسامية والأنابيب الشعرية. S 1 رسم هيكل أوعية الزيلم الأولية في أقسام من السيقان بناءً على صور مجهرية. S 2 قياس معدلات النتح باستخدام أجهزة قياس الضوء. (عملي 7) ق 3 تصميم تجربة لاختبار فرضية حول تأثيرات درجات الحرارة أو الرطوبة على معدلات النتح. يمكن التحقق من استخدام النماذج NOS 1 كتمثيلات لآليات العالم الحقيقي المتضمنة في نقل المياه في نسيج الخشب باستخدام الأجهزة والمواد التي تُظهر أوجه التشابه في البنية مع الأنسجة النباتية.

9.2 النقل في لحاء النباتات الفكرة الأساسية: الهيكل والوظيفة يرتبطان في اللحاء في النباتات.

ش 1 تنقل النباتات المركبات العضوية من المصادر إلى الأحواض. U 2 عدم انضغاط الماء يسمح بالنقل على طول تدرجات الضغط الهيدروستاتيكي. يستخدم النقل النشط U 3 لتحميل المركبات العضوية في أنابيب غربال اللحاء عند المصدر. يو 4 تؤدي التركيزات العالية من المواد المذابة في اللحاء عند المصدر إلى امتصاص الماء بالتناضح. U 5 الناتج عن الضغط الهيدروستاتيكي يتسبب في تدفق محتويات اللحاء نحو الأحواض. أ 1 العلاقات الهيكلية والوظيفة لأنابيب غربال اللحاء. م 1 تحديد نسيج الخشب واللحاء في الصور المجهرية للساق والجذر. S 2 تحليل التاريخ من التجارب التي تقيس معدلات نقل اللحاء باستخدام أنماط المن وثاني أكسيد الكربون المسمى إشعاعيًا. تتبع تطورات البحث العلمي NOS 1 التحسينات في الأساليب التجريبية للأجهزة لقياس معدلات نقل اللحاء باستخدام أنماط المن وثاني أكسيد الكربون المسمى إشعاعيًا لم يكن ممكنًا إلا عندما أصبحت النظائر المشعة متاحة.

9.3 النمو في النباتات الفكرة الأساسية: النباتات تكيف نموها مع الظروف البيئية.

U 1 الخلايا غير المتمايزة في الخلايا الإنشائية للنباتات تسمح بنمو غير محدد. U 2 الانقسام الخلوي والانقسام الخلوي في قمة النبتة يوفران الخلايا اللازمة لتمديد الجذع وتطور الأوراق. U 3 الهرمونات النباتية تتحكم في النمو في ذروة اللقطة. U 4 يطلق النبات استجابة للبيئة المدارية. يمكن لمضخات تدفق U 5 Auxin إنشاء تدرجات تركيز للأوكسين في أنسجة النباتات. يؤثر U 6 Auxin على معدلات نمو الخلايا عن طريق تغيير نمط التعبير الجيني. A 1 التكاثر الدقيق للنباتات باستخدام أنسجة من المواد الهلامية من أجار الأجار وهرمونات النمو. أ 2 استخدام التكاثر الدقيق للتكاثر السريع للأصناف الجديدة ، وإنتاج سلالات خالية من الفيروسات من الأصناف الموجودة ، وإكثار بساتين الفاكهة والأنواع النادرة الأخرى. تتبع التطورات في البحث العلمي NOS 1 التحسينات في التحليل والتحسينات التعليمية في التقنيات التحليلية التي تسمح باكتشاف كميات ضئيلة من المواد مما أدى إلى حدوث تقدم في فهم الهرمونات النباتية وتأثيرها على التعبير الجيني.

9.4 التكاثر في النباتات الفكرة الأساسية: يتأثر التكاثر في النباتات المزهرة بالبيئات الحيوية واللاأحيائية.

U 1 الإزهار ينطوي على تغيير في التعبير الجيني في قمة إطلاق النار. U 2 التحول إلى الإزهار هو استجابة لطول فترات الضوء والظلام في العديد من النباتات. U 3 يعتمد النجاح في تكاثر النبات على التلقيح والتسميد ونثر البذور. U 4 معظم النباتات المزهرة تستخدم العلاقات المتبادلة مع الملقحات في التكاثر الجنسي. أ 1 طرق تستخدم لحث نباتات اليوم القصير على الإزهار خارج الموسم. ق 1 رسم الهيكل الداخلي للبذور. ق 2 رسم نصف مناظر للزهور الملقحة بالحيوانات. S 3 تصميم تجارب لاختبار الفرضيات حول العوامل المؤثرة على الإنبات. تحول نموذج NOS 1 - أكثر من 85٪ من 250.000 نوع من النباتات المزهرة في العالم تعتمد على الملقحات للتكاثر. أدت هذه المعرفة إلى حماية النظم البيئية بأكملها بدلاً من الأنواع الفردية.

الموضوع 10: الوراثة والتطور 10.1 الانقسام الاختزالي الفكرة الأساسية: يؤدي الانقسام الاختزالي إلى تشكيلة مستقلة من الكروموسومات وتكوين فريد للأليلات في الخلايا الوليدة.

تتكاثر الكروموسومات U 1 في الطور البيني قبل الانقسام الاختزالي. U 2 العبور هو تبادل مادة DNA بين كروماتيدات متجانسة غير شقيقة. ينتج U 3 Crossing توليفات جديدة من الأليلات على صبغيات الخلايا أحادية الصيغة الصبغية. يمكن أن يؤدي تكوين U 4 Chiasmata بين الكروماتيدات غير الشقيقة إلى تبادل الأليلات. U 5 كروموسومات متجانسة تتناثر في الانقسام الاختزالي I. U 6 تنفصل الكروموسومات الشقيقة في الانقسام الاختزالي II.
U 7 تشكيلة مستقلة من الجينات بسبب التوجه العشوائي لأزواج الكروموسومات المتجانسة في الانقسام الاختزالي I. S 1 رسم مخططات لإظهار chiasmata المتكونة عن طريق العبور. NOS 1 إجراء ملاحظات دقيقة - أظهرت الملاحظات الدقيقة وحفظ السجلات بيانات شاذة لا يمكن لقانون مندل للتشكيلة المستقلة تفسيرها. طور توماس هانت مورغان مفهوم الجينات المرتبطة لتفسير الانحرافات.

10.2 الفكرة الأساسية للوراثة: قد تكون الجينات مرتبطة أو غير مرتبطة ويتم توريثها وفقًا لذلك.

يقال إن موقع U 1 الجيني مرتبط إذا كان على نفس الكروموسوم. U 2 تفصل الجينات غير المرتبطة بشكل مستقل نتيجة للانقسام الاختزالي. U 3 الاختلافات يمكن أن تكون منفصلة أو مستمرة. U 4 تميل الأنماط الظاهرية للخصائص متعددة الجينات إلى إظهار تباين مستمر. تُستخدم اختبارات مربع الطاقة U 5 لتحديد ما إذا كان الفرق بين توزيع التردد المرصود والمتوقع ذا دلالة إحصائية. اكتشاف 1 مورغان للنسب غير المندلية في ذبابة الفاكهة. أ 2 استكمال وتحليل مربعات بونت للصفات ثنائية الهجين. أ 3 سمات متعددة الجينات مثل طول الإنسان قد تتأثر بالعوامل البيئية. S 1 حساب النسبة الوراثية والمظهرية المتوقعة لنسل تهجينات ثنائية الهجين تتضمن جينات جسمية غير مرتبطة. S 2 تحديد المؤتلفات في التهجينات التي تتضمن جينين مرتبطين. م 3 استخدام اختبار كاي تربيع على بيانات من تهجينات ثنائية الهجين.NOS 1 بحثًا عن الأنماط والاتجاهات والتناقضات - استخدم مندل ملاحظات العالم الطبيعي لإيجاد وشرح الأنماط والميول ، ومنذ ذلك الحين ، بحث العلماء عن التناقضات وطرحوا أسئلة بناءً على ملاحظات إضافية لإظهار استثناءات للقواعد. على سبيل المثال ، اكتشف مورغان النسب غير المندلية في تجاربه مع ذبابة الفاكهة.

10.3 تجمعات الجينات والأنواع الفكرة الأساسية: تتغير تجمعات الجينات بمرور الوقت.

U 1 يتكون تجمع الجينات من جميع الجينات ، وأليلاتها المختلفة ، الموجودة في مجموعة سكانية متزاوجة. تتطلب U 2 Evolution أن تتغير ترددات الأليل مع مرور الوقت في المجموعات السكانية. U 3 يمكن أن تكون العزلة الإنجابية للسكان مؤقتة أو سلوكية أو جغرافية. U 4 يمكن أن يكون الانتواع الناتج عن اختلاف المجموعات المعزولة تدريجيًا. U 5 يمكن أن يحدث الانتواع بشكل مفاجئ. أ 1 تحديد أمثلة على الاختيار الاتجاهي ، والتوازن ، والتشويش. أ 2 انتواع في جنس Allium بواسطة polyploidy. S 1 مقارنة ترددات الأليل للسكان المعزولين جغرافياً. NOS 1 عند البحث عن الأنماط والاتجاهات والتناقضات - يمكن تفسير أنماط عدد الكروموسوم في بعض الأجناس من خلال الانتواع بسبب تعدد الصبغيات.

الموضوع 11: فسيولوجيا الحيوان 11.1 إنتاج الجسم المضاد والتطعيم الفكرة الأساسية: تعتمد المناعة على الاعتراف بالذات وتدمير المواد الغريبة.

U 1 لكل كائن حي جزيئات فريدة على سطح خلاياه. U 2 يمكن أن تكون مسببات الأمراض خاصة بالأنواع على الرغم من أن البعض الآخر يمكنه عبور حواجز الأنواع. يتم تنشيط الخلايا الليمفاوية U 3 B بواسطة الخلايا اللمفاوية التائية في الثدييات. تتكاثر الخلايا البائية المنشطة U 4 لتكوين استنساخ لخلايا البلازما وخلايا الذاكرة. U 5 خلايا البلازما تفرز الأجسام المضادة. تساعد الأجسام المضادة U 6 في تدمير مسببات الأمراض. U 7 الخلايا البيضاء تطلق الهيستامين استجابة لمسببات الحساسية. U 8 هيستامين تسبب أعراض الحساسية. يو 9 تعتمد المناعة على استمرار وجود خلايا الذاكرة. تحتوي لقاحات U 10 على مستضدات تحفز المناعة ولكنها لا تسبب المرض. U 11 يؤدي اندماج الخلية السرطانية مع خلية البلازما المنتجة للأجسام المضادة إلى تكوين خلية ورم هجين.
يتم إنتاج الأجسام المضادة أحادية النسيلة U12 بواسطة خلايا الورم الهجين. 1 كان الجدري أول مرض معدي للإنسان تم القضاء عليه بالتطعيم. يتم استخدام أجسام مضادة 2 وحيدة النسيلة لـ HCG في مجموعات اختبار الحمل. تحفز مستضدات 3 الموجودة على سطح خلايا الدم الحمراء إنتاج الأجسام المضادة في شخص ذي فصيلة دم مختلفة. S 1 تحليل البيانات الوبائية المتعلقة ببرامج التطعيم. NOS 1 ضع في اعتبارك الآثار الأخلاقية للأبحاث - اختبر جينر لقاحه ضد الجدري عند الطفل.

11.2 الفكرة الأساسية للحركة: تتمثل أدوار الجهاز العضلي الهيكلي في الحركة والدعم والحماية.

U 1 توفر العظام والهياكل الخارجية مرسى للعضلات وتعمل كرافعات. تسمح المفاصل الزليليّة ببعض الحركات دون غيرها. U 3 تتطلب حركة الجسم أن تعمل العضلات في أزواج معادية. U 4 ألياف العضلات الهيكلية متعددة النوى وتحتوي على شبكة إندوبلازمية متخصصة. U 5 ألياف العضلات تحتوي على العديد من اللييفات العضلية. U 6 يتكون كل عضل عضلي من ساركوميرات مقلصة. ش 7 يتحقق تقلص العضلات الهيكلية عن طريق انزلاق خيوط الأكتين والميوسين. يعتبر التحلل المائي U 8 ATP وتشكيل الجسر المتقاطع ضروريين لكي تنزلق الشعيرات. U 9 ​​أيونات الكالسيوم والبروتينات تروبوميوسين وتروبونين تتحكم في تقلصات العضلات. 1 أزواج متضاربة من العضلات في ساق حشرة. م 1 شروح رسم تخطيطي للكوع البشري. S 2 رسم مخططات معنونة لهيكل قسيم عضلي. S 3 تحليل الصور المجهرية الإلكترونية لإيجاد حالة تركيز ألياف العضلات. NOS 1 التطورات في البحث العلمي تتبع التحسينات في أيونات الكالسيوم الفلورية للأجهزة التي تم استخدامها لدراسة التفاعلات الدورية في تقلص العضلات.

11.3 فكرة أساسية عن تنظيم الكلى والتناضح العضلي: تفرز جميع الحيوانات منتجات النفايات النيتروجينية ، كما تقوم بعض الحيوانات أيضًا بموازنة الماء وتركيزات الذائبة.

ش 1 الحيوانات إما منظم تناضح أو محولات تناضح. U 2 يقوم نظام الأنابيب Malphigian في الحشرات والكلى بتنظيم التناضح وإزالة النفايات النيتروجينية. ش 3 تختلف تركيبة الدم في الشريان الكلوي عن تلك الموجودة في الوريد الكلوي. U 4 البنية الدقيقة للكبيبة وكبسولة بومان تسهل الترشيح الفائق. U 5 النبيب الملتوي القريب يعيد امتصاص المواد المفيدة بشكل انتقائي بالنقل النشط. U 6 الحلقة Henle تحافظ على ظروف فرط التوتر في النخاع. يتحكم U 7 ADH في إعادة امتصاص الماء في مجرى التجميع. U 8 يرتبط طول حلقة Henle ارتباطًا إيجابيًا بالحاجة إلى الحفاظ على المياه في الحيوانات. يو 9 يرتبط نوع النفايات النيتروجينية في الحيوانات بالتاريخ التطوري والموئل. أ 1 عواقب الجفاف والإفراط في الماء. أ 2 علاج الفشل الكلوي عن طريق غسيل الكلى أو زرع الكلى. أ 3 يتم الكشف عن خلايا الدم والجلوكوز والبروتينات والأدوية في اختبارات المسالك البولية. م 1 رسم رسم تخطيطي للكلية البشرية ووسمها. م 2 شروح مخطط النيفرون. NOS 1 الفضول حول ظواهر معينة - تم إجراء تحقيقات لتحديد كيفية منع الحيوانات الصحراوية من فقدان الماء في نفاياتها.

11.4 الفكرة الأساسية للتكاثر الجنسي: ينطوي التكاثر الجنسي على تطوير ودمج الأمشاج أحادية الصيغة الصبغية.

يو 1 تكوين الحيوانات المنوية والبويضات كلاهما ينطوي على الانقسام ، نمو الخلايا ، قسمين من الانقسام الاختزالي والتمايز. ينتج عن عمليات تكوين الحيوانات المنوية والبويضات أعداد مختلفة من الأمشاج بكميات مختلفة من السيتوبلازم. U 3 يمكن أن يكون الإخصاب في الحيوانات داخليًا أو خارجيًا. يتضمن الإخصاب U 4 آليات تمنع تعدد النطاف. U 5 زرع الأكياس الأريمية في بطانة الرحم ضروري لاستمرار الحمل.
يحفز U 6 HCG المبيض على إفراز هرمون البروجسترون أثناء الحمل المبكر. ش 7: تسهل المشيمة تبادل المواد بين الأم والجنين. يفرز U 8 الإستروجين والبروجسترون بواسطة المشيمة بمجرد تشكلها. U 9 ​​الولادة تتم بوساطة ردود فعل إيجابية تشمل الإستروجين والأوكسيتوسين. ج 1 يمكن وضع متوسط ​​الحمل البالغ 38 أسبوعًا عند البشر على رسم بياني يوضح الارتباط بين حجم الحيوانات وتطور الصغار عند الولادة بالنسبة للثدييات الأخرى. S 1 شرح رسم تخطيطي للنبيبات المنوية والمبيض لإظهار مراحل تكوين الأمشاج. م 2 شروح الرسوم التخطيطية للحيوانات المنوية والبويضة الناضجة للإشارة إلى الوظائف. NOS 1 لتقييم المخاطر والفوائد المرتبطة بالبحث العلمي - لم يتم تقييم المخاطر على خصوبة الذكور بشكل كافٍ قبل إطلاق المنشطات المتعلقة بالبروجسترون والإستروجين في البيئة نتيجة لاستخدام حبوب منع الحمل الأنثوية.

الخيار د: فسيولوجيا الإنسان د .1 فكرة أساسية عن التغذية البشرية: النظام الغذائي المتوازن ضروري لصحة الإنسان.

U 1 العناصر الغذائية الأساسية لا يمكن أن يصنعها الجسم لذلك يجب تضمينها في النظام الغذائي. U 2 المعادن الغذائية هي عناصر كيميائية أساسية. فيتامينات يو 3 هي مركبات كربونية متنوعة كيميائيًا لا يستطيع الجسم تصنيعها. ش 4 بعض الأحماض الدهنية وبعض الأحماض الأمينية ضرورية. يو 5 يؤثر نقص الأحماض الأمينية الأساسية على إنتاج البروتينات. U 6 قد ينتج سوء التغذية عن نقص أو اختلال أو زيادة في العناصر الغذائية في النظام الغذائي. U 7 الشهية يتم التحكم فيها عن طريق مركز في منطقة ما تحت المهاد. الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن أكثر عرضة للإصابة بارتفاع ضغط الدم ومرض السكري من النوع الثاني. U 9 ​​يمكن أن يؤدي الجوع إلى انهيار أنسجة الجسم. أ 1 - إنتاج بعض الثدييات لحمض الأسكوربيك ، دون غيرها من الثدييات التي تحتاج إلى إمدادات غذائية. 2 سبب وعلاج بيلة الفينيل كيتون (PKU). يمكن أن يؤثر نقص فيتامين د أو الكالسيوم على تمعدن العظام ويسبب الكساح أو لين العظام. 4 ـ انهيار عضلة القلب بسبب فقدان الشهية. وجود 5 كولسترول في الدم كمؤشر لخطر الإصابة بأمراض القلب التاجية. ق 1 تقدير محتوى الطاقة في الغذاء عن طريق الاحتراق. م 2: استخدام قواعد البيانات الخاصة بالمحتوى الغذائي للأطعمة والبرمجيات لحساب مدخول العناصر الغذائية الأساسية من نظام غذائي يومي. NOS 1 تزوير نظريات مع استبدال إحدى النظريات بنظرية أخرى - كان يُعتقد أن الاسقربوط خاص بالبشر ، لأن محاولات استحثاث الأعراض في الفئران والفئران المختبرية باءت بالفشل تمامًا.

د -2 الفكرة الأساسية للهضم: يتم التحكم في عملية الهضم بآليات عصبية وهرمونية.

ش 1 الآليات العصبية والهرمونية تتحكم في إفراز العصارة الهضمية. U 2 تفرز الغدد الصماء الخارجية على سطح الجسم أو تجويف القناة الهضمية. U 3 يتم التحكم في حجم ومحتوى إفرازات المعدة عن طريق الآليات العصبية والهرمونية. U 4 الظروف الحمضية في المعدة تفضل بعض تفاعلات التحلل المائي وتساعد على التحكم في مسببات الأمراض في الطعام المبتلع. يو 5 هيكل خلايا ظهارة الزغابات يتكيف مع امتصاص الطعام. U 6 معدل عبور المواد عبر الأمعاء الغليظة يرتبط ارتباطًا إيجابيًا بمحتواها من الألياف. U 7 المواد التي لم يتم امتصاصها يتم تحريضها. أ 1 تقليل إفراز حمض المعدة بواسطة أدوية مثبطات مضخة البروتون. 2 ـ الجفاف بسبب سم الكوليرا. A 3 عدوى هيليكوباكتر بيلوري كسبب لقرحة المعدة. م 1 تحديد خلايا الغدة الخارجية التي تفرز العصارات الهضمية وخلايا الزغابات الظهارية التي تمتص الأطعمة المهضومة من الصور المجهرية الإلكترونية. NOS 1 الصدفة والاكتشافات العلمية - تم تحديد دور حمض المعدة في الهضم من قبل William Beaumont أثناء مراقبة عملية الهضم في جرح مفتوح ناتج عن طلق ناري.

د. 3 وظائف الفكرة الأساسية للكبد: ينظم الكبد التركيب الكيميائي للدم.

ش 1 يزيل الكبد السموم من الدم ويزيل السموم منها. يو 2 يتم إعادة تدوير مكونات خلايا الدم الحمراء بواسطة الكبد. U 3 يبدأ انهيار كريات الدم الحمراء ببلعمة خلايا الدم الحمراء بواسطة خلايا كوبفر. يو 4 يتم نقل الحديد إلى نخاع العظام لإنتاج الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء الجديدة. U 5 فائض الكولسترول يتحول إلى أملاح الصفراء. تنتج الشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي في خلايا الكبد بروتينات البلازما. U 7 يعترض الكبد الدم من الأمعاء لتنظيم مستويات المغذيات. U 8 يمكن تخزين بعض العناصر الغذائية الزائدة في الكبد. جـ1 ـ أسباب وعواقب اليرقان. أ 2 إمداد الدم المزدوج للكبد والاختلافات بين الجيوب الأنفية والشعيرات الدموية. NOS 1 تثقيف الجمهور بشأن الادعاءات العلمية - أظهرت الدراسات العلمية أن البروتين الدهني عالي الكثافة يمكن اعتباره كوليسترول "جيد".

د .4 الفكرة الأساسية للقلب: تؤثر العوامل الداخلية والخارجية على وظائف القلب.

U 1 هيكل خلايا عضلة القلب يسمح بانتشار المحفزات عبر جدار القلب. U 2 الإشارات من العقدة الجيبية الأذينية التي تسبب الانقباض لا يمكن أن تنتقل مباشرة من الأذينين إلى البطينين. U 3 هناك تأخير بين وصول الحافز وتمريره في العقدة الأذينية البطينية. U 4 يسمح هذا التأخير بوقت لانقباض الأذين قبل إغلاق الصمامات الأذينية البطينية. U 5 الألياف الموصلة تضمن تقلصًا منسقًا لجدار البطين بأكمله. U 6 أصوات القلب الطبيعية ناتجة عن الصمامات الأذينية البطينية وانغلاق الصمامات الهلالية مما يسبب تغيرات في تدفق الدم. أ 1 - استخدام أجهزة ضبط نبضات القلب الاصطناعية لتنظيم معدل ضربات القلب. أ 2 استخدام جهاز إزالة الرجفان لعلاج أمراض القلب التي تهدد الحياة. جـ3 ـ أسباب وعواقب ارتفاع ضغط الدم والتخثر. S 1 قياس وتفسير معدل ضربات القلب في ظل ظروف مختلفة. S 2 تفسير قياسات ضغط الدم الانقباضي والانبساطي. S 3 رسم خريطة لدورة القلب لتتبع تخطيط القلب الطبيعي. S 4 تحليل البيانات الوبائية المتعلقة بحدوث أمراض القلب التاجية. NOS 1 التطورات في البحث العلمي بعد تحسينات في الأجهزة أو الأجهزة - أدى اختراع السماعة الطبية إلى تحسين المعرفة بعمل القلب.

د -5 الهرمونات والتمثيل الغذائي الفكرة الأساسية: لا تفرز الهرمونات بمعدل موحد وتؤثر بتركيزات منخفضة.

يو 1 تفرز الغدد الصماء الهرمونات مباشرة في مجرى الدم. U 2 هرمونات الستيرويد ترتبط ببروتينات المستقبل في سيتوبلازم الخلية المستهدفة لتكوين مستقبلات - معقد هرموني. U 3 يعزز مركب المستقبلات الهرمونية نسخ جينات معينة. هرمونات الببتيد U 4 ترتبط بالمستقبلات في غشاء البلازما للخلية المستهدفة. يو 5 ربط الهرمونات بمستقبلات الغشاء ينشط سلسلة تتوسط بواسطة مرسال ثان داخل الخلية. U 6 يتحكم ما تحت المهاد في إفراز الهرمون بواسطة الفصوص الأمامية والخلفية للغدة النخامية. يو 7 الهرمونات التي تفرزها الغدة النخامية تتحكم في النمو والتغيرات التنموية والتكاثر والتوازن. ج 1 بعض الرياضيين يأخذون هرمونات النمو لبناء العضلات. أ 2 - التحكم فى إفراز اللبن بواسطة الأوكسيتوسين والبرولاكتين. NOS 1 تعاون وتعاون بين مجموعات العلماء - يضم المجلس الدولي لمكافحة اضطرابات نقص اليود عددًا من العلماء الذين يعملون على القضاء على الضرر الناجم عن نقص اليود.

د -6 نقل غازات الجهاز التنفسي الفكرة الأساسية: خلايا الدم الحمراء حيوية في نقل غازات الجهاز التنفسي.

توضح منحنيات تفكك الأكسجين تقارب الهيموجلوبين مع الأكسجين. يو 2 يُحمل ثاني أكسيد الكربون في محلول ويرتبط بالهيموغلوبين في الدم. يو 3 يتحول ثاني أكسيد الكربون في خلايا الدم الحمراء إلى أيونات كربونات الهيدروجين.
U 4 يوضح تحول بوهر زيادة إطلاق الأكسجين بواسطة الهيموجلوبين في أنسجة التنفس. U 5 المستقبلات الكيميائية حساسة للتغيرات في درجة الحموضة في الدم. U 6 يتم التحكم في معدل التهوية عن طريق مركز التحكم في الجهاز التنفسي في النخاع المستطيل. U 7 أثناء التمرين ، يتغير معدل التهوية استجابة لكمية ثاني أكسيد الكربون في الدم. U 8 يختلف الهيموجلوبين الجنيني عن الهيموجلوبين البالغ مما يسمح بنقل الأكسجين في المشيمة إلى الهيموجلوبين الجنيني. أ 1 عواقب الارتفاعات العالية لتبادل الغازات. يتم تنظيم درجة حموضة 2 للدم للبقاء ضمن النطاق الضيق من 7.35 إلى 7.45. جـ 3 أسباب وعلاج انتفاخ الرئة. S 1 تحليل منحنيات تفكك الهيموجلوبين والميوجلوبين. S 2 تحديد الخلايا الرئوية وخلايا البطانة الشعرية وخلايا الدم في صورة مجهرية ضوئية وصور مجهرية إلكترونية لأنسجة الرئة. NOS 1 للعلماء دور في إعلام الجمهور - فقد أدى البحث العلمي إلى تغيير في التصور العام للتدخين.


4.3: دورة حياة حقيقيات النوى أحادية الخلية - علم الأحياء


العلوم الحياتية للصف السابع هي دورة ممتعة وجذابة تم تطويرها حول معايير علوم ولاية كولورادو. أثناء اتباع هذه المعايير عن كثب ، ستستكشف عالم الأحياء المذهل من خلال العديد من المشاريع العملية والمختبرات والعروض التوضيحية والمحاكاة الحاسوبية وأنشطة الكتب المدرسية والدراسات الميدانية. نظرًا لأن تعليمك مهم بالنسبة لي (ونأمل أن تكون كذلك!) ، ستغطي هذه الصفحة بعض الإرشادات الأساسية التي ستساعدك على أن تكون ناجحًا هذا العام. أخيرًا ، يرجى الاطلاع أدناه للحصول على نظرة عامة على العام المقبل!

1) برجاء بذل قصارى جهدك أثناء العمل / الدراسة فنحن هنا لنتعلم.
2) من فضلك ، كن في الصف (في مقعدك وجاهزًا للتعلم) في الوقت المحدد.
3) من فضلك ، تحضر مع مواد الفصل (أدناه) وأي واجبات منزلية ، في كل مرة.
4) من فضلك ، لا تزعج تعلم الآخرين.
5) من فضلك ، يجب اتباع جميع إرشادات السلامة في الفصل الدراسي لدينا.
6) من فضلك ، كن مسؤولاً عن جميع أفعالك وسلوكياتك.

يجب إحضار ما يلي إلى كل صف العلوم:

  1. مخطط
  2. مجلد واحد أو قسم فاصل في الأكورديون / الموثق (يستخدم للعلم فقط)
  3. "كتاب تأليف" واحد واسع القواعد (ليس دفتر ملاحظات "حلزوني") (يستخدم في العلوم فقط)
  4. أقلام الرصاص وأقلام الرصاص الاحتياطية / الاحتياطية
  5. علبة أقلام ملونة (اختياري)
  6. مسطرة متري (اختياري)

عمل الغياب المتأخر / الناقص والمعذر:

يرجى تذكر أن جميع المهام (كاملة وبجهد مُرضٍ) مستحقة في بداية من فترة الفصل.
من فضلك تذكر ، في حالة الغياب ، أي منها قبل التعيينات / المشاريع طويلة الأجل مستحقة فورا عند عودتك إلى المدرسة.
يرجى تذكر ، إذا كنت تعلم بغياب قادم ، يرجى إرسال رسالة بالبريد الإلكتروني أو إحضار ملاحظة (مع ذكر التاريخ الذي يجب تفويته) في وقت مبكر.

العمل المتأخر / غير المكتمل أو المفقود: ستؤثر المهام المتأخرة / المفقودة بدون عذر على درجتك في العلوم. من المحتمل أن نرسل رسالة نصية أو بريدًا إلكترونيًا (أو نتصل بالمنزل) لإبلاغ الوالدين / الأوصياء بأن لديك مهمة تحتاج إلى إكمال.

الغياب بعذر: إذا كنت غائباً فهو كذلك لكمسؤولية التحقق معي يوم عودتك إلى المدرسة(أثناء الغداء ، ذاكرة الوصول العشوائي / الوصول ، أو قبل / بعد المدرسة -ليس خلال وقت الفصل حيث سنشارك في درس ذلك اليوم). سنؤكد تاريخ الاستحقاق الجديد لعملك المفقود في ذلك الوقت. من فضلك تذكر ، هو كذلك لكمسؤولية التحقق معي يوم عودتك إلى المدرسة!

مع نظام الدرجات الحالي ، تشير درجة المعرفة الأكاديمية / المحتوى إلى "C" إلى أن الطالب يحرز تقدمًا نحو توقعات مستوى الصف ، ولكنه لم يفي بها بعد. هدفي هو جعل كل طالب يفي أو يتجاوز منهج / معايير العلوم لدينا. في بعض الأحيان ، قد ينتج عن التقييم درجة رديئة ("C" أو أقل) وقد ترغب في محاولة إعادة الامتحان (يرجى ملاحظة ، بعض الإختبارات و البعض الاختبارات التراكمية قد ليسلديك خيار الاستعادة). أنا أعرض المعاد فقطبعد أن تتمكن من إثبات أنك قمت بعمل ملف قوي جهد لتعلم / إعادة تعلم / إتقان المواد التي يغطيها التقييم. يرجى ملاحظة ما يلي: أعلى درجة ممكنة في إعادة الالتحاق هي "B".

أنا متاح عن طريق موعد قبل المدرسة ، أو بعد المدرسة ، أو أثناء الوصول ، أو أثناء الغداء لأي شخص يحتاج إلى مساعدة إضافية - فقط اسأل!

العمل الصفي والواجب المنزلي:

يجب أن يتم أداء الواجبات بدقة وبأفضل قدرة الطالب. يوميًا ، سيقوم الطلاب بنسخ مهامهم في مخططهم. الآباء والأمهات ، يرجى التحقق من المخططين مع طفلك. بالإضافة إلى ذلك ، سوف أنشر واجباتي على هذا الموقع وعلى موقع فريق 7RED الخاص بنا. بشكل عام ، سيجد الطلاب الذين يعملون بجد ويستخدمون وقتهم بحكمة أن لديهم قدرًا معقولاً من واجبات العلوم المنزلية. واجبات مستحقة في الوقت المحدد. إذا أمكن ، يرجى تجنب جدولة الإجازات العائلية أثناء وجود المدرسة في الجلسة. يتم إجراء الغياب المُرتَّب مسبقًا مع المكتب الرئيسي وفريقنا. من فضلك تذكر ، في حالة الغياب ، أي منها قبل الواجبات / المشاريع طويلة الأجل مستحقة فور عودة الطالب إلى المدرسة. عندما يتغيب الطالب ، أنهم هي المسؤولة عن الحصول على المهام الفائتة في يوم عودتهم إلى المدرسة (قبل أو بعد المدرسة ، أثناء ذاكرة الوصول العشوائي / الوصول ، أو أثناء فترة الغداء).

سيتم تصنيف طلاب مدرسة DCSD المتوسطة في فئتين: المعرفة الأكاديمية / المحتوى وعادات العمل. وفقًا لسياسة المنطقة ، سيتم ترجيح الدرجات للتأكيد على العمل الأحدث والأكثر أهمية والأكثر شمولاً. تتمثل الأهداف الأساسية للتصنيف وإعداد التقارير في توصيل:
1) ما يعرفه كل طالب ويستطيع فعله فيما يتعلق بمحتوى المنهج (الذي يتماشى مع معايير ولاية كولورادو).
2) تأثير عادات العمل والسلوك الإيجابي والمتسق على تعلم الطلاب.

درجة المعرفة الأكاديمية / المحتوى
أ (4) = تجاوز معايير فترة الدرجات هذه
ب (3) = لقاء معايير فترة الدرجات هذه
ج (2) = تتقدم نحو معايير فترة الدرجات هذه
د (1) = لا يقابل معايير فترة الدرجات هذه
أنا (0) = أدلة غير كافية

درجة عادات العمل (يكمل العمل ، ويكون مستعدًا للتعلم ، ويشارك ، ويتبع قواعد الفصل ، وما إلى ذلك)
أ (4) = تجاوز التوقعات لفترة الدرجات هذه
ب (3) = لقاء التوقعات لفترة الدرجات هذه
ج (2) = الاجتماع بشكل غير متسق التوقعات لفترة الدرجات هذه
يو (1) = لا يقابل التوقعات لفترة الدرجات هذه

تستند درجات المعرفة الأكاديمية / المحتوى إلى تلبية معايير العلوم لولاية كولورادو للصف السابع - يرجى زيارة موقع CDE للحصول على التفاصيل ، فقط انقر فوق هذا الرابط:

العلوم من الصف السابع - نظرة عامة على الدورة التدريبية:

طبيعة العلم والبحث العلمي

علوم البيئة: ترابط Shortgrass Prairie والبيئة

الترابط الطاقة في النظام البيئي.

علوم الحياة: الحياة ، الخلايا ، الحمض النووي ، الوراثة و علم الوراثة

الحياة: خصائص الحياة ضروريات الحياة وكيمياء الحياة (بما في ذلك الخلطات والخلائط المنفصلة).

الوراثة وعلم الوراثة: جينات الحمض النووي ، والكروموسومات ، وطفرات الصفات ، والانقسام الاختزالي والتكاثر.

علوم الأرض: الصفائح التكتونية والوقت الجيولوجي

الصفائح التكتونية: المواد الديناميكية للأرض (بما في ذلك دورة الصخور) والصفائح التكتونية الديناميكية للأرض.

الأحداث الجيولوجية الرئيسية للأرض: تتميز الأرض بالمخاطر الطبيعية والانقراض الجماعي وكيف تؤثر الحياة على الأرض.

تاريخ الأرض: الوقت الجيولوجي والسجل الأحفوري.

علوم الحياة: التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي

التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي: التباين الجيني وتكيف السمات مع التغيرات البيئية والانتواع.

ما هو مستقبل الحياة على الأرض؟

علوم الحياة: التصنيف والتنوع البيولوجي

يمكن أن يؤثر التنوع البيولوجي في مجالات وممالك الحياة والتغيرات في التنوع البيولوجي على البشر.


أساليب

في هذه الدراسة استنتجنا وحللنا مجموعتين مختلفتين من أشجار النشوء والتطور. تم استخدام المجموعة الأولى (& # x02018Pfam-ScrollSaw & # x02019) للتحليل الرئيسي ، بينما تم استخدام المجموعة الثانية (& # x02018KOG-to-COG clusters & # x02019) للتحقق من طريقتنا في استنتاج الازدواج أثناء تكوين حقيقيات النوى. استخدمنا أيضًا مجموعة ثالثة موجودة بالفعل من أشجار الجينات (& # x02018human phylome & # x02019) للتحقق من استخدام أطوال الفروع في حالة التكرار. فيما يلي نصف كيف أنشأنا وحللنا المجموعة الرئيسية لأشجار النشوء والتطور. تم وصف المجموعتين الثانية والثالثة من أشجار الجينات في الطرق التكميلية.

استخدمنا 209 بروتينات حقيقية النواة (متوقعة) من مجموعة بيانات داخلية تم استخدامها ووصفها قبل 34. تم استخراج بروتينات بدائية النواة (إجمالي 3457) من البيض NOG 4.5 35. تم استكمال مجموعة البيانات بدائية النواة بتسعة بروتينات متوقعة من Asgard superphylum 6 الموصوفة مؤخرًا.

مهمة Pfam

استخدمنا hmmsearch (HMMER v3.1b2 36) مع نماذج ماركوف المخفية لملف التعريف Pfam 31.0 (HMMs) 16 وعتبات التجميع المقابلة لتقييم Pfam أي جزء من كل تسلسل بدائية النواة وحقيقية النواة يجب تعيينه. اخترنا لملف تعريف Pfam HMMs لجمع متواليات متماثلة بسبب حساسيتها للكشف عن التماثل. تم استخراج المجالات التي تم ضربها من التسلسلات بناءً على إحداثيات المغلف. إذا كان التسلسل يضرب على العديد من Pfams وكانت هذه النتائج متداخلة لما لا يقل عن 15 من الأحماض الأمينية ، فقد تم استخدام أفضل نتيجة فقط. إذا كان نفس Pfam يحتوي على نتائج متعددة في التسلسل بسبب الإدراج المتعلق بالنموذج ، فقد تم دمج النتائج المختلفة بشكل مصطنع. نظرًا لأن الأخير أكثر عرضة للأخطاء للنماذج القصيرة والتسلسلات القصيرة تحتوي على إشارة أقل من النشوء والتطور ، لم يتم النظر في ملف HMMs الأقصر من خمسين حمضًا أمينيًا لمزيد من التحليل.

الحد من التسلسلات

لكل Pfam ، تم تقليل عدد متواليات بدائية النواة باستخدام kClust v1.0 37 باستخدام عتبة تجميع تبلغ 2.93 ، والتي تتوافق مع هوية تسلسلية بنسبة 60٪. لقد اخترنا هذه العتبة لأننا نتوقع منها الاحتفاظ بتنوع بدائيات النواة الكافي أثناء إزالة التسلسلات من الأنواع ذات الصلة لإبقاء التحليل ممكنًا من الناحية الحسابية. ومع ذلك ، بسبب نقل الجينات الأفقي (HGT) ، فإنه سيزيل أيضًا التسلسلات من الأنواع ذات الصلة البعيدة في بعض الحالات.

تم تقليل عدد التسلسلات حقيقية النواة باستخدام طريقة جديدة 38 بناءً على نهج ScrollSaw 14. الفكرة وراء ScrollSaw هي أنه بدلاً من اختيار مجموعة فرعية من الأنواع بداهة، يتم اختيار أبطأ تسلسل تطور. وبهذه الطريقة ، يتم تحسين دقة العقد العميقة في الأشجار من العائلات الموسعة بشكل كبير. على الرغم من أنه في الورقة الأصلية 14 تم حساب المسافات بين التسلسلات بأسلوب احتمالية قصوى ، فقد استخدمنا درجة البت في بلاست 39 كبديل للحصول على مسافات وراثية. لكل Pfam تم إجراء جميع الأنواع مقابل جميع الأنواع BLAST. نظرًا لأننا كنا مهتمين فقط بأفضل النتائج ، فقد تم تعيين الخيار max_target_seqs على 1. على الرغم من أن هذا الخيار قد أثار بعض الاهتمام مؤخرًا ، إلا أننا استخدمناه فقط كبديل للمسافة التطورية ولن يتأثر تحليلنا بشكل خطير بهذا الخيار بالنظر إلى الأحجام الصغيرة الإجمالية لقواعد البيانات الخاصة بنا. بعد ذلك ، تم تحديد أفضل النتائج ثنائية الاتجاه (BBHs) بين متواليات من مجموعات حقيقية النواة مختلفة. يمكن تصنيف أنواع حقيقيات النوى في مختلف & # x02018supergroups & # x02019 ، والتي تغيرت أسماؤها وتعريفاتها بعد النتائج الجديدة 19،42. الأنواع الموجودة في مجموعة البيانات الخاصة بنا هي من المجموعات الست التالية: Archaeplastida + Cryptista و SAR + Haptista و Discoba و Metamonada و Obazoa و Amoebozoa. بالنسبة لتحليلنا الرئيسي ، استخدمنا BBHs بين التسلسلات من مجموعتين ، لأن ذلك قدم أفضل دقة 38. على الرغم من أن الموضع الدقيق لجذر شجرة الحياة حقيقية النواة غير مؤكد 19 ، إلا أن الموضع المحتمل يقع بين Opimoda (Obazoa و Amoebozoa في مجموعتنا) و Diphoda (المجموعات الفائقة الأخرى) 18. لذلك ، تم تحديد BBHs بين متواليات Opimoda و Diphoda واستخدمت التسلسلات المقابلة لتحليل النشوء والتطور.

لتقييم تأثير موضع مختلف لجذر حقيقيات النوى ، حددنا أيضًا BBHs بين خمس مجموعات ، ودمج Metamonada و Discoba في Excavata ، وأربع مجموعات ، تم فيها دمج Archaeplastida + Cryptista و SAR + Haptista كـ Diaphoretickes و Obazoa و Amoebozoa كانوا معًا مثل Amorphea (انظر & # x02018Effect of the position of the eukaryotic root & # x02019).

تحليل النشوء والتطور

تم إجراء محاذاة تسلسل متعددة باستخدام MAFFT v7.310 43 (خيار تلقائي) وتم تشذيبها باستخدام تقليم Al v1.4.rev15 44 (عتبة الفجوة 10 ٪). تم الاستدلال على أشجار النشوء والتطور باستخدام IQ-TREE v1.6.4 45 (طراز LG4X 46 ، 1000 التمهيد فائق السرعة 47). إذا كان لشجرة الإجماع احتمالية أعلى من أفضل شجرة من البحث ، فقد تم استخدام الأولى لمزيد من التحليل. نظرًا لاستنتاج الأشجار لـ PF00005 (ناقل ABC) ، PF00072 (مجال مستقبل منظم الاستجابة) ، PF00528 (مكون الغشاء الداخلي لنظام النقل المعتمد على البروتين) ، PF02518 (هيستيدين كيناز- ، DNA gyrase B- ، و HSP90-like ATPase) و كانت PF07690 (العائلة الفائقة للميسرين) بهذه الطريقة متطلبة للغاية من الناحية الحسابية ، استخدمنا FastTree v2.1.10 48 مع نموذج LG لإنشاء أشجار لهذه Pfams. لم يتم اعتبار هذه Pfams لتحليل طول الفرع.

تحليلات الشجرة

إزالة بدائيات النوى المتناثرة

تم تحليل الأشجار باستخدام برنامج نصي داخلي ETE3 49. لقد درسنا ما إذا كانت الشجرة تحتوي على تسلسلات بدائية النواة ربما تعكس أحداث HGT الأخيرة والتي قد تتداخل مع تحليلنا. تم تقليم متواليات بدائية النواة من جنس واحد كان بين متواليات حقيقية النواة من الشجرة. إذا كان هناك تسلسل بدائي النواة واحد فقط في الشجرة ، فسيتم الاحتفاظ به فقط إذا كان تسلسلًا أصليًا لـ Asgard ، لأنه تم الإبلاغ عن أنه في بعض الأحيان فقط متسلسل واحد Asgard archaeon يحتوي على متماثل للتسلسل ، وإلا فإنه موجود فقط في حقيقيات النوى 6. كان هذا هو الحال بالنسبة لـ 16 شجرة تحتوي على عائلات LECA (انظر أدناه) ، بما في ذلك RPL28 / MAK16 و Sec23 / 24 و UFM1 والمجال الطرفي C من tubulins ، والتي تم عرض أصل Asgard الأثري لها من قبل. نظرًا لعدم وجود مجموعة خارجية بدائية النواة أخرى لجذر هذه الأشجار ، لم يتم استخدامها لحساب أطوال الساق (انظر & # x02018Branch طول تحليل & # x02019).

شرح توضيحي للعقد حقيقية النواة

لكل كليد حقيقي النواة ، تم شرح العقد على أنها ازدواجية قبل LECA أو عقد LECA أو عقد ما بعد LECA أو غير مصنفة. فقط الكتل التي تحتوي على عقدة LECA واحدة على الأقل كانت ذات أهمية. تم شرح العقدة التي تجمع بين كليد حقيقيات النوى وبقية الشجرة (إن وجدت) كعقدة اكتساب.

من أجل شرح العقد في الأشجار ، تم تضمين المعلومات من تسلسل حقيقيات النوى التي لم تكن موجودة في BBHs ، حيث تم تقليل عدد التسلسلات حقيقية النواة في الأشجار. لتعيين المتماثلات بشكل صحيح ، أجرينا أيضًا نوعًا خاصًا مقابل الأنواع الخاصة BLAST لكل Pfam (max_target_seqs 2). تم تعيين التسلسلات التي تنتمي إلى Pfam التي لم تكن في الشجرة على أفضل نتائجها في الشجرة وفقًا لدرجة BLAST.

من أجل استنتاج عقد ازدواجية موثوقة في الشجرة ، تم حساب درجات تناسق الازدواج لجميع العقد الداخلية بدءًا من جذر كليد حقيقي النواة. هذه الدرجة هي تداخل الأنواع على جانبي العقدة مقسومًا على العدد الإجمالي للأنواع على كلا الجانبين ، مع الأخذ في الاعتبار كلا التسلسل في الشجرة والتسلسلات المخصصة (كما هو موضح أعلاه). إذا كانت درجة تناسق الازدواجية 0.2 على الأقل وكانت العقدتان الابنتيتان تفيان بمعايير LECA ، فقد تم شرح هذه العقدة كعقدة تكرار. كان معيار LECA الأول هو أن العقدة يجب أن تحتوي على تسلسل شجرة Opimoda و Diphoda في الكليد. ثانيًا ، لرعاية أحداث ما بعد LECA HGT بين حقيقيات النوى وحالات عدم اليقين في الأشجار ، يجب أن يكون التواجد المتوسط ​​لعائلة LECA المحتملة في المجموعات الخمس الكبرى المختلفة (Obazoa ، Amoebozoa ، SAR + Haptista ، Archaeplastida + Cryptista ، Excavata) في 15٪ على الأقل. إذا لم تستوف العقدة معايير LECA ، فسيتم وضع تعليقات توضيحية عليها كعقدة ما بعد LECA.

تم اختيار العتبات المذكورة أعلاه بناءً على الفحص اليدوي لمجموعة مختارة من الأشجار. كان لاستخدام عتبات مختلفة لاتساق الازدواجية (0 ، 0.1 ، 0.2 ، 0.3) ودرجات تغطية LECA (0 ، 5 ، 10 ، 15 ، 20 و 25٪) تأثير تدريجي على الأرقام المطلقة ومقاييس الجودة ، مثل جزء من عقد LECA والازدواجية المدعومة جيدًا (الجدول التكميلي 3). وهذا يؤكد أن النتائج المبلغ عنها لم تكن متوقفة على مجموعة محددة من العتبات المختارة وأن ازدواجية الاتساق وتغطية LECA كانت عالية بالنسبة لمعظم العقد.

بعد هذا التعليق التوضيحي الأول ، تم إعادة تقييم جميع عقد LECA في الأشجار. إذا كانت هناك عقد ازدواجية في كلا الابنتين ، فإن العقدة التي تربط هذه التكرارات يجب أن تكون عقدة ازدواجية أيضًا على الرغم من أن درجة تناسق الازدواجية كانت أقل من الحد الأدنى. كان هذا هو الحال بالنسبة لعقدتين فقط في المجموع. إذا كانت هناك عقد ازدواجية في سلالة ابنة واحدة فقط ، فسيتم شرح عقدة LECA على أنها غير مصنفة. يمكن أن يعكس حدث الازدواجية أو قطعة أثرية شجرة بسبب الأصناف المارقة. إذا لم تكن هناك عقد ازدواجية في أي من سلالات الابنة ، فقد تمت إعادة تعليق جميع عقد LECA في السلالات البنت لعقدة LECA كعقد ما بعد LECA.

تجذير أشجار حقيقيات النوى فقط

بالنسبة للأشجار التي تحتوي على تسلسلات حقيقية النواة فقط والأشجار التي تمت إزالة جميع متواليات بدائية النواة لها ، فإن استنتاج الجذر يمثل تحديًا. بالنسبة لهذه الأشجار ، تم استدعاء تكرار وعقد LECA في الوضع غير المتجذر. تم حساب المسافات بين عقد LECA وتم تجذير الشجرة في منتصف عقد LECA التي كانت الأبعد عن بعضها ، مما أدى إلى عقدة مضاعفة إضافية في هذا الجذر. إذا لم يتم العثور على ازدواجية بهذه الطريقة ، نظرًا لوجود أقل من تكرارين في الشجرة ، فقد تمت تجربة التجذير على كل عقدة داخلية. تم اختيار العقدة التي استوفت معايير الازدواجية والتي زادت من تداخل الأنواع. في حالة عدم استيفاء المعايير ، يتم التحقق مما إذا كانت الشجرة بأكملها تفي بمعايير LECA. بالنسبة إلى Pfams التي لم نتمكن من استنتاج شجرة لها نظرًا لوجود تسلسلين أو ثلاثة فقط ، تحققنا أيضًا مما إذا كان Pfam في حد ذاته يفي بمعايير LECA. تتوافق هذه Pfams مع العائلات الخاصة بحقيقيات النوى التي لم تتكرر.

تحديد مجموعة شقيقة

لكل كليد حقيقي النواة في الأشجار يحتوي أيضًا على متواليات بدائية النواة ، تم تحديد المجموعة الشقيقة في وضع غير متجذر. من خلال القيام بذلك ، كان لدى كليد حقيقيات النوى في البداية مجموعتان شقيقتان مرشحتان. تم تجاهل متواليات حقيقيات النوى في مجموعة شقيقة ، إذا كانت موجودة ، لأنها يمكن أن تعكس أحداث HGT أو التلوثات أو القطع الأثرية للأشجار أو عمليات الاستحواذ الإضافية الحقيقية. لاستنتاج المجموعة الشقيقة الفعلية ، تم التحقق أولاً مما إذا كانت إحدى المجموعتين الشقيقتين المرشحتين أكثر احتمالًا عن طريق التحقق مما إذا كانت إحداها تتكون فقط من Asgard archaea ، أو TACK archaea ، أو Asgard plus TACK archaea ، أو alphaproteobacteria ، أو beta / gammaproteobacteria ، أو alpha / بيتا / غاما بروتينية. إذا كان الأمر كذلك ، فقد تم اختيار هذا الكليد كمجموعة شقيقة فعلية. إذا كانت كلتا المجموعتين الشقيقتين لهما نفس الهوية أو إذا كان لكلتا المجموعتين هوية أخرى غير تلك المذكورة أعلاه ، فإن الشجرة كانت متجذرة على أبعد ورقة من كليد حقيقيات النوى. في كثير من الحالات ، كان آخر سلف مشترك للأصناف في المجموعة الشقيقة هو البكتيريا أو الأركيا أو الكائنات الخلوية (& # x0201cLUCA & # x0201d) وفقًا لتصنيف NCBI. من المحتمل أن تعكس مثل هذه التخصيصات التصنيفية الواسعة HGT واسعة النطاق بين بدائيات النوى بعيدة الصلة. في هذه الحالات ، تم التحقق مما إذا كانت إحدى المجموعات المذكورة سابقًا أو فئة معينة أو فئة معينة من البكتيريا تتكون من غالبية الأصناف بدائية النواة للحصول على تصنيف أكثر دقة للمجموعة الشقيقة.

لاحظنا أنه في عدد كبير من الحالات كان هناك كليد حقيقي النواة آخر مع عقد LECA في المجموعة الشقيقة من كليد حقيقي النواة. يمكن أن تعكس هذه الحالات ازدواجية وخسارة لاحقة في بدائيات النوى ولكنها ربما تعكس مصنوعات الأشجار. لذلك تم تجاهل هذه الكتل لتحليل طول الفرع. تم دمج عمليات الاستحواذ التي كانت متداخلة ، أي أنها كانت تشترك في نفس المجموعة الشقيقة بدائية النواة تمامًا لأن عملية استحواذ واحدة في شقيقتها كانت عبارة عن كليد بدائي واحد فقط وعملية استحواذ أخرى أو عدة عمليات استحواذ أخرى ، تم دمجها لمزيد من التحليل.

تحليل طول الفرع

تم حساب أطوال الفروع المتعددة في مجموعات تحتوي على عقد LECA. بالنسبة لطول الساق (sl) ، تم حساب المسافة إلى عقدة الاستحواذ & # x02013 العقدة التي توحد كليد حقيقيات النواة وأختها بدائية النواة & # x02013 لكل عقدة LECA. تم تقسيم هذه المسافة على متوسط ​​المسافات من عقدة LECA إلى أوراق حقيقية النواة (أطوال فروع حقيقية النواة (ebl)) لتصحيح فروق المعدل بين المجموعات المتعامدة كما حدث قبل 10. في حالة وجود مسارات متعددة محتملة بسبب الازدواجية ، تم استخدام الحد الأدنى من هذه المسافات على أنه sl ، لأنه كان الأقرب إلى قيم sl من التداخل الصفري. لحساب طول الازدواجية (dl) ، تم اتباع نهج مماثل ، باستخدام عقدة الازدواجية بدلاً من عقدة الاستحواذ.

للتحقيق في تأثير المعدلات بعد الازدواجية في كل من الأنساب المتماثل داخل الأسرة ، قمنا أيضًا بحساب جميع عقد الازدواج في العائلات المشتقة من Asgard القديمة الحد الأدنى الذي يمر عبر هذه التكرار (البيانات الموسعة الشكل 5 ج ، د). بهذه الطريقة ، حصلنا على قيمة sl لكل تكرار ، بالإضافة إلى قيمة sl المذكورة أعلاه لكل عملية اكتساب. تم تقسيم هذه القيم أيضًا إلى ازدواجية في العائلات التي مرت بمرحلة انتقالية من المتجانسات إلى المتجانسات (proteasome و Snf7 و TRAPP و Vps36 و OST3 / OST6) والباقي (البيانات الموسعة الشكل 5 هـ).

الجمع بين عائلات Pfam ذات حقيقيات النوى فقط والتبرعات بدائية النواة في عشيرتهم

لا يعتمد تصنيف عائلات البروتين في Pfams على مستويات التصنيف. لذلك يمكن أن يكون Pfam الموجود فقط في حقيقيات النوى نتيجة لحدث ازدواج بدلاً من اختراع حسن النية. لتمييز هذه السيناريوهات المحتملة ، استخدمنا عشائر Pfam ، والتي يتم فيها دمج عائلات Pfam ذات الصلة. إذا كان هناك فقط Pfams حقيقيات النوى فقط في عشيرة بناءً على تحليلنا ، فقد تم دمج Pfams في حدث اختراع واحد. إذا كان هناك Pfam واحد فقط مع استحواذ من بدائيات النوى ولهذه Pfam كان هناك استحواذ واحد فقط ، تم دمج Pfam حقيقية النواة فقط مع هذا الاستحواذ. إذا كان هناك العديد من عمليات الاستحواذ في إحدى العشائر ، فقد تم إجراء بحث عن ملف تعريف باستخدام HH-suite3 v3.0.3 50 لتعيين Pfams حقيقيات النوى فقط للاستحواذ. لكل اكتساب في عشيرة ، تم إجراء محاذاة من تسلسل الشجرة في كليد حقيقي النواة المقابل باستخدام MAFFT L-INS-i v7.310 43. تم إنشاء ملفات تعريف HMM من هذه المحاذاة (hhmake & # x02013M 50) وتم دمجها في قاعدة بيانات (ffindex_build). تم البحث في Pfam HHMs ذات حقيقيات النوى فقط مقابل قاعدة بيانات الاستحواذ HHM لكل عشيرة باستخدام hhsearch. تم تعيين كل Pfam للاستحواذ الذي حصل على أفضل نتيجة.

شرح وظيفي

تم إجراء شرح وظيفي للتسلسل باستخدام emapper-1.0.3 51 بناءً على بيانات تقويم eggNOG. تم إجراء عمليات بحث التسلسل باستخدام DIAMOND v0.8.22.84 52.

تم اختيار الفئة الوظيفية الأكثر شيوعًا لـ KOG بين التسلسلات الشجرية لعقدة LECA كوظيفة لعقدة LECA. إذا لم تكن هناك وظيفة واحدة أكثر شيوعًا ، فسيتم تعليق العقدة على أنها S (وظيفة غير معروفة). للتعليق التوضيحي الوظيفي لعقد الازدواج ، تم استخدام نهج دولو البخل. لهذا تحققنا مما إذا كان هناك تعليق توضيحي واحد مشترك بين عقد LECA على كلا الجانبين ، مع تجاهل الوظائف غير المعروفة. إذا لم يكن هذا هو الحال ولكن كان لعقدة النسخ الأصلية (إن وجدت) وظيفة ، فقد تم استخدام هذه الوظيفة أيضًا لعقدة الازدواج البؤري. تم إجراء التعليق التوضيحي الوظيفي لمجموعة الشقيقة بدائية النواة بنفس الطريقة المستخدمة في عقدة LECA. في الأشكال ، تم اختصار أسماء معظم الفئات لزيادة سهولة القراءة: الترجمة (الترجمة ، البنية الريبوزومية والتكوين الحيوي) ، معالجة الحمض النووي الريبي (معالجة وتعديل الحمض النووي الريبي) ، النسخ المتماثل (النسخ المتماثل ، إعادة التركيب والإصلاح) ، الكروماتين (بنية الكروماتين وديناميكياته) ، دورة الخلية (التحكم في دورة الخلية ، الانقسام الخلوي ، تقسيم الكروموسوم) ، نقل الإشارة (آليات نقل الإشارة) ، جدار الخلية / الغشاء (تكوين جدار الخلية / الغشاء / الغلاف الحيوي) ، الاتجار داخل الخلايا (الاتجار داخل الخلايا ، الإفراز ، والنقل الحويصلي) ، البروتين التعديل (تعديل ما بعد الترجمة ، دوران البروتين ، المرافقات) ، الطاقة (إنتاج الطاقة وتحويلها) ، الكربوهيدرات (نقل الكربوهيدرات والتمثيل الغذائي) ، الأحماض الأمينية (نقل الأحماض الأمينية والتمثيل الغذائي) ، النيوكليوتيدات (نقل النوكليوتيدات والتمثيل الغذائي) ، الإنزيمات المساعدة (نقل الإنزيم المساعد و التمثيل الغذائي) ، الدهون (نقل الدهون والتمثيل الغذائي) ، الأيونات غير العضوية (النقل الأيوني غير العضوي والتمثيل الغذائي lism) ، المستقلبات الثانوية (التخليق الحيوي للمستقلبات الثانوية ، النقل والتقويض).

تم استخدام نفس النهج لتعيين المكونات الخلوية لعقد LECA والازدواجية ، باستخدام مجموعة مخصصة من مصطلحات علم الوجود الجيني: المنطقة خارج الخلية (GO: 0005576) ، جدار الخلية (GO: 0005618) ، العصارة الخلوية (GO: 0005829) ، الهيكل الخلوي (GO) : 0005856) ، الميتوكوندريا (GO: 0005739) ، cilium (GO: 0005929) ، غشاء البلازما (GO: 0005886) ، الإندوسوم (GO: 0005768) ، الفجوة (GO: 0005773) ، البيروكسيسوم (GO: 0005777) ، الحويصلة الخلوية ( GO: 0031410) ، جهاز Golgi (GO: 0005794) ، الشبكة الإندوبلازمية (GO: 0005783) ، الغلاف النووي (GO: 0005635) ، النيوكليوبلازم (GO: 0005654) ، الكروموسوم النووي (GO: 0000228) والنواة (GO: 0005730) .

توقع عدد الجينات في LECA

استخدمنا نموذج الانحدار الخطي للتنبؤ بعدد الجينات في LECA بناءً على العدد المستنتج من مجالات Pfam في LECA. لهذا استخدمنا عدد نطاقات Pfam الطويلة بما فيه الكفاية (انظر & # x02018Pfam تعيين & # x02019 أعلاه) وعدد جينات ترميز البروتين في حقيقيات النوى في مجموعة البيانات الخاصة بنا. تم استيفاء افتراضات التوزيع الطبيعي لقيم الجينات والتباين المتساوي في كل قيمة مجال Pfam بشكل معقول بعد تحويل السجل. بناءً على العلاقة بين عدد مجالات Pfam والجينات في حقيقيات النوى الحالية ، تم تقدير عدد جينات ترميز البروتين في LECA.

تأثير موضع جذر حقيقيات النوى

تم دمج سلالة حقيقية النواة وموضع جذرها في تحليلنا عند نقطتين: في خطوة ScrollSaw أثناء تحديد BBHs بين الأصناف حقيقية النواة وفي معايير LECA في تحليلات الشجرة. لأسباب حسابية ، قمنا بتقييد التحليل المتعلق بتأثير نسالة حقيقية النواة على نتائجنا على Pfams التي كانت موجودة فقط في حقيقيات النوى. بالإضافة إلى Opimoda-Diphoda BBHs ، اخترنا التسلسلات من BBHs بين خمس أو أربع مجموعات عظمى ، كما هو موصوف من قبل ، وأشجار نسج مستنتجة. تم تحليل المجموعات الثلاث المختلفة من الأشجار باستخدام جميع الاحتمالات السبعة للجذور ، بالنظر إلى الأحادية لكل من Amorphea و Diaphoretickes و Discoba و Metamonada. للوفاء بمعايير LECA ، يجب أن تحتوي العقدة على تسلسلات شجرة من كلا جانبي الجذر ، ويجب أن يكون متوسط ​​التواجد لعائلة LECA المحتملة في المجموعات الأربع المختلفة 15 ٪ على الأقل.

تحليل احصائي

تم اختبار التمثيل الزائد للوظائف والتوطين في الازدواجية والاختراعات والابتكارات والتمثيل الزائد للمجموعات الشقيقة في الازدواجية وميول الازدواج من خلال مقارنة نسب الأرجحية مع اختبارات Fisher & # x02019 الدقيقة (مقارنات زوجية فقط للوظائف للاختراعات وتوطين الابتكارات بسبب عينة صغيرة الأحجام) أو & # x003c7 2 اختبارات جدول الطوارئ (الباقي). تم تقييم الفروق في أطوال الفروع من خلال اختبار Kruskal-Wallis ، متبوعًا بـ Mann-Whitney يو الاختبارات على نتيجة مهمة لاختبار Kruskal-Wallis. اختبار Kruskal-Wallis واحد فقط لم يعط نتيجة مهمة (البيانات الموسعة الشكل 2 ب). تم تقييم الفروق بين مجموعتين مع مان ويتني يو الاختبارات. كانت جميع الاختبارات التي تم إجراؤها على الوجهين. في جميع حالات المقارنات المتعددة ، تم تعديل قيم P للتحكم في معدل الاكتشاف الخاطئ.

تم رسم مخططات خط القمم باستخدام حزمة ggridges v0.5.1 R (https://github.com/wilkelab/ggridges).


2 تحليل الاستنساخ والتسلسل والتعبير عن Rhm51

2.1. استنساخ وتسلسل Rhm51

تم الإبلاغ عن Magnaporthe oryzae Ina168 (Ina from Inabu) بمعدل طفرة بنسبة 12.5 ٪ (Sone et al. ، 1997) ومماثل RAD51 لهذه السلالة ، لم يتم تسلسل Rhm51. المعلومات المتعلقة بالحفاظ على هذا الجين غير معروفة. في مواجهة الاهتمام المتزايد بالتنوع الممرض والدور غير المعروف لإعادة التركيب المتماثل في توليد مثل هذا التباين ، كان من الضروري استنساخ وتسلسل Rhm51 لمعرفة ما إذا كان هذا الجين قد تم حفظه في مواجهة هذا المعدل المرتفع للطفرة في M. oryzae.

2.1.1. استخراج الحمض النووي fTom M. oryzae mycelia

تم تلقيح Ina168 المخزن على أجار الخوخ المائل في 2 YEG (0.2٪ مستخلص الخميرة و 1٪ جلوكوز) وتم تحضينه عند 27 درجة مئوية لمدة أسبوع مع الرج عند 100 دورة في الدقيقة. تم طحن خمسين مليغرام (50 مجم) من الفطريات المجففة بالتجميد باستخدام جهاز طرد مركزي لاضطراب الخلية (Multi-Beads Shocker ، Yusui Kikai ، اليابان). بعد تعطل الخلية ، تمت إضافة 500 pL من المخزن المؤقت لاستخراج الحمض النووي وتدويره لمدة 20 ثانية تقريبًا للتأكد من أن المخزن المؤقت يمتزج جيدًا مع الفطريات المجففة. ثم تم استخلاص الحمض النووي باستخدام طريقة الفينول / الكلوروفورم وتم ترسيبه باستخدام الأيزوبروبانول. تم تجفيف العينات بالفراغ وإضافة 50 لتر من محلول TE المخزن وتخزينها عند 4 درجات مئوية في اليوم التالي ، تم فحص تركيزات الحمض النووي.

2.1.2. تضخيم واستنساخ Rhm51

تم تنزيل بروتين M. grisea الافتراضي المشابه لتسلسل الجين N. crassa mei-3 عبر الإنترنت من Broad Institute (MG11350.6 ، في قاعدة بيانات الجينوم http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/magnaporthe_grisea/GeneDetails .htm). يقع هذا التسلسل في الكروموسوم الأول ، supercontig196 ويمتد من 37950003800000 أي 5 كيلوبايت. تم تصميم الاشعال الأمامية والعكسية لتضخيم Rhm51 (الجدول 1) على التوالي 50 نيوكليوتيدات من بداية هذا التسلسل وقبل نهايته. تم تصنيع المواد الأولية (Invitrogen ، Carlsbad ، CA) وتم استخدام الحمض النووي الجيني M. oryzae Ina 168 لتضخيم Rhm51 عن طريق تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) باستخدام مجموعة Platinum® PCR SuperMix عالية الدقة (Invitrogen). تم عمل خليط التفاعل وظروف PCR وفقًا لإرشادات الشركات المصنعة (Invitrogen) مع تعديلات طفيفة باستخدام GeneAmp® PCR System 9700 (Applied Biosystems ، Foster City ، CA). تم تأكيد التضخيم عن طريق تشغيل منتجات PCR على 1 ٪ هلام agarose (125V لمدة 35 دقيقة) ، وتلطيخ بروميد الإيثيديوم والتصور تحت الأشعة فوق البنفسجية قبل التقاط صورة. تم بعد ذلك تنظيف منتجات PCR باستخدام عمود MicroSpin (GE Healthcare ، Buckinghamshire ، UK) ، وربطها بـ pGEM®-T Easy vector (استنساخ TA) بواسطة بروتوكول التفاعل القياسي (Promega ، Madison ، WI) مع تعديلات طفيفة. تم تركيز منتج الربط إلى 5 ميكرولتر بواسطة ترسيب الإيثانول باستخدام Ethachinmate (واكو ، أوساكا ، اليابان) واستخدم لتحويل 40 مل من خلايا الإشريكية القولونية TOP10 (Invitrogen) عن طريق التثقيب الكهربائي باستخدام نابض الجينات (BIO-RAD ، Hercules ، CA) .

بعد التثقيب الكهربائي ، تم استرداد الخلايا في وسط 1 مل من SOC (انظر الملحق I للتكوين) وحضنت عند 37 درجة مئوية في شاكر حضانة (140 / دقيقة) لمدة 30 دقيقة. تم طلاء مائتي ميكرولتر من الخلايا المستعادة على خمسة ألواح LB-Agar / Ampicillin / Isopropyl-ß-D-thiogalactopyranoside / 5-bromo-4-chloro-3-indolyl- ß- d- galactoside (LB-AgarAmp / IPTG / Xgal) . كانت تركيزات الأمبيسلين ، Isopropyl-ß- D-thiogalactopyranoside (IPTG) و 5-bromo-4-chloro-3-indolyl- ß- D-galactoside (Xgal) في هذا الوسط 100 بيكوغرام / مل و 100 نانومتر و 40 بيكوغرام. / مل على التوالي. تم تحضين الصفائح عند 37 درجة مئوية طوال الليل وتم اختيار المحولات عن طريق الغربلة الزرقاء / البيضاء.

تم نقل المستعمرات البيضاء التي ربما كانت تحمل البلازميد مع إدخال الفائدة إلى لوحة رئيسية LB-AgarAmp وحضنت طوال الليل عند 37 درجة مئوية. تم انتقاء كل مستعمرة بمقبض أسنان ونقلها إلى 5 مل من LBAmp في أنبوب اختبار وحضنت في هزاز حاضنة عند 37 درجة مئوية طوال الليل. تم استخراج بلازميد من كل ثقافة باستخدام بروتوكول الطرد المركزي لمجموعة Quantum Prep® Plasmid Miniprep Kit (BIO-RAD). من أجل تحديد البلازميد الذي يحتوي على الإدخال الصحيح ، تم هضم البلازميد باستخدام EcoRl في خليط تفاعل نهائي من 10 ميكرولتر وحلها على هلام agarose بنسبة 1 ٪. تم اختيار بلازميد بإجمالي الحجم الكلي للمنتج المهضوم المكافئ لحجم البلازميد (3 كيلو بايت) بالإضافة إلى إدراج (5 كيلو بايت) للتسلسل باستخدام مجموعة تسلسل دورة BigDye Terminator V1.1 والبادئات العالمية M13. تم عمل خليط التفاعل وظروف تدوير PCR وفقًا لإرشادات الشركة المصنعة (Applied Biosystems). بعد تفاعل التسلسل ، تمت تنقية المنتجات عن طريق الترشيح باستخدام Performa® DTR Gel Filtration Cartrige (Edge BioSystems ، Gaithersburg ، MD) ، وتجفيفها بالتجميد في مجفف تجميد الفراغ (Freeze Trap ، VA-500F ، TAITEC ، Saitama ،

اليابان). تم خلط العينات المجففة بـ 25 لتر من Hi-Di-Formamide ، وتم تسخينها عند 95 درجة مئوية لمدة دقيقتين ثم تبريدها بسرعة على الجليد ، ونقلها إلى أنابيب تحليل متسلسلة وتحليلها باستخدام محلل وراثي ABI PRISM 310 (النظم البيولوجية التطبيقية). تم اختيار مستعمرة واحدة مع الإدخال الصحيح ، ونمت بكمية كبيرة (100 مل من LBAmp) في دورق سفلي مستدير باستخدام نفس ظروف الحضانة كما هو مذكور أعلاه ، واستخراج البلازميد باستخدام مجموعة Quantum Prep® Plasmid Maxi Prep Kit (BIO-RAD) . تم تصميم عشرة بادئات تسلسلية أمامية وعكسية من نوع Rhm51 (الجدول 1) بمقدار 500 نقطة أساس منفصلة باستخدام التسلسل عبر الإنترنت. تم استخدام هذه الاشعال لتسلسل الملحق بأكمله. تم إجراء ما مجموعه 20 تفاعلًا متسلسلًا كما هو موضح أعلاه. بعد تحليل تفاعلات التسلسل ، تم بناء تسلسل إجماعي باستخدام Factura و Auto المجمع الإصدار 2.0 (النظم الحيوية التطبيقية). تم تسمية البلازميد باسم pGEMRhm51

تم استخدام الحمض النووي الجيني من M. oryzae Ina 168 بنجاح كقالب لتضخيم Rhm51 (الشكل 3 أ). بعد تحويل المنتج المرتبط إلى خلايا E. coli TOP10 ، تم اختيار 8 مستعمرات بيضاء عن طريق الغربلة الزرقاء / البيضاء. كشف تحليل هذه المستعمرات عن طريق فصل المنتجات المهضومة EcoR1 على هلام الاغاروز بنسبة 1٪ والتسلسل باستخدام البادئات الشاملة M13 عن مستعمرة واحدة (مستعمرة 6) (الشكل 3 ب) تم اختيارها لاستخراج البلازميد. بعد التسلسل الكامل الطول ، تم بناء تسلسل إجماعي يحتوي على 4950 نقطة أساس. كان تسلسل الإجماع هذا له هوية بنسبة 100 ٪ مع بروتين M. grisea الافتراضي مشابه لتسلسل الجين mei-3 في قاعدة بيانات المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI).

التوضيح غير مرئي في هذا المقتطف

الشكل 3: استنساخ Rhm51. (أ) Amplicon لـ Rhm51 باستخدام DNA الجينومي Ina168 كقالب (ب) DNA البلازميد المستخرج من 8 مستعمرات E. coli مختلفة مع مستعمرة 6 تحتوي على المستعمرة (c) 6 المهضومة مع EcoR1 الذي يظهر المتجه والإدراج.

2.2. تحديد إطار القراءة المفتوح (ORF) ، موضع وعدد الإنترونات في Rhm51

يتم تقدير حجم النص المفترض لـ Rhm51 وتسلسله المبلغ عنه في قاعدة بيانات Broad Institute عن طريق محاكاة الكمبيوتر. لذلك كان من الضروري بالنسبة لنا الحصول على الحمض النووي الريبي من Magnaporthe oryzae Ina 168 ، وإجراء استنساخ cDNA وتسلسله لتحديد ORF والإنترونات والإكسونات.

2.2.1 استخراج الحمض النووي الريبي من M. oryzae mycelia

نمت M. oryzae Ina168 على أجار دقيق الشوفان لمدة أسبوعين في الظلام عند 27 درجة مئوية ثم نقل ونمت لمدة 3 أيام تحت الضوء عند 25 درجة مئوية لإنتاج الكونيديا.

تم غسل المستعمرات باستخدام 2YEG من الكونيديا الخفيف التي تم ترشيحها بشاش وتم عدها باستخدام مقياس الدم. في 2YEG ، تمت معالجة 105 كونيديا بـ 1.5 ٪ ميثيل ميثان سلفونات (MMS ، Sigma-Aldrich ، St Louis ، MO) لمدة ساعة ، وغسلها لإزالة MMS ونمت عند 27 درجة مئوية لمدة 3 أيام في 2YEG جديدة مع الرج عند 100 دورة في الدقيقة على a. ريسيبرو شاكر (NR-10 ، TAITEC). تم جمع Mycelia بعد 3 أيام من النمو وتخزينها على الفور في درجة حرارة -80 درجة مئوية حتى يتم استخراج الحمض النووي الريبي. تم استخراج إجمالي الحمض النووي الريبي من الفطريات التي تم جمعها في مرحلة تسجيل النمو باستخدام RNAiso Plus وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة (Takara ، Shiga ، اليابان).

2.2.2. عكس النسخ- PCR لتضخيم Rhm51 (كدنا)

تم استخدام البروتين الافتراضي M. grísea المشابه لتسلسل الجين N. crassa mei-3 للاستعلام عن قاعدة بيانات المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) لتسلسلات الرنا المرسال التي كانت تتماشى بشكل وثيق مع تسلسل البروتين الافتراضي mRNA باستخدام بحث المحاذاة المحلي الأساسي للانفجار أداة (Altschul et al. ، 1997). تم استخدام هذه المعلومات لتحديد موقع البدء والإيقاف المحتمل لنسخة Rhm51. تم تصميم الاشعال من أجل النسخ العكسي لـ PCR (RT-PCR) (الجدول 1) باستخدام مجموعة RT-PCR عالية الدقة (Invitrogen). كان القالب إجمالي الحمض النووي الريبي المستخرج من 1.5٪ MMS تمت معالجته بـ M. oryzae Ina 168 mycelia المعاملة بـ DNase. كان إجراء استنساخ وتسلسل منتج RT-PCR مشابهًا لاستنساخ وتسلسل Rhm51 الموضح في القسم 2.1. تم تصميم ثلاثة بادئات Rhm51cDNA للأمام والعكس (الجدول 1) على حدة 500 نيوكليوتيد واستخدمت لتسلسل Rhm51cDNA بأكمله. تمت محاذاة تسلسل الإجماع Rhm51 (كدنا) مع تسلسل الإجماع Rhm51 باستخدام خيارات مطابقة برنامج الإصدار 10 من GENETYX لتحديد ORF و introns و exons.

التوضيح غير مرئي في هذا المقتطف

يحتوي بروتين M. grisea الافتراضي المشابه لتقرير تسلسل نسخة N. crassa mei-3 في قاعدة بيانات NCBI على 3132 نقطة أساس مع 5 إكسونات و 4 إنترونات. لم ينتج عن الاشعال المصمم في مواقع البدء والتوقف المقدرة منتج التضخيم المتوقع بعد RT-PCR. لذلك ، تم تصميم بادئات أمامية وعكسية جديدة في مواقع البداية والتوقف المفترضة (الموضعان 3220 و 4440 على التوالي) للتسلسل الافتراضي المقدّر من المحاذاة بين mei-3 لـ N. crassa. أسفرت هذه الاشعال عن نطاق 1.2 كيلو بايت واضح ومستحث بشدة باستخدام الحمض النووي الريبي المستخرج من MMS المعالجة الفطرية (الشكل 4 أ) كقالب. تم نشر تسلسل النوكليوتيدات الكامل Rhm51 في قواعد بيانات EMBL / GenBank / DDBJ ، رقم الانضمام AB562330. يحتوي Rhm51 المقترح على ORF قدره 1054 نقطة أساس مع موقع بدء في الموضع 3232 وموقع التوقف في الموضع 4425 من تسلسل Rhm51 (الشكل 4 ب). يحتوي ORF على ثلاثة إكسونات (96 و 148 و 810 نقطة أساس) واثنين من الإنترونات (64 و 73 نقطة أساس). يبلغ حجم جين RAD 51 من S. cerevisiae 1.6 كيلو بايت ولكن نظيره أظهر درجة من الاختلاف من كائن حي إلى آخر 1.6 كيلو بايت لـ N. crassa 1.2 كيلو بايت للمتكيسة الرئوية 1.4 كيلو بايت لـ Aspergillus nidulans و 1.9 كيلو بايت ، 1.6 كيلو بايت و 1.3 كيلو بايت لـ S. pombe لسبب محتمل هو الاختلافات في بدء النسخ ومواقع الإنهاء. تسلسل إجماع Mlu-I 5’-ACGCGT-3 موجود عند 172 نقطة أساس في ORF. تعد المنطقة المحيطة 5 بوصات من تسلسل Mlu-I ضرورية للغاية للتعبير عن الجينات الذي تنظمه دورة الخلية (Gordon & amp Campbell ، 1991). يوجد عنصران مستجيبان للضرر (DREs) ، وهما مهمان للتعبير عن تلف الحمض النووي ، أيضًا في الموضع 2593 و 2723 نقطة أساس في ORF على الرغم من أن 3'end فقط (TGAAA) محفوظ بدرجة عالية في M. oryzae Ina168 وموضعهما هو أكثر بعدًا من الكائنات الحية الأخرى (الشكل 4 ب). تم أيضًا الإبلاغ عن DREs مع 3'end المحفوظة في منطقة المنبع لـ RAD51 من S. cerevisiae (Silva et al. ، 2005) بينما تم الإبلاغ عن تسلسل إجماع Mlu-I في مناطق المروج لـ RAD51 من S. cerevisiae ، uvsC لـ A. nidulans و mei-3 من N. crassa (Verma et al. ، 1992 Hatakeyama et al. ، 1995). يحتوي بروتين Rhm51 المتوقع على 351 من الأحماض الأمينية ويظهر تشابهًا بنسبة 97٪ و 66٪ مع بروتينات N. crassa mei-3 و S. cerevisiae Rad51 على التوالي.

التوضيح غير مرئي في هذا المقتطف

الشكل 4. (أ) أمبليكونس من Rhm51 تحل على 1٪ هلام الاغاروز. (ب) عرض تخطيطي لموضع Rhm51. يظهر عنصران مستجيبان للضرر (DRE1 و DRE2 ، مربع مخطط) وتسلسل إجماع Mlu-l (الصندوق الأسود) في منطقة المروج المفترض. تُظهر المربعات المفتوحة أعلى تلك العناصر مكونات تلك العناصر وتسلسلات الإجماع. يشير السهم الأسود إلى Rhm51 ORF ، والذي يحتوي على اثنين من introns (مربعات بيضاء).

2.3 التهجين الشمالي بعد إحداث التعبير تحت ضغوط مختلفة

من أجل فهم ما إذا كان Rhm51 سينتج عن المواد السامة للجينات والضغوط المختلفة مثل أعضاء مجموعة RAD52 الأخرى ، شرعنا في دراسة تأثير المواد السامة للجينات والضغوط الأخرى على تحريض Rhm51.

نمت M. oryzae Ina168 على أجار دقيق الشوفان لمدة أسبوعين في الظلام عند 27 درجة مئوية ثم نقل ونمت لمدة 3 أيام تحت الضوء عند 25 درجة مئوية لإنتاج الكونيديا.

تم مسح المستعمرات باستخدام 2YEG من الكونيديا الخفيف التي تم ترشيحها بشاش وتم عدها باستخدام مقياس الدم. تمت معالجة Conidias (105) بـ 0.1 و 0.15 ٪ ميثيل ميثان سلفونات (MMS ، Sigma-Aldrich ، St Louis ، MO) لمدة 1 ساعة 0.1 و 1 و 10 ملم 1،1'- ثنائي ميثيل -4 4'- ثنائي كلوريد الميثيل [ميثيل فيولوجين هيدرات ثنائي كلوريد (MV) ، Sigma- Aldrich] لمدة 18 ساعة والإجهاد الحراري (HS) عند 42 درجة مئوية لمدة 45 دقيقة. نمت الكونيديا عند 27 درجة مئوية لمدة 3 أيام في 2YEG طازجة بينما تهتز عند 100 دورة في الدقيقة على Recipro Shaker (NR-10 ، TAITEC). تم جمع Mycelia بعد 3 أيام من النمو وتخزينها على الفور في درجة حرارة -80 درجة مئوية حتى يتم استخراج الحمض النووي الريبي. تم استخراج إجمالي الحمض النووي الريبي من الفطريات التي تم جمعها في مرحلة تسجيل النمو باستخدام RNAiso Plus وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة (Takara ، Shiga ، اليابان). تم إذابة إجمالي الحمض النووي الريبي المعالج بـ DNase المستخرج من Ina 168 mycelia التي تعرضت لضغوط الحرارة التالية (HS) ، ميثيل فيولوجين ثنائي كلوريد هيدرات (MV) ، ميثيل ميثان سلفونات (MMS) في ماء مقطر مزدوج ثنائي إيثيل بيروكربونات بسعة 5 لتر (DEPC ، انظر الملحق -1 للتحضير) وتخزينها في -80 درجة مئوية لحين الحاجة. عشرة ميكرولتر من محلول التحميل (65.79٪ (V / V) فورماميد ، 13.16٪ (V / V) 10x MOPS [41.2 جم 3- (V-morpholino) أحماض بروبان سلفونيك (MOPS) 10.9 جم

تمت إضافة CH3COONa'3H2Ü 3.7 جم ملح الصوديوم EDTA لكل لتر ماء DEPC ، ودرجة الحموضة 7.0] و 21.05٪ (V / V) فورمالدهايد) إلى 5 بيكولتر (10 ميكروجرام) من عينات الحمض النووي الريبي ، وتم تسخينها عند 65 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. بعد التسخين ، تمت إضافة 2 pL من 1 مجم / مل من بروميد الإيثيديوم و 3 pL من صبغة تحميل 6x (0.25٪ (W / V) bromophenol blue 0.25٪ (W / V) xylene cyanol FF 30٪ (W / V) Glycerol)) على العينات وركض على هلام تغيير طبيعة. من أجل تحضير الجل ، تم إذابة 0.30 جم من agarose (Seakam-GTG) أولاً في 25 مل من ماء DEPC ، وتم غليه والحفاظ عليه عند 55 درجة مئوية في حمام مائي. بعد ذلك ، تم تحضير مذيب عن طريق خلط 1.75 مل من الفورمالديهايد مع 3 مل من 1x MOPS والحفاظ عليه عند 55 درجة مئوية. تم خلط الجل والمُحول وصبهما في غطاء لهب. تم إجراء الرحلان الكهربائي عند 50 فولت لمدة 60 دقيقة باستخدام 1x MOPS كمخزن مؤقت للتشغيل.

بعد الرحلان الكهربائي ، تم تلوين الجل ببروميد إيثيديوم ولوحظ تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية. تم بعد ذلك نقع الجل مرتين في ماء DEPC لمدة 15 دقيقة ثم مرة واحدة في 10x SSC (0.3 M Sodium Citrate 3 M كلوريد الصوديوم). تم إجراء التنشيف وفقًا لـ Sambrook and Russell (2001) طوال الليل على غشاء Hybond-N + النايلون (GE Healthcare) باستخدام 20x SSC كمذيب نقل. بعد النشاف ، تمت إزالة الغشاء بعناية ونقعه في 2x SSC لمدة 5 دقائق وتم ربط الحمض النووي الريبي الموجود عليه باستخدام جهاز سبكترولينك للأشعة فوق البنفسجية (Spectronics Corp. ، اليابان) ، مع تطبيق أقصى شروط للربط المتبادل (1200 × 100 بيكول جول / سم 2). ). تم اشتقاق Rhm51 (كدنا) الذي تم استخدامه لإنتاج المسبار عن طريق هضم pGEMRhm51 cDNA باستخدام EcoR1 ، وتشغيل المنتجات المهضومة على جل Agaraose (Seakam GTG) بنسبة 1 ٪ وتنقية Rhm51 (كدنا) من الجل باستخدام Wizard® SV Gel و PCR Clean-Up نظام (بروميغا) عن طريق إجراء الطرد المركزي. تم استخدام إجراءات Amersham Gene Images Alkphos Direct Labeling and Detection System (GE Healthcare) لتحضير المسبار المسمى ، التهجين ، عمليات غسل صرامة ما بعد التهجين ، توليد الإشارات والكشف. تم عرض فيلم الأشعة السينية (Fuji Photo Film) لمدة ساعة واحدة تمت معالجتها بعد ذلك باستخدام حلول Rendol و Renfix (فيلم صور Fuji).

تم إحداث Rhm51 بواسطة MMS و MV وزاد مستوى الحث مع زيادة جرعة العلاج. على الرغم من أن Rhm51 لم يتم تحريضه في العينات المعالجة حرارياً ، إلا أن مستوى الحث كان قابلاً للقياس بالنسبة للعينات غير المعالجة (الشكل 5).يذهب هذا لدعم اقتراح Hatakeyama et al. ، (1995) بأن يتم التعبير عن هذا الجين بشكل أساسي عند مستويات منخفضة أثناء دورة الخلية وعلى مستوى أعلى بعد العلاج بالمطفرات. يولد ميثيل فيولوجين ثنائي كلوريد هيدرات (MV) أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وهذا يحاكي أنواع الأكسجين التفاعلية التي ينتجها نبات الأرز كمكون من تفاعل فرط الحساسية ضد هجوم الممرض غير المتوافق (Elegado et al. ، 2006). بالإضافة إلى ذلك ، قد يتلامس العامل الممرض أيضًا مع مجموعة واسعة من المواد الكيميائية المستخدمة ضد مرض الانفجار الذي يستلزم تحريض Rhm51. تم بالفعل تمييز عضوين من مجموعة RAD52 من المتماثلات M. oryzae و Rhm52 و Rhm54 و RAD52 و RAD54. تم تحفيز هذه الجينات بواسطة ميثيل ميثان سلفونات والمعالجة بالضوء فوق البنفسجي. تم إحداث التعبير حتى عند المستويات الأعلى بواسطة ميثيل فيولوجين والإجهاد الحراري (Elegado et al. ، 2006). وبالتالي ، فإن RAD52 و RAD51 و RAD54 متورطان في إعادة التركيب المتماثل ويشير تحريضهم المتزايد بعد ضغوط معينة إلى أن هذا المسار نشط جدًا في M. oryzae Ina 168 وقد يعمل في إصلاح DSBs وتوليد التنوع الجيني.

التوضيح غير مرئي في هذا المقتطف

الشكل 5. تأثير علاجات الإجهاد المختلفة على تعبير Rhm51 في سلالة Magnaporthe oryzae Ina168. الحمض النووي الريبي المستخرج من الفطريات السائلة (التحكم) ومن الثقافة السائلة مع علاجات الإجهاد المختلفة: الصدمة الحرارية (HS) ، ميثيل فيولوجين (MV) ، ميثان سلفونات الميثان (MMS) تم فصلها كهربائياً ، وتوحيدها بواسطة تلطيخ بروميد الإيثيديوم من الرنا الريباسي (الرنا الريباسي) و ثم تم مسحه على غشاء من النايلون وفحصه بواسطة Rhm51 (كدنا) (Rhm51).


شاهد الفيديو: هل تعلم ما هي الخلية (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Tauzuru

    من أسوأ إلى أسوأ.

  2. Nagar

    إسمح لي بما يجب أن أتدخل ... موقف مماثل. نحن بحاجة إلى مناقشة.

  3. Idogbe

    يا لها من فرصة نادرة! ما هي السعادة!

  4. Shaheen

    انت لست على حق. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في رئيس الوزراء ، سنناقش.



اكتب رسالة