प्राथमिक और माध्यमिक विद्यालय जीवविज्ञान · Grades 1–9

64गुणसूत्र

टिप्पणी 63.7 ने निर्धारकों को केंद्रक में घेर लिया था। किसी कोशिका को ठीक पल पर पकड़ो, और केंद्रक अपने पत्ते खोल देता है: उसके भीतर की चीज़ें लिपटकर गिनने और तस्वीर खींचने लायक़ पिंडों में बदल जाती हैं — यानी गुणसूत्रों में। और उन्हें गिनना, शरीर की कोशिकाओं में भी और युग्मकों में भी, वह क़रीब-क़रीब सब कुछ समझा देता है जो परिवार का एलबम माँग रहा था: आधे, जोड़े, फेंटाई, और वह पलटी जो तय करती है कि शिशु लड़का होगा या लड़की।

64.1 केंद्रक, रँगे हाथों पकड़ा हुआ

परिभाषा 64.1 (गुणसूत्र)

गुणसूत्र केंद्रक में धागे जैसा एक पिंड है, जो (अच्छी तरह रँगा हुआ, और बँटवारे के वक़्त) तब दिखता है जब केंद्रक की सामग्री ढुलाई के लिए लिपट जाती है। बँटवारों के बीच वही धागे ढीले और अनदेखे पड़े रहते हैं — यानी काम करने वाली हालत; और बँटवारे पर वे गाढ़े हो जाते हैं — यानी चलने वाली हालत। तस्वीर लेकर और छाँटकर किसी कोशिका के गुणसूत्र उसका गुणसूत्र-चित्र बनाते हैं: यानी पूरी गड्डी, बिछाकर रखी हुई।

प्रतिज्ञप्ति 64.2 (इंसानी गिनतियाँ)

गुणसूत्र-चित्र तीन संख्याएँ देते हैं, और वे तीनों पूरा अध्याय ढोती हैं:

इंसान के हर शरीर-कोशिका में 46 गुणसूत्र होते हैं — त्वचा, यकृत, न्यूरॉन, सबमें बराबर (प्रतिज्ञप्ति 29.7 वाले बँटवारे उस गड्डी की हूबहू नक़ल हर कोशिका तक पहुँचाते हैं);
बिछाकर रखने पर वे 46 छँटकर 23 जोड़े बनाते हैं, और हर जोड़े के दोनों साथी आकार तथा धारियों में मिलते-जुलते हैं;
और युग्मक इस नियम को तोड़ते हैं: अंडाणु और शुक्राणु 23 ढोते हैं — यानी हर जोड़े से एक गुणसूत्र, और कोई जोड़ा पूरा नहीं।

उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎

उदाहरण 64.3 (निषेचन का गणित)

ये गिनतियाँ किसी उपपत्ति की तरह आपस में बैठ जाती हैं। युग्मक 23-23 पर; और निषेचन (प्रतिज्ञप्ति 54.2) उन्हें जोड़ देता है: युग्मनज में $23 + 23 = 46$ — यानी जोड़े बहाल, और हर जोड़े का एक साथी माँ से, एक पिता से। इसके बाद संतान की हर शरीर-कोशिका दोनों जनकों का योगदान ढोती है — और ठीक यही टिप्पणी 23.3 ने एक पूरी अध्याय-पीढ़ी पहले बाहर से देखा था, बछेड़े और उसके चाँद के साथ।

टिप्पणी 64.4 (युग्मकों को आधा क्यों करना ही है)

मान लो वे न करते: 46 गुणसूत्रों वाले युग्मक 92 गुणसूत्रों वाली संतान बनाते, और फिर 184 गुणसूत्रों वाले नाती-पोते — यानी गड्डी हर पीढ़ी पर दोगुनी। युग्मकों का वह ख़ास आधा करने वाला बँटवारा — जिसमें हर एक को हर जोड़े से एक साथी मिलता है — ही वह चीज़ है जो प्रजाति की गिनती पीढ़ी-दर-पीढ़ी 46 पर टिकाए रखती है। और साथ में एक बोनस भी: किसी युग्मक को हर जोड़े का कौन-सा साथी मिलेगा, यह जोड़े-दर-जोड़े अलग-अलग तय होता है — यानी एक ही जनक से $2^{23}$ मुमकिन गड्डियाँ, और प्रतिज्ञप्ति 54.5 वाली फेंटाई आख़िरकार गिनी हुई।

64.2 गुणसूत्र ही निर्धारक ढोते हैं

प्रतिज्ञप्ति 64.5 (इसके सबूत कि यह गड्डी ही मायने रखती है)

गुणसूत्र निर्धारकों की सवारियाँ हैं — यह मान्यता नहीं, सबूत है:

वे ठीक वैसा ही बर्ताव करते हैं जैसा प्रतिज्ञप्ति 63.6 माँगती है: हर कोशिका में हाज़िर, युग्मकों में आधे, निषेचन पर बहाल, और साथी-दर-साथी चुने जाने लायक़;
गुणसूत्र-चित्र की दुर्घटनाएँ उस माल की गवाही देती हैं: जिस गड्डी में एक गुणसूत्र ज़्यादा या कम हो वह पूरे शरीर का विकास बदल देती है — मिसाल के लिए, छोटे 21वें जोड़े की एक फ़ालतू प्रति उन लक्षणों का वह पहचाना हुआ जमघट बना देती है जिसे डाउन संलक्षण कहते हैं। एक धागे की गिनती चूकी, और बहुत-से लक्षण खिसक गए: यानी वे धागे ही लक्षणों के निर्देश ढोते हैं;
और एक जोड़ा तो हर गुणसूत्र-चित्र में अपना माल ख़ुद बता देता है: यानी लिंग गुणसूत्र।

उपपत्ति. इस स्तर पर स्वीकृत। ∎

परिभाषा 64.6 (X, Y, और वह सिक्का)

23वाँ जोड़ा दो रूपों में आता है: दो मिलते-जुलते X गुणसूत्र — यानी किसी लड़की का गुणसूत्र-चित्र; या एक X और एक छोटा Y — यानी कोई लड़का। और फिर वह आधा करना यह पलटी चलाता है: हर अंडाणु एक X ढोता है; जबकि शुक्राणु X या Y ढोता है, आधा-आधा। X वाले शुक्राणु से निषेचन XX बनाता है, और Y वाले से XY — यानी दो में एक मौक़ा (अध्याय 63 वाली मौक़े की भाषा, आख़िरकार अपनी कार्य-प्रणाली के साथ), जिसका फ़ैसला निषेचन के ऐन पल पर, इससे होता है कि कौन-सा तैराक पहुँचा।

23वें जोड़े की वह सिक्का-पलटी: अंडे का X किसी X वाले या Y वाले शुक्राणु से मिलता है — और उसी मुलाक़ात के साथ गुणसूत्र-चित्र तय हो जाता है।

उदाहरण 64.7 (पुराने सवाल, छोटे जवाब)

यह गड्डी पुराने हिसाब चुकता कर देती है। कोई संतान लड़का होगी या लड़की, इसका किसी भी जनक की इच्छाओं, खाने या मौसमों से कोई लेना-देना नहीं — वह तो वही पलटी है, जो परिभाषा 64.6 की कार्य-प्रणाली में चलती है (और पुरानी नाइंसाफ़ियों के लेखे के लिए: फ़ैसला करने वाला फ़र्क़ शुक्राणु में सवार होता है)। बराबर आधे परिवार के एलबम का भी जवाब दे देते हैं: माँ और पिता, दोनों एक-एक पूरी आधी गड्डी देते हैं — 23 और 23 — और आनुवंशिकता का गणित दोनों वंशों को बराबर मान देता है।

विधि 64.8 (कोई गुणसूत्र-चित्र पढ़ना)

हाथ में गुणसूत्र-चित्र की कोई तस्वीर आए, तो:

गिनो: किसी शरीर-कोशिका में 46 और किसी युग्मक में 23 अपेक्षित हैं;
जोड़े बनाओ: साथी आकार और धारियों से मिलाए हुए, यानी 22 आम जोड़े और साथ में 23वाँ;
23वाँ पढ़ो: XX या XY;
और गिनतियाँ जाँचो: जिस जोड़े में एक या तीन सदस्य हों वह प्रतिज्ञप्ति 64.5 के अनुसार किसी खिसके हुए विकास को समझा देता है।

64.3 अभ्यास

अभ्यास 64.1 ★

गुणसूत्र क्या है, और वह दिखता कब है?

हल

हल — अभ्यास 64.1.

केंद्रक का धागे जैसा एक पिंड — यानी उसकी सामग्री, ढुलाई के लिए लिपटी हुई। वह अच्छी तरह रँगे जाने पर तब दिखता है जब कोशिका बँटती है; और बँटवारों के बीच ढीला तथा अनदेखा रहता है।

अभ्यास 64.2 ★

इंसान की तीनों गिनतियाँ बताओ, और यह भी कि हर एक कहाँ लागू होती है।

हल

हल — अभ्यास 64.2.

हर शरीर-कोशिका में 46; छाँटने पर 23 जोड़े; और युग्मकों में 23 — यानी हर जोड़े से एक साथी।

अभ्यास 64.3 ★

निषेचन का गणित चलाओ, और बताओ कि वह क्या बहाल करता है।

हल

हल — अभ्यास 64.3.

$23 + 23 = 46$ : निषेचन जोड़े बहाल कर देता है, और हर जोड़े का एक साथी माँ से तथा एक पिता से — यानी संतान की हर शरीर-कोशिका में दोनों जनक।

अभ्यास 64.4 ★

युग्मकों को गड्डी आधी क्यों करनी ही है? वरना जो भागती हुई बढ़त होती, उसे दिखाओ।

हल

हल — अभ्यास 64.4.

बिना आधे हुए युग्मक हर पीढ़ी पर गड्डी दोगुनी कर देते: 46 वाले युग्मक 92 वाली संतान बनाते, और फिर 184 वाले नाती-पोते। आधा करना प्रजाति को 46 पर टिकाए रखता है।

अभ्यास 64.5 ★

23वें जोड़े के दोनों रूप क्या हैं, और उनमें से किसी एक का फ़ैसला किस जनक का युग्मक करता है?

हल

हल — अभ्यास 64.5.

XX (यानी किसी लड़की का गुणसूत्र-चित्र) और XY (किसी लड़के का)। फ़ैसला पिता का: अंडे सब X ढोते हैं, और शुक्राणु आधे-आधे X या Y — यानी जो शुक्राणु पहुँचे वही तय करता है।

अभ्यास 64.6 ★

21वें गुणसूत्र की एक फ़ालतू प्रति क्या पैदा करती है, और यह उन धागों के बारे में क्या साबित करता है?

हल

हल — अभ्यास 64.6.

लक्षणों का वह पहचाना हुआ जमघट, जिसे डाउन संलक्षण कहते हैं। यह साबित करता है कि वे धागे लक्षणों के निर्देश ढोते हैं: एक धागे की गिनती बदली, और बहुत-से लक्षण खिसक गए।

अभ्यास 64.7 ★★

प्रतिज्ञप्ति 54.5 वाली फेंटाई इस अध्याय की भाषा में ठीक-ठीक कहाँ होती है — और एक जनक की फेंटाई की जगह कितनी बड़ी है?

हल

हल — अभ्यास 64.7.

आधा करने वाले बँटवारे में: किसी युग्मक को हर जोड़े का कौन-सा साथी मिलेगा, यह जोड़े-दर-जोड़े अलग-अलग तय होता है — यानी हर जनक से $2^{23}$ मुमकिन आधी गड्डियाँ, और उसके बाद निषेचन ऐसी दो जगहों को आपस में गुणा कर देता है।

अभ्यास 64.8 ★★

प्रतिज्ञप्ति 63.6 की हर माँग को गुणसूत्रों के उस बर्ताव से मिलाओ जो उसे पूरा करता है।

हल

हल — अभ्यास 64.8.

निर्धारक, लक्षण नहीं: वे धागे निर्देश ढोते हैं — छोटे, और कोशिका में समाए हुए। बिना दिखे ढोए जाना: जो कुछ दिखता हो, दोनों साथी हर कोशिका में सवार रहते हैं। और संतान-दर-संतान बदलते चुनाव: आधा करना हर जोड़े से एक साथी बाँटता है, और हर बार अलग-अलग तय करके।

अभ्यास 64.9 ★★

“हर जन्म पर लड़का होने का मौक़ा दो में एक है, पहले चाहे जो हुआ हो।” इसका बचाव कार्य-प्रणाली से करो — लगातार तीन लड़कियों से कुछ भी क्यों नहीं बदलता?

हल

हल — अभ्यास 64.9.

हर निषेचन एक ताज़ा पलटी है: शुक्राणुओं की आबादी हर कोशिश पर आधी X और आधी Y होती है, और कोई पिछला जन्म उस दौड़ तक पहुँचता ही नहीं। तीन लड़कियाँ तीन निष्पक्ष पलटियाँ हैं — और चौथी भी उतनी ही निष्पक्ष है।

अभ्यास 64.10 ★★

विधि 64.8 इन पर चलाओ: (क) 46,XX वाली एक शरीर-कोशिका; (ख) 23,Y वाला एक युग्मक; (ग) 47 वाली एक शरीर-कोशिका, जिसमें फ़ालतू 21वें जोड़े में है।

हल

हल — अभ्यास 64.10.

(क) किसी लड़की या स्त्री की शरीर-कोशिका: पूरी गड्डी, XX। (ख) Y ढोता एक शुक्राणु: यानी एक युग्मक, आधी गड्डी — और उसके निषेचन से लड़का बनता। (ग) 21वें जोड़े की फ़ालतू प्रति वाली एक शरीर-कोशिका: 47 धागे — यानी डाउन संलक्षण का गुणसूत्र-चित्र, और XX: किसी लड़की का।

अभ्यास 64.11 ★★

इतिहास ने राज्यों को बेटियाँ मिलने का दोष रानियों पर मढ़ा। उदाहरण 64.7 से, युग्मक-दर-युग्मक, वह लेखा सुधारो।

हल

हल — अभ्यास 64.11.

रानियों ने जो भी अंडे दिए उन सबमें एक X था — 23वें जोड़े में उनके योगदान का कोई और विकल्प था ही नहीं। X-या-Y वाली विविधता अकेले राजाओं के युग्मकों में सवार होती है: और अगर लेखे को उस सिक्के का ज़िम्मा किसी को सौंपना ही है, तो वह राजसी शुक्राणु में बैठा था — और वैसे भी वह पलटी इत्तिफ़ाक़ है, जिसका दोष किसी पर नहीं।

अभ्यास 64.12 ★★★

शरीर की हर कोशिका पूरे 46 ढोती है — फिर भी कोई न्यूरॉन और कोई त्वचा-कोशिका बिलकुल अलग होते हैं (टिप्पणी 45.6)। इससे खड़ी होने वाली पहेली बताओ, और उसके हल की दिशा भी (यानी अगले अध्याय का काम: किसी गुणसूत्र पर पढ़ा क्या जाता है)।

हल

हल — अभ्यास 64.12.

पहेली: एक ही गड्डी, और कोशिकाओं के इतने प्रकार — अगर हर कोशिका निर्देशों के वही 46 धागे थामे है, तो कोई न्यूरॉन कोई त्वचा-कोशिका क्यों नहीं है? हल की दिशा: कोशिकाओं का फ़र्क़ इसमें होना चाहिए कि वे कौन-से निर्देश पढ़ती हैं, न कि कौन-से थामे हैं — यानी वह गड्डी एक पुस्तकालय है, और विशेषज्ञ बनना उधार लेने की एक नीति। और किसी गुणसूत्र पर पढ़ी जा सकने वाली इकाइयाँ हैं क्या, यही अगले अध्याय का सवाल है।

64.4 समस्या: कोशिका-आनुवंशिकी की मेज़

समस्या 64.1

सप्ताहांत समस्या — एक ही रोशनी वाली मेज़ पर चार गुणसूत्र-चित्र

किसी अस्पताल की कोशिका-आनुवंशिकी प्रयोगशाला की सिखाने वाली मेज़: गुणसूत्र-चित्र क — 46 गुणसूत्र, 23वाँ जोड़ा XY; ख — 46, 23वाँ जोड़ा XX; ग — 23 गुणसूत्र, और उनमें एक X; घ — 47, 21वें जोड़े पर तीन प्रतियों के साथ, और 23वाँ जोड़ा XX।

भाग I — पढ़तें।

क, ख और ग को विधि 64.8 से पढ़ो: हर एक किसकी कोशिकाएँ हो सकती हैं?
ग की गिनती कोई ग़लती नहीं है। वह किस तरह की कोशिका है, और उसका 23 बँटवारे का कौन-सा इतिहास दर्ज करता है?
घ को पढ़ो: गिनती, जोड़ा, और वह विकास भी जिसका वह ऐलान करता है।
क के 23वें जोड़े का फ़ैसला किस जनक के युग्मक ने किया, और उस निषेचन पर संभावनाएँ क्या थीं?

भाग II — गणित वाले सवाल।

एक प्रशिक्षु पूछता है कि किसी एक व्यक्ति की सारी शरीर-कोशिकाएँ गुणसूत्र-चित्र क से क्यों मिलती हैं। जवाब प्रतिज्ञप्ति 29.7 वाले नक़ल करने वाले बँटवारों से दो।
कोई और पूछता है कि 46 कोशिकाओं वाले दो जनकों ने ग का 23 बनाया कैसे। उस ख़ास बँटवारे का नाम और उसका नियम बताओ।
ग को किसी X वाले अंडाणु के साथ जोड़ो, और उसकी अपनी ही प्रयोगशाला के Y वाले पड़ोसी के साथ भी — रुको: ग तो ख़ुद Y-रहित है। बताओ कि ग का X किसी भी संतान के बारे में, जिसे बनाने में वह मदद करे, क्या पक्का कर देता है।
एक जनक जितनी गड्डियाँ बाँट सकता है उन्हें निकालो: जोड़े-दर-जोड़े की आज़ादी बताओ और $2^{23}$ वाला नतीजा भी — और फिर उसमें निषेचन का ऐसे दो बँटवारों को जोड़ना भी जोड़ो।

भाग III — परामर्श का कमरा।

गुणसूत्र-चित्र घ वाली संतान के माता-पिता पूछते हैं, “हमसे ग़लती क्या हुई?” आधा करने की दुर्घटनाओं के बारे में कार्य-प्रणाली का ईमानदार जवाब दो — और यह भी कि उस बच्चे के 47 धागे उस कमरे के प्यार के बारे में क्या बदलते हैं और क्या नहीं। (जवाब सलाहकार की तरह दो, और जीव विज्ञान सीधा रखो।)
तीन बेटियों वाले एक जोड़े को अगली बार बेटा होने की संभावना जाननी है। जवाब उसी पलटी से दो, और “क़िस्मत के दौर” वाली सहज-बुद्धि सुधारो।
एक आगंतुक दावा करता है कि कोई परहेज़ शिशु का लिंग चुन सकता है। इस दावे की जाँच परिभाषा 64.6 के सामने करो: फ़ैसला कहाँ होता है, और कोई परहेज़ पहुँच किस तक सकता है?
मेज़ का समापन एक वाक्य में करो: वे चारों तस्वीरें मिलकर इस बारे में क्या साबित करती हैं कि आनुवंशिकता सवारी किस पर करती है।

हल

हल — समस्या 64.1.

1. क: किसी लड़के या पुरुष की शरीर-कोशिका — 46, XY। ख: किसी लड़की या स्त्री की शरीर-कोशिका — 46, XX। ग: एक युग्मक — 23, हर जोड़े से एक साथी; और उसका X उसे या तो अंडाणु बनाता है या X वाला शुक्राणु।

2. एक युग्मक। उसका 23 उस ख़ास आधा करने वाले बँटवारे को दर्ज करता है: 46 वाली कोशिका से हर जोड़े का एक साथी लिया हुआ, और कोई जोड़ा पूरा नहीं।

3. 47 धागे, फ़ालतू 21वें जोड़े पर, और 23वाँ जोड़ा XX: यानी डाउन संलक्षण वाली किसी लड़की का गुणसूत्र-चित्र — एक धागे की चूकी हुई गिनती, और एक खिसका हुआ विकास।

4. पिता के — यानी उसके शुक्राणु के X-या-Y ने। और मुलाक़ात पर संभावनाएँ: दो में एक, दोनों ओर।

5. क्योंकि वह शरीर एक ही युग्मनज से नक़ल करने वाले बँटवारों से बढ़ा: हर बँटवारा गड्डी की नक़ल बनाता है और हर बेटी-कोशिका को एक पूरी प्रति देता है — यानी त्वचा से न्यूरॉन तक 46 की वफ़ादार नक़लें।

6. युग्मकों का आधा करने वाला बँटवारा, अपने नियम के साथ: 23 जोड़ों में से हर एक से एक साथी — यानी एक पूरी आधी गड्डी, न कोई जोड़ा दोहरा, न कोई छूटा।

7. यह कि संतान को उससे एक X मिलेगा: दूसरी तरफ़ से चाहे जो साथी आए, 23वें जोड़े में ग का योगदान तय है — X वाला युग्मक संतान के 23वें जोड़े में X बिना किसी शर्त के लिख देता है।

8. 23 जोड़ों में से हर एक अपना कोई भी साथी दे सकता है, और वह भी अलग-अलग तय करके: $2 \times 2 \times \dots$ , 23 बार — यानी एक जनक से $2^{23}$ आधी गड्डियाँ, कई लाख। और निषेचन हर जनक के ऐसे एक-एक बँटवारे को जोड़ता है: दोनों जगहें आपस में गुणा हो जाती हैं, और फेंटाई का यही गणित समझाता है कि भाई-बहन कभी क्यों नहीं दोहराते।

9. कुछ भी ग़लत नहीं हुआ: वह फ़ालतू 21 आधा करने की किसी दुर्घटना में आता है — यानी किसी जोड़े के साथियों का अलग न हो पाना — और यह कार्य-प्रणाली की चूक है, माता-पिता के कामों या उनकी क़ीमत की नहीं। वह 47वाँ धागा बच्चे का विकास खिसका देता है; पर इस बारे में कुछ नहीं बदलता कि वह बच्चा पूरी तरह उन्हीं का है — परामर्श का सच और कोशिका-आनुवंशिकी का सच, दोनों एक ही बात कहते हैं।

10. दो में एक, ठीक वैसे ही जैसे हर जन्म पर: हर निषेचन पर शुक्राणुओं की आबादी आधी X और आधी Y होती है, और पिछली पलटियाँ उसमें कोई निशान नहीं छोड़तीं। वह दौर मानीख़ेज़ लगता है; पर कार्य-प्रणाली कोई याददाश्त नहीं रखती।

11. फ़ैसला निषेचन पर होता है, और इससे कि कौन-सा शुक्राणु पहुँचा — यानी पिता के योगदान के भीतर, दौड़ के आख़िरी मिलीमीटरों में। कोई परहेज़ न शुक्राणुओं की आबादी के आधे-आधे बनने तक पहुँचता है, न उस दौड़ के नतीजे तक: इस दावे के पास रोकने या झुकाने को कोई कड़ी ही नहीं — विधि 59.8 का पहला सवाल, फिर से नाकाम।

12. आनुवंशिकता केंद्रक के गिने जा सकने वाले धागों पर सवारी करती है: युग्मकों में आधी, निषेचन पर बहाल, गिनती चूकने पर लक्षण खिसकाती हुई, और 23वें जोड़े पर लिंग तय करती हुई — चार तस्वीरें, और सवारी एक।

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