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2016 Frente 1 módulo 10 lei da segregação independente
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3EM #16 Genetica de Mendel (2016)

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Percurso histórico dos experimentos de Mendel e decorrências de sua descoberta

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3EM #16 Genetica de Mendel (2016)

  1. 1. aula 3ºEM 2016 © Prof. Kyoshi Beraldo | Centro de Ensino São José #16 A genética de Mendel junho
  2. 2. Prof. Kyoshi Beraldo © O que é genética? • Estudo da hereditariedade dos seres vivos • Estuda como as características são passadas dos pais para os filhos • Aplicações • Aconselhamento genético • Melhoramento de plantas • Engenharia genética • Terapia gênica • Biologia molecular • etc • etc Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  3. 3. Prof. Kyoshi Beraldo © História da genética: gregos • Sec. IV a.C. Hipócrates - Teoria da Pangênese Prof. Kyoshi Beraldo © • fato: filhos tem partes do corpo semelhantes aos pais • tese: cada parte do corpo produz partículas com informação hereditária que vão para o sêmen masculino e (!) feminino • consequência: características adquiridas nas partes do corpo ao longo da vida podem ser herdadas pelos filhos • Lamarck e Darwin (sec. XIX) ainda aceitavam a Pangênese #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  4. 4. Prof. Kyoshi Beraldo © História da genética: micro • Sec.XVI Harvey - ovo e sêmen • todo ser vivo viria de um ovo (da fêmea) fecundado por sêmen (do macho) - calma, não se conheciam gametas ainda • forte contraponto a teoria da geração espontânea • Sec.XVII Leeuwenhoek - espermatozóides • interpretados como micróbios parasitas do esperma • Sec.XIX Kölliker/Newport - gametas • compreensão do papel do espermatozóide na fecundação • estudos da hereditariedade se focam nos gametas Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  5. 5. Prof. Kyoshi Beraldo © História da genética: modernos • 1850 Darwin - Teoria da evolução • não conheceu Mendel. Adotou pângenese • 1865 Mendel - Segregação dos genes • trabalho ignorado pela comunidade científica na época • 1900 Redescoberta das conclusões de Mendel • independentemente por três pesquisadores • 1930 Morgan - Cromossomos de moscas da fruta • 1950 Watson & Crick - Genes estão no DNA Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  6. 6. Prof. Kyoshi Beraldo © Um monge cientista • Gregor Johann Mendel (1822-1884) • Infância rural. Instrução em monastério e universidade • estudou análise combinatória, botânica, microscopia etc. • Monge/professor de Física e História Natural • Experimentou cruzamentos de abelhas e diversas plantas, mas as ervilhas foram mais adequadas • trabalho colossal: 8 anos, 6 gerações e 5000 pés de ervilha Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  7. 7. Prof. Kyoshi Beraldo © A ervilha cobaia • Ervilha ornamental: Pisum sativum • Angiosperma, Eudicotiledônea, Leguminosa • Anteras e pistilo guarnecidos por pétalas • autofecundação é o processo padrão • pólen fecunda os óvulos do próprio indivíduo • manualmente, é possível passar pólen de uma flor para outra -> fecundação cruzada • Zigoto dá origem a sementes, as ervilhas Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  8. 8. Prof. Kyoshi Beraldo © A ervilha cobaia • Dentre 30 características variáveis nas ervilhas, Mendel escolheu 7 que: • não mudavam com o ambiente • apresentavam só 2 estados possíveis (ex: verde/amarelo) Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  9. 9. Prof. Kyoshi Beraldo © Ervilha: Sete traços binários • A Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  10. 10. Prof. Kyoshi Beraldo © Três gerações de ervilha Prof. Kyoshi Beraldo © • Geração P (parental) • linhagem pura • Geração F1 "filhos" • prole híbrida, mas uniforme • Geração F2 "netos" • prole híbrida, não uniforme #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  11. 11. Prof. Kyoshi Beraldo © Três gerações • Geração P (parental) - linhagens puras • ocorre autofecundação com preservação das características • ex: linhagem de planta roxa autofecundada só produz roxas • Geração F1 "filhos" - híbridos de P' x P'' • fecundação cruzada entre duas linhagens puras diferentes • ex: linhagem roxa x branca tem prole 100% de plantas roxas • Geração F2 "netos" - segunda geração híbrida • autofecundação de cada um dos tipos obtidos em F1 • não há preservação das características na prole • ex: roxa F1 autofecundada tem prole híbrida, com roxas e brancas Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  12. 12. Prof. Kyoshi Beraldo © Três gerações • Lembretes sobre a história: • foram observadas centenas de plantas • as razões (ex. 3:1) foram aproximações • antes de analisar os dados, Mendel não sabia de AA, aa etc Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  13. 13. Prof. Kyoshi Beraldo © Traços dominantes e recessivos • Para Mendel: • Traço recessivo: característica de um dos parentais que fica encoberta em F1 mas reaparece em F2 • Traço dominante característica que aparece em 100% de F1 Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  14. 14. Prof. Kyoshi Beraldo © Proporção em F2 (vide pg.32) • Com amostras enormes, todas as proporções se aproximavam de 3:1 Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  15. 15. Prof. Kyoshi Beraldo © 1ª Lei: segregação dos fatores • (Mendel não conhecia cromossomos nem meiose) • Para explicar F1 dominante e F2 3:1 ele deduziu: • cada traço é determinado por um par de fatores • um fator é herdado da mãe e outro do pai, pelos gametas • quando um ser vivo produz gametas, seu par de fatores segregam-se: um fator para cada gameta - pureza dos gametas Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  16. 16. Prof. Kyoshi Beraldo © 1ª Lei: segregação dos fatores pg33 • F1 tem fatores misturados (Aa) • F1 produz gametas puros • Metade A • Metade a • Combinação dos gametas com 4 possibilidades Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  17. 17. Prof. Kyoshi Beraldo © Quadrado de Punnett • Geneticista R. C. Punnett (1875-1967) • Representação de cruzamento com dois fatores • gametas puros, com 1 fator (A ou a) • descendentes com 2 fatores (AA, Aa ou aa) Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  18. 18. Prof. Kyoshi Beraldo © 1ª Lei + Citologia • W. S. Sutton, em 1902. T. Boveri Perceberam a coincidência: • cromossomos homólogos ficam em pares fatores hereditários ficam em pares • cromossomos se separam na formação de gametas fatores hereditários se segregam na formação dos gam. • Conclusão: fatores genéticos ficam nos cromossomos • Nome novos: fator -> gene, com alelos Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  19. 19. Prof. Kyoshi Beraldo © • Duplicação das cromátides • Meiose I • separação dos cromossomos homólogos • segregação dos alelos • Meiose II • separação das cromátides-irmãs • formação de gametas Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog Relembrando meiose pg34
  20. 20. Prof. Kyoshi Beraldo © Exemplo: Herança em Coleus pg38 •Planta ornamental: Coleus blumei, Lamiaceae Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  21. 21. Prof. Kyoshi Beraldo © Exemplo: Herança em Coleus •Herança da forma da margem da folha • Recessiva (cc): crenada • Dominante (CC ou cc): lobada Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  22. 22. Prof. Kyoshi Beraldo © Exemplo: Herança em Coleus • Parental: CC x cc lobados x crenados • cada indivíduo produz 1 tipo de gameta • F1: todos Cc lobados • cada indivíduo produz 2 tipos de gameta • F2: crenados (cc) e lobados (CC, Cc) em proporção 3:1 Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  23. 23. Prof. Kyoshi Beraldo © Genótipo x Fenótipo pg50 • Conceitos de W.L.Johannsen, 1909 • Genótipo: conjunto de alelos (ex: Aa, BB, cc) • não é observável diretamente • Fenótipo: interação genótipo + ambiente • é observável diretamente • ambiente pode alterar a manifestação do genótipo • ex: cor da pele Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  24. 24. Prof. Kyoshi Beraldo © Cruzamento-teste pg52 • Procedimento para descobrir genótipo de indivíduo com fenótipo dominante • Ervilha verde (fenótipo recessivo) - genótipo aa • Ervilha amarela (fen. dominante) - genótipo AA ou Aa? Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  25. 25. Prof. Kyoshi Beraldo © Cruzamento-teste • Cruzar dominante desconhecido com recessivo • Dois resultados possíveis: • Prole 100% fenótipo dominante: ervilha era VV (homozigota) • Prole 50% fenótipo dominante: ervilha era Vv (heterozigota) Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
  26. 26. Prof. Kyoshi Beraldo © Heredogramas • Genealogias para estudo de heranças genéticas Prof. Kyoshi Beraldo © #16 Genetica de Mendel História >gregos >micro >modernos Mendel >a ervilha >gerações >traços >proporção >1ª Lei >quadrado Meiose Coleus Geno/Feno Cruza teste Heredog
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