1a e 2a Leis de Mendel - Ensino Médio

Feito para professores ou alunos auto-didatas, bom para ser usado em aulas. Apresenta uma sequência didática de imagens explicando a genética mendeliana e sua relação com algumas coisas que foram descobertas depois, como meiose, genes ligados e crossing-over.

1. As imagens a seguir foram feitas com o intuito de
ajudar os alunos a entenderem os princípios
gerais das leis de Mendel, ou seja, os
fundamentos da genética moderna.
Alguns esquemas são muito sintéticos, portanto
devem ser compreendidos com o auxílio de
outras fontes, como o livro didático de biologia, ou
de outras pessoas, como seu professor(a).
(para os mais afeitos à biologia, talvez este
material seja auto-explicável, não sei ao certo)
As Leis de Mendel

2. Quem foi Mendel?
Gregor Johann Mendel
(1822-1884)
Monge agostiniano, botânico
e meteorologista austríaco.
Considerado o ”pai” da
genética

3. O que ele fez?
Mendel cruzou plantas de ervilha entre si e
observou como eram os filhos de cada
cruzamento. Fez isso muitas vezes, de muitas
formas diferentes.

4. Cruzando ervilhas
Para quem nunca viu
a ervilha fora da
latinha...

5. Cruzando ervilhas
Nome científico: Pisum sativum
Familia das Leguminosas (plantas com vagem,
que possuem Rizóbios nas raízes, ajudando a
fixação de nitrogênio)

6. As flores
A ervilha é uma planta
monóica (uma única
forma com dois sexos, ou
seja, hermafrodita).
Por isso suas flores têm
estruturas masculinas e
femininas. Nas anteras
está o pólen, que vai
gerar o gameta
masculino. O óvulo gera
o gameta feminino (em
plantas).

7. Para onde vão as flores?
Você sabe o que acontece com as flores que não
morrem?
Não as flores de plástico. As flores que são
polinizadas.
O que acontece quando uma flor é polinizada?
Reflita antes de prosseguir.

8. As flores viram frutos

9. Os frutos
O fruto da ervilha é a
vagem, dentro da qual
estão as sementes.
As sementes em uma
vagem são indivíduos
geneticamente diferentes,
e portanto podem
apresentar variação de
cor. Isto facilitou o
trabalho de Mendel.

10. Cruzando ervilhas
Veja ao lado
como Mendel
impedia a auto-
fecundação
(tesoura) e
promovia a
fecundação
cruzada entre as
ervilhas (pincel).

11. 1a lei de Mendel
Pois bem. Agora que você já conhece as ervilhas
e os procedimentos, podemos começar.
Vejamos como a criatividade deste monge, com
tecnologia disponível desde o nascimento dos
números (alguns milênios atrás), abriu caminhos
para uma nova ciência.
A ciência da herança.

12. 1a lei de Mendel

13. 1a lei de Mendel
O que há de curioso nestes resultados?

14. 1a lei de Mendel
Como explicar estes curiosos resultados?
Para isso, Mendel inventou um modelo, que
veremos a seguir.
Neste modelo, ele inclui dois elementos novos ao
esquema anterior: os gametas e os ”fatores
hereditários”, hoje conhecidos como alelos, as
variações de um gene que são encontradas numa
população.
Vejamos o modelo com calma.

15. 1a lei de mendel

16. 1a lei de Mendel

17. 1a lei de Mendel
Pois bem. A 1a lei diz que temos 2 alelos para
cada característica (um recebido da mãe outro do
pai) e que só passamos um deles para cada um
de nossos filhos (ou seja, eles se separam na
produção dos gametas).
Mendel descobriu isso apenas cruzando ervilhas
e contando o número de filhos em cada
cruzamento.
Por isso dizemos que o conceito de gene, sua
ideia, nasceu antes da descoberta de sua base
física, os cromossomos.

18. 1a lei de Mendel
Vamos fazer um esforço para entender melhor a
base física da 1a lei de Mendel.
Lembrando: os alelos se separam na produção
dos gametas.
Qual é mesmo o nome do processo que
produz gametas?
(Pensando em animais. Nas plantas é um pouco
diferente, mas isto não importa agora)

19. 1a lei de Mendel
Sim, é a meiose.
Agora a pergunta que não
quer calar.
Em que momento da meiose
ocorre a separação dos dois
alelos?
Reflita antes de ir adiante...

20. 1a lei de Mendel

21. 1a lei de Mendel
Pois bem. Esta é a famosa 1a lei de Mendel, a
origem de toda a genética moderna. Embora ela
não seja universal (não vale para todos os casos
de herança em todos os seres vivos conhecidos),
seus princípios básicos se tornaram o
fundamento matemático e conceitual de tudo que
se faz hoje na área.

22. 1a lei de Mendel
A proporção de 3 para 1 prevista pela 1a lei
depende da existência de um fenótipo
determinado por um gene que possui duas
variações na população, dois alelos, sendo um
dominante (A) e o outro recessivo (a). É o que
chamamos de dominância entre os alelos.
Vejamos agora outros tipos de herança que
seguem os mesmos princípios.

23. Relações entre alelos de um gene

24. Tipos Sanguíneos
Como vimos, para analisar a herança dos tipos
sanguíneos precisamos incluir dois genes, um
que determina os tipos A, B, AB ou O (Sistema
ABO), e outro que determina se é positivo ou
negativo (Sistema Rh). Há também o sistema MN,
menos utilizado.
Com a 1a lei só podemos tratar de um gene,
portanto precisamos de mais alguma coisa.

25. 2a lei de Mendel
Agora observaremos duas características ao
mesmo tempo (cor e textura das sementes de
ervilha). Cada característica é determinada por
um gene com dois alelos em relação de
dominância. Temos, portanto, 2 genes, 4 alelos e
4 fenótipos.
Com a segunda lei de Mendel podemos analisar
não apenas dois, mas n genes ao mesmo tempo.

26. 2a lei de Mendel

27. 2a lei de Mendel
Nas palavras do próprio Mendel:
“Em um cruzamento em que estejam
envolvidos dois ou mais caracteres, os fatores
que determinam cada um se separam (se
segregam) de forma independente durante a
formação dos gametas, se recombinam ao
acaso e formam todas as combinações
possíveis.”

28. As duas leis de Mendel

29. 2a lei de Mendel
Antes de ir adiante, tente prever as proporções
fenotípicas de F2 utilizando o quadro de Punnet.

30. 2a lei de Mendel
Como podemos ver ao
lado, a proporção
esperada para um
cruzamento de
híbridos para 2 genes
com 2 alelos em
dominância é...

31. 2a lei de Mendel
9:3:3:1
Esta é a proporção fenotípica.
Se quiser descobrir qual é a proporção
genotípica, volte ao slide anterior e observe com
atenção. Ou então dê uma olhada no próximo
slide, porque a tarefa não é das mais fáceis
mesmo...

32. 2a lei de Mendel
Proporção genotípica de F2:
4:2:2:1:2:1:2:1:1
Bem complicado, dá um certo trabalho verificar.
Vejamos agora um desafio mais produtivo, que
além de estimular os neurônios, vai ajudar você
nos estudos mais avançados de genética.
Além disso, ao tentar entender o problema
proposto a seguir, você entenderá melhor o
significado da 2a lei de Mendel.

33. 2a lei de Mendel

34. 2a lei de Mendel
Calma! Não busque a resposta tão cedo.
Pense um pouco mais...

35. 2a lei de Mendel
Tudo bem, apenas uma dica.
Lembre-se de que as leis de Mendel se referem a
um evento biológico específico, que é a produção
de células reprodutivas, os gametas.
Você já estudou este processo, a meiose, e já
sabe qual é a base física dos genes (os
cromossomos). Mendel não sabia nada disso.
Agora volte alguns slides e pense mais um
pouco...

36. 2a lei de Mendel
Pois bem. A resposta é simples.
A 2a lei de Mendel não funciona quando estamos
tratando de dois genes que estão no mesmo
cromossomo. Isso não acontece no caso dos
genes para cor e textura de ervilhas, eles estão
em cromossomos diferentes. Mas acontece em
muitos outros casos. É o que chamamos de
genes ligados.

37. Genes Ligados
São genes que estão no mesmo cromossomo.
Eles costumam caminhar juntos através das
gerações, porque fazem parte do mesmo corpo
físico, estão literalmente grudados.
Podemos perceber, com isso, que os
cromossomos são conjuntos de genes que
tendem a não se separar ao longo da evolução.
Mas, como de costume na biologia, esta regra
também tem exceções...

38. Genes Ligados
Se os genes ligados são uma exceção da 2a lei
de Mendel, qual poderia ser a exceção dos genes
ligados?
Mais uma pergunta difícil. Para respondê-la,
precisaremos novamente nos lembrar do que
estamos falando. As leis de Mendel se referem à
meiose. O que pode acontecer durante a meiose
que faria dois alelos ligados se desligarem?
Como uma única meiose pode separar dois alelos
que caminhavam juntos há milhares de anos?

39. Genes Ligados
Um tempinho para reflexão...

40. Desligando Genes ligados
A resposta:
Crossing-over
Também conhecido
como
Recombinação
genética

41. Concluindo
Bem, se você chegou até aqui, meus parabéns!
Agora já conhece o começo do início da genética,
coisa antiga, do século XIX, mas nem por isso
ultrapassada. Como um bom filósofo grego.
Daí aos trangênicos há um bocado de chão, e o
caminho vai ficando tanto mais difícil quanto mais
fascinante. Porque você vai descobrindo como a
natureza faz as coisas de maneira bela, sendo ao
mesmo tempo simples e complexa, múltipla e una.

42. Créditos
Este slideshow foi feito por Rodrigo Travitzki,
professor de Biologia do Colégio Equipe (SP).
Ele pode ser utilizado livremente com finalidades
didáticas não comerciais.
Boa parte das imagens utilizadas estão
disponíveis em melhor resolução no site:
Rizomas* portal de educação e cultura
www.rizomas.net