INDAGACIÓN DE CONOCIMIENTOS PREVIOS
¿Por qué nos parecemos a nuestros padres y abuelos?
¿Por qué es importante la meiosis y qué relación tiene con las características que heredamos? DESARROLLO DE LA TEMÁTICA
¿POR QUÉ SOY DIFERENTE Y ÚNICO EN ESTE PLANETA?
¿SABÍA QUE...? Al tomar todo el ADN de una célula y unirlo en una sola tira, esta mediría 1,83 metros de longitud. Todo este material debe caber en el núcleo de la célula, por ello, el ADN es compactado para que ocupe poco espacio. Unas proteínas llamadas histonas empaquetan el ADN. Cuando el ADN se enrolla alrededor de las histonas se forman espirales que se acumulan y se condensan para construir un cromosoma, que se ubica en el núcleo de la célula.
Cromosomas homólogos y cromátidas hermanas
Una célula diploide (2n) contiene 46 cromosomas que están organizados en 23 pares de cromosomas homólogos, cada par, está conformado por un cromosoma heredado del padre y otro heredado de la madre. Los primeros 22 pares de cromosomas son llamados
autosomas o cromosomas somáticos, mientras que los del último par son llamados cromosomas sexuales debido a que estos definen el sexo del nuevo individuo. El primer
paso de la división celular es hacer una copia del ADN. Se logra creando un duplicado del cromosoma que es llamado cromátida hermana. Creadas las copias de cada cromosoma, se tiene un total de 46 cromosomas dobles, se inicia la meiosis, con dos etapas llamadas Meiosis I y Meiosis II.
Un análisis clínico: Un genetista realiza la evaluación de cromosomas en uno de sus pacientes. Tomó una foto de los cromosomas de una célula a través de un microscopio. A esta foto se le llama cariotipo (dotación cromosómica completa de un individuo o una especie, como se obtiene en la mitosis. También es la presentación gráfica de los cromosomas, ordenados en pares de homólogos). Un cariotipo
muestra todos los cromosomas en desorden. El analista identifica las parejas de cromosomas teniendo en cuenta su tamaño desde los más grande hasta los más pequeño. Cada una de estas parejas corresponde a un par de cromosomas homólogos. El par 23 indica el sexo del sujeto. El Síndrome de Down se produce debido a ciertas alteraciones en los gametos de alguno de sus padres. En el proceso de meiosis, los cromosomas
homólogos se dividen y cada una de las cromátidas va a cada una de las células hijas. Algunas veces al combinarse un óvulo y un esperma, uno de los padres transmite una copia extra del cromosoma o par 21. VARIABILIDAD GENÉTICA Y EL ENTRECRUZAMIENTO
Los genes son segmentos de ADN que almacenan información genética de una característica específica. El ADN se enrolla y forma los cromosomas, por lo tanto, los genes se ubican en lugares específicos de los cromosomas. Cada organismo hereda su ADN de sus progenitores: la mitad de su padre y la otra mitad de su madre. La carga genética se hereda de padres a hijos en la meiosis
o gametogénesis. Los cromosomas homólogos que se unen en parejas que contienen los
mismos genes en el mismo lugar (locus), provenientes de cada padre y esta información o alelos (cada una de las formas en que puede presentarse un gen en un determinado locus) puede ser igual o diferente. El
entrecruzamiento que se presenta entre los cromosomas homólogos permite que se transporten alelos diferentes para cada gen y así permitir la variabilidad genética. Cuanto mayor es la variación genética, mayor es su posibilidad de evolución. Los individuos de una misma especie tienen diferentes aptitudes
para adaptarse a diferentes condiciones ambientales, lo que aumenta las posibilidades de supervivencia. Por
INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICA TOMÁS VÁSQUEZ RODRÍGUEZ "PAIPA" 2021
PLANES METODOLÓGICOS DE ESTUDIO NO PRESENCIALES PERIODO: SEGUNDO CICLO: I GUÍA N°: 1 ÁREA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL ASIGNATURA: BIOLOGÍA
DOCENTE: Laidy Viviana Alarcón Martínez GRADO: NOVENO
CORREO ELECTRÓNICO: vialmacn@gmail.com WHATSAPP: 3105509204
DIRECCIÓN VIRTUAL: https://meet.google.com/ewk-dvep-cjh SEMANAS:
1ª y 2a FECHA DE ENVÍO: Viernes 16 de Abril 2021 TIEMPO DE TRABAJO: 8 horas FECHA DE ENTREGA: Jueves 29 de Abril 2021 TEMÁTICA: GENÉTICA MENDELIANA
APRENDIZAJE: Comprender la función de la reproducción en la conservación de las especies y los mecanismos a
lo tanto, el medio ambiente selecciona las variedades que son, accidentalmente, más adecuadas para sobrevivir. Esto se llama selección natural.
CONCEPTOS GENÉTICOS BÁSICOS
Gen: la unidad hereditaria que controla cada carácter en los seres vivos. A nivel molecular corresponde a una sección de ADN.
Alelo: cada una de las alternativas que puede tener un gen para un carácter. Por ejemplo, el gen que regula el color de la semilla de la arveja, presenta dos alelos, uno que determina color verde y otro que determina color amarillo.
Genotipo: el conjunto de genes que contiene un organismo heredado de sus progenitores.
Fenotipo: la manifestación externa del genotipo, es decir, la suma de los caracteres observables o físicos en un individuo. El fenotipo es el resultado de la interacción entre el genotipo y el ambiente.
Locus: el lugar que ocupa cada gen a lo largo de un cromosoma (el plural es loci).
Homocigoto: individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo el mismo tipo de alelo, por ejemplo, AA (dominante) o aa (recesivo).
Heterocigoto: individuo que para un gen dado tiene en cada cromosoma homólogo un alelo distinto, por ejemplo, Aa.
Dominancia: el alelo dominante se refiere al miembro de un par alélico que se impone en un fenotipo. El carácter hereditario dominante es el que se manifiesta en el fenotipo. Ejemplo de dominancia: ojos cafés, piel morena y negra, cabello negro y castaño. Un fenotipo dominante es aquel que está determinado por un alelo dominante y por lo tanto se expresa siempre que está presente.
Recesividad: Por otra parte, el término alelo recesivo se aplica al miembro de un par alélico imposibilitado de manifestarse cuando el alelo dominante está presente. Para que este alelo se observe en el fenotipo, el organismo debe poseer dos copias del mismo, provenientes uno de cada progenitor. Un fenotipo recesivo es todo lo contrario a uno dominante. Los alelos que determinan el fenotipo recesivo necesitan estar solos para poder expresarse.
Nomenclatura: por norma general, los caracteres dominantes se indican con una letra mayúscula (A) y los recesivos con una letra minúscula (a). Para ilustrar que un alelo domina sobre otro (un dominante sobre un recesivo) se indica Aa siendo A el alelo dominante y a el alelo recesivo. Primera generación filial: F1. Segunda
generación filial: F2
¿QUÉ ES LA GENÉTICA MENDELIANA? ¿CÓMO ESTUDIAR LA HERENCIA?
Al observar a sus hermanos y padres seguro se nota que muchos rasgos son comunes en las familias como color de ojos y textura del cabello (crespo, liso, ondulado). Las características que son comunes en la familia, a menudo tienen una base genética porque dependen de la información genética que cada individuo hereda de sus padres. El estudio sobre la herencia humana es
difícil, debido a que pequeños cambios en los genes o en el ambiente pueden producir grandes cambios en los rasgos que se heredan. El monje Gregor Mendel, llamado el "padre de la genética", descubrió los principios fundamentales de la herencia, mediante un sistema simple usando plantas de arveja. Mendel fue capaz de descubrir principios fundamentales de la herencia que aplican a muchas clases de organismos. Las Leyes de Mendel y otros hallazgos posteriores, permiten entender y predecir la herencia de algunos rasgos humanos, e incluso de trastornos
genéticos, después que los hallazgos de Mendel se relacionaron con el descubrimiento del ADN, ya que en la época de Mendel no se conocía nada de biología celular o genética molecular. Mendel pudo realizar varios cruces y examinar muchas plantas individuales, verificando que sus resultados fueran constantes, pues con el tiempo y muchos ensayos consiguió precisión en múltiples datos individuales. Una vez que Mendel había establecido líneas de guisantes genéticamente puras con diferentes rasgos para una o más características de interés (como alta vs. baja), comenzó a investigar cómo se heredaban los rasgos realizando para ello una serie de cruzamientos. Primero, cruzó un progenitor genéticamente puro con otro. Las plantas usadas en este cruzamiento inicial son llamadas generación P o generación parental. Mendel recolectó las semillas del cruzamiento de la generación P y las cultivó. Estos descendientes fueron llamados generación F1,
abreviatura para primera generación filial. (Filius significa "hijo" en latín). Una vez que Mendel examinó las plantas F1 y registró sus rasgos, las dejó auto fecundarse naturalmente, lo cual produjo muchas semillas.
Luego recogió y cultivó las semillas de las plantas F1, para producir una generación F2 o segunda generación
extendieron más allá de la generación F2 a las generaciones F3, F4, y posteriores, pero su modelo de la
herencia se basó principalmente en las primeras tres generaciones (P, F1, F2). Mendel no solo registró cómo se veían sus plantas en cada generación (por ejemplo, alta vs. baja), sino que contó exactamente cuántas plantas estaban presentes con cada rasgo. Al registrar los números y pensar matemáticamente, Mendel hizo descubrimientos que eludieron a científicos famosos de su tiempo. Mendel, excelente científico, desarrolló los primeros conocimientos de la genética, aunque no existían los sofisticados equipos que tenemos hoy en día, pero con su imaginación logró comprender algunas de las más importantes características de la herencia. Mi manual de instrucciones
El color de las flores, el color del pelo y hasta algunas enfermedades son características heredadas. ¿Cómo se transmiten estos rasgos? La respuesta está en la célula y más exactamente en los cromosomas. Estas estructuras contienen ADN (ácido desoxirribonucleico: macromolécula formada por dos cadenas complementarias y antiparalelas de polidesoxiribonucleótidos que se mantienen unidas por enlaces de
hidrógeno entre bases
complementarias), que es una molécula que guarda nuestra información genética. Imagínese que el cromosoma es un libro, y cada página de este libro contiene los datos necesarios para producir el color de su cabello, el color de su piel, el color de sus ojos, las hormonas que regulan su cuerpo e incluso tiene la
información para definir su sexo. A cada página de este libro se le va a llamar gen y este es una porción del ADN que tiene instrucciones para producir todos estos rasgos. Como los colores de las flores o los tonos de la piel no son los mismos, esto significa que no todos los genes son iguales. Con el ejemplo del libro, se puede decir que de cada hoja existen dos copias: una de color rojo y otra de color azul; aunque contienen la misma información, esta se encuentra expresada de forma diferente. A cada una de estas copias se le llama alelo. Para cada rasgo existe un par de genes cada uno con su propio alelo. Cada cromosoma de nuestras células está acompañado de otro cromosoma del mismo tamaño y con los mismos genes. Sin embargo, cada gen puede tener un alelo diferente. Estos dos cromosomas (uno proveniente de la madre y uno proveniente del padre) tienen el mismo tamaño y los mismos genes. El gen que permite expresar el color de los ojos tiene dos tipos de alelos (cada una de las formas en que puede presentarse un gen en un determinado locus): color azul y color marrón. Debido a que el mismo gen tiene dos tipos diferentes de alelos se le llama alelos heterocigotos. Pero en ocasiones el gen tiene el mismo tipo de alelo en ambos cromosomas, a este fenómeno se le llama alelos homocigotos. En el experimento de Mendel nació una flor blanca a partir de una flor púrpura. La flor púrpura de la F1 que proviene del cruce de flores púrpura y blancas, contiene dos tipos de alelos para el color de los pétalos y sólo es posible que se exprese un color, es decir, un sólo alelo.
¿Por qué se heredan algunos rasgos (dominantes) y otros no (recesivos)?
Cuando Mendel observó en sus experimentos que las flores púrpuras de la primera generación podían producir flores púrpuras y flores blancas, concluyó que a pesar que los organismos tienen rasgos “ocultos”, éstos pueden expresarse o revelarse en futuras generaciones. Por ejemplo, hay rasgos que se evidencian en los nietos de una persona, pero no en sus hijos. Pero ¿por qué existen estos rasgos ocultos? Pues bien, los resultados de Mendel, complementados con el conocimiento acerca de los cromosomas y de los genes, permiten comprender la existencia de alelos dominantes y alelos recesivos. En el experimento realizado por Mendel se pudo observar que todas las flores de la primera generación fueron de color púrpura, esto quiere decir que el alelo que expresa el color púrpura es dominante con respecto al alelo que expresa el color blanco, el cual es recesivo. Para representar los alelos dominantes se utilizan letras mayúsculas, en el caso de la flor púrpura se utilizará la letra (P) y el alelo recesivo de la flor blanca se representa con la letra minúscula (b). Para su experimento, Mendel tomó dos flores puras que no tuvieran cruce con otro tipo de flor, es decir, que tuvieran ambos alelos del mismo tipo (homocigotos). Durante la polinización, espermatozoides con alelo P fecundan óvulos con alelo b o espermatozoides con el alelo b fecundan óvulos con el alelo P. Para ambas situaciones los descendientes del cruce de estas flores resultaran con ambos alelos.
La primera generación de flores proveniente de la polinización cruzada produce únicamente flores de color púrpura debido a que ellas contienen el alelo dominante P, pero éstas ya no son puras porque tienen alelos de ambos tipos de flores (heterocigotas). Una vez que Mendel obtuvo esta primera generación, permitió que estas flores heterocigotas color púrpura se autopolinizaran, es decir, en esta ocasión no se cruzaron con otro tipo de flores. La autopolinización de esta flor Pb forma espermatozoides y
óvulos con alelos dominantes y recesivos. Como se puede observar después de la autopolinización de la flor púrpura se producen gametos con los dos tipos de alelos. Cuando los cromosomas homólogos se separan durante la meiosis, cada uno de los gametos recibe solo uno de estos cromosomas y este proceso se da al azar. A este fenómeno se le llama Ley de la segregación. Del experimento realizado por Mendel se pueden observar tres tipos diferentes de genotipos: homocigoto dominante (PP),
heterocigoto (Pb) y homocigoto recesivo (bb). El resultado del genotipo es la expresión de
un rasgo a lo cual se le llama fenotipo, por ejemplo, el genotipo bb expresa como fenotipo el color blanco de las flores.
CUADROS DE PUNNETT
Un cuadro de Punnett se utiliza para predecir genotipos (combinaciones de alelos) y
fenotipos (rasgos observables) de la descendencia de cruces genéticos. Un
cruzamiento de prueba puede utilizarse para determinar si un organismo con un fenotipo dominante es homocigoto o heterocigoto. El cuadro de Punnett permite observar cada combinación posible para expresar los alelos dominantes (representado con la letra mayúscula) y recesivos (letra minúscula). Probabilidad es el estudio de la forma en que operan
las leyes del azar, a la posibilidad de que ocurra cierto evento. Ejemplo: obtener “cara” al tirar una moneda al aire.
Probabilidad = número de veces que ocurre un evento / número total de eventos posibles
Según la situación de la moneda se tiene:
Probabilidad que salga cara = 1 (corresponde a la posibilidad que salga cara, como se sabe la moneda
solo tiene una cara) / 2 (corresponde al total de eventos posibles, cara o sello).
Probabilidad que salga cara = 1 / 2 = 0,5 llevando esto a porcentaje corresponde a un 50%. De la misma
forma será la probabilidad de que cuando caiga la moneda salga sello. En el estudio de la genética, se usan dos principios importantes de la probabilidad:
- La regla de eventos independientes: los eventos que ya ocurrieron no afectan la probabilidad de que pueda ocurrir uno de esos mismos eventos. Ejemplo: si usted lanza la moneda, la probabilidad que caiga cara es ½ no importa cuántas veces se repita el evento, ni sus resultados.
- La regla del producto: la probabilidad de que ocurran a la vez eventos independientes es el producto de las probabilidades de que esos productos ocurran por separado. Ejemplo: si usted lanza dos monedas, la posibilidad de que ambas monedas caigan en cara se obtiene multiplicando las probabilidades de que cada una de las monedas caiga cara. Probabilidad que salga cara en las monedas = 0,25 en % = 25% El cuadro de Punnett es una tabla diseñada por el genetista británico Reginald Punnett y es usado para determinar o predecir la probabilidad que una característica tenga un genotipo particular. Permite observar
cada combinación posible de un alelo materno con otro alelo paterno por cada gen determinado en el análisis.
Estos cuadros también son útiles para ver combinaciones de varias características, cuando dos organismos
reproductivos se cruzan y también sirven en situaciones cuando una característica domina sobre otra.
¿Cuál es la probabilidad que los hijos de una pareja donde ambos padres tienen genotipo heterocigoto (Ff) para la enfermedad que es producida por un alelo recesivo, tengan la enfermedad de fibrosis quística CF? Para construir el cuadro es necesario:
1. Nombre con letras de los alelos presentes en la situación descrita de la característica a analizar.
2. Coloque en las filas el genotipo de cada uno de los padres. Etiquete la primera fila con uno de los alelos del padre. Etiquete la segunda fila con el segundo alelo del padre. Luego coloque en las columnas el genotipo de la madre. Etiquete la primera columna con el primer alelo de la madre. Etiquete la otra columna con el segundo alelo de la madre.
3. Haga que en cada cuadro se combinen las letras de las filas y columnas: Primer cuadro, escriba la letra de la izquierda y la de encima de este.
Segundo cuadro, escriba (comenzando por el alelo dominante) la letra de la izquierda y la encima de este.
Tercer cuadro, escriba (comenzando por el alelo dominante) la letra de la izquierda y la encima ubicada en la columna de este.
Cuarto cuadro, escriba la letra de la izquierda y la de encima ubicada en la columna de este.
Observando el cuadro se obtiene una sola casilla con FF, dos (2) casillas con Ff y una
sola casilla con ff, según la probabilidad estos son los posibles eventos que ocurren y la cantidad de cuadros. Es decir, que la totalidad de eventos posibles es cuatro (4).
La información la puede encontrar en:
https://contenidosparaaprender.colombiaaprende.edu.co/G_8/S/index.html https://www.bionova.org.es/biocast/tema18.htm Videos https://www.youtube.com/watch?v=bM9GLr4iqc8 https://www.youtube.com/watch?v=_DViohu7BN4 Imágenes de Google
ACTIVIDADES PARA EL DESARROLLO DE COMPETENCIAS EN EL CUADERNO
Realice lectura comprensiva, análisis e interpretación de la Guía de Trabajo para desarrollar las actividades propuestas en el cuaderno y enviarles en un archivo de PDF.
1. Escriba las diferencias entre los siguientes términos genéticos:
A. Cromosomas somáticos y cromosomas homólogos. E. ADN y gen. B. Cromosoma y cariotipo. F. Alelo y locus.
C. Homocigoto y heterocigoto. G. Genotipo y fenotipo. D. Alelo Dominante y Alelo Recesivo
2. Diseñar un mapa conceptual sobre las leyes de Mendel (no pegar impresión ni fotocopia).
3. El albinismo es una enfermedad donde hay ausencia de pigmentación que afecta la piel; es originado por un alelo recesivo. Las personas que sufren de esta enfermedad tienen la piel pálida (blanca). La enfermedad aumenta el riesgo de padecer cáncer de piel, problemas oculares y sensibilidad a la radiación solar. ¿Cuál es la probabilidad del genotipo y del fenotipo, de que una pareja, ambos heterocigotos, tengan hijos con albinismo? Alelo dominante A (pigmentación normal de la piel). Alelo recesivo a
(enfermedad albinismo). Realice el cuadro de Punnet.
4. En un cruce entre una cobaya negra (NN) y un macho blanco (nn), ¿Cuál es el genotipo y el fenotipo de todos los individuos de la generación F2?
5. En algunas razas de perros, el pelo rizado (R) domina sobre el pelo liso (r). En otro cromosoma se localiza la característica de ladrar cuando los perros siguen un rastro y es producida por un gen dominante (L) mientras que su alelo recesivo codifica para el carácter silencioso (l). Ambas características segregan de forma independiente. ¿Cuál sería el fenotipo y el genotipo de los cachorros de una madre de pelo rizado y ladradora, heterocigota para ambas características y de un macho de pelo liso silencioso?
6. En la calabaza el color blanco del fruto está determinado por el alelo dominante (B), mientras que el color amarillo es producto del alelo recesivo (b). En otro cromosoma se ubica una característica que origina frutos en forma de disco (F) mientras que su alelo recesivo (f) produce frutos esféricos. ¿Cuál sería el fenotipo y el genotipo de las plantas provenientes del cruce del polen de una planta con calabazas blancas heterocigotas y frutos con forma esférica con los óvulos de otra planta con calabazas amarillas y con forma de disco?
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. El aspecto cognitivo: Análisis, apropiación del conocimiento y explicaciones que realiza en el desarrollo de la guía.
Participación del estudiante en el encuentro virtual programado.
2. El aspecto procedimental: Desarrollo de las actividades asignadas en la guía de Trabajo (preguntas y respuestas), que deben ser desarrolladas en el cuaderno de apuntes de Proyecto de Investigación, escribiendo: número de guía, nombres y apellidos, grado, el título del tema y las actividades enumeradas como se presentan en la guía.
3. El aspecto formativo: El compromiso y la responsabilidad en la entrega del desarrollo de las actividades completas con letra clara y orden en la fecha asignada.
