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Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 71 Biologia Proporções fenotípicas na herança quantitativa Quando cruzamos dois heterozigotos, num caso de herança quantitativa, aparecem todos os fenótipos possíveis. Esses fenótipos se distribuem segundo uma curva de distribuição normal (curva de Gauss). Em outras palavras, tem-se um número pequeno de fenótipos extremos, um número grande de fenótipos intermediários etc. Veja o exemplo abaixo, com o cruzamento de duas plantas de maravilha com flor cor-de-rosa. Geração P: VB (rosa) x VB (rosa) ↓ Geração F1: 1 VV (vermelha):2 VB (rosas):1 BB (branca) Note que a proporção fenotípica é de 1 vermelha:2 rosas:1 branca, ou seja, de 1:2:1. No caso da cor da pele, vejamos o resultado do cruzamento entre dois heterozigotos AaBb x AaBb: gametas AB Ab aB ab AB AABB (negro) AABb (mulato- escuro) AaBB (mulato- escuro) AaBb (mulato- médio) Ab AABb (mulato- escuro) AAbb (mulato- médio) AaBb (mulato- médio) Aabb (mulato- claro) aB AaBB (mulato- escuro) AaBb (mulato- médio) aaBB (mulato- médio) aaBb (mulato- claro) Ab AaBb (mulato- médio) Aabb (mulato- claro) aaBb (mulato- claro) Aabb (branco) Note que a proporção fenotípica é de 1 negro:4 mulatos- escuros:6 mulatos-médios:4 mulatos-claros:1 branco, ou seja, de 1:4:6:4:1. Repare que a menor proporção obtida é sempre a dos fenótipos extremos: 1/16 de negros (AABB) e 1/16 de brancos (aabb). Os indivíduos intermediários, mulato médio (Aabb, aaBB, AaBb), existem em maior proporção: 6/16. Observe que os fenótipos se distribuíram segundo os coeficientes do desenvolvimento do binômio de Newton (p + q)n, onde p representa os genes aditivos (A, B etc.), q representa os genes que não condicionam acréscimo de fenótipo (a, b etc.) e n representa o número de genes envolvidos. No caso da flor de maravilha teríamos: p = gene V, q = gene B e n = 2. Então, desenvolvemos (p + q)², temos: 1p² + 2pq + 1q² ou “traduzindo”, 1VV (vermelho) para 1VB (rosa) para 1 BB (branco). No caso da cor da pele, p representa os genes (A e B) que adicionam pigmento; q representa os genes a e b que não adicionam; e n seria igual a 4 (4 genes). Temos que (p + q)4: 1p4 + 4p3q + 6p2q2 + 4pq3 + 1q4 Ou seja: 1:4:6:4:1 Proporção fenotípica 1 4 6 4 1 Fenótipo Negro Mulatos- escuros Mulatos- médios Mulatos- escuros Brancos Número de genes 4 3 2 1 0 aditivos Colocando os dados num gráfico: O triângulo de Pascal Uma maneira prática de obtermos as distribuições fenotípicas no cruzamento de dois heterozigotos, na herança quantitativa, é o uso do triângulo de Pascal, que evita a necessidade de construirmos o quadro dos cruzamentos ou de desenvolvermos o binômio de Newton. Retomando o exemplo do cruzamento de duas plantas de maravilha cor-de-rosa, lembramos que obtivemos 3 fenótipos, distribuídos assim: 1:2:1. Observe abaixo a linha do triângulo com 3 números e compare: No caso da cor da pele, o cruzamento de dois mulatos médios heterozigotos dava os 5 fenótipos, assim distribuídos: 1 negro:4 mulatos escuros:6 mulatos médios:4 mulatos claros:1 branco. Observe agora a linha do triângulo com 5 números e compare as proporções. Em exercícios a seguir, vamos dar outros exemplos do uso do triângulo. EXERCÍCIO COMENTADO: Numa determinada espécie de vegetal, a altura do pé varia de 150cm a 180cm, de 5 em 5cm. Sabendo-se que se trata de um caso de herança quantitativa, pergunta-se: a) Quantos pares de genes estão envolvidos nessa herança? b) Quais são os genótipos dos indivíduos com fenótipos extremos? c) Qual é o resultado fenotípico (altura) do cruzamento entre dois extremos? d) Se dois heterozigotos forem cruzados entre si, que proporções fenotípicas se esperam? Resolução: a) Estamos lembrados que o número de genes envolvidos é igual ao número de fenótipos 1; é útil, portanto, determinar os fenótipos, que variam de 5 em 5cm: 150cm, 155cm, 160cm, 165cm, 170cm, 175cm, 180cm. Se existem 7 fenótipos possíveis, o número de genes envolvidos é portanto 6 (3 pares). b) O genótipo de 150cm é: aabbcc O genótipo de 180cm é: AABBCC Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 72 Biologia Repare que cada gene (A, B ou C) acrescenta 5cm ao fenótipo básico de 150cm. c) AABBCC x aabbcc ↓ AaBbCc O cruzamento dará um triíbrido com 3 genes “acrescentadores”, que adicionarão 15cm (3 x 5cm) ao fenótipo básico, de 150cm. Portanto, o fenótipo desses indivíduos será de 165cm. d) O cruzamento entre dois heterozigotos dará todas as classes fenotípicas existentes. Para sabermos as proporções, recorremos à linha do triângulo de Pascal que contém 7 números: 1:6:15:20:15:6:1 Temos então: 150cm 155cm 160cm 165cm 170cm 175cm 180cm 1/64 6/64 15/64 20/64 15/64 6/64 1/64 Heterose ou Vigor do Híbrido Organismos, animais ou vegetais, com maior frequência de genes em heterozigose apresentam uma propriedade denominada heterose ou vigor do híbrido, que lhes aumenta consideravelmente a resistência global e diminui a incidência de doenças genéticas. Considerando que genes em homozigose, quando recessivos, são muitas vezes relacionadas ao condicionamento de doenças, com os genes em heterozigose, essas condições não ocorrem. A produção de linhagens heterozigotas começa com a produção de linhagens homozigotas para vários pares de genes. Lembre que a autofecundação aumenta a proporção de indivíduos “puros”, ou seja, em homozigose, de modo que as linhagens homozigotas são produzidas por sucessivas gerações autofecundadas. Assim, uma vez que as linhagens homozigóticas são geradas, são cruzadas entre si para produzir indivíduos heterozigotos para muitos pares de gene, que são então clonados para uma produção em larga escala. Essa técnica é muito utilizada em agricultura, resultando na produção de vários tipos de “plantas hibridas”. Exercícios Questões estilo múltipla escolha 1. (ENEM) Após a redescoberta do trabalho de Gregor Mendel, vários experimentos buscaram testar a universalidade de suas leis. Suponha um desses experimentos, realizado em um mesmo ambiente, em que uma planta de linhagem pura com baixa estatura (0,6 m) foi cruzada com uma planta de linhagem pura de alta estatura (1,0 m). Na prole (F1) todas as plantas apresentaram estatura de 0,8 m. Porém, na F2 (F1 x F1) os pesquisadores encontraram os dados a seguir. Altura da planta (em metros) Proporção da prole 1,0 63 0,9 245 0,8 375 0,7 255 0,6 62 Total 1000 Os pesquisadores chegaram à conclusão, a partir da observação da prole, que a altura nessa planta é uma característica que A) não segue as leis de Mendel. B) não é herdada, e, sim, ambiental. C) apresenta herança mitocondrial. D) é definida por mais de um gene. E) é definida por um gene com vários alelos. 2. (UNIFOR) A prole de um macho de plumagem branca com uma fêmea de plumagem preta é cinza. A explicação mais simples para este padrão de herança é A) pleiotropia. B) segregação independente. C) dominância incompleta. D) heterose. E) desequilíbrio de ligação. 3. (UNICHRISTUS) Google imagens. Em cães labradores, a cor dos pelos é determinada por dois pares de alelos. O alelo B condiciona a cor preta, o alelo b condiciona a cor marrom (chocolate). O alelo E determina a produção de pigmentos para coloração do pelo, e o alelo e, em homozigose, inibe a produção de pigmentos, e o cão fica da cor amarela. Do cruzamento entre um cão preto e uma cadela chocolate nasceram filhotes pretos e amarelos. A característica da prole é atribuída ao fato de A) o genótipo dos pais provavelmente ser BbEe e bbee. B) o genótipo dos pais provavelmente ser BBee e bbEe. C) o genótipo dos pais provavelmente ser Bbee e bbee. D) o genótipo dos pais provavelmenteser BBEe e bbEe. E) o genótipo dos pais provavelmente ser BBEe e Bbee. 4. (UECE) Na interação gênica, os casos de epistasia recessiva acontecem em camundongos que possuem pelagem aguti, preta ou albina. No cruzamento do duplo heterozigoto aguti AaPp x AaPp, sabendo-se que o alelo “P” condiciona a cor aguti, o alelo “p” condiciona a cor preta e o alelo “A” permite a manifestação da cor enquanto “a” a inibe, pode-se afirmar corretamente que a proporção mendeliana fenotípica clássica de 9:3:3:1 é alterada para A) 12:3:1. B) 15:1. C) 13:3. D) 9:3:4. 5. (UECE) Analise as assertivas abaixo. I. Em camundongos, quando se cruza um indivíduo preto de genótipo AApp com um branco de genótipo aaPP obtém-se um indivíduo aguti de genótipo AaPp. Cruzando-se os indivíduos heterozigotos de F-1, obtém-se uma progênie de 9/16 aguti; 3/16 preto; e 4/16 brancos. Como a proporção fenotípica do diibridismo está alterada, estamos diante de um caso de epistasia dominante. II. A proporção fenotípica 9/16 preta-curta; 3/16 preta-longa; 3/16 marrom-curta; e 1/16 marrom longa acontece em porquinhos da índia para a cor da pelagem e o tamanho dos pelos. Daí, podemos afirmar corretamente que se trata de um caso de segregação independente do tipo diibridismo. III. Quando se cruza periquitos de plumagem amarela com periquitos de plumagem azul, ambos puros, obtém-se periquitos de plumagem verde. Quando se cruza os periquitos de F-1 entre si obtém-se uma F-2 com a seguinte proporção fenotípica: 9/16 Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 73 Biologia verdes; 3/16 azuis; 3/16 amarelos; 1/16 brancos. Observa-se que essa proporção é a mesma do diibridismo, porém com classes fenotípicas alteradas para a manifestação, apenas da cor. Portanto, estamos diante de um caso de interação gênica. São verdadeiras as assertivas A) I e II apenas. B) I e III apenas. C) II e III apenas. D) I, II e III. 6. (UECE) Sabe-se que a herança da cor da plumagem de periquitos australianos é um caso de interação gênica condicionada por dois pares de alelos. Quando ambos os loci são dominantes então a cor é verde. Quando apenas um locus é recessivo a cor poderá ser azul ou amarela, dependendo de qual loci seja recessivo. Quando ambos os loci são recessivos a cor é branca. A progênie de um casal de periquitos, cuja coloração é amarela e azul, respectivamente, para macho e fêmea, expressa os quatro fenótipos coloridos, verde, azul, amarelo e branco. Podemos afirmar que o genótipo do casal é A) AaBb x AaBb. B) AABb x AaBB. C) aaBb x Aabb. D) aaBB x AAbb. 7. (UECE) O número de classes fenotípicas que são produzidas numa herança poligênica que formam 256 genótipos numa F2 é de: A) 6. B) 7. C) 8. D) 9. 8. (UECE) Sabe-se que, na pigmentação da pele em porcos, o gene que determina a cor vermelha é epistático sobre aquele que determina a cor amarela, e que esta (a cor amarela) só se manifesta no caso de um dos dois loci responsáveis pela coloração ser recessivo. A coloração branca representa a ausência de pigmentos e ocorre quando ambos os loci são recessivos. O cruzamento entre dois porcos amarelos e homozigotos para os dois loci envolvidos resultou em F1 porcos vermelhos, os quais cruzados entre si produziram uma F2 na proporção de 9 porcos vermelhos para 6 amarelos para 1 branco (9:6:1). Podemos concluir, corretamente, que o genótipo parental era A) AABB x aabb. B) aaBb x Aabb. C) AaBb x AaBb. D) AAbb x aaBB. 9. (UECE) Suponha que determinada planta produza flores brancas, vermelhas, róseas e cremes. A cor branca é condicionada por um alelo (a) que inibe a produção do pigmento creme sem, contudo, inibir a produção do pigmento vermelho; porém interage com o alelo que o produz (alelo para vermelho) para expressar a cor rósea. O alelo (A) é dominante para condicionar a produção de pigmentos. Um outro par de alelos condiciona a produção de pigmentos e, quando recessivo, condiciona a cor creme; quando dominante condiciona a cor vermelha. A razão fenotípica de flores brancas e de flores cremes que é esperada, de um cruzamento do duplo heterozigoto AaCc X AaCc é, respectivamente: A) 1/16 e 3/16. B) 3/16 e 1/16. C) 3/16 e 3/16. D) 1/16 e 1/16. 10. (UECE) Sabe-se que um tipo de surdez humana tem origem genética, sendo causada por dois pares de genes recessivos, que se situam em pares de cromossomos homólogos diferentes, os quais interagem para manifestar a anomalia, que é condicionada por má formação da cóclea e/ou má formação do nervo auditivo, ambos, fenótipos recessivos. Do casamento de pais normais, heterozigotos para os dois loci, espera-se uma descendência na qual a surdez se manifestará na seguinte razão: A) 9/16. B) 7/16. C) 4/16. D) 1/16. 11. (UECE) Sabendo-se que a altura humana é determinada por genes aditivos e supondo-se que 3(três) pares de alelos efetivos determinam o fenótipo alto de 1,95m; que as classes de altura variam de 5 em 5cm; que o fenótipo baixo é determinado pelos mesmos 3(três) pares de alelos não efetivos, realizando-se o cruzamento entre tri-híbridos espera-se encontrar, na classe de 1,85m uma proporção fenotípica de: A) 3/32. B) 15/64. C) 5/16. D) 1/64. 12. (UECE) Examinando a progênie do cruzamento entre dois galináceos foram obtidos os dados da tabela abaixo: TIPO DE CRISTA QUANTIDADE Noz 36 Rosa 36 Ervilha 12 Simples 12 Total 96 Com relação ao genótipo dos pais podemos afirmar, corretamente que: A) RREe x rrEe. B) RrEe x Rree. C) RrEe x rrEe. D) RrEe x RrEe. 13. (UECE) Na epistasia recessiva duplicada a proporção mendeliana 9:3:3:1 é alterada para 9:7. Do cruzamento de dois heterozigotos, para dois pares de genes localizados em cromossomos não-homólogos (AaBb x AaBb), podemos afirmar sobre este tipo de interação que: A) somente aa é epistático sobre B e b. B) B e b são hipostáticos sobre aa, assim como bb é epistático sobre A e a. C) A é epistático sobre B e b. D) aa é hipostático sobre B e b, assim como bb é epistático sobre A e a. 14. (UECE) A anemia falciforme é uma doença causada em virtude de uma mutação gênica. Marque a opção verdadeira com relação a esta anomalia: A) É uma doença ligada ao sexo e atinge principalmente os indivíduos do sexo masculino. B) As principais células afetadas são os linfócitos T. C) O gene responsável por esta alteração é pleiotrópico. D) A doença caracteriza-se pelo metabolismo anômalo de fenilalanina. 15. (UECE) Na poligenia, ou herança quantitativa, sabe-se que os pares de genes não-alelos somam ou acumulam seus efeitos, permitindo uma maior variação fenotípica, além da variação ocasionada pela recombinação de genes alelos. Sabendo-se que a altura em determinada planta é condicionada por 3 (três) pares de genes efetivos, o número de tipos de fenótipos diferentes e a proporção fenotípica esperada no fenótipo altura média, respectivamente, na F-2 do cruzamento dos indivíduos AABBCC x aabbcc, são: A) 5 e 6. B) 6 e 10. C) 7 e 20. D) 8 e 30. 16. (FACID) Quando se analisa estatisticamente os registros de corrida de cavalos puro-sangue, descobre-se que uma quantidade considerável de variações de desempenho nas pistas é devida às diferenças genéticas, levando-se a crer que o caráter velocidade, em corrida, é hereditário. Temos então que, a análise genética de características complexas, tais como a velocidade dos cavalos de Simétrico Pré-Universitário – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.simetrico.com.br 74 Biologia corrida é conhecida como genética quantitativa. Em um haras foi cruzado um cavalo veloz com uma égua lenta obtendo-seem F1 indivíduos com caracteres intermediários que, quando cruzados entre si, geraram 256 descendentes, sendo 4 tão rápidos e 4 tão lentos quanto a geração parental. Diante do exposto se pode concluir que o número de pares de genes atuando na determinação do caráter estudado é: A) 6. B) 3. C) 4. D) 5. E) 8. 17. (FCM-JP) A Sra. Eugênia levou seu filho de 2 anos ao pediatra, relatou que Pedro, apresentava infecções respiratórias frequentes e seu suor era excessivamente salgado. O médico após a avaliação clínica e exames laboratoriais, concluiu que a criança apresentava fibrose cística, doença genética causada por um alelo defeituoso em um único gene determinando várias características como doença pulmonar crônica, insuficiência pancreática, aumento da concentração de cloretos no suor, obstrução intestinal e interrupção da função hepática. Estas características são condicionadas por mecanismos genéticos do tipo: A) Pleiotropia. B) Interação epistática. C) Epitasia dominante. D) Co-dominância. E) Polimorfismo genético. 18. (UNP) No que se refere ao desenvolvimento do chamado milho híbrido, sabe-se que o cruzamento de duas linhagens homozigotas selecionadas pode produzir espigas maiores e de melhor qualidade comercial, em consequência da alta A) taxa de crossing-over. B) interação de genes recessivos. C) frequência de genes em heterozigose. D) inativação de alelos codominantes. 19. (UESPI) Observando o esquema abaixo, é possível concluir que: A) o gene A é epistático. B) o gene B é pleiotrópico. C) a expressão do gene A depende da expressão do gene B. D) a expressão do gene B é induzida pela expressão do gene A. E) os genes A e B são expressos independentemente. 20. (UERN) A tabela apresenta duas situações isoladas, em que o mesmo genótipo para determinar a cor da pelagem de determinados animais pode apresentar dois fenótipos diferentes, pois são interações gênicas diferentes. Após a análise da tabela, pode-se concluir que a ocorrência de interações gênicas e muito significativa, pois mostra que os fenótipos resultam de processos complexos envolvendo, muitas vezes, vários pares de genes. Diante do exposto, e correto afirmar que GENÓTIPO FENÓTIPO I FENÓTIPO II B_ PP Branco Branco bb P_ Preto Preto B_ P_ Marrom Branco bb PP Cinza Cinza A) o animal I apresenta uma interação epistática dominante, ou seja, um alelo dominante impede o efeito de um alelo de outro gene. B) o fato do animal II possuir um gene inibidor dominante, não impede de se encontrar outro exemplo em que o mesmo gene seja recessivo. C) os dois animais apresentam interações não epistáticas, em que a proporção 9:3:3:1 indica que agem dois pares de alelos, como ocorre no di-hibridismo clássico mendeliano. D) o animal II apresenta uma interação não epistática, em que a presença de dois genes dominantes originam um fenótipo diferente dos fenótipos produzidos por cada par separadamente. 21. (UFPE) Na espécie humana há um gene que exerce ação simultaneamente sobre a fragilidade óssea, a surdez congênita e a esclerótica azulada. Assinale a alternativa que define o caso A) Ligação genética. B) Penetrância completa. C) Pleiotropia. D) Herança quantitativa. E) Polialelia. 22. (UPE) Em cães da raça labrador, a cor dos pelos pode ser preta, marrom ou dourada, sendo determinada por dois pares de alelos. O alelo C permite a formação de pigmentos, e essa característica é dominante em relação à falta de pigmento condicionada pelo alelo c. No entanto, quando o par cc está presente no genótipo, ele exerce efeito epistático sobre os alelos M e m. O alelo M determina a formação de pelos pretos em relação à característica recessiva, pelos marrons, determinado pelo alelo m. Do cruzamento de cães labradores pretos heterozigóticos para os dois pares de alelos, que prole é possível se obter? A) 15 pretos (9 C_M_ , 3 C- mm e 3 ccMm) para 1 dourado (ccmm). B) 12 pretos (9 C_M_ e 3 C-mm) para 4 marrons (3 ccM_ e 1 ccmm). C) 12 pretos (9 C_M_ e 3 C-mm) para 3 marrons (ccM_) para 1dourado (ccmm). D) 9 pretos (C_M_) para 7 marrons (3 C-mm , 3 ccMm e 1 ccmm). E) 9 pretos (C_M_) para 3 marrons (C_mm) para 4 dourados (3 ccM_ e 1 ccmm). 23. (UNESP) Políticas de inclusão que consideram cotas para negros ou afrodescendentes nas universidades públicas foram colocadas em prática pela primeira vez na Universidade Estadual do Rio de Janeiro (UERJ), em 2001. Propostas como essas geram polêmicas e dividem opiniões. Há vários argumentos contra e a favor. Os biólogos têm participado desse debate, contribuindo com os conhecimentos biológicos referentes à raça e à herança da cor da pele humana, entre outros. Assinale a afirmação considerada correta do ponto de vista da biologia. A) Os critérios para se definir duas populações como raças diferentes são científica e consensualmente determinados. B) Não encontramos, na história da biologia, dúvidas sobre a existência de raças na espécie humana. C) A cor da pele humana é um exemplo de herança quantitativa ou poligênica, o que significa que vários genes atuam na sua definição. D) O fato de a cor da pele não ser influenciada por fatores ambientais reforça a hipótese da existência de raças na espécie humana. E) A determinação da cor da pele humana segue os padrões do tipo de herança qualitativa e é um exemplo de co-dominância.
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