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Questões para AP1 – PARTE II Hereditariedade e seus procedimentos científicos: 1. Pergunta: Explique a importância dos estudos de linhagem na genética e como esses procedimentos científicos contribuíram para o entendimento da hereditariedade. Gabarito: Os estudos de linhagem são essenciais na genética, pois permitem rastrear a transmissão de características de uma geração para outra em famílias específicas. Esses estudos ajudaram os cientistas a identificar padrões de herança e a estabelecer relações entre genes e características fenotípicas. Ao analisar múltiplas gerações de uma família, os geneticistas podem determinar se uma característica é herdada de forma dominante ou recessiva, autossômica ou ligada ao sexo. Além disso, os procedimentos científicos, como o cruzamento controlado em plantas e animais, contribuíram para a compreensão dos princípios básicos da hereditariedade, permitindo aos cientistas manipular e estudar características específicas em condições controladas. Relação das leis de Mendel com a meiose e a transmissão da herança biológica: 2. Pergunta: Como a meiose está relacionada à transmissão da herança biológica de acordo com as leis de Mendel? Explique cada uma das leis mendelianas em termos de eventos específicos que ocorrem durante a meiose. Gabarito: A meiose é o processo de divisão celular responsável pela formação de gametas, que são as células sexuais. As leis de Mendel descrevem os padrões de herança genética observados em organismos diploides e estão intimamente relacionadas à meiose. A Primeira Lei de Mendel (Lei da Segregação) explica como os alelos segregam-se durante a formação dos gametas, com cada gameta recebendo apenas um alelo de cada par de genes. Esse evento ocorre durante a Anáfase I da meiose, quando os cromossomos homólogos se separam. A Segunda Lei de Mendel (Lei da Distribuição Independente) descreve como os alelos de diferentes genes segregam-se independentemente uns dos outros durante a formação dos gametas, o que ocorre durante a Metáfase I da meiose, quando os cromossomos homólogos se alinham aleatoriamente na placa equatorial. Assim, a meiose garante a segregação e a distribuição aleatória dos alelos dos genes, conforme descrito pelas leis de Mendel. Formas de transmissão dos genes nas famílias: 3. Pergunta: Explique as diferenças entre herança autossômica dominante, herança autossômica recessiva, herança ligada ao sexo e herança mitocondrial, e forneça exemplos de cada uma dessas formas de transmissão genética em famílias. Gabarito: • Herança autossômica dominante: Neste tipo de herança, um alelo dominante em um dos cromossomos autossômicos é suficiente para expressar a característica fenotípica. Um exemplo é a doença de Huntington, em que a presença de um alelo dominante causa a doença. • Herança autossômica recessiva: Aqui, ambos os alelos devem ser recessivos para que a característica fenotípica seja expressa. Um exemplo é a fibrose cística, em que indivíduos homozigotos recessivos apresentam a doença. • Herança ligada ao sexo: Características ligadas ao sexo são determinadas por genes localizados nos cromossomos sexuais (X ou Y). Exemplos incluem a hemofilia, uma doença ligada ao X, em que os homens são mais frequentemente afetados. • Herança mitocondrial: Esta forma de herança envolve genes localizados no DNA mitocondrial, transmitido exclusivamente pela mãe. Um exemplo é a síndrome de Leigh, uma doença mitocondrial que afeta múltiplos sistemas do corpo. Construção de heredogramas: 4. Pergunta: Descreva os principais passos envolvidos na construção de um heredograma e explique como esses diagramas são usados para representar a transmissão de características genéticas em uma família. Gabarito: Os principais passos na construção de um heredograma incluem a coleta de informações sobre os membros da família, a identificação das características fenotípicas de interesse, a determinação dos genótipos dos indivíduos e a representação dessas informações em um diagrama. Os heredogramas geralmente incluem símbolos específicos para representar diferentes características, como círculos para mulheres, quadrados para homens, linhas para conectar indivíduos e símbolos sombreados ou preenchidos para indicar características afetadas. Eles são usados para visualizar padrões de herança e determinar se uma característica é herdada de acordo com um padrão específico, como dominante ou recessivo, autossômico ou ligado ao sexo. Primeira Lei de Mendel, Segunda Lei de Mendel, Lei da segregação ou associação independente: 5. Pergunta: Explique detalhadamente a Primeira Lei de Mendel (Lei da Segregação) e a Segunda Lei de Mendel (Lei da Distribuição Independente). Como essas leis são aplicadas para prever a proporção fenotípica e genotípica da prole em cruzamentos genéticos? Gabarito: • A Primeira Lei de Mendel, também conhecida como Lei da Segregação, afirma que os alelos de um par de genes segregam- se durante a formação dos gametas, de modo que cada gameta recebe apenas um alelo de cada par de genes. Essa segregação ocorre na Anáfase I da meiose, quando os cromossomos homólogos se separam. • A Segunda Lei de Mendel, ou Lei da Distribuição Independente, postula que os alelos de diferentes genes segregam-se independentemente uns dos outros durante a formação dos gametas, o que ocorre durante a Metáfase I da meiose, quando os cromossomos homólogos se alinham aleatoriamente na placa equatorial. Essas leis são aplicadas para prever a proporção fenotípica e genotípica da prole em cruzamentos genéticos através da análise dos padrões de segregação dos alelos durante a formação dos gametas. Com base nessas leis, é possível determinar as combinações possíveis de alelos que podem ocorrer em diferentes tipos de gametas e calcular a frequência esperada de cada fenótipo na prole. Construção da teoria cromossômica da herança: 6. Pergunta: Explique como a teoria cromossômica da herança relaciona os princípios de Mendel à estrutura e função dos cromossomos. Quais são os principais pontos dessa teoria? Gabarito: A teoria cromossômica da herança estabelece uma conexão entre os princípios de Mendel e a estrutura e função dos cromossomos. Ela postula que os genes estão localizados em cromossomos específicos e que a segregação e a distribuição independente dos alelos durante a meiose correspondem aos eventos físicos que ocorrem nos cromossomos. Os principais pontos dessa teoria incluem: • Os genes estão localizados em posições específicas nos cromossomos. • Durante a meiose, os cromossomos homólogos segregam-se e distribuem-se independentemente uns dos outros, levando à segregação dos alelos dos genes. • Durante a anáfase da meiose, ocorre a separação dos cromossomos homólogos e, consequentemente, dos alelos dos genes. Descoberta do cromossomo sexual: 7. Pergunta: Descreva o contexto histórico e as principais contribuições científicas que levaram à descoberta do cromossomo sexual. Como essa descoberta impactou nossa compreensão da determinação sexual e da herança genética? Gabarito: A descoberta do cromossomo sexual foi um marco na história da genética e da biologia. Ela ocorreu no final do século XIX e início do século XX, quando cientistas como Nettie Stevens, Edmund Wilson e Thomas Hunt Morgan realizaram estudos sobre a determinação sexual em organismos. Nettie Stevens, em particular, foi a primeira a identificar a presença de cromossomos diferenciais de sexo em insetos, estabelecendo a base para a teoria cromossômica da determinação sexual. Posteriormente, Thomas Hunt Morgan, usando Drosophila como modelo experimental, demonstrou a ligação entre os cromossomos sexuais e a determinação do sexo. A descoberta do cromossomo sexual foi fundamental para nossa compreensão da determinação sexual e da herança genética.Ela evidenciou que os cromossomos sexuais desempenham um papel crucial na determinação do sexo em muitas espécies, revelando a base genética subjacente à diferenciação sexual. Além disso, essa descoberta forneceu insights importantes sobre a transmissão de características ligadas ao sexo e ajudou a confirmar os princípios da herança mendeliana em organismos superiores. Determinação sexual e heranças ligadas ao sexo: 8. Pergunta: Explique os mecanismos de determinação sexual e como as heranças ligadas ao sexo ocorrem. Forneça exemplos de características genéticas que são influenciadas por genes localizados nos cromossomos sexuais. Gabarito: Os mecanismos de determinação sexual variam entre as espécies. Em muitos mamíferos, incluindo os humanos, a determinação sexual é determinada por cromossomos sexuais, com indivíduos XX sendo fêmeas e XY sendo machos. Em aves, borboletas e alguns peixes, os machos são o sexo homogamético (ZZ) e as fêmeas são o sexo heterogamético (ZW). Já em algumas espécies de abelhas e vespas, a determinação sexual é influenciada pela ploidia, com fêmeas diploides e machos haploides. As heranças ligadas ao sexo ocorrem quando os genes responsáveis por determinadas características estão localizados nos cromossomos sexuais. Essas características são transmitidas de maneira diferente entre os sexos devido à presença de cromossomos sexuais diferentes. Exemplos incluem a hemofilia, uma doença ligada ao X, em que os homens são mais frequentemente afetados, e a calvície masculina, que também é influenciada por genes no cromossomo X.