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BIOLOGIA II PRÉ-VESTIBULAR 251SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 16 2ª LEI DE MENDEL Ao estudar os fenótipos, individualmente, de ervilhas Pisum sativa, Mendel concluiu que estes eram determinados por pares de fatores (alelos) que sofriam segregação durante a reprodução para, então, voltarem a se combinar na formação da prole. No entanto, ao trabalhar com ervilhas puras (homozigóticas), o naturalista observou que muitas características pareciam ser transmitidas em conjunto, como a cor e a textura das ervilhas. Isto o levou a indagar se os fatores responsáveis pela determinação destas características seriam transmitidos obrigatoriamente juntos ou se haveria um mecanismo de transmissão independente. Os resultados de seus experimentos levaram à formulação de sua 2ª lei. Essa lei é também conhecida como Lei da Segregação Independente, sendo uma extensão da primeira Lei de Mendel para trabalhos que envolvam a análise de mais do que uma característica por vez. Tomemos como exemplos as duas características anteriormente citadas: cor e textura. As ervilhas puras de Mendel que manifestavam o fenótipo amarelo quanto à cor, também apresentavam textura lisa em suas sementes. As ervilhas verdes, por outro lado, sempre apresentavam rugosidades em sua casca. Assim, temos a análise de duas características, cada uma com dois fenótipos possíveis. Trabalhando agora com variedades puras em relação à cor (amarela ou verde) e ao aspecto da semente (lisa ou rugosa) e já conhecendo a relação de dominância, Mendel realizou seguinte: Na geração P, cruzou ervilhas puras amarelas e lisas com ervilhas puras verdes e rugosas, obtendo uma geração F1 contendo, apenas, ervilhas amarelas e lisas; Possibilitando a autofecundação da geração F1, obteve uma geração F2 na qual eram observadas ervilhas na seguinte proporção fenotípica: 9 amarelas e lisas: 3 amarelas e rugosas: 3 verdes e lisas: 1 verde e rugosa. Através da observação da geração F2, Mendel concluiu que estas características (cor e textura) não eram transmitidas obrigatoriamente em conjunto, já que ervilhas híbridas poderiam ser amarelas e rugosas ou verdes e lisas. Ainda, associando a relação de dominância e recessividade que já haviam sido estabelecidas para a característica cor, o botânico obteve novas informações sobre a relação entre os fatores responsáveis pela determinação da textura. Genótipos Fenótipos VV, Vv vv Sementes amarelas Sementes verdes Genótipos Fenótipos RR, Rr rr Casca lisa Casca rugosa Assim formula-se o enunciado da 2ª Lei de Mendel, que diz: No estudo do conjunto da herança de dois ou mais caracteres, observa-se que os fatores hereditários (genes alelos) que condicionam esses caracteres segregam-se independentemente, unindo-se na formação de um novo indivíduo da prole. Após o estudo das Leis de Mendel, chega-se a conclusão de que um heterozigoto, ou mono-híbrido (Aa), produz dois tipos de gametas (A e a) e que, de seu cruzamento com outro igual, produz uma geração F2 com formação de 3 genótipos diferentes (AA, Aa e aa), 2 fenótipos diferentes (dominante e recessivo). Um heterozigoto para dois genes, ou di-híbrido (AaBb), produz quatro tipos diferentes de gametas (AB; Ab; aB e ab). O cruzamento deste di-híbrido com outro igual produz uma geração de 9 genótipos diferentes (AABB, AAbb, aaBB, AaBB, Aabb, AaBb, aaBB, aaBb e aabb) e 4 fenótipos diferentes (duplo dominante, dominante- recessivo, recessivo-dominante e recessivo-recessivo). Não é importante decorar estes valores, mas conseguir interpretar os casos apresentados para realizar os cruzamentos pedidos. Generalizando, podemos escrever, para todas as F2 com dominância absoluta, os números diferentes de: N NN N GAMETAS 2 Onde( ) representa o númeroGENÓTIPOS 3 de pares heterozigotos FENÓTIPOS 2 = = = PROTREINO EXERCÍCIOS 01. Destaque os tipos de gametas produzidos por um indivíduo AaBb. 02. Determine a probabilidade de um casal AaBb tem uma criança com o mesmo genótipo dos pais. 03. Calcule a proporção fenotípica esperada para o cruzamento de duas plantas híbridas, sabendo que a semente amarela é dominante sobre a verde, e que a folha lisa é dominante sobre a rugosa. 04. Em cães a cor preta é dominante sobre a marrom, e a orelha ereta dominante sobre a caída. Aponte a probabilidade de um casal duploheterozigoto ter filhotes com o mesmo fenótipo dos pais. 05. Aponte quantos gametas diferentes um indivíduo AaBbCcDDEe produzirá. PRÉ-VESTIBULAR252 BIOLOGIA II 16 2ª LEI DE MENDEL SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO PROPOSTOS EXERCÍCIOS 01. (MACKENZIE) Um homem, polidáctilo e de pigmentação normal da pele, casa-se com uma mulher albina e não polidáctila. A primeira filha do casal tem o mesmo fenótipo de sua mãe. A probabilidade de que uma segunda filha do casal seja normal para ambos os caracteres é de a) 1/4 b) 1/2 c) 1/6 d) 1/8 e) 1 02. (MACKENZIE) Em cães labradores, a cor da pelagem é determinada por dois pares de alelos de segregação independente. O gene dominante B condiciona pelagem preta, enquanto que seu alelo recessivo, b, condiciona pelagem marrom. Localizados em outro par de cromossomos, o gene E permite a produção de pigmentos, enquanto que seu alelo e (quando em homozigose) tem efeito epistático sobre B e b, não permitindo a produção correta de pigmentos, o que determina a cor “dourada” da pelagem. Um macho de cor marrom e uma fêmea de cor dourada, ao serem cruzados por um tratador, produziram ao longo de suas vidas um total de 32 filhotes, sendo alguns pretos, outros marrons e outros, ainda, dourados. Dentre os 32 filhotes gerados a partir do casal de labradores, o número esperado de machos de coloração preta é a) 4 b) 5 c) 8 d) 16 e) 20 03. (UNESP) As figuras representam células de duas espécies animais, 1 e 2. Na célula da espécie 1, dois genes, que determinam duas diferentes características, estão presentes no mesmo cromossomo. Na célula da espécie 2, esses dois genes estão presentes em cromossomos diferentes. Tendo por base a formação de gametas nessas espécies, e sem que se considere a permutação (crossing-over), constata-se a Primeira Lei de Mendel a) tanto na espécie 1 quanto na espécie 2, mas a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 1. b) apenas na espécie 1, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 2. c) apenas na espécie 2, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 1. d) apenas na espécie 2, enquanto a Segunda Lei de Mendel se constata tanto na espécie 1 quanto na espécie 2. e) tanto na espécie 1 quanto na espécie 2, mas a Segunda Lei de Mendel se constata apenas na espécie 2. 04. (MACKENZIE) Um homem polidáctilo e não albino, filho de mãe albina, casa-se com uma mulher não polidáctila e albina. O primeiro filho desse casal é normal para ambos os caracteres e a mulher está grávida da segunda criança. A probabilidade de essa segunda criança ser polidáctila e albina é de a) 1/4 b) 1/8 c) 1/2 d) 1 e) 3/4 05. (UECE) Como dinâmica de aula durante a exposição do assunto genética mendeliana, a professora construiu o seguinte modelo para demonstrar a 2ª Lei de Mendel: Se o R é o gene dominante que expressa uma característica semente do tipo lisa; o r o gene recessivo que expressa uma característica semente do tipo rugosa; V o gene dominante que expressa a característica cor verde da semente e v o gene recessivo que expressa a característica cor amarela, então é correto afirmar que a) em um cruzamento do tipo RRVv RRVV× os descendentes serão todos sementes lisas e amarelas. b) no cruzamento R _ V _ RRVV× pode-se determinar os genótipos possíveis. c) todas as sementes verdes do cruzamento RrVv RrVv× são lisas. d) a leitura da proporção para o cruzamento exemplificado no quadro acima é de 9:3:2:1. 06. (ENEM PPL) A mosca Drosophila, conhecida como mosca-das- frutas, é bastante estudada no meio acadêmico pelosgeneticistas. Dois caracteres estão entre os mais estudados: tamanho da asa e cor do corpo, cada um condicionado por gene autossômico. Em se tratando do tamanho da asa, a característica asa vestigial é recessiva e a característica asa longa, dominante. Em relação à cor do indivíduo, a coloração cinza é recessiva e a cor preta, dominante. Em um experimento, foi realizado um cruzamento entre indivíduos heterozigotos para os dois caracteres, do qual foram geradas 288 moscas. Dessas, qual é a quantidade esperada de moscas que apresentam o mesmo fenótipo dos indivíduos parentais? a) 288 b) 162 c) 108 d) 72 e) 54 PRÉ-VESTIBULAR 16 2ª LEI DE MENDEL 253 BIOLOGIA II SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 07. (FUVEST) Em tomates, a característica planta alta é dominante em relação à característica planta anã e a cor vermelha do fruto é dominante em relação à cor amarela. Um agricultor cruzou duas linhagens puras: planta alta/fruto vermelho x planta anã/ fruto amarelo. Interessado em obter uma linhagem de plantas anãs com frutos vermelhos, deixou que os descendentes dessas plantas cruzassem entre si, obtendo 320 novas plantas. O número esperado de plantas com o fenótipo desejado pelo agricultor e as plantas que ele deve utilizar nos próximos cruzamentos, para que os descendentes apresentem sempre as características desejadas (plantas anãs com frutos vermelhos), estão corretamente indicados em: a) 16; plantas homozigóticas em relação às duas características. b) 48; plantas homozigóticas em relação às duas características. c) 48; plantas heterozigóticas em relação às duas características. d) 60; plantas heterozigóticas em relação às duas características. e) 60; plantas homozigóticas em relação às duas características. 08. (MACKENZIE) A fibrose cística e a miopia são causadas por genes autossômicos recessivos. Uma mulher míope e normal para fibrose cística casa-se com um homem normal para ambas as características, filho de pai míope. A primeira criança nascida foi uma menina de visão normal, mas com fibrose. A probabilidade de o casal ter outra menina normal para ambas as características é de a) 3/8. b) 1/4. c) 3/16. d) 3/4. e) 1/8. 09. (UNICAMP) Considere um indivíduo heterozigoto para três genes. Os alelos dominantes A e B estão no mesmo cromossomo. O gene C tem segregação independente dos outros dois genes. Se não houver crossing-over durante a meiose, a frequência esperada de gametas com genótipo abc produzidos por esse indivíduo é de a) 1/2. b) 1/4. c) 1/6. d) 1/8. 10. (MACKENZIE) Sabendo que o daltonismo é devido a um gene recessivo localizado no cromossomo X e que a polidactilia é uma herança autossômica dominante, a probabilidade do casal 3X4 ter uma filha normal para ambos os caracteres é a) 1/2 b) 1/6 c) 3/4 d) 1/4 e) 1/8 11. (MACKENZIE) Assinale a alternativa correta a respeito do heredograma acima. a) O indivíduo 1 pode ser homozigoto para o albinismo. b) O casal 1X2 tem 50% de probabilidade de ter uma criança destra e normal para o albinismo. c) Um dos pais do indivíduo 4 é obrigatoriamente canhoto. d) Todos os filhos do casal 6X7 serão albinos. e) Os indivíduos 1 e 8 têm obrigatoriamente o mesmo genótipo. 12. (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 13. (UECE) Sabe-se que em porquinhos da Índia o padrão "pelos lisos" domina sobre o padrão "pelos arrepiados", enquanto a cor negra domina sobre a cor branca, estando os genes determinantes destas características situados em pares de cromossomos homólogos diferentes. Cruzando-se porquinhos com padrão liso e de coloração negra, ambos heterozigotos para os dois 'loci', pode- se afirmar, corretamente, que a razão fenotípica de porquinhos arrepiados e brancos é de a) 9:16 b) 3:8 c) 3:16 d) 1:16 14. (FATEC) Na espécie humana, a habilidade para o uso da mão direita é condicionada pelo gene dominante E, sendo a habilidade para o uso da mão esquerda devida a seu alelo recessivo e. A sensibilidade à feniltiocarbamida (PTC) é condicionada pelo gene dominante I, e a insensibilidade a essa substância é devida a seu alelo recessivo i. Esses dois pares de alelos apresentam segregação independente. Um homem canhoto e sensível ao PTC, cujo pai era insensível, casa-se com uma mulher destra, sensível, cuja mãe era canhota e insensível. A probabilidade de esse casal vir a ter uma criança canhota e sensível ao PTC é de a) 3/4. b) 3/8. c) 1/4. d) 3/16. e) 1/8. 15. (UERJ) Em cães, latir ou não latir durante a corrida são características definidas por um par de genes alélicos. O mesmo ocorre para os caracteres orelhas eretas ou orelhas caídas. Latir enquanto corre e possuir orelhas eretas são características dominantes, enquanto não latir durante a corrida e possuir orelhas caídas são recessivas. Considere o cruzamento entre um casal de cães heterozigotos para ambos os pares de alelos. Neste caso, a probabilidade de que nasçam filhotes que latem enquanto correm e que possuem orelhas caídas é, aproximadamente, de: a) 6,2% b) 18,7% c) 31,2% d) 43,7% 16. (MACKENZIE) Um indivíduo de sangue tipo B, Rh+, filho de pai O, Rh-, casa-se com uma mulher de sangue tipo A, Rh+, que teve eritroblastose fetal ao nascer e é filha de pai do tipo O. A probabilidade de esse casal ter uma criança que possa doar sangue para o pai é de: a) 1/2. b) 1/4. c) 3/4. d) zero. e) 1. PRÉ-VESTIBULAR254 BIOLOGIA II 16 2ª LEI DE MENDEL SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 17. (MACKENZIE) No heredograma a seguir, os indivíduos marcados apresentam um tipo de cegueira noturna. A probabilidade do casal 4X5 ter uma criança de sexo feminino e de visão normal é de: a) 1/6. b) 1/4. c) 1/8. d) 1/2. e) 1/3. 18. (MACKENZIE) Em ervilhas, os genes que determinam sementes lisas e amarelas são dominantes em relação aos genes que determinam sementes rugosas e verdes. Considerando uma planta de sementes lisas e amarelas, diíbrida, assinale a alternativa que apresenta a porcentagem de gametas produzidos por essa planta com pelo menos um gene dominante. a) zero b) 75% c) 50% d) 12,5% e) 25% 19. (MACKENZIE) Um indivíduo daltônico e não míope, filho de pai míope, casa-se com uma mulher normal para ambas as características. O casal já tem uma filha daltônica e míope. Sabendo que o daltonismo é condicionado por um gene recessivo ligado ao sexo e que a miopia é uma herança autossômica recessiva, a probabilidade de terem uma menina normal para ambas as características é de: a) 3/16 b) 1/4 c) 1/16 d) 1/2 e) 9/16 20. (MACKENZIE) A fenilcetonúria e a miopia são doenças decorrentes da ação de genes autossômicos recessivos. Do casamento entre uma mulher normal, filha de mãe com fenilcetonúria e pai míope, com um homem normal para fenilcetonúria e míope, nasceu uma criança de visão normal e fenilcetonúrica. A probabilidade desse casal ter uma criança normal para as duas características é: a) 1/8 b) 1/2 c) 3/8 d) 7/8 APROFUNDAMENTO EXERCÍCIOS DE 01. (UNICAMP) Quando se pretende transformar a espécie X na espécie Y, ambas devem ser unidas por fertilização e, em seguida, os híbridos resultantes devem ser fertilizados como pólen de Y. Depois, das várias proles resultantes, seriam selecionadas aquelas que apresentassem maior semelhança com Y, que novamente seriam fertilizadas com pólen de Y, e assim sucessivamente ateì que, finalmente, Y se mantivesse constante nas gerações seguintes. Por este processo, a espécie teria sido transformada na espécie Y. Adaptado de http://media.wix.com/ugd/ b703be_02adaf2adad94fc08b146c5ab0e4b924. pdf. Acessado em 12/12/2016. O trecho acima, adaptado da tradução do artigo de Gregor Mendel, ilustra o interesse de Mendel na transformação de espécies. a) O processo descrito por Mendel está relacionado com que prática amplamente usada na agricultura? Quais as vantagens da utilização desse processo na agricultura? b) Considerando que a espécie X tenha as características “A” e “B”, que a espécie Y tenha as características “a” e “b” e que os alelos “A” e “B” são dominantes, a partir do cruzamento de X com Y, em quantas gerações todos os descendentes resultantes teriam apenas as características ab? Quais seriam os genótipos formados em cada uma das gerações? 02. (UFPR) Um casal possui os seguintes genótipos: AaB1B2CcIAi e aaB1B2ccIBi. Suponha que as seguintes características são atribuídas a cada gene: A = lóbulo da orelha solto. a = lóbulo da orelha preso. A é completamente dominante. B1 = cabelo crespo. B2 = cabelo liso. B1 e B2 têm dominância incompleta. C = presença de bico de viúva. c = ausência de bico de viúva. C é completamente dominante. IA = antígeno eritrociário A. IB = antígeno eritrocitário B. i = ausência de antígeno. IA e IB são codominantes e ambos têm dominância completa em relação a i. Considerando que os genes em questão são autossômicos e segregam-se independentemente, responda: a) Qual é a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com lóbulo da orelha preso, cabelo liso, sem bico de viúva e sangue do tipo O? (Demonstre seu raciocínio) b) Qual é a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com lóbulo da orelha preso, cabelo crespo, com bico de viúva e qualquer tipo de sangue? (Demonstre seu raciocínio) c) Qual é a probabilidade de esse casal ter um(a) filho(a) com lóbulo da orelha solto, cabelo liso, sem bico de viúva e sangue do tipo AB? (Demonstre seu raciocínio) 03. (UFJF-PISM 3) Em uma determinada raça de gato, a cor e o comprimento da pelagem são controlados por genes autossômicos que podem ser dominantes ou recessivos. A tabela abaixo demonstra as características para esses alelos: Gene Características B pelagem negra b pelagem branca S pelagem curta s pelagem longa Sobre o cruzamento de um gato macho (BbSs) com uma gata fêmea (bbSS) responda: a) Qual a probabilidade de se obterem filhotes brancos com pelos curtos? b) Quais os genótipos dos gametas que podem ser produzidos pela fêmea e pelo macho? c) Se a gata acima cruzar com um gato com pelagem longa, qual é a probabilidade de nascer um descendente com pelagem longa? PRÉ-VESTIBULAR 16 2ª LEI DE MENDEL 255 BIOLOGIA II SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO 04. (FMJ) Certa espécie de roedor possui um alelo A que determina a cor amarela dos pelos e que, em homozigose, é letal na fase embrionária. O alelo a determina a cor aguti dos pelos. Em outro locus, o alelo B determina a cor negra dos olhos e o alelo b, a cor mel dos olhos. Tais loci segregam-se de maneira independente. a) Indique possíveis genótipos de um animal aguti e de olhos negros. Indique o fenótipo de um animal Aabb. b) Considere o cruzamento AaBb x AaBb e determine a probabilidade de nascer um macho aguti com olhos cor de mel. Apresente os cálculos. 05. (EBMSP) Supondo que a cor dos olhos seja definida por um par de genes, se os pais biológicos de uma criança de olhos azuis têm olhos castanhos, então cada um deles deve ter um gene de olhos castanhos e um gene de olhos azuis e para que a criança tenha olhos azuis ela deve herdar genes de olhos azuis de ambos os pais. Com base nessa informação, determine a probabilidade percentual de que esses pais possam ter três filhos de olhos azuis. GABARITO EXERCÍCIOS PROPOSTOS 01. D 02. A 03. E 04. A 05. B 06. B 07. E 08. C 09. B 10. E 11. D 12. A 13. D 14. B 15. B 16. A 17. C 18. B 19. A 20. C EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO 01. a) Os processos descritos por Mendel são os cruzamentos seletivos ou direcionados. As vantagens são a preservação de caracteres de interesse na descendência das plantas cultivadas, como, por exemplo, maior produtividade e resistência às variações de fatores b) ambientais. c) As características a e b, recessivas, estariam fixadassimultaneamente a partir da terceira geração, de acordo com os cruzamentos a seguir: Pais: (X) AABB aabb (Y)× 1 2 F : 100% AaBb aabb (Y) F : 25% AaBb; 25% Aabb; 25% aaBb e 25% aabb × O cruzamento dos descendentes aabb com aabb serão 100% puros (homozigotos) para os caracteres a e b da espécie Y. 02. Pais A B 1 2 1 2Aa B B Cc I i aa B B cc I i× a) 2 2 1 1 1 1 1P(aa B B cc ii) . 2 4 2 4 64 = × × × = b) 1 1 1 1 1 1P(aa B B C _ _ _) 1 . 2 4 2 16 = × × × = c) A B 2 2 1 1 1 1 1P(A _ B B cc I I ) . 2 4 2 4 64 = × × × = 03. A probabilidade de obterem filhotes com pelos brancos e curtos é de 50%, pois BbSs (macho) e bbSS (fêmea) tem os seguintes gametas: BS,Bs,bS,bs (macho) e bS (fêmea). Assim, cruzando-se: M/F BS Bs bS bs bS BbSS BbSs bbSS bbSs bS BbSS BbSs bbSS bbSs bS BbSS BbSs bbSS bbSs bS BbSS BbSs bbSS bbSs BbSS : negros e curtos 50% BbSs : negros e curtos bbSS : brancos e curtos 50% bbSs : brancos e curtos a) Os genótipos produzidos pela fêmea são apenas bS e pelos machos BS,Bs,bS e bs. b) A probabilidade da gata acima (bbSS) cruzar com um gato de pelagem longa _ _ss e nascer descendente de pelagem longa é de 0%, pois de acordo com o cruzamento só haverá Ss (pelagem curta). 04. a) Possíveis genótipos: aaBB, aaBb e aaB_ aaB _ : qualquer uma dessas três formas. Fenótipo de Aabb: pelos amarelos e olhos cor de mel. b) Probabilidade 1/24. Possíveis gametas para AaBb (AB,Ab,aB e ab). Cruzando-se os possíveis gametas indicando as probabilidades e multiplicando. AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb AA é letal, assim AABB,AABb,AABb e AAbb não contam, sobrando 12 possibilidades, sendo que o genótipo de um indivíduo aguti com olhos cor de mel é de 1/12 e caso seja macho, multiplica-se por 1/2, obtendo-se uma probabilidade de 1/24. 05. A probabilidade de um casal, ambos com cor de olhos castanhos (Aa), ter um filho de olhos azuis (aa) é de 1/4 ou 25% de acordo com a tabela abaixo. A probabilidade deste mesmo casal ter três filhos de olhos azuis é de 1/4 x 1/4 x 1/4 = 1/64 ou 1,5625%. H/M A a A AA Aa a aa aa ANOTAÇÕES PRÉ-VESTIBULAR256 BIOLOGIA II 16 2ª LEI DE MENDEL SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO ANOTAÇÕES