As bases da hereditariedade

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 Ciências da Natureza e suas 
Tecnologias - Biologia
Ensino Médio, 3º Ano
As bases da hereditariedade
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“TAL PAI, TAL FILHO...”
BIOLOGIA, 3º Ano do Ensino Médio
As bases da hereditariedade
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Primeiras ideias sobre herança biológica
“TAL PAI, TAL FILHO...”
Perguntas como essa sempre foram alvo de muita especulação desde o início das civilizações e têm despertado a curiosidade do ser humano!
Mas como características hereditárias são transmitidas de pais para filhos?
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As origens da Genética:
 a herança biológica desafia a curiosidade das pessoas desde a pré-história;
 o conhecimento empírico permitiu a produção de diversas plantas para o cultivo e a seleção de animais domésticos.
ATUALIDADE: a seleção de plantas e animais também pode trazer sérios problemas para a vida das pessoas, como o que aconteceu com a introdução do caramujo africano.
Quer saber mais? Acesse o site: http://chc.cienciahoje.uol.com.br/caramujo-africano-problema-gigante/ > Acesso em: 17 de maio de 2012.
 
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Na Grécia antiga, os filósofos divergiam com muitas ideias para explicar os mecanismos de hereditariedade. Vejamos algumas dessas ideias:
Os filósofos gregos e a hereditariedade
Homens e mulheres tinham sêmen que se originavam no cérebro.
O calor do útero era decisivo na determinação do sexo. Útero quente originava meninos e útero frio originava meninas.
O sêmen ocorria apenas no homem e continha o protótipo do novo ser. Anaxágoras postulou a “Teoria direita e esquerda”: meninos eram gerados no lado direito; meninas, no lado esquerdo.
Alcmeon (500 a.C.)
Empédocles (492-432 a.C.)
Anaxágoras (500-428 a.C)
AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.
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Tema para discussão
Diante das ideias apresentadas pelos filósofos gregos, o papel da mulher na reprodução era visto de modo inferior ao dos homens. A compreensão de que a herança biológica se baseia na transmissão de informações hereditárias contidas nos genes e de que homem e mulher têm igual participação na continuidade da vida abriu caminho para a queda de concepções errôneas. 
A genética humana e o preconceito
Pesquise em livros, jornais ou internet sobre o conhecimento da genética, explorando os domínios políticos, para justificar atitudes preconceituosas, como por exemplo, perseguição de grupos étnicos na história do mundo.
Anote suas observações e descreva um texto com argumentos contrários a tais atitudes.
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Hipócrates e a teoria da Pangênese
Hipócrates, conhecido como o “Pai da Medicina”, defendia a hipótese da Pangênese, segundo a qual cada órgão do corpo de um ser vivo produzia gêmulas que continham as informações hereditárias transmitidas aos descendentes. Isso explicaria as semelhanças entre pais e filhos.
Figura 1- Hipócrates(460-370 aC.): defensor da pangênese.
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Imagem: Hippocrates pushkin02 / autor: shakko / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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Aristóteles discordava da ideia da Pangênese
Figura 2- Aristóteles (384-322 a.C.): elaborou hipóteses pioneiras sobre a herança biológica.
Aristóteles, filósofo grego que viveu um século depois de Hipócrates, escreveu um tratado sobre a reprodução e a hereditariedade dos animais, descrevendo quatro tipos de reprodução entre os seres vivos: reprodução assexuada por brotamento; reprodução sexuada com cópula; reprodução sexuada sem cópula e geração espontânea ou abiogênese. Pronunciou duras críticas à Teoria da Pangênese, por não explicar como seriam produzidas gêmulas de características como tom da voz, jeito de andar e formas de comportamentos.
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Imagem: Aristotle Altemps Inv8575 / autor: Jastrow (2006) / public domain
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Defesas de Aristóteles
 desenvolvimento normal do feto: qualidades do pai prevaleceria;
 falhas no feto: novo ser seria parecido com a mãe;
 falhas maiores fariam prevalecer as características dos avós e, sucessivamente, de ancestrais mais distantes, até o limite de ser gerado um ser malformado, um monstro.
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 Contribuição diferencial dos sexos: 
Fonte: AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.
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Linha do tempo: marcos da genética 
Construa uma linha do tempo sobre os principais avanços da Genética que ocorreram no século XX. Anote sua pesquisa em um editor de texto (Word, por exemplo). Salve seu trabalho para eventual consulta.
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As bases da hereditariedade
 Willian Harvey (1578-1657): médico inglês, propôs que todo ser animal se origina de um ovo. Ele acreditava que o ovo produzido pela fêmea necessitava ser fertilizado pelo sêmen do macho, se opondo a geração espontânea, muito difundida na época.
 Nehemia Grew (1641-1711): botânico inglês, sugeriu ser o grão de pólen o elemento masculino das plantas com flores.
Contribuições importantes para o conhecimento da herança biológica
Figura 3 - Willian Harvey: primeiras ideias sobre fertilização.
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Imagem: SS-harvey / autor: Cornelius Jansen / public domain
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Pré-formação X Epigênese
pré-formação ou pré-formismo: afirmava que, em um dos gametas masculino ou feminino, já havia um ser pré-formado. Duas correntes, então, dividiam a opinião dos estudiosos da época: os ovistas defendiam que o ser pré-formado estaria no óvulo; e os espermatistas, que o ser pré-formado estaria no esperma;
epigênese: essa teoria afirmava que o ovo fertilizado continha um material inicialmente amorfo e homogêneo que iria se estruturando ao longo de desenvolvimento do novo ser.
Primeiras ideias sobre fertilização:
Figura 4 - Ilustração de um homúnculo feita em 1694.
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Imagem: HomunculusLarge / autor; Nicolaas Hartsoeker / public domain
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A descoberta dos gametas
Alguns avanços foram decisivos para o desenvolvimento da Genética:
 Antonie van Leeuwenhoeok (1632-1723) descobre que o sêmen contém estruturas microscópicas com longas caudas;
 Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905) comprovou que os espermatozoides eram formados nos testículos;
 Karl Ernest von Baer (1792-1876) estudou os gametas femininos, contribuindo para a futura compreensão dessas células.
Figura 5- A descoberta dos gametas foi um dos pontos fundamentais para o estudo da herança biológica.
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Imagem: Gray3 / autor: Parte de Gray's Anatomy, / public domain
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Gametas e fecundação
A partir da segunda metade do século XIX, consolidou-se a ideia de que tanto na reprodução de plantas como na de animais, a formação de um novo ser envolve a fusão de uma célula masculina e outra feminina. 
Figura 6- processo da fecundação 
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Imagem: 06fertilizado / autor: ScienceGenetics / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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Articuladores da teoria celular
Em 1873, surgiram as primeiras descrições sobre a divisão celular. As ideias e convicções de alguns cientistas levaram à conclusão de que a célula é o constituinte fundamental dos seres vivos. Esse evento foi um marco na história da ciência. 
Figura 7 - Mathias Jacob Schleiden (1804-1881)
Figura 8 - Theodor Schwann (1810-1882)
Figura 9 - Rudolph Virchow (1821-1882
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Imagens da esquerda para direita: (a) PSM V22 D156 Matthias
Jacob Schleiden / autor: Desconhecido / public domain; (b) TheodorSchwann / autor: Desconhecido / public domain; (c) Rudolf Ludwig Karl Virchow / autor: Desconhecido / public domain
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Organizando as ideias
Você acha que a ciência proporciona um conhecimento verdadeiro aceito por todos?
O conhecimento científico sempre traz benefícios ou melhoras para a vida das pessoas?
Os cientistas são pessoas inteligentes, estranhas que vivem trancadas em seus laboratórios?
Como vimos, as descobertas científicas são fruto de um trabalho de cooperação e busca conjunta entre os pesquisadores. 
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Pesquisadores notáveis
No Brasil, temos muitos pesquisadores que desenvolveram trabalhos de referência mundial e contribuíram para o desenvolvimento científico nacional.
Acesse o site e saiba um pouco mais sobre a vida e obra de alguns cientistas brasileiros que se destacaram na área da genética.
http://www.canalciencia.ibict.br/menu/listaNotaveis.html > Acesso em: 16 de maio de 2012.
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A descoberta dos cromossomos
Algumas observações merecem destaque:
verificou-se que o número, a forma e o tamanho dos cromossomos variam entre as espécies;
entre indivíduos da mesma espécie, o número de cromossomos é constante;
o conjunto de cromossomos típico de cada espécie é denominado cariótipo.
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A mitose e os cromossomos
Walter Flemming analisou as formas e os aspectos dos cromossomos detalhadamente durante as fases da mitose. 
Ele observou que os filamentos cromossômicos se tornam progressivamente mais grossos, separam- se em dois grupos e migram para as células-filhas.
Figura 10- representação das fases da mitose . 
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Imagem: Gray2 / autor: Parte de Gray’s Anatomy / public domain
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Se o óvulo e o espermatozoide se fundem juntando os seus cromossomos para formar um novo indivíduo, por que o número cromossômico não dobra a cada geração?
Os embates da ciência
Em 1885, o biólogo August Friedrich Weismann (1834-1914) formulou a hipótese de que, durante a formação dos gametas, ocorreria uma redução do número de cromossomos para a metade do número presente na célula-mãe. 
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A meiose e os gametas
Na formação dos gametas, ocorrem duas divisões sucessivas. Esse processo é atualmente conhecido como meiose.
Figura 11- esquema da meiose com um par de cromossomos homólogos.
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Imagem: MajorEventsInMeiosis variant pt / autor: Jakov, tradução por PatríciaR / public domain
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O trabalho de Mendel
Gregor Mendel dedicou-se a estudar a hibridação de plantas e realizou experimentos com ervilhas. Em 1863, descobriu, por meio de cruzamentos entre variedades contrastantes, que as características hereditárias são herdadas de acordo com regras bem definidas. 
Figura 12 - Gregor Mendel (1822-1884), o monge que lançou as bases da hereditariedade. 
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Imagem: Mendel Gregor 1822-1884 / autor: Parte de The History of Biology de Erik Nordenskiöld / public domain
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A descoberta da Lei da Segregação
35 anos depois, outros cientistas chegaram às mesmas conclusões que Mendel sobre as leis que regem a hereditariedade.
Aplicando conhecimentos: pesquise sobre variedades de plantas que, por meio de técnicas de melhoramento genético, tornaram-se mais produtivas e mais nutritivas. Registre suas observações.
Você acha que os avanços da genética têm contribuído para o bem-estar de populações em desenvolvimento?
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Teoria Cromossômica da Herança
O estudo do comportamento dos cromossomos durante as divisões celulares - mitose e meiose - foi fundamental para o desenvolvimento da genética. Em 1903, os cientistas Walter Sutton (1877-1916) e Theodor Boveri (1862-1915) confirmaram que os cromossomos são a base física da herança genética.
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Figura 13 - Walter Sutton (1877-1916)
Figura 14 - Theodor Boveri (1862-1915)
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Imagem: Walter sutton / autor: Desconhecido / public domain
Imagem: Theodor Boveri / autor: Desconhecido / public domain
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Teoria Cromossômica da Herança
Na década de 1910, o pesquisador Thomas Morgan e seus colaboradores estabeleceram as bases da Teoria Cromossômica da Herança, realizando uma série de experimentos com a mosca-do-vinagre (Drosophila melanogaster). Estudando milho, Barbara McClintock, pesquisadora norte-americana, também confirmou que os fatores hereditários estavam localizados nos cromossomos.
Figura 15 - Thomas Morgan(1866-1945).
Figura 16 – Barbara McClintock (1902-1992)
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Imagem: Thomas Hunt Morgan / autor: Desconhecido / public domain
Imagem: Barbara McClintock at C.S.H. 1947-2 / autor: Desconhecido / public domain
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A descoberta do modo de ação do gene
Em meados de 1930, os cientistas George W. Beadle (1903-1989) e Edward Tatum (1909-19775) descobriram, por meio de experimentos com moscas e, posteriormente, com fungos, que os genes atuam no controle e na síntese de enzimas. Os resultados desses experimentos consolidaram a teoria um gene - uma enzima, sendo ampliada para um gene - um polipeptídeo. 
HORA DA LEITURA: leia o texto A vida nas pontas dos cromossomos disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/revista-ch-2006/229/a-vida-nas-pontas-dos-cromossomos > Acesso em :17 de maio de 2012. 
Faça um resumo dos pontos mais importantes da leitura do texto.
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Ferramentas da ciência
Após a descoberta da natureza química do material genético e da elucidação do modelo da estrutura molecular do Ácido Desoxirribonucleico (DNA), pelos cientistas James Watson e Francis Crick em 1952, a biologia molecular tomou novos rumos.
O Projeto Genoma Humano, iniciado em 1990, procura descobrir a posição e o sequenciamento das bases de cada gene. Em abril de 2003, foi estabelecida a sequência de 99,99% dos genes humanos. A mídia não se cansou de repetir que os conhecimentos gerados iriam revolucionar a medicina.
 
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Ciência, tecnologia e sociedade
Atualmente, com os avanços da genética, algumas questões polêmicas
são divulgadas em jornais, sites e outras mídias.
Como a sociedade participa dos debates científicos?
 Qual a importância dessa participação?
Escolha um tema polêmico relacionado com a manipulação genética e seres humanos. Pesquise sobre as implicações políticas, religiosas, sociais e econômicas relacionadas a ele. Anote suas observações e conheça opiniões de pessoas do seu convívio sobre o tema. Discuta argumentos contra e a favor.
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Os eleitos pela Genética
“(...) ‘Vamos ter de conviver, cada vez mais, com informações sobre o nosso DNA’, diz o especialista em reprodução humana Eduardo Motta, de São Paulo. De fato, a seleção genética da espécie pode nos conduzir a outra relação com o tempo e com nós mesmos. Graças a ela, investiga-se o passado para melhorar o futuro das próximas gerações. Esse conhecimento antecipado sobre riscos potenciais à saúde ou determinadas características comportamentais, no entanto, deve influenciar também a maneira como cada um se comporta no seu dia a dia. ‘A vida não é só gene’, lembra Eduardo Motta. ‘De nada adiantaria selecionar um embrião sem o código do colesterol elevado se a pessoa mantiver um estilo de vida pouco saudável’. Assim, na nova era da seleção genética, não
se deve abandonar o velho conceito de que, antes de tudo, é preciso saber viver bem o presente.”
 Tarantino, M. C. R. Os Eleitos. Revista Superinteressante. Disponível em: http://www.istoe.com.br/reportagens/5420_OS+ELEITOS+PELA+GENETICA > Acesso em maio de 2012.
É interessante ler
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Refletindo e concluindo
Como vimos, a partir dos muitos questionamentos e das muitas tentativas de respondê-los, foi que a humanidade chegou até aqui.
 É, portanto, um privilégio poder acompanhar essa evolução. Você não acha?
Avalie o que você aprendeu durante a apresentação da aula e exponha suas ideias e opiniões escrevendo um texto argumentativo sobre o que a Genética tem a ver com a sua vida. 
Bom trabalho!
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Referências 
AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia das Populações, v3. São Paulo: Editora Moderna, 2010.
BIZZO, N. Ciências: fácil ou difícil? São Paulo: Ática, 1998.
JÚNIOR, C.S.; SASSO, N.S.; JÚNIOR, N.C. Biologia, v3. São Paulo: Editora Saraiva, 2010.
LAURENCE, J.; MENDONÇA, V. Biologia: Ser humano, Genética e Evolução, v3., São Paulo: Editora Nova Geração,2010.
LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia hoje: genética, evolução e ecologia. São Paulo: Editora Ática, 2011.
LOPES, S.; ROSSO, S. Bio:v.2, 1ªed. São Paulo: Saraiva, 2010.
MARANDINO, M.; SELLES, S.E.; FERREIRA, M.S. Ensino de Biologia: histórias e práticas em diferentes espaços educativos. São Paulo: Editora Cortez, 2009.
PESSOA, O. Frota. Biologia. v. 3, São Paulo: Scipione, 2005.
PEZZI, A.; GOWDAK, D.O.; MATTOS, N.S. Biologia: genética, evolução e ecologia, v3. São Paulo: FTD, 2010.
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POZZO, J. I.; CRESPO, M. A.G. A aprendizagem e o ensino de ciências: do conhecimento cotidiano ao conhecimento científico. Porto Alegre: Artmed, 2009.
SANTOS, F.S. (Org.) Biologia:ser protagonista .v3. São Paulo: Edições SMS, 2010.
TARANTINO, M. C. R. Os Eleitos. Revista Superinteressante. Disponível em: http://www.istoe.com.br/reportagens/5420_OS+ELEITOS+PELA+GENETICA > Acesso em maio de 2012. 
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