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2ª LEI DE MENDEL OU LEI DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE Mendel também estudou a herança de duas ou mais características ao mesmo tempo, fazendo um padrão de combinação entre elas. Daí conclui-se que: “Durante a formação dos gametas, os genes que condicionam 2 ou mais caracteres, separam-se, recombinando-se ao acaso de maneira a estabelecer todas as possíveis combinações entre si”. Veja como Mendel chegou a esta conclusão: Ao trabalhar com ervilhas que apresentam 2 caracteres diferentes: uma com sementes amarelas e lisas e outras com sementes verdes e rugosas. Sabendo que: gene V ⇒ condiciona sementes amarelas; gene v ⇒ condiciona sementes verdes; gene R ⇒ condiciona sementes lisas; gene r ⇒ condiciona sementes rugosas. A 2ª Lei de Mendel é também cognominada Lei da Independência dos Caracteres. Ela abre espaço para o estudo do Diibridismo. “Cada par de alelos age na manifestação do seu caráter como se os demais não existissem”. DIIBRIDISMO É o estudo de como se dá a transmissão genética de dois caracteres ao mesmo tempo numa linhagem de indivíduos, sabendo-se que: cada um desses caracteres são condicionados pela ação de um par de genes, esses dois pares de genes estão em cromossomos diferentes e os gametas são produzidos na mesma proporção. A segunda lei de Mendel não pode ser generalizada como a primeira por que deve obedecer às condições citadas acima. A separação dos cromossomos de certo par, indo cada um deles para um gameta, constitui o fenômeno de DISJUNÇÃO CROMOSSÔMICA, e é ela que determina a segregação independente dos genes, permitindo uma verdadeira análise combinatória entre eles. Ao avaliar um cruzamento de diibridismo, você deve adotar na ordem, a seguinte série de procedimentos: Após ter estudado separadamente o mecanismo de herança dos 7 caracteres das ervilhas, Mendel prosseguiu em seus experimentos, considerando problemas que envolviam dois caracteres ao mesmo tempo, isto é, casos de diibridismo. Como resultado surge o PRINCÍPIO DA SEGREGAÇÃO INDEPENDENTE, conhecido como 2a Lei de Mendel. Quando num cruzamento estão envolvidos dois ou mais caracteres, os fatores que os determinam se distribuem de modo independente um do outro. Desta forma, a Segunda Lei de Mendel ou Lei de Segregação Independente pode ser enunciada da seguinte forma: “Quando dois ou mais genes localizados em cromossomos não homólogos se manifestam, estes se segregam independentemente”. Tomemos um exemplo: em ervilhas as sementes podem ser verdes ou amarelas, quanto à cor e, podem ser lisas ou rugosas quanto à textura. Lisa – R_ Forma Rugosa – rr Sementes Amarela – V_ Cor Verde – vv Cada par de alelos localiza-se num par diferente de cromossomos. Nos gametas, vamos encontrar apenas um gene de cara par. Assim: Genótipo em F1 RrVv Gametas RV Rv rV rv Efetuando-se o cruzamento entre dois heterozigotos para os dois pares de genes, teremos: VR Vr vR vr VR VVRR VVRr VvRR VvRr Vr VVRr VVrr VvRr Vvrr vR VvRR VvRr vvRR vvRr vr VvRr Vvrr vvRr vvrr A proporção fenotípica em F2 será: 9 : 3 : 3 : 1 Isto significa que: 9/16 genótipos apresentarão os dois fenótipos dominantes. 3/16 genótipos apresentarão o primeiro fenótipo dominante e o segundo recessivo. 3/16 genótipos apresentarão o primeiro fenótipo recessivo e o segundo dominante. 1/16 genótipo apresentará os dois fenótipos recessivos. Exemplo de aplicação da 2ª Lei de Mendel Quando trabalhamos com mais de duas características ao mesmo tempo, podemos usar o seguinte recurso, para saber quantos tipos deferentes de gametas o indivíduo irá formar: nº gametas diferentes = 2n, onde n = nº genes em heterozigose Exemplos: AaBbCc ���� 2n = 23 = 8 tipos diferentes de gametas AaBBCcDdEeFfGG ���� 2n = 25 = 32 tipos de gametas EXERCÍCIOS 1. (PUCRJ) Gregor Mendel, através dos seus experimentos com ervilhas (Pisum sativum), demonstrou que a herança de algumas características segue determinados princípios que ficaram conhecidos como “Leis de Mendel”. a) As Leis de Mendel estão diretamente relacionadas a que processo de divisão celular? _____________________________________________ _____________________________________________ ____________________________________ b) Relacione as duas Leis de Mendel aos eventos ocorridos nesse processo de divisão celular. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 2. (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. 3. (UFPB) O aumento da população mundial tem provocado a busca por uma maior produção de alimentos. Dentre as estratégias utilizadas para aumentar a oferta de alimentos, o melhoramento animal, através de cruzamento direcionado, possibilita um ganho de produtividade nas gerações seguintes. Um pequeno pecuarista, de posse desses conhecimentos, para melhorar seu rebanho com relação à produtividade de leite e ao aumento de porte físico dos animais, selecionou uma vaca de seu rebanho, que tinha porte médio e produzia 15 litros de leite por dia, e cruzou com um touro de genótipo aaBb. Sabe-se que: • Cada alelo B contribui com 10 litros de leite por dia e cada alelo b com 5 litros; • O genótipo aa define grande porte; Aa médio porte e AA, pequeno porte. De acordo com essas informações, julgue os itens a seguir relativos aos possíveis resultados desses cruzamentos: ( ) A probabilidade de nascerem indivíduos com porte maior e mais produtivos que a mãe é admissível. ( ) A probabilidade de ocorrer diminuição na produção de leite da prole resultante do cruzamento é de pelo menos 50%. ( ) A probabilidade de nascerem indivíduos de pequeno porte é de 50%. ( ) A probabilidade de nascer um indivíduo de fenótipo igual ao da mãe é de 25%. ( ) A probabilidade de nascerem indivíduos com fenótipo inferior ao da mãe é de 25%. 4. (UFPE) Atualmente, são disponíveis pela internet, testes de paternidade que se baseiam na probabilidade de certas características genéticasherdadas do suposto pai aparecerem no fenótipo da criança. Considerando os genótipos e fenótipos no quadro abaixo, analise as proposições que seguem. Mãe biológica Criança Suposto pai Tipo sanguíneo A (IAI) Rh + (Rr) B (IBI) Rh - (rr) AB (IAIB) Rh - (rr) Cor dos olhos Castanho Claro (BMBA e GAGA) Azul (BABA e GAGA) Castanho Claro (BMBA e GAGA) Orelhas Lóbulo aderente (ss) Lóbulo aderente (ss) Lóbulo solto (Ss) ( ) Como a criança possui olhos azuis, a paternidade do suposto pai está descartada. ( ) Apesar de possuir fator Rh negativo, a criança tinha 50% de chance de nascer com fator Rh positivo e 25% de chance de nascer com sangue tipo B ou tipo A. ( ) Considerando que a cor dos olhos é determinada por pelo menos dois loci gênicos, é possível concluir que o alelo BM é epistático sobre o BA. ( ) Como o pai possui lóbulo da orelha solto, e a mãe lóbulo aderente, a criança tinha 50% de chance de nascer com os lóbulos soltos ou aderentes. ( ) Caso seja confirmada a identidade do pai, é possível concluir que havia 3,12 % de chance de a criança nascer com sangue tipo B, olhos azuis e lóbulo da orelha aderente. 5. (UEPG) De acordo com a segunda lei de Mendel, assinale o que for correto, no que ser refere ao cálculo referente aos tipos de gametas formados por um indivíduo. 01) Considerando-se um indivíduo AaBbcc pode-se esperar que sejam produzidos cinco tipos de gametas diferentes. 02) Considerando-se um indivíduo AabbCc, formam-se quatro tipos de gametas em iguais proporções: ¼ AbC, ¼ Abc, ¼ abC e ¼ abc. 04) Quando se deseja saber apenas o número de tipos diferentes de gametas, pode-se utilizar a seguinte fórmula: 2n, onde n = número de pares de alelos em heterozigose. 08) Considerando-se um indivíduo AaBbCc pode-se esperar que sejam produzidos oito tipos de gametas diferentes. 16) Considerando-se um indivíduo AaBb, como esses pares de alelos segregam-se independentemente, um gameta tem de ter o alelo A e o outro o alelo a; tendo o alelo A, o outro alelo que pode ocorrer nesse gameta é o B ou o b. No indivíduo são formados, então, quatro tipos de gametas em iguais proporções: ¼ AB, ¼ Ab, ¼ aB e ¼ ab. 6. (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. 7. (UFRJ) As variações na cor e na forma do fruto de uma espécie diploide de planta estão relacionadas às variações nas sequências do DNA em duas regiões específicas, vc e vf. Duas plantas dessa espécie, uma delas apresentando frutos vermelhos e redondos (Planta A), outra apresentando frutos brancos e ovais (Planta B), tiveram essas regiões cromossômicas sequenciadas. As relações observadas entre o fenótipo da cor e da forma do fruto e as sequências de pares de nucleotídeos nas regiões vc e vf nessas duas plantas estão mostradas nos quadros a seguir: Planta A Região cromossômica (fenótipo dos frutos) Sequência de pares de nucleotídeos Homólogo 1 Homólogo 2 vc (vermelhos) vf (redondos) Planta B Região cromossômica (fenótipo dos frutos) Sequência de pares de nucleotídeos Homólogo 1 Homólogo 2 vc (brancos) vf (ovais) Identifique as sequências de pares de nucleotídeos das regiões cromossômicas vc e vf de uma terceira ...GAA... ...CTT... ...GAA... ...CTT... ...AGC... ...TCG... ...AGC... ...TCG... ...TAA... ...ATT... ...TAA... ...ATT... ...AGA... ...TCT... ...AGA... ...TCT... planta resultante do cruzamento entre a Planta A e a Planta B. Justifique sua resposta. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ___________________________________________ 8. (UNICAMP) Nos cães labradores, apenas dois genes autossômicos condicionam as cores preta, chocolate e dourada da pelagem. A produção do pigmento da cor preta é determinada pelo alelo dominante B e a do pigmento chocolate, pelo alelo recessivo b. O gene E também interfere na cor do animal, já que controla a deposição de pigmento na pelagem. A cor dourada é determinada pelo genótipo ee. Uma fêmea dourada cruzou com um macho chocolate e teve filhotes com pelagem preta e filhotes com pelagem chocolate, na mesma proporção. Quando essa mesma fêmea dourada cruzou com um macho preto, nasceram oito filhotes sendo um chocolate, três pretos e quatro dourados. a) Qual o genótipo da fêmea mãe? Identifique e explique o tipo de interação gênica observada entre os genes envolvidos. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ______________________________ b) Quais são os genótipos do cão preto (pai) e do seu filhote chocolate? Mostrar como chegou à resposta. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ 9. (UFLA) Oitenta células de um animal com a constituição apresentada na figura sofrem meiose. O número de espermatozoides diferentes produzidos por esse animal e o número de espermatozoides com a constituição AbGm será, respectivamente: a) 16 e 40 b) 8 e 20 c) 16 e 20 d) 8 e 40 10. (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 11. (UFJF) O esquema a seguir ilustra de forma sintética o processo de formação de gametas (meiose) de um indivíduo de genótipo AaBb. a) Complete o esquema: b) Qual é a probabilidade deste indivíduo formar o gameta ab? Justifique sua resposta. _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ____________________________________________ c) Qual é a importância da meiose para a manutenção de uma espécie? _____________________________________________ __________________________________________________________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ___________________________________________ d) Considere que os genes A e B estão envolvidos na determinação da cor das flores. O alelo A permite a formação de pigmentos e é dominante sobre o alelo a, que inibe a manifestação da cor. O alelo B determina a cor vermelha e é dominante sobre o alelo b, que determina a cor rosa. Se uma planta de flores vermelhas, oriunda das sementes de uma planta de flores brancas (aabb), é autofecundada, que fenótipos são esperados na descendência e em que proporções? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ___________________________________________ 12. (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 13. (PUCMG) As pimentas são originárias das Américas e parece que já eram cultivadas pelos índios entre 5.200 e 3.400 a.C. Das espécies do gênero 'Capsicum', a mais difundida é a 'Capsicum annuum', à qual pertence o pimentão. Quatro variedades de pimentões com cores diferentes podem ser produzidas de acordo com o esquema a seguir. Somente alelos dominantes produzem enzimas funcionais. O cruzamento de uma planta com pimentões amarelos com uma planta com pimentões marrons gerou descendentes que produziam frutos com os quatro fenótipos. Analisando as informações acima e de acordo com seus conhecimentos, é INCORRETO afirmar: a) Espera-se do cruzamento parental que a maioria dos descendentes produza frutos vermelhos. b) Do cruzamento parental, espera-se que 1/4 dos descendentes produza frutos amarelos. c) O cruzamento dos descendentes vermelhos produz, em F2, 1/16 de descendentes verdes. d) O cruzamento de plantas duplo-homozigotas nunca produz diretamente os quatro fenótipos. 14. (UFU) Na espécie humana, assim como em todas as outras espécies de seres vivos, existem vários fenótipos dos quais as heranças provêm de um par de alelos com relação de dominância completa. Dentre esses fenótipos podem ser citados: 1) sensibilidade gustativa para feniltiocarbamida (PTC) é dominante sobre a não sensibilidade; 2) a forma do lobo da orelha, lobo solto é dominante sobre lobo aderente; 3) a capacidade de dobrar a língua é dominante sobre a incapacidade de fazê-lo. Um casal, cujo marido tem lobo da orelha aderente, é heterozigoto para a sensibilidade ao PTC e não é capaz de dobrar a língua. A esposa tem heterozigose para a forma do lobo da orelha, para a sensibilidade ao PTC e para a capacidade de dobrar a língua. Com base nesses conhecimentos, qual é a probabilidade deste casal ter uma criança masculina e com lobo da orelha aderente, não sensível ao PTC e não ser capaz de dobrar a língua? _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ _____________________________________________ ____________________________________________ 15. (PUCSP) De acordo com a segunda lei de Mendel, o cruzamento AaBbCc × aabbcc terá chance de produzir descendentes com genótipo AaBbCc igual a: a) 1/2 b) 1/4 c) 1/8 d) 1/16 e) 1/64 Gabarito 1: a) Meiose. b) 1ª Lei de Mendel (Lei da Segregação) – Segregação dos cromossomos homólogos na meiose I. 2ª Lei de Mendel (Lei da Distribuição Independente) – Distribuição independente dos cromossomos homólogos na meiose I. 2: [E] Alelos: A (alta) e a (anã)/ V (vermelha) e v (amarela). Pais: AAVV x aavv F1: AaVv F2: 9 (A_V_); 3 (a_vv); 3 (aaV_); 1 (aavv). P (aaV_) = 3 x 320 60 16 = . As plantas aaVV sempre produzirão, por autofecundação, descendência anã com frutos vermelhos. 3: V - F - F - V - F. B 10 litros de leite b 5 litros de leite alelos A pequeno porte a grande porte − − − − Pais: AaBb x aaBb AB Ab aB ab aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb Filhos: 1/8 (12,5%) AaBB - médio porte/ 20 litros de leite; 1/4 (25%) AaBb - médio porte/ 15 litros de leite; 1/8 (12,5%) aaBB - grande porte/ 20 litros de leite; 1/4 (25%) aaBb - grande porte/ 15 litros de leite; 1/8 (12,5%) Aabb - médio porte/ 10 litros de leite; 1/8 (12,5%) aabb - grande porte/ 10 litros de leite; 4: F - F - F - V - V. A paternidade não pode ser descartada, visto que o pai é portador do alelo para olhos azuis. A probabilidade de a criança nascer do tipo B ou do tipo A é, respectivamente, de 25% e 50%. Epistasia ocorre quando um gene inibe a expressão de outro gene não alelo. A relação entre os alelos BM e BA é de dominância. 5: 02 + 04 + 08 + 16 = 30. O número de tipos de gametas é dado pela relação 2n, onde n é o número de pares heterozigóticos presentes no genótipo. Assim, o genótipo AaBbcc formará 22 = 4 tipos de gametas. 6: [B] O genótipo heterozigoto é representado por AB/ab Cc. Dessa forma, considerando o princípio da segregação independente, serão formados quatro tipos de gametas: ABC, ABc, abC e abc. A frequência do gameta abc é, portanto, igual a ¼. 7: As plantas “A” e “B” são homozigóticas para as regiões vc e vf, logo, cada uma delas produzirá apenas um tipo de gameta em relação a essas regiões. A planta resultante do cruzamento será necessariamente heterozigótica. 8: a) A fêmea mãe tem o genótipo Bbee. Interação gênica é quando um ou mais genes, localizados ou não no mesmo cromossomo, agem conjuntamente na determinação de uma característica. A interação gênica observada entre os genes envolvidos na determinação da cor da pelagem de labradores é denominada epistasia. Nesse tipo de interação, o gene “e” impede a expressão dos alelos de outro par, ou seja, impede a deposição de pigmento na pelagem, fazendo com que o In te rb its ® animal adquira uma coloração dourada. Como esse gene atua apenas se estiver em dose dupla (ee), trata- se de um caso de epistasia recessiva. b) O cão preto (pai) tem o genótipo BbEe e o seu filhote chocolate tem o genótipo bbEe. Como o pai é preto, deve ter pelo menos um gene dominante de cada lócus (B_E_). Tendo um filho chocolate (bbE_), obrigatoriamente deve ter um gene recessivo b (BbE_). Como teve também quatro filhotes dourados (_ _ee), também deve ter obrigatoriamente um gene recessivo e, sendo seu genótipo, então, BbEe. O seu filhote chocolate, para ter essa cor deverá ter obrigatoriamente dois genes recessivos b e pelo menos um gene E dominante (bbE_). Como sua mãe é dourada (Bbee) ele deverá obrigatoriamente receber um gene recessivo e de sua mãe, ficando assim, com o genótipo bbEe. 9: [C] O número de espermatozoidesdistintos formados pela meiose dessas células é 2n (n = número de pares heterozigóticos do genótipo). Logo, n2 = 24 = 16 tipos diferentes de gametas. As 80 células formarão 320 células ao término da meiose, das quais 20 terão a composição AbGm. 10: [A] 11: a) b) P(ab) = P(a) × (b) = 1/2 × 1/2 = 1/4 c) O processo de formação de gametas (meiose) é importante porque promove a variabilidade genética e mantém constante o número cromossômico da espécie. d) Planta de flores vermelhas AaBb AaBb × AaBb (autofecundação) A_ B_ 9 vermelhas A_ bb 3 rosas AaB_ 3 brancas Aabb 1 branca 9/16 vermelhas : 3/16 rosas : 4/16 brancas 12: [D] 13:[A] 14: Aabbcc × AaBbCc Homem e aabbcc (1/2) × (1/4) × (1/2) × (1/2) = 1/32 15: [C]
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