En el jardín del Monasterio...

Curso Expertos- Unidad didáctica

Nora Besso

“EN EL JARDÍN DEL MONASTERIO” Destinatarios: Alumnos de 9º año Institución: DAD, UNCuyo Espacio curricular: Ciencias Naturales Bloque temático:

UNIDAD 3  Interacciones de los seres vivos entre sí y con el medio: Ideas de Lamarck y de Darwin. Premisas básicas de la selección natural.  Unidad y diversidad: Introducción a la genética. Reproducción celular: formación de nuevas células. Condición de haploide y diploide en eucariotas. Experiencias de Mendel y origen de la variabilidad.

Unidad didáctica: Experiencias de Mendel y origen de la variabilidad.

Título: EN EL JARDÍN DEL MONASTERIO

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PRESENTACIÓN Apenas Charles Darwin publicó “El origen de las especies” en 1859, se hizo evidente en la comunidad científica que había que dilucidar los misterios que gobernaban la herencia.

La Teoría de la Selección Natural descansaba sobre la idea de que los individuos con características más ventajosas dejarían más descendencia y en que, si esas características eran heredables, estarían presentes en mayor abundancia en generaciones sucesivas.

Desde siempre se sabe que las características de los progenitores son determinantes en su descendencia; basta con observar un grupo de individuos emparentados para notar las coincidencias.

Durante la segunda mitad del Siglo XIX, en el Monasterio de Brünn, el clérigo Gregor Mendel, aislado de todos los científicos de su época, llevó a cabo una serie de experiencias que dieron respuesta a las cuestiones planteadas logrando develar los mecanismos y las leyes que regulan la herencia de las características físicas.

PARA COMENZAR Lectura ¿A QUIÉN SE PARECE? Cuando Martín y Ana se enteraron de que iban a tener un bebé, la noticia los llenó de alegría. Durante los primeros meses del embarazo, se preguntaban si sería varón o nena.

Luego, cuando las ecografías confirmaron que era un varón comenzaron a pensar de qué color serían sus ojos y su pelo, cuándo le saldría el primer diente, cuándo diría su primera palabra y cuándo empezaría a caminar. Los meses pasaron y nació Lautaro, un gordito rubio y de ojos celestes como el cielo. Y toda la familia empezó a dar su opinión. “Tiene tu nariz” le dijo Clara a su hijo Martín. “Pero las orejitas son iguales a las de la madre”, dijo Estela, la mamá de Ana. “A mí me parece igualito a mi hermano Esteban, el que vive

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en Australia, cuando era chiquito”, dijo Alberto, el padre de Ana y abuelo de Lautaro.

“Eltío Esteban es rubio y de ojos celestes?, preguntó Martín. “Porque Ana y yo tenemos los ojos marrones. Y Ana no tiene ese color de pelo, se tiñe hace años” Cuando Martín y Ana dejaron la clínica y regresaron a casa con Lautaro, los abuelos los esperaban con fotos familiares para seguir buscando parecidos.

Actividad

¿Te parece extraño que Lautaro tenga los ojos celestes siendo que los padres los tienen marrones? ¿Es posible que Lautaro se parezca al hermano de uno de sus abuelos?

¿Cómo se explica que Lautaro se parezca en parte a su mamá y en parte a su papá? ¿Será una mezcla de los dos?

¿Por qué Martín piensa que Lautaro no puede tener el color de pelo que actualmente tiene su mamá?

¿Qué convierte a una característica en heredable y cómo se hereda?

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OBJETIVOS GENERALES       

Conocer los principios básicos de la genética tradicional y de los procesos de la transmisión hereditaria.

Diferenciar los conceptos: genotipo/fenotipo, dominante/recesivo, homocigota/heterocigota, gen/ alelo, cromosoma/locus, híbrido/ línea pura Adquirir un vocabulario específico que facilite la comunicación y la interpretación de información Predecir los resultados de distintos tipos de cruzamiento.

Resolver situaciones problemáticas basadas en los diferentes mecanismos de transmisión hereditaria.

Valorar los aportes de los hombres de ciencia al desarrollo del conocimiento científico.

Potenciar el aprendizaje independiente.

ESQUEMA DE RESUMEN DE CONTENIDOS Durante gran parte de la historia de la humanidad las personas desconocían los detalles científicos de la concepción y de cómo trabajaba la herencia.

Las actuales teorías sobre los mecanismos de la herencia se basan en realizados por Gregor Johann Mendel.

los trabajos

Mendel fue un monje austriaco que había estudiado Matemática y Ciencias en la Universidad de Viena. Estos conocimientos le permitieron plantear sus experimentos y analizar los datos obtenidos de forma adecuada.

Los experimentos que lo llevaron a descubrir las leyes de la herencia, conocidas como leyes de Mendel, en su honor, fueron efectuados con plantas de arvejas en un pequeño jardín anexo a su convento.

Con gran acierto, Mendel seleccionó estas plantas para sus experimentos, pues son plantas fáciles de cultivar y producen muchas generaciones en poco tiempo. Además, la estructura que tienen las flores de esta planta, permite la autofecundación, lo que hace posible conservar variedades puras y facilita el control de los experimentos.

La contribución de Mendel fue excepcional en razón del enfoque metodológico utilizado para definir el problema, el uso de variables claramente entendibles y la aplicación de la estadística al resultado experimental.

Usando plantas de arvejas y el método estadístico, Mendel fue capaz de demostrar que los caracteres pasan de los padres a los hijos a través de la herencia de los genes y estableció las leyes de la Genética Clásica

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DESARROLLO DE CONTENIDOS

Citología

Biología

Anatomía y fisiología humana Evolución

Química

CIENCIAS

Genética

NATURALES

Física

Genética clásica

Leyes de Mendel

Ciencias de la Tierra

TEMÁTICA DE ESTUDIO Gregor Mendel El padre de la genética clásica Para conocer algunos aspectos del trabajo de Mendel, escuchemos el siguiente audio:

gregorjohannmendel-cienciaalgomas-ivoox595012.mp3 (Línea de comandos)

Su contexto histórico El trabajo de Mendel, llevado a cabo en un tranquilo jardín del monasterio marca el comienzo de la Genética Moderna. Su intención era demostrar, en el terreno

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experimental, cuál era el origen de las especies, dilema que durante el siglo XIX atrajo la atención de muchos naturalistas del mundo.

Mendel no logró explicar el origen de las especies, pero sí logró establecer algunos principios que regulan la herencia de algunos caracteres de los individuos de generación en generación.

Presentó sus experimentos en 1865, momento en el cual la Teoría celular era comúnmente aceptada, se había descripto el núcleo celular y se había publicado El Origen de las especies de Darwin.

Sin embargo, el trabajo de Mendel yacía sin ser leído ni apreciado en un polvoriento volumen de los "Anales de la Sociedad de Historia Natural de Brunn" Pasaron más de 35 años hasta que, en 1902, tres científicos redescubrieron su trabajo de forma totalmente independiente y reconocieron que era un estudio riguroso, brillante y acertado.

Fue entonces cuando todos los ensayos que un perseverante monje había desarrollado entre las sombras y claros de un cuidado jardín de monasterio, por fin vieron la luz para la humanidad.

Sus trabajos Entre 1856 y 1863, Mendel cultivó y estudió al menos 28.000 plantas de arveja (Pisum sativum) analizando con detalle siete pares de características de la semilla y de la planta.

Haciendo las los los

click aquí, investigar y transcribir: características de las plantas de arvejas estudiadas motivos por los que Mendel eligió estas plantas para sus estudios aciertos de Mendel

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Sus experimentos: ¿Cómo era el protocolo de trabajo seguido por Mendel?

Mendel empleó variedades de plantas que sometió a prueba durante dos años para comprobar que todas producían descendencia constante. Es decir, si las características de una variedad eran que todas las plantas producían semillas amarillas, comprobaba durante dos generaciones sucesivas de autofecundación que todas las semillas de la variedad eran amarillas.

Investigar en este enlace http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mendel/mendel.htm#Esquema cruzamientos para: 1) Esquematizar los cruzamientos que realizaba Mendel para cada carácter

2) Indicar a qué individuos llamaba Mendel líneas puras y a cuáles híbridos.

3) Explicar el concepto de cruzamientos recíprocos y retrocruzas para qué los realizaba

e indicar

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Su Primera Ley Cruzó una línea pura de plantas con flores de color lila con una línea pura de otra que producía flores de color blanco. Los cruzamientos como éste, en los que se tiene en cuenta un solo carácter se denominan cruzamientos monohíbridos.

X

TODAS LAS PLANTAS QUE OBTUVO TENÍAN

!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Mendel esperaba que las flores fuesen blanco- liláceas o lila claro. Sin embargo, todas las plantas tenían flores del mismo color que el de una de las plantas parentales: lila! ¿Qué te parece que ocurrió con el carácter flor blanca?

Lo mismo sucedió con los restantes pares de caracteres: color y textura de la semilla, altura de la planta, posición de las flores par de caracteres elegidos, forma y color de la vaina. Además, este resultado era independiente de la dirección en la que se había llevado a cabo el cruzamiento.

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Interpretación de los resultados Mendel usó letras mayúsculas para denominar a los factores dominantes y minúsculas para los recesivos. Estos factores hoy se conocen como GENES siendo, los alelos, las alternativas (en este caso: B y b) en que se presenta cada gen.

Generación parental

Gametas

Generación filial 1(F1)

Estos resultados le permitieron enunciar la PRIMERA LEY O LEY DE LA UNIFORMIDAD: “Cuando se cruzan dos variedades individuos de raza pura (homocigotas) para un determinado carácter, todos los híbridos (heterocigotas) de la primera generación son iguales”.

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Algunos caracteres hereditarios dominantes en la especie humana

Hoyuelos

Pico de viuda

Plegar la lengua Pulgar de hacer dedo

Lóbulo separado

Enanismo

Una señora que posee hoyuelos se casa con un señor que no los posee. Los padres de la mujer y todos sus abuelos también poseen hoyuelos. En la familia del señor no se conoce que haya alguno que los tenga. Indicar los genotipos del señor y de la señora y el genotipo y el fenotipo que tendría el hijo de ambos.

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Su segunda Ley Al año siguiente, Mendel plantó las semillas de la F1 (híbridos: Bb) y permitió que las plantas se autofecunden.

X

5474

Generación filial 2 (F2)

1850

¡El carácter recesivo reaparece en la F2 y de cada cuatro plantas una tiene fenotipo recesivo! ¿Cuál sería tu hipótesis para este hallazgo?

1850 5474

Interpretación de los resultados

Generación filial 2 (F2)

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Estos resultados le permitieron enunciar la SEGUNDA LEYO PRINCIPIO DE LA SEGREGACIÓN: “Durante la formación de los gametos cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto filial”.

Los fenotipos de las plantas de la F 2 se deben a que cuando los híbridos de la F 1 forman sus gametos, los alelos (B y b) se separan dando lugar a dos clases de gametos en igual proporción: mitad de gametos con el alelo dominante (B) y mitad con alelo recesivo (b).

Esto sucede tanto por el lado femenino como por el lado masculino.

En la figura siguiente se muestra cómo se segregan (separan) los alelos durante la formación de los gametos.

Es muy habitual representar los cruzamientos y sus resultados mediante un cuadro de Punnett

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Gametas femeninas B

b

BB

Bb

Bb

bb

Gametas masculinas B b

75 % fenotipo dominante y 25 % fenotipo recesivo 25 % homocigota dominante, 50 % heterocigota y 25 % homocigota recesivo ¿Cuál te parece que es la utilidad del tablero de Punnett?

LOS TRABAJOS DE MENDEL Y SUS CONSECUENCIAS Leer el textohttp://www.curtisbiologia.com/g1902-1903 y escribir una breve cronología sobre el impacto del redescubrimiento de sus leyes.

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GLOSARIO Construir las definiciones a partir de la lectura de los textos: Alelos Autogamia Dominancia completa Fenotipo Gen Generación filial Generación parental Genotipo Heterocigota Híbrido Homocigota Línea pura

EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN 1) Considerar el carácter “color de la flor” de la planta de arveja siendo la variedad lila dominante sobre la variedad blanca y completar: Fenotipo Lila

Genotipo

2) La National Geographics ha predicho que las personas pelirrojas desaparecerán hacia el año 2060. ¿Podrías explicar por qué?

3) Mendel descubrió que el color amarillo de la semilla de los guisantes es dominante sobre el color verde. En los siguientes experimentos, plantas con fenotipos conocidos, pero con genotipos desconocidos, dieron lugar a la siguiente descendencia: a) Amarilla x Verde = 82 Amarillas + 78 Verdes. b) Amarilla x Amarilla = 118 Amarillas + 39 Verdes. c) Verde x Verde = 50 Verdes d) Amarilla x Verde = 74 Amarillas Según la proporción de descendientes, indíquense los genotipos más probables de cada progenitor.

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4) En el hombre el color pardo de los ojos "A" domina sobre el color azul "a".

Una pareja en la que el hombre tiene los ojos pardos y la mujer ojos azules tienen dos hijos, uno de ellos de ojos pardos y otro de ojos azules.

Averiguar: a) El genotipo del padre b) La probabilidad de que el tercer hijo sea de ojos azules.

5) En el ganado vacuno la falta de cuernos es dominante sobre la presencia de cuernos. Un toro sin cuernos se cruzó con tres vacas. Con la vaca A, que tenía cuernos, tuvo un ternero sin cuernos; con la vaca B, también con cuernos, tuvo un ternero con cuernos; con la vaca C, que no tenía cuernos, tuvo un ternero con cuernos. ¿Cuáles son los genotipos de los cuatro progenitores? ¿Qué otra descendencia, y en qué proporciones, cabría esperar de estos cruzamientos?

6) A partir de un cruzamiento entre dos Drosophilas de alas normales se obtuvo 27 individuos de alas reducidas y 79 normales. a) ¿Cuál es la naturaleza del gen de alas reducidas?; b) ¿Cuáles eran los genotipos de los padres?; c) En un cruce entre una mosca reducidas de la F1 y uno de sus padres ¿Cuántas moscas de alas normales se esperaría obtener de una descendencia de 200?

7) La enfermedad de Huntington es un trastorno neurosiquiátrico raro, mortal, que aparece normalmente a mediana edad. Se debe a un alelo dominante. Un hombre fenotípicamente normal, de poco más de 20 años, advierte que su padre ha desarrollado la enfermedad. a) ¿Cuál es la probabilidad de que más tarde él mismo desarrolle la enfermedad? b) ¿Cuál es la probabilidad de que la desarrolle su hijo al cabo del tiempo?

VOCABULARIO ASOCIADO Alelo Arvejas Autogamia Caracteres Cruzamientos Dominante F1 F2 Fenotipo Filial Gametos Gen Generación Parental genética clásica Genotipo Heterocigoto

Híbrido Homocigoto Jardín Leyes Línea Pura Mendel Monasterio Monohíbrido Plantas Recesivo Retrocruzamiento Segregación Tablero Punnett Uniformidad

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BIBLIOGRAFร A DE APOYO http://centros.edu.xunta.es/iesastelleiras/depart/bioxeo/lgazon/presen/bac2/bio/pdf/xenmen.pdf http://www.educatina.com/video/biologia/bases-geneticas-de-la-herencia http://www.educatina.com/video/biologia/las-leyes-de-mendel http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Mendel/mendel.htm#Materialo

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Contenido PRESENTACIÓN......................................................................................................................................... 2 PARA COMENZAR ..................................................................................................................................... 2 Lectura ¿A QUIÉN SE PARECE?............................................................................................... 2 Actividad ........................................................................................................................................... 3 OBJETIVOS GENERALES ............................................................................................................................ 4 ESQUEMA DE RESUMEN DE CONTENIDOS .............................................................................................. 4 DESARROLLO DE CONTENIDOS ................................................................................................................ 5 TEMÁTICA DE ESTUDIO ............................................................................................................................ 5 Gregor Mendel ..................................................................................................................................... 5 El padre de la genética clásica.......................................................................................................... 5 Su contexto histórico........................................................................................................................ 5 Sus trabajos ...................................................................................................................................... 6 Sus experimentos: ¿Cómo era el protocolo de trabajo seguido por Mendel? ................................ 7 Su Primera Ley .................................................................................................................................. 8 Algunos caracteres hereditarios dominantes en la especie humana ................................................ 10 Su segunda Ley ................................................................................................................................... 11 Interpretación de los resultados .................................................................................................... 11 LOS TRABAJOS DE MENDEL Y SUS CONSECUENCIAS ......................................................................... 13 GLOSARIO ........................................................................................................................................... 14 EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN..................................................................................................... 14 VOCABULARIO ASOCIADO.................................................................................................................. 15 BIBLIOGRAFÍA DE APOYO ................................................................................................................... 16

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