Biologiahoje Meiose Leis Mendel Versão Professor

13 • Meiose e as Leis de Mendel

3 Meiose e as Leis de Mendel

Com a intenção de apresentar um determinado assunto de maneira mais didática, frequentemente o conteúdo de uma área como a Biologia é fragmentado em unidades menores, como: Citologia, Botânica ou Ge-nética. No entanto, os fenômenos da natureza não estão restritos a es-sas unidades e muitas vezes utilizamos elementos de uma e outra área para explicá-los. Esse é o caso quando se fala das bases físicas da hereditariedade.

Com alguma prática, a grande maioria dos alunos é capaz de resol-ver problemas de Genética para descobrir as chances de certos genes aparecerem em determinados cruzamentos. No entanto, é muito comum que esses mesmos alunos não sejam capazes de responder a perguntas aparentemente bem mais simples, do tipo: “Onde estão esses genes?”, “De que maneira são herdados dos pais pelos filhos?”.Um dos motivos para essa dificuldade reside no fato de que Citologia e Genética, na maioria das vezes, são ensinadas em momentos diferen-tes do Ensino Médio. A coleção Biologia Hoje, por exemplo, optou por manter o assunto Divisão Celular no volume 1 (capítulo 14) e as Leis de Mendel no volume 3 (capítulos 1 e 3). Embora tenha havido a preocupa-ção de integrar esses dois assuntos com esquemas e referências, é mui-to provável que os alunos enfrentem problemas ao relacioná-los, espe-cialmente quando estiverem aprendendo Genética, ao utilizar o volume 3.

Outra dificuldade é a capacidade de abstração necessária para entender os processos em questão, capacidade esta que ainda está em desenvolvimento nos alunos do Ensino Médio. A atividade que veremos a seguir enfatiza o aspecto concreto: é importante que os alunos mani-pulem os objetos e refaçam o caminho percorrido pelos cromossomos durante a divisão celular. Embora esse tipo de manipulação possa soar, para alguns professores, como uma atividade infantil, ela é extremamen-te eficiente em esclarecer o fato simples de que as Leis de Mendel são uma consequência direta da meiose.

2 Biologia Hoje – Fernando Gewandsznajder

Por que é difícil ensinar a relação entre meiose e as Leis de Mendel?

• São conteúdos abordados em diferentes momentos no Ensino

Médio.

• Os alunos confundem o significado dos termos cromossomo,

gene e alelo, e frequentemente não estabelecem relações entre

eles.

• Os fenômenos envolvidos acontecem em escalas muito dife-

rentes: a meiose ocorre no nível celular e as Leis de Mendel

manifestam-se nos indivíduos resultantes dos cruzamentos.

Por que é útil ensinar a relação entre meiose e as Leis de Mendel?

• É uma relação que permite integrar duas grandes áreas da

Biologia: a Citologia e a Genética.

• Contribui para estabelecer uma base concreta e física para fe-

nômenos hereditários.

• Permite integrar o nível micro (celular) a fenômenos que aconte-

cem no nível macro (do indivíduo).

O objetivo da atividade a seguir é dar aos alunos um ponto de vista

concreto sobre os eventos que acontecem na meiose e suas consequên-

cias para a transmissão de características hereditárias. Por meio da mani-

pulação de objetos, espera-se que estabeleçam com clareza a diferença

entre os termos gene, alelo e cromossomo, e que sejam capazes de per-

ceber que a hereditariedade tem uma base física na célula. No caso des-

ta atividade, a demonstração pelo professor não é suficiente; sugerimos

que os alunos vivenciem a manipulação, individualmente ou em grupo.

Atente para que os alunos façam toda a simulação e não representem

apenas o resultado final, pois o objetivo é dar uma visualização concreta

à movimentação dos cromossomos e dos alelos que carregam.


AtiVidAde: Meiose coM MAssA de ModelAR

1 Desenhe um círculo em uma cartolina ou folha de papel grande. Esse

círculo representará a membrana da célula que entrará em divisão.

2 Use dois bastões de massa de modelar para representar os cro-

mossomos. Em cada um deles, fi xe um pedaço de papel indicando

o alelo carregado por cada cromossomo, representando-os com a

mesma letra maiúscula e minúscula (nesse caso, “A” e “a”); é im-

portantíssimo que os pedaços de papel ocupem a mesma posição

em cada bastão de massa, pois eles representam alelos de um

mesmo gene em cromossomos homólogos.

Obs.: os cromossomos podem ser feitos de qualquer material de

que se disponha. O exemplo está ilustrado com massa de modelar,

mas poderia ser feito com canudos de plástico ou até mesmo com

pedaços de papel colorido.

3 Marque também a localização do centrômero com um indicador

diferente (neste caso, usamos um feijão).

4 Simule a duplicação dos cromossomos confeccionando dois ou-

tros bastões de massa idênticos aos anteriores, indicando a locali-

zação dos alelos. Os novos bastões representam as cromátides de

cada cromossomo, resultantes da duplicação. Um detalhe impor-

tante é unir as cópias aos originais pelos centrômeros.

FOTO

S E

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ITO

RA

a A

A A

a a


5 Simule o emparelhamento dos cromossomos homólogos, colo-

cando os dois pares de bastões lado a lado, de modo que os cen-

trômeros e os locos gênicos fiquem alinhados.

6 Simule a separação dos cromossomos homólogos, que acontece

na primeira divisão da meiose. Cada cromossomo homólogo, com

as suas duas cromátides unidas pelo centrômero, deverá estar em

um dos polos da célula.

7 Represente as membranas das duas novas células formadas em

outra parte da cartolina ou em novas folhas de papel.

a

a

A A

A

A

A

A

a

a

a

a


8 Simule a separação das cromátides, que acontece na segunda di-

visão da meiose.

9 Represente as membranas das novas células formadas na cartoli-

na. O resultado final da meiose leva à formação de quatro células-

-filhas, duas delas portadoras do alelo “a” e outras duas com o

alelo “A”. Enfatize que durante a produção de gametas de um in-

divíduo (ex.: nos testículos de um homem), esse processo repe-

te-se milhares de vezes ao dia, mas sempre resultando em 50%

das células-filhas com um tipo de alelo e 50% com o outro tipo. É

justamente por causa da meiose que existe a segregação dos fato-

res genéticos; em outras palavras, a Primeira Lei de Mendel é uma

decorrência do processo de meiose.

a

a

A

A

a

a

A

A


10 Vale a pena expandir a simulação da meiose representando o com-

portamento de mais um loco gênico, que esclarecerá a Segunda

Lei de Mendel, ou segregação independente dos caracteres. Expli-

que aos alunos que adicionarão mais um cromossomo à análise,

cujos dois alelos serão representados pelas letras “b” e “B”.

Obs.: nem todos os cromossomos possuem o cêntromero loca-

lizado no centro. Eles podem estar na extremidade dos cromos-

somos, de maneira que as cromátides unidas não formarão o “X”

que comumente observamos nos esquemas didáticos de divisão

celular. Para ilustrar essa variedade, representamos os cromosso-

mos que carregam os alelos “B” e “b” com o centrômero em uma

das extremidades (acrocêntricos).

11 Os eventos a serem representados são exatamente os mesmos do

exemplo anterior: duplicação, emparelhamento dos cromossomos

homólogos.

a

B

A

b

a a

B B

A A b

b B B

b a a

A A

b


12 Simule a primeira divisão da meiose, indicando que a separação de

cromossomos homólogos tem duas possibilidades. Em uma delas,

o cromossomo portando o alelo “A” migra para o mesmo polo que

o que porta o alelo “B”; na outra, o cromossomo portador de “A”

migra junto com o que porta “b”. Essa é uma diferença fundamen-

tal entre o processo com apenas um par de cromossomos, simu-

lado anteriormente (itens 1 a 9), e o processo com dois pares de

cromossomos. Sugerimos que simule uma das possibilidades e,

depois, retorne a esse ponto e simule a outra.

B B

b a a

A A

b

A A

b b

B B

a a

a a

A A

B B

b b

A A

b b

a a

B B

a a

b b

A A

B B


13 Qualquer que seja a possibilidade escolhida no item anterior, simule

a separação das cromátides e a formação das quatro células resul-

tantes. Leia com os alunos qual o genótipo das células formadas;

no caso representado a seguir, formaram-se duas células “AB” e

duas células “ab”. Retorne ao item anterior e simule a outra possi-

bilidade, formando duas células “Ab” e duas “aB”.

14 Ressalte que durante a produção de gametas de um indivíduo (ex.:

nos testículos de um homem), o processo é repetido milhares de

vezes ao dia e ao acaso, e que acontecem as duas possibilidades

de separação dos cromossomos homólogos. Dessa forma, embo-

ra cada meiose só resulte em dois tipos de gametas, do ponto de

vista do indivíduo, formam-se quatro tipos de gametas: “AB”, “Ab”,

“aB” e “ab”, cada um em proporção de 25% nas células-filhas. Se

imaginarmos que cada loco gênico (representados pela letra A e

letra B) determina uma característica no indivíduo, fica explicada

a existência da segregação independente das características; em

outras palavras, a Segunda Lei de Mendel é uma decorrência do

processo de meiose e da localização diferente, nos cromossomos,

dos genes que determinam cada característica.

a b

a b

AB

A B


Questões selecionAdAs

1 (Fuvest) A figura mostra etapas da segregação de um par de cro-

mossomos homólogos em uma meiose em que não ocorreu per-

muta.

No início da interfase, antes da duplicação cro-

mossômica que precede a meiose, um dos re-

presentantes de um par de alelos mutou por

perda de uma sequência de pares de nucleo-

tídeos.

Considerando as células que se formam no fi-

nal da primeira divisão (B) e no final da segunda

divisão (C), encontraremos o alelo mutante em

a) uma célula em B e nas quatro em C.

b) uma célula em B e em duas em C.

c) uma célula em B e em uma em C.

d) duas células em B e em duas em C.

e) duas células em B e nas quatro em C. Resposta: B.

2 (UFJF–adaptado) O esquema a seguir é uma ilustração incompleta

do processo de formação de gametas (meiose) de um indivíduo de

genótipo AaBb.

Comentário: A questão requer uma compreensão ampla do processo de meiose e de suas consequências para a distribuição dos alelos durante a formação de gametas.

Qual é a probabilidade de esse indivíduo formar o gameta ab?

a) 0% b) 25% c) 50% d) 75% e) 100%

Comentário: Requer compreensão do esquema e habilidade para completar as etapas que faltam, além da associação do processo de meiose com a distribuição de alelos nos gametas.

Resposta: B.

A

AB

aa

b

b

b

Final da divisão II

(C)

Início de interfase

(A)

Final da divisão I

(B)


3 (UFMG–adaptado) Considere estes dados como hipotéticos.

Um casal apresenta, em seus cromossomos de número 21, pon-

tos de quebra por enzimas especiais, indicados no esquema por

setas. Essas resultam em fragmentos de tamanhos diferentes que

podem ser utilizados como marcadores genéticos.

No esquema a seguir, os fragmentos são indicados por kb

(1kb = 1 000 pares de bases nitrogenadas).

Esse casal tem uma criança com síndrome de Down devido à tris-

somia do cromossomo 21. Os resultados obtidos com o estudo

dos marcadores para o cromossomo 21 do pai, da mãe e da crian-

ça estão indicados na figura 2, em que cada traço indica a posição

e o tamanho dos fragmentos num campo de eletroforese.

Com base nas informações apresentadas e em conhecimentos so-

bre o assunto, identifique o genitor que transmitiu dois cromosso-

mos 21 à criança:

a) o pai, pois a criança possui apenas 1 cromossomo 21 materno.

b) a mãe, pois a criança possui apenas 1 cromossomo 21 paterno.

c) o pai, pois a criança possui 2 cromossomos 21 paternos.

d) a mãe, pois a criança possui 2 cromossomos 21 maternos.

e) o pai, pois a criança possui 3 cromossomos 21 paternos.

4 (UFMG–adaptado) Ainda em relação ao esquema anterior, determi-

ne o estágio da meiose (ou seja, divisão 1 ou 2) em que ocorreu o

fenômeno de não separação ou não disjunção dos cromossomos.

Assinale a alternativa que contém a justificativa para isso.

Comentário: Questão complexa que requer boa compreensão dos esquemas e habilidade em relacionar meiose, DNA e cromossomos.

Resposta: A.

Figura 27

6

5

4

pai mãe criança

kb

Figura 1

5 kb

4 kb

7 kb

6 kb

MãePai

21

21

21

21

cromossomos


a) Divisão 1, porque a criança possui 2 cromossomos 21 iguais.

b) Divisão 2, porque a criança possui 2 cromossomos 21 distintos.

c) Divisão 1, porque a criança possui 2 cromossomos 21 distintos.

d) Divisão 2, porque a criança possui 2 cromossomos 21 iguais.

e) Divisão 1, porque a criança possui 2 cromossomos 21 idênti-

cos. Resposta: C.

5 (Unesp) A partir dos anos 1900, uma série de observações e ex-

perimentos indicaram uma correlação entre o comportamento dos

cromossomos na célula em divisão e as leis mendelianas.

Analise cada uma das afirmações seguintes.

I. Na meiose I, a segregação dos homólogos de um par cromos-

sômico corresponde, em efeito, à 1a Lei de Mendel.

II. Na meiose I, a segregação dos homólogos dos diferentes pares

cromossômicos correspondem, em efeito, à 2a Lei de Mendel.

III. Na meiose I, a segregação de cromossomos homólogos que

apresentam os mesmos alelos resulta nas proporções da gera-

ção F2 dos experimentos de Mendel.

IV. Na meiose II, a segregação das cromátides dos diferentes pares

cromossômicos corresponde, em efeito, à 2a Lei de Mendel.

V. Genes localizados em regiões próximas de um mesmo cromos-

somo implicam em distorções das proporções mendelianas.

São afirmações corretas:

a) I, II, III, IV e V.

b) I, II, III e V, apenas.

c) I, II, IV e V, apenas.

d) I, II e IV, apenas.

e) II e V, apenas. Resposta: B.

6 (UFRJ–adaptado) Sabendo que a maioria das mutações é deletéria

(prejudicial ao organismo), o evolucionista John Maynard-Smith es-

creveu sobre a meiose, durante a produção de gametas:

“A meiose é o equivalente a ter dois carros, um com a transmissão

quebrada, outro com o motor quebrado e, com eles, produzir um

único carro que funcione.”

Comentário: Questão complexa que requer boa compreensão dos esquemas e habilidade em relacionar meiose, DNA e cromossomos.

Comentário: A questão exige uma associação precisa entre o processo de meiose e as Leis de Mendel.


A figura a seguir ilustra um par de cromossomos homólogos dupli-

cados (A e B), bem como as localizações dos alelos deletérios “M”

(presente somente no cromossomo A) e “N” (presente somente no

cromossomo B).

Um indivíduo que possui os cromossomos A e B poderá formar

gametas que não sejam portadores dos alelos M e N? Assinale a

alternativa que traz a resposta e a justificativa corretas.

a) Sim, pois a mitose é um processo que ocorre muitas vezes du-

rante o desenvolvimento e estatisticamente eventos raros tor-

nam-se prováveis.

b) Não, pois os alelos M e N estão em cromátides diferentes que

se separam e não entram mais em contato durante a meiose.

c) Sim, pois os cromossomos A e B são homólogos e, portanto,

idênticos, ou seja, os alelos M e N inevitavelmente estarão nos

gametas do indivíduo.

d) Não, pois a meiose é uma divisão que reduz o número de alelos

pela metade e acaba causando o desaparecimento de todos os

alelos deletérios, como é o caso de M e N, gerando gametas

inférteis.

e) Sim, pois a permutação (crossing-over) possibilita que o alelo

deletério de um membro do par de homólogos seja trocado pelo

alelo normal do outro, formando uma cromátide sem alelos de-

letérios e, portanto, gametas sem M e N.

7 (UFPA) De um casal normal nasceu o primeiro filho com cariótipo

2n = 47, XYY (Síndrome do duplo Y). Podemos inferir que o cro-

mossomo Y extra foi decorrente de erro na

Comentário: A questão exige compreensão do esquema e da relação entre os conceitos de alelo e cromossomo.

Resposta: E.

a) meiose I da mãe.

b) meiose II da mãe.

c) meiose II do pai.

d) meiose I do pai.

e) Não dá para inferir onde o erro

ocorreu. Resposta: C.

Comentário: A questão requer relação entre a presença do cromossomo extra e os problemas no processo de meiose.

A B

M

n


8 (Enem) Quando adquirimos frutas no comércio, observamos com

mais frequência frutas sem ou com poucas sementes. Essas fru-

tas têm grande apelo comercial e são preferidas por uma parcela

cada vez maior da população. Em plantas que normalmente são

diploides, isto é, apresentam dois cromossomos de cada par, uma

das maneiras de produzir frutas sem sementes é gerar plantas com

uma ploidia diferente de dois, geralmente triploide. Uma das téc-

nicas de produção dessas plantas triploides é a geração de uma

planta tetraploide (com 4 conjuntos de cromossomos), que produz

gametas diploides e promove a reprodução dessa planta com uma

planta diploide normal.

A planta triploide oriunda desse cruzamento apresentará uma gran-

de dificuldade de gerar gametas viáveis, pois como a segregação

dos cromossomos homólogos na meiose I é aleatória e indepen-

dente, espera-se que

a) os gametas gerados sejam diploides.

b) as cromátides irmãs sejam separadas ao final desse evento.

c) o número de cromossomos encontrados no gameta seja 23.

d) um cromossomo de cada par seja direcionado para uma célula-

-filha.

e) um gameta raramente terá o número correto de cromossomos

da espécie. Resposta: E.

9 (Fundação Carlos Chagas) De acordo com Gregor Mendel, na for-

mação dos gametas, o par de fatores responsável pela manifesta-

ção de uma característica se segrega.

De acordo com os conhecimentos atuais, podemos reescrever os

pressupostos de Mendel da seguinte maneira:

a) Os dois alelos de um gene separam-se um do outro durante

a meiose, de modo que metade dos gametas carrega um dos

alelos e outra metade carrega o outro alelo.

b) As cromátides irmãs separam-se na primeira divisão da meiose

e formarão gametas distintos.

c) Os cromossomos homólogos, que representam os fatores men-

delianos, segregam-se na segunda divisão da meiose produzin-

do gametas distintos.

Comentário: Em plantas diploides, os cromossomos homólogos na meiose dão origem a gametas haploides, isto é, com a metade do número de cromossomos da planta diploide. Em uma planta triploide, após a meiose, ocorre a formação de gametas com o número de cromossomos variável, por isso ela não possui a capacidade de fecundação. Isso faz com que não ocorra a formação de sementes. Essa questão requer associação entre a presença dos cromossomos extras e os problemas no processo de meiose.

Comentário: Essa questão requer a associação adequada entre DNA e transmissão de informação hereditária, identificando as correspondências entre a genética clássica (mendeliana) e a biologia molecular.


d) Os genes se alinham aleatoriamente nos cromossomos durante

a meiose que precede a formação dos gametas.

e) Os fatores mendelianos, presentes no DNA, se duplicam duran-

te a meiose formando novos alelos aumentando a diversidade

de gametas. Resposta: A.

10 (Cesgranrio) Em meados do século XIX, quando Mendel começou

a obter os resultados dos seus experimentos envolvendo cruza-

mento de ervilhas, percebeu que existem traços “dominantes” e

“não dominantes”. Para alguns pesquisadores atuais, o toque de

gênio de Mendel seria a utilização de pares de letras para represen-

tar os híbridos. Isso leva a crer que ele sabia da existência de dois

“elementos” nos híbridos, responsáveis por dois traços diferentes,

um dos quais permanecia oculto durante uma ou mais gerações e

que seriam herdados um do pai e outro da mãe.

Fonte: RIDLEY, M. Evolução. 3. ed. Porto Alegre: ArtMed,2006. p. 448 (adaptado).

O que Mendel estava representando por letras na realidade são

a) gametas.

b) cromossomos.

c) alelos.

d) íntrons.

e) enzimas. Resposta: C.

Comentário: A questão requer a atribuição correta de significado a termos de genética que o aluno ouve comumente, como: alelo, gameta, cromossomo.

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