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5.3: Notas de Preparação do Professor de Genética do Dragão - Biologia

5.3: Notas de Preparação do Professor de Genética do Dragão - Biologia


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Visão geral

Nesta simulação, os alunos da atividade imitam os processos de meiose e fertilização para investigar a herança de vários genes e, em seguida, usam sua compreensão de conceitos como alelos dominantes / recessivos, dominância incompleta, herança ligada ao sexo e epistasia para interpretar os resultados do simulação. Depois de ter introduzido a genética clássica, esta atividade pode ser usada como uma atividade culminante e / ou pode servir como uma avaliação formativa para identificar quaisquer áreas de confusão que requerem esclarecimentos adicionais. Antes de iniciar esta atividade, os alunos devem compreender os processos de meiose e fertilização e conceitos básicos da genética clássica. As atividades práticas recomendadas para fornecer o histórico necessário para esta atividade de simulação são:

  • Mitose, meiose e fertilização, disponível em http://serendip.brynmawr.edu/sci_edu/waldron/#mitosis
  • Genética, disponível em http://serendip.brynmawr.edu/sci_edu...dron/#genetics

Você também pode incluir uma revisão de vocabulário como uma tarefa pré-aula. O vocabulário relevante inclui: cromossomos homólogos, diploide, haploide, gameta, alelos, genótipo, fenótipo, homozigoto, heterozigoto, dominante, recessivo, dominância incompleta, alelo recessivo ligado ao X (e / ou traço ligado ao sexo), quadrados de Punnett e epistasia . A compreensão desse vocabulário pelo aluno deve ser reforçada ainda mais durante a atividade. Estimamos que esta atividade exigirá dois períodos de 50 minutos, o primeiro para as páginas 1-4 da Folha de Apoio do Aluno (incluindo a revisão introdutória de conceitos biológicos relevantes, a simulação e o preenchimento dos gráficos de dados na página 4) e o em segundo lugar, para a imagem do dragão bebê e a discussão das perguntas nas páginas 5-6.

Objetivos de aprendizado

  • Os alunos compreenderão como a meiose e a fertilização resultam na transmissão de genes de uma geração para a seguinte.
  • Os alunos compreenderão como a meiose e a fertilização fornecem a base biológica para as Leis de Segregação e Seleção Independente de Mendel.
  • Os alunos compreenderão alelos homozigotos e heterozigotos, alelos dominantes e recessivos, dominância incompleta, herança ligada ao sexo e epistasia.
  • Os alunos avaliarão os pontos fortes e fracos da simulação como um modelo para compreender a herança. Isso irá melhorar a compreensão do aluno sobre o papel dos modelos no pensamento científico.

Materiais e instruções para preparar cromossomos em palito de picolé

Cada palito de picolé deve ser preparado para representar um par de cromossomos homólogos. Cada aluno em sua classe deve ter um conjunto completo de três palitos de picolé representando:

  • Dois pares de autossomos homólogos (representados por um palito de picolé verde e um palito de picolé amarelo)
  • Um par de cromossomos sexuais (representados por um palito de picolé vermelho para a mãe ou um palito de picolé azul para o pai).

Você precisará de um dos seguintes conjuntos de suprimentos:

  • Palitos de picolé regulares (3 para cada aluno em sua classe maior) e pequenos elásticos (1 para cada aluno da classe) + papel colorido (1 de cada verde, amarelo, vermelho e azul) e cola ou cimento de borracha ou
  • Palitos de picolé regulares (3 para cada aluno em sua classe maior) e pequenos elásticos (1 para cada aluno na classe) + marcadores permanentes verdes, amarelos, vermelhos e azuis ou
  • Palitos de picolé coloridos (2 verdes, 2 amarelos, 1 vermelho e 1 azul para cada par de alunos em sua classe maior) e pequenos elásticos (1 para cada aluno da classe) + papel de 4 páginas para fotocópia e cola ou cimento de borracha ou
  • Palitos de picolé coloridos (2 verdes, 2 amarelos, 1 vermelho e 1 azul para cada par de alunos em sua maior classe) e pequenos elásticos (1 para cada aluno da classe) + um marcador permanente

As instruções abaixo descrevem dois métodos alternativos para preparar palitos de picolé. Estas instruções produzirão palitos de picolé suficientes para 30 alunos (15 mães dragão e 15 pais dragão).

Método 1:

Use as últimas quatro páginas destas Notas de Preparação do Professor para fotocopiar ou imprimir uma cópia de cada página de genes no papel da cor apropriada. Para cada página de genes, corte as tiras verticais, cada uma com uma coluna de letras representando os genes em um cromossomo; mantenha cada grupo de 15 tiras verticais com a etiqueta apropriada. Aplique cimento de borracha ou cola de Elmer em ambos os lados de um palito de picolé. Para preparar um palito de picolé para representar um par de autossomos ou um par de cromossomos X, cole a tira do cromossomo 1 de um lado do palito de picolé e a tira do cromossomo 2 do outro lado. (Certifique-se de manter os autossomos verdes e amarelos da mãe separados dos autossomos verdes e amarelos do pai.) Para preparar um palito de picolé para representar os cromossomos sexuais de um homem, cole a tira para o cromossomo X azul de um lado e a tira para o cromossomo Y do outro lado. Use elásticos para fazer feixes que incluem os três cromossomos da mãe ou os três cromossomos do pai.

Método 2:

Use o marcador de cor apropriada ou palitos de picolé para escrever os alelos para cada gene nos palitos de picolé. Certifique-se de manter os autossomos verdes e amarelos da mãe separados dos autossomos verdes e amarelos do pai.

Para preparar os palitos de picolé autossômico verde:

  • Para a mãe, escreva W l A c em um lado de cada palito de picolé e w l a c no outro lado
  • Para o pai, escreva W l a C em um lado de cada palito de picolé e w l a c no outro lado.

Para preparar os palitos de picolé autossômico amarelo:

  • Para a mãe, escreva f T R em um lado de cada palito de picolé e f t r no outro lado.
  • Para o pai, escreva F T R em um lado de cada palito de picolé e F t r no outro lado.

Para os palitos de picolé do cromossomo X / X da mãe, use marcador vermelho ou palitos de picolé vermelhos para escrever H de um lado eh do outro.

Para os palitos de picolé do cromossomo X / Y do pai, use marcador azul ou palitos de picolé azuis para escrever H de um lado e M do outro.

Use elásticos para fazer feixes que incluem os três cromossomos da mãe ou os três cromossomos do pai.

Sugestões para discussão de perguntas na apostila do aluno

As perguntas na página 1 da Folha de Apoio do Aluno e o gráfico no topo da página 2 são importantes para garantir que os alunos entendam o significado biológico da simulação que irão realizar. As perguntas também demonstram como a meiose e a fertilização fornecem a base biológica para o quadrado de Punnett.

o gráficos para registrar os resultados da simulação na página 4 da Folha de Apoio do Aluno deve ser relativamente simples de completar. Recomendamos que você use esses gráficos para registrar os genótipos e fenótipos da mãe e do pai e os possíveis genótipos e fenótipos dos bebês dragões antes de iniciar a atividade. Também recomendamos que você verifique os gráficos de seus alunos antes de fazerem a imagem de seu dragão bebê e responda às perguntas das páginas 5-6. Um problema potencial pode ocorrer quando os alunos inserem os traços fenotípicos da cor da pele e sardas do pai, uma vez que podem ignorar os efeitos epistáticos do aa alelos que tornam o pai um albino.

As duas primeiras perguntas na página 5 da Folha de Apoio do Aluno exigem que os alunos usem seu conhecimento de herança e quadrados de Punnett para interpretar os resultados da simulação. Os alelos para os pais nesta simulação foram escolhidos para garantir que pelo menos uma característica seja a mesma na mãe, no pai e no bebê. Além disso, é altamente improvável (para bebês do sexo masculino) ou impossível (para bebês do sexo feminino) que o bebê tenha exatamente as mesmas características fenotípicas que o pai do mesmo sexo.

As questões 3 e 4 exigem que os alunos estabeleçam as Leis de Segregação e Seleção Independente de Mendel e as relacionem com esta simulação. Seus alunos podem achar útil usar um quadrado de Punnett para responder à pergunta 3c. As seguintes citações (de Concepts of Genetics, Sixth Edition por Klug e Cummings) fornecem um resumo útil dos postulados de Mendel:

  1. "Fatores genéticos são controlados por fatores unitários que existem em pares em organismos individuais."
  2. "Quando dois fatores de unidade diferentes responsáveis ​​por um único personagem estão presentes em um único indivíduo, um fator de unidade é dominante sobre o outro, que é considerado recessivo."
  3. "Durante a formação dos gametas, os fatores de unidade emparelhados se separam, ou segregam, aleatoriamente, de modo que cada gameta recebe um ou outro com igual probabilidade."
  4. "Durante a formação do gameta, pares segregantes de fatores de unidade se organizam independentemente uns dos outros."

Esta simulação é útil para ajudar os alunos a compreender a herança de genes e características, porque a simulação imita os processos biológicos de meiose e fertilização e porque a simulação permite que os alunos apliquem seus conhecimentos de conceitos de genética a um sistema modelo que é intermediário em complexidade entre um quadrado de Punnett e as complexidades da genética real dos organismos biológicos. No entanto, como todos os modelos, esta simulação não inclui características importantes da realidade biológica, por ex. cruzamento durante a meiose, alelos codominantes, alelos múltiplos para um único gene, herança poligênica e herança limitada e influenciada pelo sexo. Além disso, esta simulação apenas indica as relações complexas entre genes individuais e características fenotípicas.

Para desenvolver ainda mais a compreensão mais sofisticada de seus alunos sobre o papel dos modelos no pensamento científico, você pode querer discutir as vantagens relativas de vários modelos diferentes de herança:

  • Esta simulação, que é útil para reforçar a compreensão dos papéis da meiose e fertilização na herança e conceitos como alelos dominantes e recessivos, dominância incompleta e herança ligada ao sexo, também é útil para introduzir algumas das complexidades da herança de múltiplos genes
  • Quadrados de Punnett, que são úteis para analisar a herança de um ou dois genes, incluindo a identificação de todas as combinações possíveis de alelos na prole e os fenótipos resultantes e fazendo previsões quantitativas sobre a frequência desses genótipos e fenótipos em grandes amostras de prole
  • Pedigrees, que são úteis para analisar a base genética da herança de um traço fenotípico em vários membros da família.

(Os usos de quadrados e linhagens de Punnett são demonstrados em nossa atividade prática "Genética" (disponível em http://serendip.brynmawr.edu/sci_edu...dron/#genetics).)

Para a pergunta 6, você pode pedir aos alunos que desenhem um quadrado de Punnett. Você pode querer vincular a discussão desta questão à generalização de que os traços devido a alelos recessivos ligados ao X (por exemplo, daltonismo e hemofilia) são geralmente muito mais comuns em homens do que em mulheres.

A pergunta 7 ilustra algumas das complexidades da genética. Para alelos dominantes / recessivos, indivíduos heterozigotos e homozigotos dominantes têm a mesma característica fenotípica. Para alelos incompletamente dominantes, indivíduos heterozigotos têm um fenótipo distinto que é intermediário entre os dois fenótipos homozigotos. A ausência de sardas pode ser devido ao fato de ser homozigoto para o alelo albino (a) ou para o alelo sem sardas (r).

Muitos traços fenotípicos são influenciados por vários genes. Um exemplo é a epistasia no controle da cor da pele, tanto em humanos quanto nesta simulação. Se uma pessoa é homozigótica para um alelo que codifica uma versão defeituosa da tirosinase (uma enzima chave para produzir melanina), então a pessoa será um albino e outros genes que influenciam a cor da pele têm pouco ou nenhum efeito. (Informações adicionais sobre genes humanos que influenciam a cor da pele estão disponíveis em http://ghr.nlm.nih.gov/gene/TYR e ghr.nlm.nih.gov/genes/MC1R.) A cor da pele também é um exemplo útil para discutir os efeitos dos fatores ambientais. Assim, o exemplo da cor da pele pode ser usado para ilustrar as interações gene por gene e gene por ambiente. O comprimento da cauda e do pescoço também pode ser usado como um exemplo para ilustrar os efeitos de fatores ambientais (por exemplo, subnutrição), bem como o ponto importante de que um único gene normalmente afeta vários traços fenotípicos (pleiotropia).

Atividades adicionais que você pode desejar incorporar nesta simulação

Análise de dados de classe

  • Você pode usar a tabela mostrada abaixo para coletar informações sobre o fenótipo de todos os bebês dragões produzidos pelos pares de alunos em uma classe e, em seguida, usar esses dados para uma discussão em classe de questões como:
  • Há algum traço fenotípico observado em todos os bebês dessa mãe e pai? Em caso afirmativo, qual é a explicação genética para isso? (Para responder a esta última pergunta, os alunos podem querer usar quadrados de Punnett para descobrir possíveis genótipos e fenótipos dos bebês dragões.)
  • Existem dois bebês dragões produzidos por esses dragões parentais fenotipicamente idênticos? (Para a discussão desta questão, você pode desejar calcular o grande número de combinações possíveis de características fenotípicas (mais de 500) e relacionar os resultados da simulação às diferenças fenotípicas entre irmãos humanos.)
  • Os bebês dragões do sexo masculino são mais propensos a não ter chifres, conforme previsto (ver pergunta 6 na Folha de Apoio do Aluno)?

Comparação com Herança Humana

Você pode querer que os alunos identifiquem exemplos de características em humanos que têm o mesmo padrão de herança que características específicas nesta simulação.

Tabela para coleta de dados de classe para todos os bebês dragões
TraçoO bebê tem a característica listada? (S = sim; N = não)
Iniciais dos pais dragão123456789101112131415
Asas
Pescoço e Cauda Longos
Pele branca
Pele verde
Cuspidor de fogo
Cinco dedos
Quatro dedos do pé
Muitas sardas
Algumas sardas
Chifre no nariz
Espigão na ponta da cauda

Genes on Green Autosome 1 for Mother

Genes do Green Autosome 2 para a mãe

Genes on Green Autosome 1 for Father

Genes on Green Autosome 2 for Father

Genes no autossomo amarelo 1 para a mãe

Genes no autossomo amarelo 2 para a mãe

Genes no autossomo amarelo 1 para o pai

Genes no autossomo amarelo 2 para o pai

Gene no cromossomo 1 do X para a mãe [vermelho]

Gene no cromossomo X 2 para a mãe [vermelho]

Gene no cromossomo X para o pai [azul]

Gene no cromossomo Y do Pai [Azul]


Dragon Genetics: Independent Sort and Gene Linkage

No laboratório, Dragon Genetics: Independent Assortment and Gene Linkage, os alunos aprendem os princípios de classificação independente e ligação de genes em atividades que analisam a herança de vários genes no mesmo cromossomo ou em diferentes cromossomos em dragões hipotéticos. Os alunos aprendem como esses princípios derivam do comportamento dos cromossomos durante a meiose e a fertilização.

Baixe a apostila do aluno: Formato PDF ou formato Word

Baixe as notas de preparação do professor: Formato PDF ou formato Word

Solicitamos comentários sobre esta atividade prática e as notas de preparação do professor que a acompanham, incluindo sugestões para outros professores que estão planejando usar a atividade, atividades úteis de preparação ou de acompanhamento, recursos adicionais ou quaisquer perguntas que você tenha relacionado à atividade, ou uma breve descrição de qualquer problema que você possa ter encontrado. Se você tiver um documento Word relevante que gostaria de postar nesta página de comentários, como uma versão do protocolo que você usou em sua sala de aula, ou se preferir enviar seus comentários ou perguntas em uma mensagem privada, por favor escreva Ingrid Waldron em [email protected]


Hipótese de oscilação (com diagrama) | Genética

Neste artigo, discutiremos sobre o conceito de hipótese de oscilação.

Crick (1966) propôs a & # 8216 hipótese de oscilação & # 8217 para explicar a degeneração do código genético. Com exceção do triptofano e da metionina, mais de um códon direciona a síntese de um aminoácido. Existem 61 códons que sintetizam aminoácidos, portanto, deve haver 61 tRNAs, cada um com anticódons diferentes. Mas o número total de tRNAs é inferior a 61.

Isso pode ser explicado que os anticódons de alguns tRNA leem mais de um códon. Além disso, a identidade do terceiro códon parece não ser importante. Por exemplo CGU, CGC, CGA e CGG, todos codificam para arginina. Parece que CG especifica arginina e a terceira letra não é importante. Convencionalmente, os códons são escritos da extremidade 5 & # 8242 à extremidade 3 & # 8242.

Portanto, a primeira e a segunda bases especificam aminoácidos em alguns casos. De acordo com a hipótese Wobble, apenas a primeira e a segunda bases do códon triplo no par de mRNA 5 & # 8242 → & # 82163 com as bases do anticódon de tRNA, ou seja, A com U, ou G com C.

O emparelhamento da terceira base varia de acordo com a base nesta posição, por exemplo G pode emparelhar com U. O emparelhamento convencional (A = U, G = C) é conhecido como emparelhamento Watson-Crick (Fig. 7.1) e o segundo o emparelhamento anormal é denominado emparelhamento oscilante.

Isso foi observado a partir da descoberta de que o anticódon de alanina-tRNA de levedura contém o nucleosídeo inosina (um produto de desaminação da adenosina) na primeira posição (5 & # 8242 → 3 & # 8242) que emparelhou com a terceira base do códon (5 & # 8242 → 3 e # 8242). A inosina também foi encontrada na primeira posição em outros tRNAs, e. isoleucina e serina.

A purina, inosina, é um nucleotídeo oscilante e é semelhante à guanina que normalmente emparelha com A, U e C. Por exemplo, um tRNA de glicina com anticódon 5 & # 8242-ICC-3 & # 8242 irá emparelhar com códons de glicina GGU, GGC, GGA e GGG (Fig 7.2). Da mesma forma, um seril-tRNA com anticódon 5 & # 8242-IGA-3 & # 8242 pares com códons de serina UCC, UCU e UCA (5-3 e # 8242). O U na posição de oscilação será capaz de emparelhar com uma adenina ou guanina.

De acordo com a hipótese Wobble, os pares de bases permitidos são dados na Tabela 7.5:

Devido ao emparelhamento de bases Wobble, um tRNA torna-se capaz de reconhecer mais de um códon para um aminoácido individual. Por sequência direta de várias moléculas de tRNA, a hipótese de oscilação é confirmada, o que explica o padrão de redundância no código genético em alguns anticódons (por exemplo, os anticódons contendo U, I e G na primeira posição na direção 5 & # 8217 → 3 & # 8242)

O anticódon seril-tRNA (UCG) 5 & # 8242-GCU-3 & # 8242 pares de bases com dois códons de serina, 5 & # 8242-AGC-3 & # 8242 e 5 & # 8242-AGU-3 & # 8242. Geralmente, o emparelhamento Watson-Crick ocorre entre AGC e GCU. No entanto, no emparelhamento AGU e GCU, as ligações de hidrogênio são formadas entre G e U. Esse emparelhamento anormal denominado & # 8216Wobble pairing & # 8217 é dado na Tabela 7.5.

Três tipos de pares de oscilação foram propostos:

(i) U na posição oscilante dos pares de tRNA anticódon com A ou G do códon,


Assista o vídeo: Robson Miguel: Samba e Bossa Nova - Acordes de Preparação (Junho 2022).


Comentários:

  1. Rufo

    O que faríamos sem a sua ideia magnífica

  2. Finan

    Desculpe, não a este parágrafo .....

  3. Odam

    Concordo plenamente com o autor! By the way, com o vir você!



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