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HOJA DE TRABAJO PARA EL ALUMNO CIENCIAS I ÉNFASIS EN BIOLOGÍA DISTRIBUCIÓN GENÉTICA Nombre del alumno: _________________________________________ Grupo: _____ N. L. ____ INFORMACIÓN PREVIA La genética (del griego antiguo γενετικός, genetikos genetivo y este de γένεσις génesis, "origen") es el campo de la biología que busca comprender la herencia biológica que se transmite de generación en generación. La genética es la ciencia que se ocupa del estudio de la estructura y función de los genes en los diferentes organismos, así como también del comportamiento de los genes a nivel de poblaciones. La genética de poblaciones es la rama de la genética cuyo objetivo es describir la variación y distribución de la frecuencia alélica para explicar los fenómenos evolutivos. Para ello, define a una población como un grupo de individuos de la misma especie que están aislados reproductivamente de otros grupos a fines, en otras palabras es un grupo de organismos que comparten el mismo hábitat y se reproducen entre ellos. Estas poblaciones, están sujetas a cambios evolutivos en los que subyacen cambios genéticos, los que a su vez están influidos por factores como la selección natural y la deriva genética que actúan principalmente disminuyendo la variabilidad de las poblaciones, o migración y mutación que actúan aumentándola variada. El genotipo se refiere a la información genética que posee un organismo en particular, en forma de ADN. El fenotipo son todos aquellos rasgos particulares y genéticamente heredados de cualquier organismo que lo hacen único e irrepetible en su clase. El fenotipo se refiere principalmente a elementos físicos y morfológicos tales como el color de cabello, el tipo de piel, el color de ojos, etc., pero además a los rasgos que hacen al desarrollo físico como también al comportamiento y actitudes. Heterocigoto individuo (o célula) que tiene dos alelos distintos (del mismo gen) en los cromosomas homólogos (en las especies diploides). Homocigoto individuo que presenta dos alelos iguales en las dos copias de los cromosomas homólogos. MANOS A LA OBRA En esta actividad usaras el programa de cómputo ubicado en la página de internet Phet para observar cómo cambia la distribución genética de una población a lo largo de varias generaciones. Contesta lo siguiente. Si tenemos una población con la mitad de pelo negro y la otra mitad de pelo rubio, ¿qué proporción de estos dos tipos esperaríamos tener en la generación siguiente? ¿Tú que piensas? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ En la población anterior hay tres tipos de uniones: pelo negro – pelo negro; pelo negro – pelo rubio y pelo rubio – pelo rubio. ¿Crees tú que hay uniones más probables que otras? ____ Si tu respuesta es sí, ¿cuáles son? _________________________________________ Para que quede bien definido el problema tenemos que hacer dos suposiciones. La primera es que las tres uniones son igualmente probables, es decir, los individuos no tienen preferencia por uno u otro tipo. La segunda es que cada tipo de unión tiene igual cantidad de descendencia. Comenta sobre la segunda suposición, ¿es razonable? ________________ _________________________________________________________________________ Comencemos con una situación muy simple, en la que tenemos toda una población con individuos de pelo negro y de raza pura para esta característica (homocigotos, con dos genes iguales). ¿Qué esperas encontrar en la siguiente generación? ___________________ _________________________________________________________________________ Abre el archivo de Excel “DistribuGenética.xls”. En él está simulada la situación anterior. Analiza la pantalla y contesta lo siguiente. En la generación de los hijos, ¿cuál es la distribución de genotipos? Pelo negro (homocigoto - PP) ______ Híbrido (heterocigoto - Pp) ______ Pelo rubio (homocigoto - pp) ______ De acuerdo a esto, ¿qué proporción de individuos de pelo negro habrá en la generación de hijos? ________ Estudiemos ahora una situación similar a la anterior, en la que tenemos toda una población con individuos de pelo negro, pero híbridos (heterocigotos con sus dos genes diferentes). ¿Por qué tienen estos individuos híbridos el pelo negro? ____________________________ Introduce en la celda correcta 1000 de estos individuos (no te olvides de poner un cero en los individuos de pelo negro – homocigoto). En la generación de los hijos, ¿cuál es la distribución de genotipos? Pelo negro (homocigoto - PP) ______ Híbrido (heterocigoto - Pp) ______ Pelo rubio (homocigoto - pp) ______ De acuerdo a esto, ¿qué proporción de individuos de pelo negro habrá en la generación de hijos? ________ Explica cómo es posible que de una población de individuos de pelo negro se procree en la generación siguiente 25% de individuos con pelo rubio (sugerencia: la población inicial tiene genes Pp). ____________________________________ Estudiemos ahora otra situación similar a las anteriores en la que tenemos toda una población con individuos de pelo negro, pero la mitad de ellos son de raza pura (homocigotos) para esta característica y la otra mitad son híbridos (heterocigotos). Para esto, escribe en el programa las cantidades de los genotipos para los padres (500, 500 y 0). ¿Cuál es la distribución de genotipos para los hijos? Pelo negro (homocigoto - PP) ______ Híbrido (heterocigoto - Pp) ______ Pelo rubio (homocigoto - pp) ______ De acuerdo a esto, ¿qué proporción de individuos de pelo negro habrá en la generación de hijos? ________ La pequeña proporción de individuos de pelo rubio, ¿de qué tipo de unión provienen? (Sugerencia: hay tres posibilidades: a) PP con PP; b) PP con Pp; c) Pp con Pp) _________________________________________________________________________ Regresando a la primera pregunta que hicimos en esta actividad (Si tenemos una población con la mitad de pelo negro y la otra mitad de pelo rubio, ¿qué proporción de estos dos tipos esperaríamos tener en la generación siguiente?), veremos que realmente está mal planteada ya que tenemos que decir qué genotipo tienen los individuos de pelo negro. Los dos siguientes ejemplos aclaran esto. Si tenemos una población con la mitad de pelo negro (homocigotos) y la otra mitad de pelo rubio, ¿qué porcentajes de cada genotipo se encontrarán en la generación siguiente? Pelo negro (homocigoto - PP) ______ Híbrido (heterocigoto - Pp) ______ Pelo rubio (homocigoto - pp) ______ De acuerdo a esto, ¿qué proporción de individuos de pelo negro habrá en la generación de hijos? ________ Ahora podemos preguntarnos, que se observará en la segunda generación, es decir, en los hijos de los hijos. Para obtener la respuesta, inserta en el programa los porcentajes de arriba como las cantidades de los genotipos para los padres (250, 500, 250). ¿Qué resultados obtuviste para los porcentajes de los genotipos de la segunda generación? _________________________________________________________________________ Explica qué significan para ti los resultados anteriores: _______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ¿Qué pasará con las generaciones posteriores a ésta en lo que se refiere a su proporción de genotipos? ________________________________________________________________ Otra posibilidad parecida a la anterior es que tengamos al inicio una población con la mitad de pelo negro (heterocigotos) y la otra mitad de pelo rubio. Analiza esta población de manera similar a la anterior a lo largo de varias generaciones y escribe tus conclusiones (Sugerencia: para la segunda generación usa las cantidades 625, 3750 y 5625 para los genotipos para representar exactamente los porcentajes obtenidos). _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ DISTRIBUCIÓN GENÉTICA (II) Analiza la pantalla y contesta lo siguiente. Abre nuevamente el archivo de Excel “DistribuGenética.xls”. Este programa permite cambiar la población y la característica observada por medio de los nombres del “Carácter dominante” y del “Carácter recesivo” que están en la parte superior de la pantalla. Imaginemos una población de plantas con dos variedades de flores. Escribe en el programa ‘flor roja’ debajo de la celda “Carácter dominante” y ‘flor blanca’ debajo de la celda “Carácter recesivo”. Supongamos que tenemos 700 plantas de flor roja (homocigotos) y 300 plantas de flor blanca (homocigotos). ¿Qué porcentajes de cada genotipo se encontrarán en la generación siguiente? Flor roja (homocigoto - FF) ______ Híbrido (heterocigoto - Ff) ______ Flor blanca (homocigoto - ff) ______ ¿Qué proporción de plantas tendrán flor roja? ________ ¿Qué porcentajes de cada genotipo se encontrarán en la segunda generación? (Sugerencia: los hijos ahora pasan a ser padres así que usa las cantidades 490, 420 y 90 para los genotipos de los “padres”): Flor roja (homocigoto - FF) ______ Híbrido (heterocigoto - Ff) ______ Flor blanca (homocigoto - ff) ______ ¿Qué proporción de plantas tendrán flor roja? ________ ¿Qué porcentajes de cada genotipo se encontrarán en las generaciones subsecuentes? _________________________________________________________________________ Supongamos ahora que tenemos otra proporción: 400 plantas de flor roja (homocigotos) y 600 plantas de flor blanca (homocigotos). ¿Qué proporción de plantas tendrán flor roja en la generación siguiente? ________ Observarás que la proporción de flor roja aumentó con respecto a la proporción inicial. ¿Es cierto esto para el ejemplo anterior? _____ ¿Es esto siempre cierto? (Sugerencia: varía como quieras las proporciones y observa las proporciones resultantes) _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Escribe en el programa otra característica humana como color de ojos (negros, azules) u otra que tú conozcas que es dominante y recesiva. Con la característica que escogiste, diseña un experimento como los mostrados en ésta actividad y la anterior y analiza los resultados a través de varias generaciones. Experimento:____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ Resultados:_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _________________________________________________________ Conclusiones:____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Lee, interpreta y responde lo que se te indica. En muchos casos no hay dominancia entre genes y su efecto en el aspecto externo es combinado dando una característica intermedia respecto a la de los padres. Por ejemplo, hay flores rojas y blancas de una misma especie que al ser cruzadas generan flores rosas. En muchos animales que tienen su pelo claro y oscuro al ser cruzados se obtienen individuos con pelo de color intermedio. Conclusiones Discute las ideas del párrafo anterior con todo tu grupo. ¿Conoces de alguna característica del ser humano que muestre el comportamiento descrito arriba de no-dominancia?