Gregor Mendel é considerado o pai da genética moderna. Ele foi um monge austríaco que trabalhou com ervilhas para explicar como os filhos herdam características dos pais. Seu trabalho se tornou a base de como os cientistas entendem a hereditariedade, e ele é amplamente considerado um pioneiro no campo da genética.
Plantas de Ervilha e Genética Mendeliana
Nos famosos experimentos com ervilhas de Mendel, ele deliberadamente fez polinização cruzada de ervilhas com características obviamente diferentes para descobrir algumas coisas importantes sobre como os descendentes herdam características de seus pais.
As Experiências
Mendel mediu sete características específicas das plantas de ervilha:
- Semente madura lisa ou enrugada
- Albúmen de semente amarelo ou verde
- Flor roxa ou branca
- Vagem madura inflada ou contraída
- Vagens verdes ou amarelas
- Posição axial ou terminal das flores
- Comprimento do caule alto ou anão
O que ele descobriu
Entre 1856 e 1863, Mendel fez experiências com a espécie Pisum sativum, ou ervilha. Seus experimentos o levaram a fazer três generalizações:
- Os descendentes adquirem um fator hereditário de cada pai. Isso é conhecido como lei da segregação.
- Características diferentes têm oportunidades iguais de ocorrerem juntas. Isso é conhecido como a lei da classificação independente, e os cientistas de hoje entendem que isso é bastante impreciso. Na verdade, alguns genes estão ligados entre si e aparecem juntos com mais frequência.
- A prole herdará a característica dominante e só poderá herdar a característica recessiva se herdar ambos os fatores recessivos. Isso é conhecido como lei da dominação.
A maioria dos cientistas de sua época rejeitou o trabalho de Mendel. Não foi amplamente aceito até depois de sua morte. Durante sua vida, a maioria dos cientistas acreditava que os descendentes herdavam características por mistura, ou seja, os descendentes herdavam uma 'média' das características dos pais.
Demonstrando a Genética Mendeliana
Diz-se que Mendel testou mais de 28.000 plantas para chegar à sua conclusão. Embora o escopo de seu projeto provavelmente não seja realista para você recriar, você pode estudar genética usando plantas.
Quem é o Pai?
Quem é o Pai é um experimento no qual os alunos farão experiências em plantas para prever características observáveis. Você pode recriar o experimento usando Wisconsin Fast Plants® (Brassica rapa) - que são projetados especificamente para que os alunos possam usá-los no estudo de genética. Eles também crescem mais rápido - um ciclo de vida completo leva de 28 a 30 dias. Este experimento levará aproximadamente seis semanas de observações diárias para ser concluído. É mais adequado para alunos mais velhos do ensino fundamental ou médio que estão estudando genética.
Materiais
- Wisconsin Fast Plants® Semente, caule não roxo, sem pelos (pacote com 200)
- Wisconsin Fast Plants® Semente, Folha Verde-Amarela (pacote com 200)
- Wisconsin Fast Plants® Semente, caule não roxo, folha verde-amarelada (pacote com 200)
- Mistura para vasos
- Peletes de fertilizante de liberação lenta
- Sistema de iluminação fluorescente caseiro ou sistema de iluminação adquirido
- Sistema de cultivo caseiro (como alternativa, você pode comprar um sistema de irrigação)
- Etiquetas para plantas
- Estacas e empates
- Q-dicas ou palitos de abelha (você só precisa de alguns)
Instruções
- Construa primeiro seus sistemas de iluminação e irrigação. Wisconsin Fast Plants® precisa de luz fluorescente contínua e um fornecimento contínuo de fertilizante e água. Você pode construir versões caseiras deles ou comprar kits pré-fabricados na Carolina Biological. Ambas as opções estão vinculadas acima na lista de materiais.
- Plante as sementes (não é necessário usar todas) de acordo com as instruções de cultivo. Você vai querer começar plantando as sementes de folhas não roxas e verde-amareladas (isso será chamado de descendência de primeira geração, ou O1). Plante também as sementes sem pelos e com caule não roxo. (Estas sementes são as sementes-mãe, referidas como P1). Certifique-se de rotular qual é qual!
- Em aproximadamente quatro a sete dias, suas plantas deverão crescer. Observe as cores do caule e das folhas de ambos os conjuntos de plantas e registre suas observações em seu caderno de laboratório. A melhor maneira de quantificar suas observações é contar os fenótipos (contar o número de plantas que possuem caules não roxos, o número de plantas que possuem folhas verde-amareladas, etc.)
- Descarte as plantas-mãe, mas mantenha as plantas descendentes.
- Escreva uma hipótese sobre como as plantas descendentes herdaram suas características genéticas observáveis. Por exemplo, se você observar que a maioria de suas plantas descendentes não tem caules roxos, mas folhas amarelas, você pode atribuí-las como características dominantes. Se você observar que algumas de suas plantas descendentes têm caules roxos e folhas verdes, você pode presumir que essas são características recessivas. Com base em suas observações, crie uma hipótese testável. Você vai querer tentar adivinhar as cores do caule e das folhas da planta pai com base em sua hipótese.
- Intermate as plantas usando um bastão de abelha ou cotonete. Para fazer isso, troque delicadamente o bastão de abelha em uma planta, garantindo que a planta tenha pólen, e depois compartilhe-o com outra planta. Faça isso várias vezes para garantir que cada planta receba pólen de várias outras plantas, tanto com características observáveis semelhantes quanto diferentes. Faça isso uma vez por dia durante três dias.
- Quando os três dias terminarem, corte todos os botões de flores que não foram polinizados.
- Pare de regar as plantas e deixe-as secar.
- Colha as sementes e replante-as, essencialmente reiniciando o processo. Essas sementes são a segunda geração de descendentes, ou O2.
- Faça observações sobre a cor do caule e das folhas da próxima geração de plantas. Você acha que sua hipótese estava correta?
- Plante as sementes de folhas verde-amareladas. Eles serão conhecidos como 'pai' ou P2.
- Depois de alguns dias, observe as cores do caule e das folhas das plantas P2. Suas observações apoiam sua hipótese?
Instruções do vídeo
Este vídeo mostra como fazer laboratórios de genética e irá ajudá-lo a abordar o procedimento para estudar a genética de suas plantas.
Laboratórios Online
Vale a pena notar que se cultivar ervilhas e fazer aparelhos caseiros custa um pouco mais do que você esperava, existem alguns ótimos laboratórios interativos online.
Ervilhas de Mendel
Este laboratório online é uma réplica dos experimentos de Mendel com ervilhas. O laboratório possui um menu prático para que você possa explorá-lo antes de fazer qualquer coisa. O laboratório conduz você por várias etapas, incluindo o plantio de ervilhas, a observação de suas características e a polinização cruzada das primeiras plantas que você cultivou. Isso é exatamente o que Mendel fez para que os alunos pudessem ter uma ideia do tedioso processo pelo qual ele passou para chegar a suas observações.
Sopa de Ervilha
Embora graficamente não seja tão empolgante, a sopa de ervilha é outra opção on-line que ajuda os alunos a observar duas características nas plantas de ervilha. Para começar, você clica no botão 'iniciar experiência'. Então você será levado a uma página onde poderá escolher 'acasalar' duas ervilhas diferentes. Seus genótipos foram escritos para você. Em seguida, a página mostrará todas as opções disponíveis para os ‘pais’ que você selecionou. A página se move rapidamente e você pode perdê-la se não estiver anotando tudo.
Genética ESTRELA do MIT
O laboratório STAR Genetics do MIT é uma espécie de 'jogo' para download onde os alunos podem misturar e combinar genótipos de uma variedade de espécies, incluindo ervilhas, moscas-das-frutas e até vacas. O programa é mais adequado para estudantes do ensino médio que tenham um forte conhecimento de Biologia.
Genética é divertida
Se você estuda ervilhas ou moscas-das-frutas, ou simplesmente vai para casa e observa as características de seus pais e tenta descobrir como você conseguiu as suas, estudar genética pode ser muito divertido. Embora a genética moderna identifique algumas coisas que Mendel errou, suas teorias ainda se aplicam onde as características não estão ligadas ou influenciadas por outros fatores.
