Capítulo 1 — O vocábulário genético 15. Poderia analisar os descendentes dos cruzamentos, feitos em um mesmo ambiente, entre machos e fêmeas portadores dessa variação e também entre machos e fêmeas não portadores. Se o cruzamento entre portadores gerar maior quantidade de animais com chifres incomuns que o cruzamento entre não portadores, pode-se admitir que a variação é de origem genética. Caso a frequência de animais com a variação seja a mesma nos dois tipos de cruzamentos, deve-se presumir que sua manifestação depende de fatores ambientais. 16. b 2 blusas cinza 2 17. a) P (blusa cinza) = ou 22,22%. 9 blusas 9 2 vestidos amarelos 2 1 b) P (vestido amarelo) = ou 6 vestidos 6 3 33,33%. c) P (blusa vermelha ou blusa azul) = P (blusa vermelha) + 3 4 7 P (blusa azul) = ou 77,77%. 9 9 9 d) P (blusa cinza e calça preta) = P (blusa cinza) · P (calça 2 2 4 preta) = ou 8,88%. 9 5 45 1 18. a) A probabilidade de obter face 5 em um lançamento é . 6 Como os dois lançamentos são eventos independentes, 1 1 1 P 0, 0287 ou 2,78%. 6 6 36 b) A probabilidade de obter apenas números pares em um lançamento de dois dados é 1 1 1 . Como os três 2 2 4 lançamentos consecutivos dos dois dados são eventos independentes, 1 · 1 · 1 1 0, 0156 1, 56% . 4 4 4 64 19. a) O rei de paus é somente uma entre as 52 cartas do baralho. 1 Portanto: P = = 0,0192 ou 1,92%. 52 b) Na primeira retirada, há 12 cartas de copas em um total de 12 52 cartas; portanto, P . Na segunda retirada, 11 cartas 52 de copas no total de apenas 51 cartas (pois uma carta já foi 11 retirada); logo, P . Como as duas retiradas são eventos 51 12 11 132 independentes, P = · 0, 0497 ou 4,97%. 52 51 2.652 20. De acordo com o princípio fundamental da contagem, o número de eventos combinados é o produto das probabilidades dos eventos. Como são dois “tipos” de filhos de acordo com a cor dos olhos (azuis ou castanhos), três “tipos” de filhos de acordo com o cabelo, quatro “tipos” de filho de acordo com o grupo sanguíneo e um “tipo” de filho de acordo com a capacidade de enrolar a língua, o número de combinações possíveis é dado por n = 2 · 3 · 4 · 1 = 24. Portanto, considerando-se simultaneamente essas quatro características, são 24 “tipos” de filhos. 21. a) A probabilidade de ser uma menina, em um nascimento, 1 é igual a ou 50%. Como os nascimentos são eventos 2 1 1 1 1 independentes, P = · · 0,125 ou 12,5%. 2 2 2 8 b) Existem três diferentes maneiras de nascerem dois meninos e uma menina: (1) menino — menino — menina, (2) menino — menina — menino, (3) menina — menino — menino. Como a probabilidade de cada uma delas ocorrer Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Conexões 1. A eugenia preconiza uma seleção genética artificial, feita por critérios subjetivos, não científicos, tal qual o racismo. 2. Resposta pessoal. 3. Tal medida, como a orientação genética, pode ser entendida do ponto de vista da medicina preventiva, uma vez que o aconselhamento genético é uma de suas vertentes. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. e II – A; I – B; V – C; IV – D; III – E a d b e a a) Observa-se que, quanto maior a altitude de origem das sementes, tanto menor o tamanho das plantas. Como todas as sementes foram plantadas em um mesmo local (nas mesmas condições ambientais), conclui-se que o fenótipo (no caso, o tamanho das plantas) é determinado geneticamente, e o gráfico não reflete eventuais efeitos ambientais. b) Caso o resultado obtido fosse aquele mostrado pelo gráfico B, o tamanho de todas as plantas seria o mesmo, independentemente da altitude de origem das sementes. A conclusão, nesse caso, seria a de que o fenótipo (tamanho das plantas) é dependente da ação ambiental. a) A diferença deve-se à influência do ambiente na expressão do fenótipo. b) As folhas emersas, largas e delgadas, têm ampla superfície, adaptada a captar luz solar para a realização de fotossíntese. As folhas submersas, pequenas, finas e ramificadas, estão menos sujeitas ao ataque de predadores, como os peixes. c a O gene que determina a síntese da albumina está presente em todas as células nucleadas do corpo, inclusive nas dos rins e do cérebro, e não apenas nas células do fígado, porque todas as células do organismo são derivadas do zigoto e possuem o mesmo patrimônio genético. Entretanto, alguns de seus genes só se expressam em determinadas células, levando-as a produzir proteínas específicas. Assim, por exemplo, os plasmócitos produzem anticorpos, as células precursoras dos glóbulos vermelhos fabricam hemoglobina, as células do fígado sintetizam albumina etc. O pesquisador queria investigar a influência de um fator ambiental (no caso, a temperatura) na expressão de certa característica fenotípica (por exemplo, a velocidade da germinação, o tamanho das plantas depois de certo tempo, a coloração das folhas etc.). Não. A aplicação de insulina induz modificações no fenótipo, e não no genótipo. Como somente as informações contidas no material genético são passadas aos descendentes, o indivíduo diabético só poderá transferir aos filhos essa informação genética, independentemente de receber ou não injeções de insulina. 1 Biologia Unidade — Fundamentos da genética 22. a) Como a determinação do sexo e a ocorrência da doença são eventos independentes, P (menina e doente) = 1 1 1 = P (menina) · P (doente) = · 0, 05 ou 5%. 2 10 20 b) Os dois nascimentos são eventos independentes; portanto: P (normal e normal) = P (normal) · P (normal) = 9 9 81 = · 0, 81 ou 81%. 10 10 100 1 1 1 1 6 3 = 0,375 (37,5%) 23. P = 6 · · · · 2 2 2 2 16 8 3 3 3 3 1 405 24. a) P = 5 · · · · · = 0,395 (39,5%) 4 4 4 4 4 1.024 3 3 3 1 1 270 b) P = 10 · · · · · = 0,264 (26,4%) 4 4 4 4 4 1.024 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Capítulo 2 — Mono-hibridismo: Mendel e variações Conexões 1. Alternativa b 2. a) Consiste na introdução de um gene no paciente por meio de um vetor, normalmente um vírus modificado, expressando uma proteína, da qual não havia informação genética adequada para sua produção. b) “[…] e usaram um retrovírus para introduzir uma cópia correta do gene nestas células.” 1. a) Mendel chamava de “puras” as linhagens constituídas exclusivamente por plantas que, por autofecundação, originavam somente descendentes iguais a elas. b) As linhagens puras resultavam de autofecundações sucessivas em que os descendentes diferentes dos genitores eram desprezados. 2. a) Como o macho possui asas normais, seu genótipo pode ser VV ou Vv. A fêmea de asas vestigiais tem genótipo vv, pois o alelo v é recessivo e só se expressa em homozigose. Na descendência desse cruzamento, surgiram moscas com asas vestigiais (vv). Como um de seus alelos é proveniente do pai, e o outro, da mãe, conclui-se que o macho tem genótipo Vv, condição obrigatória para que, tendo asas normais, possa produzir gametas contendo o alelo v e ter descendentes de asas vestigiais. Portanto, o macho tem genótipo Vv, e a fêmea vv. b) O macho Vv produz dois tipos de gametas: 50% com o alelo V, 50% com o alelo v. A fêmea vv só origina gametas com o alelo v. As possíveis uniões desses tipos de gametas apre1 sentam uma prole com 50% (ou ) de descendentes Vv, 2 de asas normais, e 50% (ou 1 ) de descendentes vv, de 2 asas vestigiais. 3. a) A forma das folhas do tomateiro é determinada por um par de alelos, sendo a variedade normal condicionada pelo alelo dominante (B), e a “batata”, pelo alelo recessivo (b). b) (I) BB : bb; (II) Bb : Bb; (III) bb : bb; (IV) Bb : bb; (V) BB : B_. 2 Biologia 4. F – V – F – F 5. O criador deverá cruzar seus animais de pelagem preta, cujo genótipo é desconhecido (BB ou Bb), com outros de pelagem branca (bb). Se os animais forem heterozigotos (Bb), os descendentes deverão ser pretos (Bb) e brancos (bb); se homozigotos (BB), toda a prole deverá ser formada por animais pretos (Bb). 6. a) Os alelos serão representados por N (presença de bico de viúva) e n (ausência de bico de viúva). Pedro e Marina apresentam o fenótipo dominante bico de viúva, mas têm um filho que não apresenta; são, por conseguinte, heterozigotos Nn. b) A descendência do casal tem a proporção genotípica 1 NN : 2 Nn : 1 nn. Se Gustavo ainda não tivesse nas4 4 4 2 cido, a probabilidade de que fosse heterozigoto seria 4 ou 50%. Entretanto, como Gustavo já nasceu e tem bico de viúva, não existe a possibilidade de que ele seja homozigoto nn. Há três eventos possíveis, dos quais dois são favoráveis (ser heterozigoto), ou seja, a probabilidade de 2 que Gustavo seja heterozigoto é de ou 66,66%. 3 7. a) Como Paulo e Valéria possuem o lóbulo solto, e o filho tem o lóbulo aderido, o fenótipo “lóbulo aderido” é recessivo, pois permaneceu oculto nos pais e se manifestou no filho. Os alelos podem ser representados por A (determina a orelha com lóbulo solto) e a (condiciona orelha com lóbulo aderido). As pessoas que apresentam lóbulo solto podem ter genótipos AA ou Aa. Paulo e Valéria têm orelha com lóbulo solto, mas geraram um filho com lóbulo aderido; logo, são heterozigotos Aa. Em segunda gestação, a probabilidade de terem uma criança 3 com lóbulo da orelha solto é de ou 75%. 4 b) A probabilidade de Paulo e Valéria terem um filho com 1 lóbulo aderido é de ou 25%. Dois nascimentos são 4 eventos independentes; portanto, a probabilidade de ocorrência de tal característica é dada pelo produto das probabilidades dos dois eventos. Assim, a probabilidade de nascerem duas crianças com lóbulos aderidos é de: 1 1 1 ou 6,25%. · 4 4 16 8. a) São, pois se trata de uma linhagem de indivíduos heterozigotos. b) Não, porque o cruzamento entre heterozigotos pode resultar em descendentes de três genótipos diferentes: homozigotos dominantes, heterozigotos e homozigotos recessivos. 9. Para que o casal, que é normal, gere criança com a anomalia, ambos devem ser heterozigotos. Os avós maternos são heterozigotos porque são normais, mas têm um filho afetado; 2 logo, a probabilidade de a mãe ser heterozigota é de . 3 Sendo o casal heterozigoto, a probabilidade de nascer uma 1 criança com a doença é de . A probabilidade final será de 4 1 2 1 · 0,167 ou 16,7%. 4 3 6 10. a) Pai: Aa; mãe: Aa; criança normal: AA ou Aa, criança albina: aa. b) É a criança albina. Como expressa o fenótipo recessivo, certamente seu genótipo é aa. 11. a) A anomalia é condicionada por alelo recessivo, o que se constata pelo casal P3 – P4, ambos fenotipicamente normais, mas com um filho afetado (I.4). b) O indivíduo I.2 tem genótipo Aa, pois não é afetado e tem mãe aa. O genótipo da mulher I.1 provavelmente é AA, pois 1 3 1 , a probabilidade total será de 3 · 0, 375 ou 8 8 8 37,5%. é 16. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 12. a) b) Sendo a doença recessiva e muito rara, consideremos que apenas um dos genitores de Pedro e Paulo, bem como um dos genitores de Maria e Joana, deva ser heterozigoto para esse par de alelos (Dd), enquanto o outro deve ser homozigoto dominante (DD). Para que o casal (Paulo e Joana) tenha uma criança afetada, devemos considerar três eventos: (1) Paulo deve ser heterozigoto; (2) Joana deve ser heterozigota; (3) o descendente deve ser homozigoto recessivo. A probabilidade do evento 1 é de 1 ; a probabi2 lidade do evento 2 é de 1 ; a probabilidade do evento 3 é 2 de 1 ; Como os três eventos são independentes, a proba4 bilidade de ocorrência de todos eles é dada pelo produto 1 1 1 1 de suas probabilidades: · · = 0,0625 ou 2 2 4 16 6,25%. 17. 18. c) Se considerarmos que o casal (Paulo e Joana) já tem uma criança afetada, então podemos concluir que eles são obrigatoriamente heterozigotos (Dd : Dd). Sendo assim, a probabilidade de nascimento de uma outra criança afe1 tada é de ou 25%. 4 13. d Trata-se de dominância incompleta, em que os homozigotos têm cabelos lisos (LL) ou crespos (CC), e os heterozigotos, cabelos ondulados (CL). 14. a) Representação dos alelos: CP para plumagem preta e CB para plumagem branca. O cruzamento CP CB (azulada) : 1 CP CB (azulada) resultaria em (25%) CP CP (pretas), 4 1 1 (50%) CP CB (azuladas), (25%) CB CB (brancas). 2 4 b) As aves pretas têm genótipo CP CP. A descendência do 19. cruzamento seria 100% CP CP (pretas). c) As aves brancas têm genótipo CB CB. A descendência do cruzamento seria 100% CB CB (brancas). 15. a) Trata-se de codominância, pois os alelos relacionados com a produção dos dois tipos de albumina manifestam-se nos descendentes. b) Os alelos podem ser representados por Aa (produção de albumina A) e Ab (produção de albumina B). Dessa forma, na geração parental a égua é AaAa (produtora de albumina A) e o cavalo AbAb (produtor de albumina B). Todos os descendentes são AaAb e produzem os dois tipos de albumina. 3 O cruzamento de machos e fêmeas com esse genótipo produz: 1 2 a b 1 b b dos descendentes AaAa, AA e A A . Portanto, a 4 4 4 porcentagem de descendentes que produzirão exclusivamen1 te a albumina B será de ou 25%. 4 A resistência a essas variedades de ferrugem dever ser determinada por um par de alelos codominantes, assim representados: L1 determina resistência à variedade 1, L2 condiciona resistência à variedade 2. Plantas resistentes à variedade 1 são L1L1, as resistentes à variedade 2 são L2L2, e plantas resistentes a duas variedades são L1L2. Autofecundados, os 1 1 1 vegetais L1L2 produziriam a seguinte descendência: LL 4 2 1 2 (resistentes à variedade 1), L L (resistentes a ambas as 4 1 2 2 variedades) e L L (resistentes somente à variedade 2). 4 A decisão do agricultor, então, não é a mais acertada, porque ele teria em sua plantação 50% de plantas suscetíveis a uma das variedades de ferrugem. A melhor alternativa é só cultivar plantas resultantes do cruzamento das que são resistentes à variedade 1 (L1L1) com as resistentes à variedade 2 (L2L2). Desse modo, todas as plantas teriam genótipo L1L2 e seriam resistentes a ambas as variedades de ferrugem. Os embriões mortos devem ter genótipo AA (pelagem amarela). O alelo A, em dose dupla, é letal, o que explica a proporção de 2:1 na prole do cruzamento entre ratos de pelagem amarela e a redução de 25% do número de descendentes. a) Trata-se de um caso de pleiotropia. São exemplos humanos a anemia falciforme (alteração da molécula de hemoglobina, que também causa fraqueza, aumento da quantidade de medula óssea vermelha, redução das funções mentais e insuficiência cardíaca, entre outras manifestações), a fenilcetonúria (incapacidade de metabolizar o aminoácido fenilalanina, o que também altera a composição da urina, a cor da pele e provoca retardo mental) e a fibrose cística (afeta a produção de uma glicoproteína e altera a composição de certas secreções corporais, como o suor, a bile e o suco pancreático). b) As penas têm importante função no isolamento térmico, que dificulta a dissipação de calor do corpo para o ambiente. Penas anormalmente arrepiadas retêm menos calor, provocando excessivo gasto de energia na manutenção da temperatura corporal das aves. Com isso, há uma hipertrofia de órgãos relacionados com a digestão (principalmente da moela, órgão de trituração mecânica dos alimentos). Com o excessivo consumo de energia na regulação da temperatura corporal, ocorre déficit energético em outras funções, particularmente na reprodução, o que explica a pequena produtividade de ovos. e A mulher normal (genótipo nn) é casada com um homem portador de doença autossômica dominante. O genótipo provável desse indivíduo é Nn, pois nenhuma das alternativas é compatível com a hipótese de ele ser homozigoto dominante (NN). Estando a mulher grávida de gêmeos monozigóticos (ou idênticos), basta determinar a probabilidade de que o zigoto único que originou esses gêmeos seja heterozigoto (genótipo Nn), para que ambas as crianças sejam afetadas. Assim, a 1 probabilidade é de ou 50%. Os gêmeos dizigóticos (ou 2 fraternos) originam-se de dois zigotos, sendo geneticamente diferentes como dois irmãos quaisquer. Nesse caso, existem quatro combinações: (1) portador e portador; (2) portador e não portador; (3) não portador e portador; (4) não portador Biologia só tem filhos normais com um homem de genótipo Aa (se fosse heterozigota, poderia ter filhos afetados). Como a descendência (cinco filhos) não é muito grande, não se tem certeza de que a mulher seja homozigota (AA). c) A determinação do sexo e a ocorrência da anomalia são eventos independentes. Temos: P (homem e afetado) = 1 1 1 P (homem) : P (afetado) = · . Ocorrendo dois nasci2 4 8 1 1 1 mentos, a probabilidade total será P = · 0, 0156 8 8 64 ou 1,56%. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 21. 22. 23. 24. Pai A Mãe A ii Bebê O b) Porque, diferentemente da tipagem sanguínea, que pode excluir a suposta paternidade, mas não pode confirmá-la com certeza, o exame de DNA pode revelar a paternidade com certeza quase absoluta. 12. a) V – fenótipo A, genótipo IAi; VI – fenótipo B, genótipo IBi; VIII – fenótipo AB, genótipo IAIB. b) Para nenhum deles, pois ele possui sangue AB (com aglutinogênios A e B) e todos os seus irmãos possuem algum tipo de aglutinina (anti-B no indivíduo IX, anti-A no indivíduo X e ambas no indivíduo XI). 13. a) Para evitar a ocorrência de reação antígeno-anticorpo entre aglutinogênios das hemácias do sangue transfundido (do doador) e aglutininas do plasma do receptor. b) Porque uma pessoa Rh negativo só produz anticorpos anti-Rh depois do primeiro contato com sangue Rh positivo. Esse contato pode ocorrer por meio de transfusão Capítulo 3 — Grupos sanguíneos Conexões Alternativa e 1. P = 0 (zero) 2. Cch : chca, Cca : chch ou Cch : chch. 3. O cruzamento ocorre entre F_ e fA_, gerando, entre outros, descendentes ff. Consequentemente, os pais devem ser heterozigotos Ff e f Af. 4 Biologia 20. 4. Soma = 38 (02 + 04 + 32). (01) Pais do grupo A não são portadores do alelo IB, portanto não geram descendentes do grupo AB. (08) A mulher do grupo AB, não possuindo o alelo i, não pode ter filho do grupo O (ii). (16) Pais dos grupos B e O não portam o alelo IA e, por isso, não geram descendentes do grupo AB. 5. a) As hemácias contendo o aglutinogênio A seriam atacadas por anticorpos anti-A, presentes no sangue do receptor (do grupo B). Aglutinadas, essas hemácias seriam destruídas, isto é, sofreriam hemólise. b) Se o aglutinogênio estivesse no citoplasma (no interior da célula), ficaria fora do alcance da aglutinina correspondente. Estando na superfície da célula, o aglutinogênio está exposto à ação da aglutinina. 6. a) Aglutinina anti-A não existe em sangue dos grupos A e AB, que totalizam 15 litros. b) O receptor que só possui aglutinogênio B pertence ao grupo B e pode receber sangue dos grupos B (7 litros) ou O (10 litros), totalizando 17 litros disponíveis. 7. Embora a hemólise decorrente de uma transfusão incompatível geralmente esteja relacionada à aglutinação (ligação) entre aglutininas (anticorpos) do receptor e aglutinogênios (antígenos) do doador, grandes quantidades de sangue do grupo O, doadas a receptores dos grupos A, B ou AB, podem representar a entrada, no organismo, de uma grande quantidade de anticorpos anti-A e anti-B, que causariam hemólise ao encontrarem hemácias contendo os aglutinogênios A ou B ou ambos. 8. Caso 1: O e B; caso 2: O; caso 3: AB. 9. a) Orlando: IAi; Leila: IBi. 1 b) É de (25%), pois é essa a probabilidade de nascimen4 to de uma criança com sangue do tipo AB, que aglutina com soro anti-A e com soro anti-B. 10. a) Uma mulher do grupo A (genótipo IAi) pode ter um filho do grupo O (genótipo ii) com homens dos grupos A (IAi), B (IBi) ou O (ii). b) Se o homem fosse do grupo AB (genótipo IAIB), estaria excluída a possibilidade de ele ser o pai dessa criança. c) Existe concordância de 50% quando o DNA de uma pessoa é comparado com o de seu pai ou com o de sua mãe, e não existem duas pessoas (exceto gêmeos idênticos) que possuam DNAs iguais. A precisão do teste de DNA é quase absoluta. 11. a) IAi IAi e não portador. Como nas três primeiras combinações existe pelo menos um dos gêmeos afetado, conclui-se que a proba3 bilidade é de ou 75%. 4 a) De acordo com o general, caso o soldado fosse descendente do estrategista que teria levado Napoleão à derrota em Waterloo, estaria demonstrado que a capacidade como estrategista seria uma característica determinada geneticamente. b) A maneira mais conhecida de quantificar a influência do genótipo em determinada característica é o estudo comparativo de pares de gêmeos monozigóticos criados juntos e pares criados separados. Quanto maior a influência do genótipo, menor deve ser a influência ambiental, que, se existisse, provocaria significativas diferenças fenotípicas entre os gêmeos monozigóticos criados separados. c A influência relativa do fator genético e do ambiente pode ser determinada pela análise de gêmeos monozigóticos criados em ambientes distintos. Uma grande diferença entre eles, na manifestação de uma característica, indica grande influência ambiental, uma vez que são dotados do mesmo genótipo. Com base nisso, pode-se dizer, observando a tabela, que o peso é a característica com maior influência ambiental, enquanto altura e comprimento da cabeça devem sobretudo aos genes sua determinação. a) Gêmeos idênticos possuem o mesmo genótipo, pois se originam de uma única célula-ovo, que, se apresentar o alelo causador de fenilcetonúria em homogizose, originará duas crianças doentes. Na descendência de um casal de hetero1 zigotos, a probabilidade de isso ocorrer é de ou 25%. 4 b) Gêmeos fraternos originaram-se de diferentes zigotos, resultantes da fecundação de dois gametas femininos por dois espermatozoides. Geneticamente, são como dois irmãos quaisquer, e a probabilidade de ambos serem doentes é o produto das probabilidades dos dois eventos, isto é, gêmeos fraternos são interpretados como ‘eventos independentes’. A probabilidade será de 1 1 1 ou 6,25%. · 4 4 16 a O par de alelos será assim representado: N determina o aparecimento da doença, n condiciona o fenótipo normal. Em princípio, a probabilidade de que uma criança desse casal (homem doente Nn e mulher normal nn) seja afetada pela doença é de 50%. Entretanto, esse alelo tem penetrância de 15%, ou seja, apenas 15% das pessoas portadoras do alelo manifestam seu efeito. Dos descendentes com genótipo Nn, que são 50% do total, 15% terão a doença, e os restantes serão normais. A porcentagem esperada de descendentes doentes equivale, então, a 15% dos descendentes portadores desse genótipo, ou seja: 0,5 · 0,15 = 0,0075 ou 7,5%. 14. a) Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. b) pelo fato de os ovócitos colaborarem com o conteúdo citoplasmático na fecundação, e não o espermatozoide. 3. Daiane resulta de muitas combinações genéticas possíveis na ancestralidade referida no texto. 1. e 2. d O genótipo do homem é AaddFF, o que lhe permite formar dois diferentes tipos de gametas. 3. a) Devem ser aceitas como válidas somente as respostas que colocarem cada par de alelos em um par diferente de cromossomos homólogos. b) O quinto par de alelos (Ee) deverá estar obrigatoriamente em qualquer par dos quatro pares de cromossomos homólogos. 4. d O cruzamento é: AaBbCc : AaBbCc. A melhor pontuação seria a do genótipo AABBCC, e a pior, a do genótipo aabbcc. Temos: P (AABBCC) = P (AA) · P (BB) · P (CC) = 1 1 1 1 = · · = 0,015 ou 1,5%. Da mesma forma, P (aabbcc) 4 4 4 64 1 1 1 1 = P (aa) · P (bb) · P (cc) = · · = 0,015 ou 1,5%. 4 4 4 64 5. b Na geração P, os indivíduos são BrBrSuSuYY e brbrsusuyy, que geram uma F1 com 100% dos indivíduos BrbrSusuYy. Tais indivíduos, cujos genótipos têm três pares de alelos em heterozigose, formam oito tipos diferentes de gametas. Os cruzamentos de cada par de alelos, considerados individualmente, geram duas classes fenotípicas, totalizando oito fenótipos distintos. 6. e O cruzamento será MmCc (visão normal e destro) : mmCc (míope e destra). Na descendência, P (M_C_) = P (M_) · P 1 3 3 (C_) = · = 0,375 ou 37,5%. 2 4 8 7. b Uma planta de sementes lisas e amarelas di-híbrida é RrVv, que forma os seguintes tipos de gametas: 25% RV, 25% Rv, 25% rV e 25% rv. Dos quatro tipos de gametas, três têm pelo 3 menos um alelo dominante ( ou 75%). 4 1 8. a) P = = 0,25 (25%) 4 1 b) P = = 0,5 (50%) 2 9. a) O macho tem três pares de alelos em heterozigose; portanto forma 2³ = 8 tipos de gametas. A fêmea possui quatro pares de alelos em heterozigose; por isso, forma 24 = 16 tipos de gametas. b) 15. b 16. e A DHRN ocorre somente quando a mãe é Rh– e está grávida de criança Rh+; logo, o pai deve ser Rh+. 17. e 18. d 19. c O bebê, cujos pais são Rh– (genótipo dd) e Rh+ (genótipo DD), será Rh+ (genótipo Dd) e poderá ser afetado por anticorpos anti-Rh, dos quais a mãe de aluguel, que já teve filho com DHRN, é portadora. 20. d 21. b 22. c 23. b A criança, cujo genótipo é iiDdLMLM, não pode ter pai do grupo AB (o que elimina a alternativa a), do grupo Rh– (o que elimina as alternativas d e e) e do grupo N (o que elimina a alternativa c). 24. Quanto ao sistema ABO, não se pode excluir a possibilidade de a criança ser filha do casal. Se os supostos pais forem heterozigotos (IA i e IB i), eles podem ter uma criança do grupo O (ii). Em relação ao sistema Rh, mais uma vez, não se pode contestar a alegação do casal. Mesmo o homem sendo Rh negativo, a mulher poderia transmitir para a criança o alelo D, que determinaria Rh positivo. Entretanto, a suposta paternidade é descartada pela observação do sistema MN: um homem do grupo M (LMLM) não pode ter descendentes do grupo N (LNLN). Capítulo 4 — Poli-hibridismo: Mendel e variações Genótipos na prole Quantidade AA AA, Aa 2 Bb BB, Bb, bb 3 Cc Cc CC, Cc, cc 3 dd Dd Dd, dd 2 EE Ee EE, Ee 2 Macho Fêmea Aa Bb Para resolver esse tipo de questão, o procedimento mais simples é transformar o poli-hibridismo em vários casos de mono-hibridismo independentes um do outro. Dessa forma, analisamos no quadro, de forma separada, os cruzamentos de vários pares de alelos. Como são eventos independentes (um cruzamento não interfere no outro), o resultado final será o produto das quantidades parciais, ou seja, 2 · 3 · 3 · 2 · 2 = 72 genótipos diferentes. Conexões 1. Por ele não sofrer grandes alterações geralmente ao passar de pai para filho, sendo um “banco genético” natural da ancestralidade paterna. 2. Pelo fato de as mitocôndrias possuírem DNA próprio, além de terem transmissão via materna (“mãe filho; mãe filha”) 5 Biologia c) ou durante a gestação e o parto. Em se tratando de um homem que nunca recebeu transfusão, mesmo sendo Rh negativo, certamente ele não havia sido previamente sensibilizado. Sangue O Rh negativo, que não possui os aglutinogênios (antígenos) A e B nem o fator Rh. Tendo mãe do grupo O Rh– (genótipo iidd), o indivíduo 5 tem genótipo I Bi Dd. Tendo pai do grupo O (genótipo ii), o indivíduo 6 tem genótipo IAidd. O cruzamento 5 : 6 produz a seguinte descendência quanto ao sistema ABO: 1 IAIB (grupo AB), 1 IAi (grupo A), 1 IBi (grupo B), 4 4 4 1 ii (grupo O). Quanto ao sistema Rh, a descendência 4 1 1 será: Dd (Rh+), dd (Rh–). A probabilidade de nascer 2 2 1 1 1 um descendente do grupo AB Rh+ será: · . A pro4 2 8 babilidade de serem dois descendentes com esse fenótipo 1 1 1 será de · . 8 8 64 O fato de já ter filho do grupo AB Rh+ não altera a probabilidade de ter outro filho de mesmo fenótipo, pois são eventos independentes. Assim, a probabilidade de nascer 1 outro filho com o fenótipo em questão será de . 8 Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. 24. a) F1 40 Ganho (g) F2 30 35 40 45 50 Ganho (g) 9 b) Na geração F2, teríamos: A_B_ (ganho diário de 50 g), 16 3 3 A_bb (ganho diário de 40 g), aaB_ (ganho diário 16 16 1 de 40 g), aabb (ganho diário de 30 g). 16 6 Biologia 16. b 17. a) É o cruzamento 3. No cruzamento 1, a proporção espera1 1 da de brancos é de (6,25%); no cruzamento 2, de 16 8 1 (12,5%); no cruzamento 3, de (25%). 4 b) O criador precisará de cinco cruzamentos, que deverão gerar quarenta descendentes, dos quais se espera que 25% sejam brancos. 18. a) AaBbCc. b) Poderá formar 8 tipos de gametas (ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC e abc). 3 c) Será de (0,75 ou 75%). 4 19. Na geração F2, espera-se a proporção fenotípica de 9 púrpura : 7 brancas. Portanto, em um total de 160 descendentes, devem ser encontrados 90 com flores púrpura. 20. Esse é um caso de epistasia recessiva, no qual dois pares de alelos determinam a coloração das cobaias. Podemos supor que o alelo A condicione pigmento preto, enquanto o alelo a não produz pigmento. O alelo I, situado em outro cromossomo, não suprime a ação do par Aa, ao passo que o alelo i suprime a ação desse par. O cruzamento deve ter ocorrido entre AAii e aaII (ambas cobaias albinas). A descendência teve 100% de cobaias AaIi, que são pretas, pois o alelo inibidor (i), que é recessivo, não está em homozigose. 21. a) É um caso de epistasia recessiva, pois o alelo h determina a ausência do antígeno H e, consequentemente, não se expressam os alelos IA e IB. b) Se levássemos em conta apenas a herança do sistema ABO, o indivíduo 3 não poderia pertencer ao grupo O. Provavelmente, ele é homozigoto para o alelo h (genótipo hh), não produzindo os aglutinogênios A e B. Os genótipos mais prováveis são: (1) IA IB Hh, (2) IB i Hh, (3) _ _ hh, (4) IA i H_, (5) IB i H_. 22. d 23. A presença de quatro alelos aditivos acrescenta 20 g ao fenótipo residual; assim, cada alelo aditivo acrescenta 5 g ao fenótipo residual, que é de 20 g. A planta de genótipo AABb tem três alelos aditivos e tem frutos com 35 g. c) Deve-se trabalhar com vários pares de alelos em separado e, no final, fazer o produto das probabilidades parciais. São cinco cruzamentos: 1 (1) Macho Aa e fêmea AA: P(descendente Aa) = 2 1 (2) Macho Bb e fêmea Bb: P(descendente bb) = 4 1 (3) Macho Cc e fêmea Cc: P(descendente Cc) = 2 1 (4) Macho dd e fêmea Dd: P(descendente dd) = 2 1 (5) Macho EE e fêmea Ee: P(descendente Ee) = 2 1 1 1 1 1 1 A probabilidade final será: · · · · 0, 015 ou 2 4 2 2 2 64 1,5%. 1 1 1 10. a) P(pontuação máxima) = · = (6,25%). P(pontuação mínima) 4 4 16 1 1 1 = · = (6,25%) 4 4 16 b) Os vice-campeões (genótipos AABb ou AaBB) receberam quinze pontos; os cães classificados em penúltimo lugar (Aabb ou aaBb) receberam cinco pontos. 11. d 12. São comparados um caso de polialelia (com os polialelos A1, A2, A3 e A4) e um caso de interação gênica (B1 e B2, C1 e C2). Há mais genótipos possíveis no primeiro caso, em que são dez: A1A1, A1A2, A1A3, A1A4, A2A2, A2A3, A2A4, A3A3, A3A4 e A4A4. No caso de interação gênica, são nove os genótipos possíveis: B1B1 C1C1, B1B2 C1C1, B2B2 C1C1, B1B1 C1C2, B1B2 C1C2, B2B2 C1C2, B1B1 C2C2, B1B2 C2C2 e B2B2 C2C2. 13. a) A proporção fenotípica na geração F2 (9 : 6 : 1) sugere a participação de dois pares de alelos que se segregam independentemente, interagindo na determinação da forma do fruto. Uma hipótese aceitável é que se trata de um caso de interação gênica, no qual possivelmente as plantas com pelo menos um alelo dominante em apenas um dos pares de 9 alelos têm frutos esféricos. A geração F2 teria: A_B_ 16 3 3 (frutos discoides), A_bb (frutos esféricos), aaB_ 16 16 1 (frutos esféricos), aabb (fruto alongado). 16 b) Geração P: fruto discoide (AABB) : fruto alongado (aabb); geração F1: fruto discoide (AaBb). 14. Proporções genotípicas: 2 AABb : 2 AaBb : 1 AABB : 1 AaBB : 1 AAbb : 1 Aabb. Proporções fenotípicas: 6 púrpura : 2 vermelhos (ou 3 púrpura: 1 vermelho) 15. a) Trata-se de um caso de interação gênica simples (ou genes complementares), e a correspondência entre genótipos e fenótipos é a seguinte: A_M_, fruto vermelho; A_mm, fruto amarelo; aaM_, fruto marrom; aamm, fruto verde. b) Planta verde (genótipo aamm) cruzada com planta de frutos amarelos duplo-homozigota (AAmm) resulta em descendência com 100% de plantas com genótipo Aamm (frutos amarelos).