Soluções de exercícios do livro (pag.103-146)

Resolvendo
• Página 103
1. O facto da ervilheira apresentar uma estrutura da corola que facilita a autopolinização é muito importante no controlo experi mental, pois impede o
cruzamento com outras plantas (fecundação cruzada), permitindo certific ar que os resultados obtidos são fiáveis e resultam dos cruzamentos planeados.
2. Mendel seleccionou os progenitores de linhagens puras e efectuou polinização artificial (removeu as anteras e transferiu polén de outros
progenitores) no primeiro cruzamento, impedindo a autofecundação.
3. Impedir a autopolinização, garantindo deste modo que a descendência resulte de cruzamentos artificiais.
4. a. Em B-I removeram-se os estames da flor púrpura e esta foi polinizada com polén (gâmeta masculino) da flor branca; em B-II removeram-se os
estames da flor branca e esta foi polinizada com polén da flor púrpura (cruzamento recíproco). Esta modificação não causou diferenças nos resultados.
b. Para verificar se a origem dos gâmetas (sexo do progenitor) tinha interferência na transmissão da característica em estudo.
5. A meiose, que explica a segregação dos alelos aquando da formação dos gâmetas.
6. Mendel efectuou estudos que permitiram a definição das regras básicas de transmissão das características hereditárias, lançando
as bases da genética clássica.
7. O uso da Matemática (estatística) na Botânica ainda não era uma prática usual no século XIX, daí o cepticismo da comunidade científica
na aceitação das conclusões de Mendel.
Resolvendo
• Página 105
1. Quando duas plantas com características diferentes se cruzam como ocorre a transmissão das características à descendência?
2. A selecção de indivíduos de linhagens puras é essencial para ter a certeza das suas características iniciais, a fim de que os resultados
reflictam os fenómenos que ocorrem durante a reprodução e não erros experimentais. Este aspecto foi fundamental nos trabalhos de Mendel.
3. a. Em F1 todas as sementes são lisas, enquanto em F2 aparecem 1/4 de sementes rugosas e os restantes 3/4 são sementes lisas.
b. Em F1 todas as sementes são lisas e iguais a um dos progenitores enquanto em F2 há sementes lisas, semelhantes ao progenitor F1 e a
um dos indivíduos da geração parental, e sementes rugosas, presentes nos indivíduos da geração parental e ausentes nos indivíduos de F1.
4. A polinização artificial na geração parental é essencial para cruzar as duas linhagens puras, enquanto que a autopolinização dos
indivíduos da geração F1 é essencial para evitar a interferência dos gâmetas de outras plantas com características diferentes e determinar
se ocorre mistura entre as características da geração parental.
5. A característica lisa domina sobre a rugosa nas gerações F1 e F2. No entanto, as plantas da geração F1 mantêm a informação
para sementes rugosas, pois esta característica reaparece na sua descendência.
6. O facto de F1 não apresentar características intermédias relativamente aos dois progenitores permite afirmar que não ocorre
mistura entre as características dos progenitores da geração P, isto é, não ocorre interferência.
Resolvendo
• Página 110
1. SS ou Ss.
2. S; S; s; s/ S; s; s; s.
4. Um dos progenitores seria heterozigótico e o outro homozigótico recessivo.
5. Só através de um cruzamento-teste é possível conhecer o genótipo do progenitor, pois o facto de um dos indivíduos ser homozigótico recessivo
permitirá averiguar a existência de alelos recessivos no indivíduo fenotipicamente dominante, analisando, para tal, a descend ência.
6. Não, pois nesse caso apenas um genótipo é possível.
• Página 111
1. Quais os fenótipos dos descendentes de um cruzamento entre progenitores de duas linhagens puras para dois caracteres (cor e textura
da semente)? ou Na transmissão de dois caracteres diferentes a segregação dos factores hereditários é independente?
2. A geração F1 é genotipicamente 100% SsYy e apresentam todas um fenótipo liso e amarelo.
3. Os gâmetas serão: SY; Sy; sY; sy.
4. Das 16 combinações entre os gâmetas resultam 9 genótipos diferentes, aos quais correspondem 4 fenótipos diferentes, na proporção
9:3:3:1 (ver fig. 11B).
5. 9 sementes amarelas lisas; 3 sementes amarelas rugosas; 3 sementes verdes lisas; 1 semente verde rugosa.
6. Mendel terá concluído que ocorreu a segregação independente dos caracteres.
Resolvendo
• Página 115
1. A figura 15A corresponde a uma herança de uma doença dominante. Sempre que há descendentes afectados um dos progenitores também o é e
sempre que um progenitor é afectado 50% dos descendentes também o são. Na figura 15B está representada uma herança de uma doença
recessiva, uma vez que progenitores não afectados originam descendentes afectados. Os indivíduos afectados são em reduzido número e não
aparecem em todas as gerações.
2. Os cruzamentos consanguíneos aumentam a probabilidade de dois alelos recessivos raros se juntarem e, como tal, a doença se manifestar.
3. Ver síntese de hereditarieda de dominante autossómica e hereditariedade recessiva autossómica nesta página e na página seguinte.
• Página 116
1.
2. F – alelo dominante para normal; f – alelo recessivo para doente (podem ser usadas as letras P e p correspondente à inicial inglesa).
3. 1 – ff (ou pp);
2 – Ff, FF (ou Pp, PP);
3 – Ff, FF (ou Pp, PP);
4 – ff (ou pp).
4. Caso um dos progenitores seja homozigótico dominante (FF) o filho não terá a doença (0% de probabilidade). Se ambos os progenitores
forem heterozigóticos (Ff), existe 25% de probabilidade de um descendente ser doente. A probabilidade de um segundo filho ser afectado
pela doença é igual à do primeiro filho ser doente, uma vez que são acontecimentos independentes.
5. O aconselhamento médico e os testes genéticos são essenciais para despistar doenças genéticas e possibilitar aos pais a decisão de
terem ou não um filho. Caso decidam ter um filho deverão ser acompanhados, para serem tomadas todas as precauções médicas
necessárias ao acompanhamento da gravidez e do próprio filho, após o nascimento.
6. A ciência tem feito estudos e desenvolvido projectos que, com a aplicação da tecnologia existente, permitem melhorar a qualidade de
vida dos doentes com PKU, nomeadamente a produção de suplementos vitamínicos e proteicos e da enzima fenilalanina hidrolase.
Resolvendo
• Página 118
1. Em F1 todos os descendentes apresentam o mesmo fenótipo mas diferente dos fenótipos de ambos os progenitores, o que contrar ia as Leis de Mendel.
2. Existe uma dominância do fenótipo vermelho, mas que é incompleta, pois aparece um fenótipo intermédio com o branco (cor-de-rosa).
3. Não apoiam os defensores da Teoria da Mistura da Hereditariedade. Se houvesse mistura, não reapareceriam em F1 os fenótipos parentais.
• Página 119
1. Não ocorre dominância incompleta, pois não aparece nenhum fenótipo intermédio. Pelo contrário, ambos os alelos são expressos
tratando-se de um caso de co-dominância.
2. Para um carácter existem três alelos possíveis na população.
3. Existência na população de mais de dois alelos para um mesmo carácter (alelos múltiplos); entre dois alelos não existe a distinção
entre dominante e recessivo, manifestando-se ambos (co-dominância), pelo que no sistema sanguíneo ABO são possíveis várias
combinações genotípicas que vão corresponder a quatro fenótipos diferentes.
4. Neste caso específico, melhores conhecimentos sobre genética implicam um maior conhecimento na área das transfusões sanguíneas e, como tal,
uma maior taxa de sobrevivência dos pacientes que delas necessitam, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida dos indivíduos
e aumento da esperança de vida.
• Página 124
1. Estão envolvidos três pares de genes diferentes: um responsável pela cor do corpo, outr o pelo tamanho das asas e um outro pela cor dos olhos. Cor do
corpo: alelo dominante – cinza e o alelo recessivo – amarelo. Tamanho das asas: alelo dominante – asas normais e alelo recessivo – asas vestigiais. Cor dos
olhos: alelo dominante – vermelho e alelo recessivo – branco. Apenas o gene responsável pela cor dos olhos se localiza num cromossoma sexual.
2. Determinar se a transmissão do carácter em estudo está ligada ao sexo.
3. Impedir que as culturas sejam infestadas por fungos.
4. Vantagens: ciclo de vida curto, elevado número de descendentes, características bem observáveis (ex.: cor dos olhos). Limitações:
nem todas as conclusões e resultados podem ser generalizados a outras espécies, determinação do sexo diferente do Homem.
Resolvendo
• Página 125
1. A fêmea é heterozigótica e o macho homozigótico recessivo.
2. É esperada uma proporção de 1 : 1 : 1 : 1, com 575 indivíduos em cada classe.
3. Em vez da proporção 1 : 1 : 1 : 1 foi obtido aproximadamente a proporção 9 : 9 : 2 : 2.
4. Não, pois se existisse segregação independente dos alelos responsáveis pelos dois caracteres, as proporções obtidas seriam iguais às esperadas.
5. Herança “em bloco” dos alelos referente a dois caracteres diferentes (cor do corpo e tamanho das asas).
6. Sim, uma vez que um dos progenitores é homozigótico recessivo para os dois caracteres.
7. A escolha criteriosa do material biológico é de extrema importância no sucesso da actividade laboratorial, nomeadamente, a existência de
características facilmente distinguíveis para um determinado carácter, ciclo de vida curto, elevada taxa reprodutora, etc. Morgan tal como Mendel,
seleccionava o material biológico de acordo com as caracteres que pretendias observar, revelando -se em ambos os casos uma escolha acertada.
• Página 127
1. A – Cruzamento de uma fêmea de olhos vermelhos com um macho de olhos brancos; B - Cruzamento de uma fêmea de olhos brancos
com um macho de olhos vermelhos. Quanto à descendência obtida em A, todos os machos possuem olhos vermelhos enquanto que em B,
todos os machos apresentam olhos brancos. As fêmeas apresentam, em ambos os casos, os olhos vermelhos.
2. Nos cromossomas sexuais, uma vez que a geração F 1 apresenta características diferentes se a característica em estudo se encontrar
presente na fêmea ou no macho.
3. Hemofilia e daltonismo.
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• Página 128
1. A rainha Vitória.
2. Cruzamentos consanguíneos (entre familiares) que aumenta a probabilidade de um indivíduo ser homozigótico recessivo e assim expressar a doença.
• Página 129
3. O fenótipo da hemofilia expressa-se mais frequentemente nos homens do que nas mulheres; nenhum dos filhos (homens) dos
homens afectados é doente; as filhas são todas portadoras e metade dos seus filhos são, por sua vez, afectados.
4. Como a doença é ligada ao cromossoma X, só afecta as fêmeas homozigóticas recessivas. Uma vez que o pai não é doente as filhas
nunca poderão ser homozigóticas recessivas.
5. O avanço da medicina permite que indivíduos que sofram deste problema ou que sejam apenas portadores dos genes tenham, actualmente, uma
esperança média de vida superior. Desta forma, aumenta a hipótese de um indivíduo doente ou portador se reproduzir e transmitir à
descendência a doença, perpetuando estas patologias raras.
1. No cromossoma Y.
2. No facto de apenas afectar os indivíduos do sexo masculino e manifestar-se em todos os homens e em todas as gerações.
3. II2 – XX; III1 – XYH.
4. Se o progenitor apresentar hipertricose auricular todos os descendentes do sexo masculino a apresentarão.
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• Página 130
1. A maioria do DNA das células eucarióticas localiza-se no núcleo.
2. O DNA é constituído por uma dupla cadeia polinucleotídica enrolada à volta das histonas, constituíndo uma unidade designada por nucleossoma.
Por sua vez, este conjunto formado pelo DNA e histonas sofre uma série de enrolamentos, que compactam progressivamente a cadeia de DNA.
3. Permite que uma grande molécula com muita informação (DNA) seja facilmente guardada e protegida numa estrutura condensada
que possa ser armazenada no núcleo da célula.
4. a. Como o DNA tem carga negativa, as cargas positivas das histonas vêm facilitar o enrolamento do DNA.
b. Como a molécula de DNA é muito longa, o enrolamento em redor das proteínas estabilizam a molécula, diminuindo a probabilidade
de ocorrerem quebras e perdas de fragmentos de material genético.
• Página 135
1. Implica a participação de consórcios internacionais, associados a diversos laboratórios, com o intuito de sequenciarem um genoma
de elevadas dimensões e com custos muito elevados.
2. Permitirá identificar novos genes, bem como localizar genes específicos alguns dos quais associados a doenças, bem como a
descoberta e desenvolvimento de novas técnicas para análise dos dados obtidos.
3. Além da sequenciação, é necessário estudar os mecanismos associados à regulação dos genes, pois a sequenciação apenas permite
detectar genes desconhecidos e conhecer a sua sequência de bases.
4. Ao serem multidisciplinares as equipas serão mais eficazes na análise dos resultados, com abordagens diversificadas e que permitem a
obtenção de uma perspectiva mais global e integradora.
5. Ao conhecermos a sequência da maioria dos genes, podemos identificar e diagnosticar antecipadamente doenças apenas com
base em testes genéticos, que usam como informação de base as sequências nucleotídicas actualmente publicadas.
Resolvendo
• Página 137
1. Os cariótipos dos três organismos apresentam diferente número de cromossomas. O cariótipo humano apresenta 23 pares de
cromossomas, o do porco 19 pares de cromossomas e o mosquito três pares de cromossomas.
2. As diferenças apenas se circunscrevem ao par 23. Assim, os outros 22 pares são iguais nos dois sexos, enquanto o par 23 é composto
nas mulheres por dois cromossomas X e no homem por um cromossoma X e por um cromossoma Y.
3. A afirmação é incorrecta, porque o porco apresenta menos cromossomas que o Homem, não sendo todavia menos complexo.
• Página 139
1. Os principais tipos de mecanismos de regulação encontram-se ao nível da transcrição, processamento do RNA mensageiro e tradução.
2. Ao regularem a expressão génica logo ao nível da transcrição, evitam a formação de mRNA e, consequentemente, a produção de
proteínas, evitando assim, gastos desnecessários de energia e de compostos vitais para a célula.
3. Trata-se de uma célula eucariótica, porque possui núcleo individualizado e o seu mRNA sofre processamento.
4. Não ocorre processamento nem migração de mRNA, pois a tradução ocorre praticamente em simultâneo com a transcrição e ambas no citoplasma.
• Página 140
1. A cromatina em A encontra-se mais condensada do que em B.
2. A cromatina tornou-se localmente menos condensada, com a desagregação de alguns nucleossomas.
3. A transcrição ocorrerá no segmento menos condensado (eucromatina), pois é o único que permite o acesso da RNA polimerase
ao DNA. Se a cromatina estiver muito condensada é inacessível à RNA polimerase e os genes não podem ser transcritos.
4. Ao ocorrer a possibilidade de condensar/descondensar
grandes regiões do cromossoma simultaneamente, o organismo poderá controlar, de uma forma precisa, os genes que se expressam em
cada uma das células. Contribui, assim, para o controlo da diferenciação celular que ocorre desde o desenvolvimento embrionário.
Resolvendo
• Página 143
1. O desenvolvimento da tecnologia e da sociedade é fundamental para a Ciência prosseguir o seu avanço, recorrendo às técnicas mais recentes.
Mas o desenvolvimento social também afecta a Ciência: a II Guerra Mundial afectou a carreira profissional de muitos cientistas da época.
2. Os mecanismos de regulação génica eram totalmente desconhecidos, tendo o conhecimento científico nesta área sofrido uma forte evolução, tal como
o nível dos outros fenómenos relacionados com o DNA (estrutura e composição). A natureza química do repressor deste gene apenas foi
conhecida mais tarde, por outros investigadores.
3. A existência de equipas com investigadores de áreas diferentes permite o debate de pontos de vista e de formas de explicação
diferentes, permitindo obter conclusões tendencialmente mais verídicas, numa perspectiva mais integradora e global dos fenómenos.
4. Aumentou.
5. Quando as células crescem na ausência de lactose, os genes em causa não se expressam, logo não são constitutivos.
6. Uma modificação génica num promotor provocava a diminuição do teor das três enzimas simultaneamente, e a adição de lactose a
células normais provocava o aumento das três enzimas.
7. Permite uma melhor regulação dos genes, evitando gastos de energia e de compostos da via metabólica da lactose, permitindo à célula
poupar os seus recursos e adaptar-se rapidamente às variações das condições do meio.
• Página 146
1. Miller concluiu que as células das raízes que utilizou possuíam todo o genoma.
2. As células eram capazes de desenvolver e originar todas as restantes, logo teriam de conter toda a informação do organismo.
3. Miller utilizou células maduras para investigar se com o desenvolvimento celular ocorreria apenas retenção do material genético
necessário, tal como era aceite pelos cientistas da época.
4. Registou-se uma evolução do conhecimento científico, pois era inicialmente aceite que as células apenas retinham o material
genético de que necessitavam. No entanto o trabalho de alguns cientistas provou que uma célula possui todo o genoma,
embora só recorra a uma pequena fracção; logo, todo o conhecimento científico é temporário.