En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Cómo determinan los rasgos los alelos dominantes y recesivos?
Los hijos pueden parecerse a sus padres en algunas cosas y ser distintos en otras. En la década de 1860, Gregor Mendel estudió plantas de chícharo y encontró patrones que explican cómo pasan los rasgos de los padres a los hijos. En esta lección aprenderás el vocabulario de la genética, cómo funcionan los alelos dominantes y recesivos, y cómo las cruzas de chícharos de Mendel mostraron un patrón de 3 : 1.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Genes, alelos y rasgos
- Un gen es una sección de ADN que codifica un rasgo
- Los alelos son versiones distintas del mismo gen
- Tienes dos alelos de cada gen, uno de cada progenitor
- El genotipo son los alelos; el fenotipo es el rasgo que se puede observar
Un gen es una sección de ADN que codifica un rasgo, como el color de la flor. Las distintas versiones de un gen se llaman alelos. En las plantas de chícharo, el gen del color de la flor tiene un alelo morado (P) y un alelo blanco (p). Una célula del cuerpo tiene dos alelos de cada gen, uno en cada cromosoma de un par de cromosomas homólogos (consulta Meiosis). La combinación de alelos es el genotipo, como Pp. El rasgo que puedes observar es el fenotipo, como las flores moradas. Dos alelos idénticos hacen que un organismo sea homocigoto (PP o pp). Dos alelos distintos lo hacen heterocigoto (Pp). Los alelos y cómo cambian en las poblaciones se estudian en la Unidad 4.
Alelos dominantes y recesivos
- Un alelo dominante se manifiesta cuando hay al menos una copia
- Un alelo recesivo se manifiesta solo cuando hay dos copias
- Los alelos dominantes llevan una letra mayúscula y los recesivos una letra minúscula
- Dominante no significa el más común ni el mejor
| Genotipo | Tipo | Fenotipo (P = morado es dominante) |
|---|---|---|
| PP | Homocigoto dominante | Morado |
| Pp | Heterocigoto | Morado |
| pp | Homocigoto recesivo | Blanco |
Cuando los dos alelos de un gen son distintos, uno puede dominar al otro. Las plantas Pp tienen flores moradas porque el alelo dominante (P) se expresa y el alelo recesivo (p) queda oculto. Las flores blancas aparecen solo en las plantas pp. Una planta Pp lleva el alelo blanco, pero no lo muestra. Dominante describe cómo se expresa un alelo, no qué tan común es. Algunos alelos dominantes son raros y algunos alelos recesivos son muy comunes.
Las cruzas de chícharos de Mendel
- Mendel cruzó plantas de línea pura con rasgos distintos
- Todos los descendientes F1 mostraron solo el rasgo dominante
- El rasgo recesivo regresó en cerca de 1 de cada 4 descendientes F2
- La proporción de cerca de 3 dominantes : 1 recesivo apareció en todos los rasgos que probó
| Rasgo en la generación F2 | Dominante | Recesivo | Proporción (dominante / recesivo) |
|---|---|---|---|
| Color de la flor | 705 | 224 | 3.15 : 1 |
| Forma de la vaina | 882 | 299 | 2.95 : 1 |
| Forma de la semilla | 5,474 | 1,850 | 2.96 : 1 |
Mendel cruzó plantas de chícharo de línea pura, que siempre producen descendientes iguales a ellas. Una planta morada (PP) cruzada con una planta blanca (pp) dio una generación F1 en la que todas las plantas eran moradas (Pp). Cuando cruzó entre sí las plantas F1, la generación F2 tuvo los dos colores, cerca de 3 moradas por 1 blanca. Mendel concluyó que los rasgos los llevan unidades separadas (lo que hoy llamamos genes), que cada progenitor transmite una copia y que la versión recesiva puede quedar oculta durante una generación y luego reaparecer. Los dos alelos de un gen se separan cuando se forman los gametos, como en la meiosis. La tabla muestra algunos de sus conteos. Los conteos reales se acercan a 3 : 1, pero no son exactos, porque cuáles alelos se encuentran en la fecundación es cuestión de azar.
Los genes y el ambiente
- Los genes fijan el intervalo posible de un rasgo
- El ambiente puede cambiar cuánto se expresa un rasgo
- El mismo genotipo puede dar fenotipos distintos en condiciones distintas
- La mayoría de los rasgos depende de ambos
Un fenotipo no lo fijan solo los genes. La gráfica muestra datos inventados para practicar sobre la altura de plantas de chícharo. Las plantas con el mismo genotipo son más bajas en la sombra que a pleno sol, así que la luz afecta qué tan alta crece una planta. Aun así, el genotipo importa: en los dos casos, las plantas TT y Tt son más altas que las tt. Los rasgos humanos como la estatura y el color de la piel dependen tanto de los genes como del ambiente, por ejemplo la nutrición y la luz del sol.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: La proporción de Mendel
En una cruza, Mendel contó 705 plantas F2 con flores moradas y 224 con flores blancas. (a) Halla la proporción de moradas a blancas. (b) ¿Cuántas de cada una predeciría una proporción exacta de 3 : 1? (c) ¿El resultado es congruente con una proporción de 3 : 1? Compáralo con los datos de la forma de la semilla, 5,474 semillas lisas y 1,850 semillas rugosas.
Mostrar la solución
- (a) Proporción: 705 / 224 = 3.15, así que la proporción es 3.15 : 1.
- (b) Conteos predichos: Total = 705 + 224 = 929 plantas. Una proporción de 3 : 1 significa que 3/4 son moradas y 1/4 son blancas. Moradas: 3/4 x 929 = 696.75, cerca de 697. Blancas: 1/4 x 929 = 232.25, cerca de 232.
- (c) Comparación: Los datos (705 y 224) se acercan a los 697 y 232 predichos. La proporción de la forma de la semilla, 5,474 / 1,850 = 2.96 : 1, también se acerca a 3 : 1. La fecundación es al azar, así que se esperan pequeñas diferencias con la predicción.
- Respuesta: (a) 3.15 : 1. (b) Cerca de 697 moradas y 232 blancas. (c) Sí, los datos se acercan a 3 : 1.
Ejemplo 2: Usa el modelo de la cruza
El diagrama muestra una cruza de plantas de chícharo de línea pura, una morada (PP) y una blanca (pp). (a) ¿Cuál es el genotipo de todas las plantas F1 y por qué son todas moradas? (b) ¿Qué fracción de las plantas F2 moradas es heterocigota? (c) De 1,000 plantas F2, ¿cuántas se espera que tengan flores blancas, aproximadamente?
Mostrar la solución
- (a) Genotipo F1: Cada planta F1 recibe P del progenitor morado y p del progenitor blanco, así que todas son Pp. Son moradas porque P es dominante.
- (b) Plantas moradas heterocigotas: De las plantas F2 PP, Pp, Pp y pp, tres son moradas. Dos de esas tres son Pp, así que la fracción es 2/3.
- (c) Plantas blancas: Solo pp es blanca, que es 1/4 de la F2. 1/4 x 1,000 = 250 plantas.
- Respuesta: (a) Pp, y P es dominante. (b) 2/3. (c) Cerca de 250 plantas.
Ejemplo 3: Los genes y el ambiente
La gráfica muestra datos inventados para practicar sobre la altura de plantas de chícharo. Escribe un enunciado con afirmación, evidencia y razonamiento sobre esta pregunta: ¿el genotipo por sí solo decide qué tan altas crecen las plantas?
Mostrar la solución
- Afirmación: No. La altura depende tanto del genotipo como del ambiente.
- Evidencia: Las plantas TT miden 96 cm a pleno sol, pero 71 cm en la sombra, una disminución de 25 cm. Además, las plantas TT son más altas que las tt en los dos casos (96 cm contra 48 cm al sol, 71 cm contra 35 cm en la sombra).
- Razonamiento: El mismo genotipo dio dos alturas distintas, así que algo además del genotipo cambió el fenotipo: la cantidad de luz. Pero el genotipo sigue importando, porque las plantas tt se quedan más bajas que las TT en las mismas condiciones.
- Respuesta: La altura depende del genotipo y del ambiente: TT baja 25 cm en la sombra, y TT sigue siendo más alta que tt en los dos casos.
Práctica
Practica el vocabulario de genotipo y fenotipo, comprueba datos con una proporción de 3 : 1, lee un modelo de cruza y explica cómo trabajan juntos los genes y el ambiente. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Herencia mendeliana (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Herencia mendeliana (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Un gen tiene versiones distintas llamadas alelos
- El genotipo son los alelos; el fenotipo es el rasgo que ves
- Un alelo dominante se manifiesta cuando hay una copia
- Un rasgo recesivo se manifiesta solo con dos copias
- Las cruzas de Mendel dieron cerca de 3 dominantes : 1 recesivo en la F2
- Los genes y el ambiente afectan los rasgos
De vuelta a la pregunta esencial: los alelos dominantes se ven en el fenotipo cuando hay al menos una copia, y los alelos recesivos se ven solo cuando hay dos copias. Un alelo recesivo puede quedar oculto durante una generación y luego reaparecer, lo que produce el patrón de 3 : 1. A continuación usarás cuadros de Punnett para predecir los resultados de las cruzas.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS3-1: Hacer preguntas para aclarar las relaciones sobre el papel del ADN y los cromosomas en la codificación de las instrucciones de los rasgos característicos que pasan de los padres a los hijos.
- HS-LS3-3: Aplicar conceptos de estadística y probabilidad para explicar la variación y la distribución de los rasgos expresados en una población.
Ideas disciplinarias básicas: LS3.A Herencia de los rasgos; LS3.B Variación de los rasgos