Genética: determinação dos padrões de herança

A partir do conhecimento das leis de Mendel, discuta com a turma as diferenças entre características genéticas, hereditárias, congênitas e adquiridas

Conteúdos

- Leis de Mendel

- Mecanismos de herança

- O papel do ambiente na manifestação das características hereditárias

Objetivos

- Identificar e diferenciar características genéticas, hereditárias, congênitas e adquiridas.

- Elaborar e testar hipóteses sobre composição genética de indivíduos

Anos                                                             Ensino Médio

Tempo estimado                                        3 aulas

Material Necessário

- Cópias da reportagem "Uma puxada e a vida fica melhor" (Veja 2377, de 11 de junho de 2014)

- Computadores com acesso à internet

Introdução

Genética é um campo de conhecimento relacionado com a inscrição da informação de nossas características biológicas em nossas moléculas de DNA e também da herança destas no processo de reprodução de nossas células.

Leia mais

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Desenvolvimento
1ª. Etapa: esclarecimento conceitual

Inicie a aula discutindo alguns conceitos. Para isso, utilize como exemplo o caso das orelhas de abano, como mostrado na reportagem de Veja. Distribua cópias do texto para turma e, após a leitura, pergunte: as orelhas de abano são um caráter genético? Ou congênito? Sendo genético é hereditário? Alguns alunos utilizam estas conceitos como sinônimos outros não. Na verdade são conceitos diferentes não excludentes, mas sobrepostos. Explique que "genético" é qualquer produto da expressão de genes. Ou seja, qualquer característica que tem como base a produção de uma proteína produzida em um sistema de transcrição e tradução gênica dentro da célula. Nem tudo que é genético é hereditário. Para ser hereditário deve ser transmitido pelas células reprodutoras, os óvulos e espermatozoides. Ocorre que muitos fenômenos genéticos em nosso corpo ocorrem nas outras células do corpo, as células somáticas. O melhor exemplo está no câncer. Essa terrível doença tem um evidente mecanismo genético e, na maioria dos casos, não é hereditário.
Pergunte à turma: e o termo "congênito"? Este é um termo mais plástico, pois sobrepõem-se aos conceitos anteriores. Congênito diz respeito ao o que nasceu com a criança. Desenvolveu-se durante a gravidez. Dê exemplos de fenômenos congênitos. A Síndrome de Down é claramente hereditária uma vez que a mutação está em um dos pais. Já um caso de surdez em uma criança cuja mãe contraiu rubéola durante a gravidez é congênito. Essa distinção deverá suscitar uma série de discussões em classe que deverão render boas discussões como fenômenos como alcoolismo, diabetes, etc. Em alguns casos a discussão deverá mostrar que, em alguns aspectos, o fator hereditário não passa através dos genes. Seria totalmente ambiental, dado pelo aprendizado, pelo ambiente. Nesse caso convém não utilizar o termo hereditário para não criar confusões. O termo correto é adquirido. E adquirido não se restringe ao aprendido, mas também a heranças de microrganismos ou de fatores congênitos criados pela ingestão de medicamentos ou drogas.

Trate da questão da orelha de abano mostrada na reportagem. Essa característica é hereditária e, ao mesmo tempo, congênita, pois se desenvolve a partir do segundo mês de gravidez. O componente hereditário está na fixação do colágeno na orelha. Conclusão: é uma deformidade congênita onde o fator hereditário está presente.

Continue tratando da herança das características mostrando que a manifestação delas é variável, ainda que claramente hereditária. Nesse caso existe uma série de fenômenos chamados de penetrância, expressividade, pleiotropia ou ainda influencia do ambiente na manifestação das características. Essas manifestações não são simples de examinar e não são heranças clássicas e facilmente visualizáveis. Finalmente tem a questão da epigenética que são fenômenos ambientais ou aleatórios que afetam a manifestação dos genes. O mais conhecido é o da metilação do DNA. 

Finalize essa etapa introdução contando que a questão da epigenética é uma maneira contemporânea de abordar a velha polêmica natureza X adquirido (nature X nurture). O fenômeno epigenético mostra como fatores ambientais podem mudar a manifestação dos genes da pessoa ao longo de sua vida e até transmitir isso para seus descendentes nos remetendo a um neolamarckismo. Os gêmeos são um modelo interessante para o estudo da epigenética. 

2ª Etapa: determinação do tipo de herança

Feitos os esclarecimentos conceituais, proponha algumas atividades para a turma. O primeiro exercício envolve a teoria das leis básicas da hereditariedade desenvolvidas por Mendel. (Aqui cabe um breve explicação do que são as leis de Mendel) Explique aos alunos que o método dos cruzamentos e retrocruzamentos desenvolvidos por Mendel ainda são utilizados. Os mecanismos de dominância, recessividade, herança ligada e influenciada pelo sexo poderão ser exercitadas em atividades nas quais os alunos fazem os cruzamentos e, conforme a prole resultante, vão deduzindo os mecanismos. O site do Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (USP) dispinibiliza alguns simuladores que permitem confirmar a aplicação das leis de Mendel (veja aqui). 

Outro exercício possível é ligar os tipos de herança ao fenômeno da meiose. Neste caso, estudamos uma herança monogênica (determinada por um par de alelos). Uma atividade simples é estabelecer um suporte concreto como cromossomo que poderá ser feito de massa de modelar ou canudinho plástico quais se marcam os alelos. Os alunos fazem uma lista de genes (A, B, C) e distribuem os alelos nos cromossomos homólogos. Os alunos vão fazer a meiose na qual ocorre a segregação independente dos cromossomos. Assim farão a formação dos gametas. Em duplas podem efetuar a formação de zigotos podendo fazer cálculos de probabilidades. O professor poderá chamar a atenção dos alunos sobre como a recombinação dos alelos na reprodução sexuada colabora para a formação da variabilidade genética das populações. A Revista Brasileira de Ensino de Genética tem alguns materiais que podem ajudar nessa atividade (veja aqui).

Os dois exercícios propostos acima podem ser aproveitados para uma terceira atividade. Dividida a turma em grupos: cada grupo deverá pesquisar algumas características fenotípicas encontradas nos rostos de seus membros. Existe uma série delas como o formato dos olhos, grossura de sobrancelhas e lábios, covinhas, largura do nariz, formato do queixo, o bico de viúva dos cabelos e outros. O professor pode adiantar que essas características se comportam de acordo com o modelo monogênico que segue a primeira lei de Mendel. Assim, os alunos, conforme as características de suas famílias, vão deduzir se são dominantes, recessivos e se as características mencionadas são ou não ligadas ao sexo. Em seguida, peça que os alunos construam um modelo representativo de seus cromossomos, com os alelos herdados dos pais, e simulem o cruzamento com os cromossomos de outros colegas. Os resultados poderão ser mostrados por meio da montagens de fenótipos, que podem ser representados utilizando-se fotografias recortadas no computador com a utilização de programas de edição de imagens. 

3ª Etapa: investigação sobre epigênese na população de gêmeos univitelinos

Conte à turma que apesar de gêmeos univitelinos serem clones genéticos seus fenótipos não são absolutamente iguais. Podemos atribuir isso a uma manifestação geral de fenômenos epigenéticos. Para confirmar a ocorrência desse fenômeno, estimule-os a entrevistar e coletar dados de gêmeos comparando essas características. Sugira que coletem informações sobre peso, altura, impressão digital, formatos do rosto e outros detalhes ou ainda marcas que os gêmeos puderem contar e mostrar. Dados sobre padrões de comportamento podem ser importantes desde que sejam consistentemente diferenciados. Outros dados ainda podem ser coletados, como história pessoal e familiar, padrões de dieta e exercícios físicos. As diferenças observadas nos gêmeos podem ser interpretadas em face das diferenças fenotípicas registradas.

Avaliação

Cada etapa poderá se avaliada de modo distinto. Na primeira etapa, o professor poderá pedir que os alunos montem e entreguem um glossários de conceitos e termos de genética. Na segunda e terceira etapas, os grupos de trabalho deverão entregar relatórios mostrando seus resultados.

Quer saber mais?

Centro de Estudos do genoma Humano 

Microgene: atividades para o ensino de Bilogia 
Amabis J. M. e G. R. Martho. Biologia das populações. Volume 3. Moderna, São Paulo, 2004. (Suplemento do Professor cap. 8).

Consultoria Ricardo Paiva
Professor de Biologia do Colégio Santa Cruz, em São Paulo

http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/plano-de-aula-biologia-genetica-determinando-padroes-heranca-785616.shtml