Guía 7. Biología CARACTERÍSTICAS E IMPORTANCIA DE LA HERENCIA NIVELACIÓN.
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ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE CALDAS GUÍA DE TRABAJO ACADÉMICO |
Período Académico |
III |
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Grado |
Noveno |
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Página |
1 – 10 |
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Nombre de la Guía |
CARACTERÍSTICAS E IMPORTANCIA DE LA HERENCIA
NIVELACIÓN |
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Área |
Ciencias Naturales y
Educación Ambiental |
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Tiempo probable |
24 de agosto al 8 de septiembre
- 2021. |
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Docente: |
Julián Alberto Bernal
Álvarez. |
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MOTIVACIÓN
¿Cómo podemos estudiar
la herencia?
Al pasar tiempo con tu
familia, amigos y vecinos, tal vez hayas notado que muchos rasgos se dan por
familia. Por ejemplo, los miembros de una familia pueden compartir
características faciales similares, el color de pelo (como los hermanos que se
muestran abajo) o una predisposición a problemas de salud, tales como la
diabetes. Las características que se dan por familia suelen tener una base
genética, lo que significa que dependen de la información genética que una
persona hereda de sus padres.
¿Y si quisieras
averiguar cómo se transmite la información genética entre las generaciones? Por
ejemplo, podrías tener curiosidad sobre cómo los rasgos "se saltan"
una generación o por qué un niño en una familia puede sufrir una enfermedad
genética mientras que otro niño no. ¿Cómo podrías plantear esta clase de
preguntas científicamente?
Fundamentos
teóricos
Un poco de
Historia
El monje en el jardín: Gregor Mendel
Johann Gregor Mendel (1822 – 1884), a menudo
llamado el "padre de la genética," fue un maestro, aprendiz de por
vida, científico y hombre de fe. Sería justo decir que Mendel tenía mucha
determinación: perseveró a través de circunstancias difíciles para hacer
algunos de los descubrimientos más importantes en biología.
Cuando era un hombre joven, Mendel tenía
dificultades para pagar su educación debido a las limitaciones económicas de su
familia y también sufrió episodios de enfermedad física y depresión; aun así,
perseveró para graduarse de la preparatoria y, posteriormente, la universidad.
start
superscript, 1, end superscript. Después de terminar la universidad, se unió a
la abadía agustiniana de St. Thomas en Brno, en lo que hoy es la República
Checa. En ese momento, el monasterio era el centro intelectual y cultural de la
región, y Mendel fue expuesto inmediatamente a nuevas ideas y enseñanzas.
Su decisión de unirse a la orden (contra los deseos
de su padre, que esperaba que siguiera trabajando en la granja de la familia)
parece haber sido motivada en parte por un deseo de continuar su educación y
perseguir sus intereses científicos. Apoyado por el monasterio, impartió cursos
de física, botánica y ciencias naturales a nivel de secundaria y universidad.
Relación Teórica
nvestigación en herencia
En 1856, Mendel comenzó un proyecto de
investigación de una década de duración para investigar los patrones de la
herencia. Aunque comenzó su investigación usando ratones, más adelante cambió a
abejas y plantas, y al final se quedó con guisantes de jardín como su sistema
modelo principal^2
2
squared. Un
sistema modelo es un organismo que facilita investigar una cuestión científica
particular para un investigador, tal como la herencia de los rasgos. Al
estudiar un sistema modelo, los investigadores pueden aprender los principios
generales que se aplican a otros organismos o sistemas biológicos difíciles de
estudiar, como los seres humanos.
Mendel estudió la herencia de siete características
diferentes en los guisantes, que incluyen altura, color de la flor, color de la
semilla y forma de la semilla. Para ello, primero estableció líneas de
guisantes con dos formas diferentes de una característica, como altura grande
frente a baja. Cultivó estas líneas por generaciones hasta que fueron
genéticamente puras (siempre producen descendientes idénticos a los padres),
luego las cruzó y observó cómo se heredaban los rasgos.
Además de registrar cómo se veían las plantas en
cada generación, Mendel contó el número exacto de plantas que mostraban cada
rasgo. Sorprendentemente, encontró patrones muy similares de herencia para las
siete características que estudió:
Una forma de una característica, como alta, siempre
ocultó a la otra forma, como baja, en la primera generación después del
cruzamiento. Mendel llamó a la forma visible el rasgo dominante y a la forma
oculta el rasgo recesivo.
En la segunda generación, después de que se
permitió la autofecundación entre las plantas (autopolinización), la forma
oculta del rasgo reapareció en una minoría de las plantas. Específicamente,
siempre hubo unas 3 plantas que mostraron el rasgo dominante (por ejemplo,
altas) por cada 1 planta que mostró el rasgo recesivo (por ejemplo, baja), en
una razón de 3:1.
Mendel también encontró que las características se
heredaron independientemente: una característica, como la altura de una planta,
no influenció la herencia de otras características, como el color de la flor o
la forma de la semilla.
En 1865, Mendel presentó los resultados de sus experimentos
con casi 30,000 plantas de guisantes a la Sociedad de Historia Natural local.
De acuerdo con los patrones que observó, los datos de conteos que recolectó y
un análisis matemático de sus resultados, Mendel propuso un modelo de la
herencia en el cual:
Características como el color de la flor, altura de
la planta y forma de la semilla eran controladas por pares de factores que
vienen en diferentes versiones.
Una versión de un factor (la forma dominante) podía
enmascarar la presencia de otra versión (la forma recesiva).
Los dos factores apareados se separan durante la
producción del gameto, de forma que cada gameto (espermatozoide u óvulo)
recibió aleatoriamente solo un factor.
Los factores que controlaban diferentes
características se heredaron independientemente uno de otro.
Observaremos más de cerca cómo Mendel llegó a estas
conclusiones en los artículos de la ley de la segregación y la ley de la
distribución independiente. En 1866, Mendel publicó sus observaciones y su
modelo de la herencia, con el título Experimentos sobre hibridación de plantas.
Legado científico
El trabajo de Mendel pasó bastante inadvertido por
la comunidad científica durante su vida. ¿Cómo pudo pasar eso?
En parte, los contemporáneos de Mendel no
reconocieron la importancia de su trabajo porque sus hallazgos iban en contra
de las ideas predominantes (populares) sobre la herencia. Además, aunque ahora
vemos el uso que hizo Mendel de las matemáticas en la biología como innovador y
vanguardista, resultaba nuevo, desconocido y quizá confuso o no intuitivo para
otros biólogos de la época.
A mediados de 1800, cuando Mendel estaba haciendo
sus experimentos, la mayoría de los biólogos simpatizaba con la idea de
herencia de mezcla. La herencia de mezcla no era una hipótesis científica
formal, sino más bien un modelo general en el cual la herencia implicaba la
mezcla permanente de las características de los padres en sus descendientes (y
producía descendencia con una forma intermedia de una característica).
El modelo de mezcla encajaba bien con algunas
observaciones de la herencia humana: por ejemplo, los niños a menudo se ven un
poco como ambos de sus padres.
Pero el modelo de mezcla no podía explicar por qué
Mendel cruzó una planta de guisantes baja y una alta, y obtuvo solamente plantas
altas o por qué la autofecundación de una de esas plantas altas produciría una
proporción de 3:1 de plantas altas y bajas en la siguiente generación. En
cambio, si el modelo de mezcla fuera correcto, una planta alta cruzada con una
baja debería producir una planta mediana, que a su vez produciría más plantas
medianas (ver a continuación).
Pues resulta que, tanto la altura de una planta de guisantes como la altura de los humanos (junto con muchas otras características en una amplia gama de organismos) están controladas por pares de factores hereditarios que vienen en versiones distintivas, justo como propuso Mendel. En humanos, sin embargo, hay muchos factores diferentes (genes) que contribuyen de forma parcial a la altura y varían entre individuos. Esto hace difícil ver la contribución de cualquier factor en específico y produce patrones de herencia que pueden parecerse a la mezcla. En los experimentos de Mendel, en cambio, solo había un factor que difería entre las plantas de guisantes altas y bajas, lo que le permitió a Mendel ver claramente el patrón subyacente de la herencia.
En 1868, Mendel se volvió abad de su
monasterio y en gran medida puso de lado sus búsquedas científicas a favor de
sus deberes pastorales. No fue reconocido por sus contribuciones científicas
extraordinarias durante su vida. De hecho, no fue sino hasta alrededor de 1900
que su trabajo fue redescubierto, reproducido y revitalizado. Sus
redescubridores eran biólogos a punto de descubrir la base cromosómica de la
herencia, es decir, a punto de darse cuenta que los “factores hereditarios” de
Mendel se portaban en cromosomas.
Sistema modelo de Mendel: la planta
de guisantes
Mendel realizó sus experimentos
claves con guisantes de jardín, Pisum sativum, como sistema modelo. Las plantas
de guisantes son un sistema conveniente para estudios de la herencia y todavía
son estudiados por algunos genetistas hoy en día.
Las características útiles de los
guisantes incluyen su rápido ciclo de vida y la producción de muchas y muchas
semillas. También, las plantas de guisantes por lo general se autofecundan, lo
que significa que la misma planta hace el espermatozoide y el óvulo que se unen
en la fertilización. Mendel tomó ventaja de esta propiedad para producir líneas
de guisantes genéticamente puras: autofecundó y seleccionó guisantes durante
muchas generaciones hasta que obtuvo líneas que producían consistentemente
descendencia idéntica al progenitor (por ejemplo, siempre de altura baja).
Las plantas de guisantes también son
fáciles de cruzar o aparear de forma controlada. Esto se hace mediante la
transferencia de polen desde las anteras (parte masculina) de una planta de
guisantes de una variedad hacia el carpelo (parte femenina) de una planta de
guisantes madura de una variedad diferente. Para evitar que la planta receptora
se autofecundara, Mendel extrajo cuidadosamente todas las anteras inmaduras de
las flores de la planta antes del cruzamiento.
Gracias a que es fácil trabajar con guisantes y son prolíficos en la producción de semillas, Mendel pudo realizar muchas cruzas y examinar muchas plantas individuales, y se cercioró de que sus resultados eran constantes (no solo un golpe de suerte) y precisos (con base en muchos datos individuales).
Condiciones experimentales de Mendel
Una vez que Mendel había establecido
líneas de guisantes genéticamente puras con diferentes rasgos para una o más
características de interés (como altura alta vs. baja), comenzó a investigar
cómo se heredaban los rasgos realizando una serie de cruzamientos.
Primero, cruzó un progenitor
genéticamente puro con otro. Las plantas usadas en este cruzamiento inicial son
llamadas generación P o generación parental.
Mendel recolectó las semillas del
cruzamiento de la generación y las cultivó. Estos descendientes fueron llamados
generación F1 abreviatura para primera generación filial. (Filius significa
"hijo" en latín, ¡así que este nombre es un poco menos raro de lo que
parece!). Una vez que Mendel examinó las plantas F1y registró sus rasgos, las
dejó autofecundarse naturalmente, lo cual produjo muchas semillas. Luego
recogió y cultivó las semillas de las plantas F1 para producir una generación
F2 o segunda generación filial. De nuevo, examinó las plantas cuidadosamente y
registró sus rasgos.
Los experimentos de Mendel se
extendieron más allá de la generación F2 a las generaciones F3, F4 y
posteriores, pero su modelo de la herencia se basó principalmente en las
primeras tres generaciones P, F1, F2.
Mendel no solo registró cómo se veían
sus plantas en cada generación (por ejemplo, alta vs. baja), sino que contó
exactamente cuántas plantas con cada rasgo estaban presentes. Esto puede sonar
tedioso, pero al registrar los números y pensar matemáticamente, Mendel hizo
descubrimientos que eludieron a científicos famosos de su tiempo (tales como
Charles Darwin, quien llevó a cabo experimentos similares, pero no comprendió
el significado de sus resultados)
Puedes utilizar los enlaces a
continuación para aprender más sobre las leyes de la herencia de Mendel:
La ley de la segregación, que
describe cómo los rasgos de los individuos se heredan.
La ley de la distribución
independiente, que describe cómo dos o más rasgos se heredan en relación uno
con el otro.
INDICADORES DE DESEMPEÑO:
·
Identifico las evidencias y características de los principios
científicos ajustados al concepto herencia.
·
Reconozco la
importancia de la herencia y sus aplicaciones además de las tendencias
biológicas referentes a los criterios hereditarios y comportamiento de las
especies biológicas.
OBJETOS
DE ESTUDIO
Utilizar
el texto guía sobre relacionado a genética, anexo a este documento como soporte
teórico para resolver y construir cada una de las actividades propuestas y las
plataformas Khan academy, libros de soporte académico.
TAREAS
COGNOSCITIVAS/ACTIVIDADES
·
Realizar actividades
planteadas en Khan academy sobre la temática de la herencia, las actividades
asignadas deben ser resueltas en su totalidad, videos, lecturas teóricas y
exámenes propuestos.
·
Sintetizar la información más
relevante en el cuaderno de manera secuencial y ordenada.
·
Realizar la observación
de los videos en plataforma Khan academy como componente de formación teórico.
·
Participar de manera
activa en las sesiones de clase sincrónicas y presenciales con la finalidad de
aclarar inquietudes sobre la temática o situaciones contextuales.
·
Todas las actividades en
plataforma deben ser resueltas al 100%. Las actividades son abiertas y se
pueden revisar la cantidad de veces que sean necesarias para el estudiante.
·
Los tiempos asignados son
acordes con el programa estimado.
EVALUACIÓN
·
Todas las sesiones y actividades son evaluables.
·
Realizar todas las actividades en plataforma Khan academy
·
La resolución de preguntas tendrá un enfoque argumentativo y
de tal manera se tendrá en cuenta la capacidad propositiva en cuanto a las
respuestas y los análisis correspondientes.
·
Se realizará un conversatorio de cada temática al finalizar
cada actividad con la intención de construir una propuesta reflexiva de los
acontecimientos reales basados en los contenidos teóricos y científicos.
·
Al finalizar cada actividad académica se realizará un quiz o
examen de lo aprendido.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN:
·
Realizar todas las actividades en plataforma Khan academy
·
Organización, disposición académica, actitudinal y
procedimental.
·
El tiempo en plataforma puede ser cuantificado y será tenido
en cuenta para el proceso de aprendizaje y de formación.
·
Manejo del lenguaje científico y dominio de los conceptos
propuestos en las actividades académicas es esencial para el proceso de
formación.
MEDIOS Y RECURSOS
·
Fotocopias en físico para quien lo
requiera, informar con 20 días de anterioridad para programar y coordinar
dichas actividades de impresión.
·
Información tecnológica y digital.
·
Equipos tecnológicos
·
Plataformas Khan academy y Classroom
OBSERVACIONES GENERALES
Estudia en
casa cuida de tus seres queridos, disfruta de su compañía, se feliz y
transforma el mundo siempre en busca del bienestar colectivo.
BIBLIOGRAFÍA
DE APOYO PARA EL ESTUDIANTE
https://www.muyinteresante.es/ciencia/video/la-vida-de-albert-einstein-un-cientifico-brillante
https://www.mineducacion.gov.co/1759/w3-article-340094.html?_noredirect=1
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