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Tema 3. LA
HERENCIA
Caracteres: Son las características que permiten distinguir a un
individuo de otro. Color de ojos, color de pelo, altura,…
• Son caracteres cualitativos : Cuando tienen una variación
discontínua, es decir, si el carácter puede usarse para dividir a
los miembros de una especie en dos o más grupos diferentes.
Ej: Color del pelo, color de ojos, grupos sanguíneos,...
• Son caracteres cuantitativos : Cuando su variación es contínua,
es decir, si las diferencias que se aprecian entre unos individuos
y otros son muy pequeñas y graduales. Ej: la altura, el
peso,...Estos caracteres también dependen de la acción del
ambiente.
.
• Caracteres hereditarios: se transmiten de generación en
generación, aunque no aparecen necesariamente en todas
las generaciones. Ej: color del pelo, color de ojos...
• Caracteres
adquiridos: no se transmiten a los
descendientes. Aparecen durante la vida del individuo. Ej:
desarrollo muscular, oscurecimiento de la piel, tatuajes….
2. La Genética es la rama de la
Biología que estudia la herencia de
los caracteres. Esta ciencia nació con
los experimentos de Mendel y ha
desencadenado un vocabulario
propio
La herencia. Los caracteres
hereditarios
Reflexiona
Es posible que tú tengas los ojos marrones y tu hermana azules, o quizás seas más bajo o
más alto que ella; puede que una vaca determinada produzca más leche que su
hermana…
a) ¿Crees que la transmisión de algunas características de los progenitores a su
descendencia es una propiedad de todos los seres vivos?
b) Y, si es así, ¿cómo se transmiten los caracteres hereditarios?.
La herencia. Los caracteres
hereditarios
Reflexiona
¿Cómo explicas
que no pueda
nacer un bebé
de un tomate?
¿Por qué los hermanos gemelos son
físicamente idénticos?
¿Cómo explicas los
parecidos dentro de
una familia?
¿Por qué una
loba no puede
parir gatitos?
La herencia. Los caracteres
hereditarios
¿Sabes qué es
el A.D.N.?
El jurado declara a Tony King culpable del asesinato
de Rocío Wanninkhof
El ADN de King coincidía con el
encontrado en una colilla recogida
en el escenario del crimen contra
Rocío.
Crean una
vaca enana
para que
podamos
consumir
leche recién
ordeñada.
¿Qué crees que puede ser el “código
del genoma humano”?
Recomiendan
no guardar en
la nevera al
pobre animal.
Prestigiosos
biólogos
sospechan que el
campeón mundial
de peleas de gallos
se obtuvo haciendo
trampa, por
Ingeniería
Genética.
¿Has oído hablar de la
“Ingeniería Genética”?
(la foto del gallo es falsa, se trata de un montaje)
Pero… ¿has pensado alguna vez por qué un animal no crece más de un cierto tamaño?
La herencia. Los caracteres
hereditarios
¿Sabes qué es
el A.D.N.?
3. Vocabulario
en Genética:
4
Cromosomas homólogos y genes alelos
Heredamos de nuestros progenitores dos juegos de cromosomas, uno procedente del padre, y
otro, de la madre. Todas las células somáticas del ser humano tienen 23 pares de cromosomas.
Cada par contiene uno de los caracteres, una pareja de genes en posiciones análogas (*),
aunque no necesariamente con las misma información. Esos dos genes portadores de la
información para el mismo carácter se denominan alelos, y la pareja de cromosomas se conoce
como par de cromosomas homólogos.
Los ALELOS son formas alternativas del
mismo gen que ocupan una posición
idéntica en los cromosomas homólogos
y controlan los mismos caracteres (pero
no necesariamente llevan la misma
información)
Cromosoma
procedente
del padre
Cromosoma
procedente
de la madre
Par de cromosomas homólogos
(*) Análoga: semejante; se aplica a
genes que ocupan una misma posición
en el cromosoma.
¿Cómo se transmiten los genes?
Cuando el alelo de un gen (por ejemplo A) domina sobre otro alelo del
mismo gen (por ejemplo a) se expresa así:
A > a
Se pone el signo matemático “mayor que”, que aquí significa “domina sobre”
A: alelo dominante; se pone en mayúscula
a: alelo recesivo; se escribe en minúscula
En estos casos se habla de DOMINANCIA
Cromosomas homólogos
y genes alelos
Los genes trabajan por parejas, ya que para un mismo carácter (por
ejemplo color de ojos) hay dos alelos que se encargan de ello.
Par de cromosomas homólogos
Gen responsable del carácter “color
de los ojos”
Alelo A
procedente
del padre
Cromosoma
procedente
del padre
Alelo a
procedente de
la madre
Cromosoma
procedente
de la madre
Si lo piensas, sólo podrá haber tres tipos de personas: AA, Aa y aa
AA
aa
Aa
Los individuos con el mismo tipo de alelo se denominan HOMOCIGOTOS para ese carácter
Los individuos con los dos alelos diferentes se denominas HETEROCIGOTOS para ese carácter
¿Qué genes se manifiestan?
El conjunto de genes de un individuo es su genotipo.
Aunque haya al menos dos genes (dos alelos) para cada carácter, no siempre se manifiestan los
dos, ya que unos genes son dominantes y otros son recesivos (*). Cuando hay genes dominantes,
los recesivos no se manifiestan. Así, una persona que tenga genes para el color de pelo negro,
procedentes del padre, y para el color rubio, procedentes de la madre, será morena, ya que el gen
dominante es el del color de pelo negro.
(*) recesivo: alelo
que no se manifiesta
cuando hay otro
dominante. Para que
se manifieste un
carácter recesivo, el
gen para ese carácter
tiene que estar
presente en los dos
cromosomas.
¿Qué genes se manifiestan?
El conjunto de genes de un individuo es su genotipo.
El aspecto que un individuo presenta es su fenotipo.
A
Genotipos
A
Homocigoto AA
A
a
Heterocigoto Aa
a
Homocigoto aa
Fenotipos
Ojos marrones
Ojos azules
Como A domina sobre a, sólo tendrán fenotipo ojos azules los individuos con genotipo aa
a
4.1.- ¿Qué genes se manifiestan?
Fenotipo pelo moreno; genotipo MM o Mn Fenotipo pelo rubio; genotipo mm
El alelo dominante se representa con letra mayúscula. La misma letra, pero
en minúscula, se emplea para el alelo recesivo
4.1.- ¿Qué genes se manifiestan?
El conjunto de genes de un individuo es su genotipo.
El aspecto que un individuo presenta es su fenotipo.
Del gen a la proteína
Pero… ¿crees que el aspecto
o fenotipo de una persona
depende sólo de sus genes?
¿Qué genes se manifiestan?
El ambiente puede influir en la manifestación de los genes, de manera que un
mismo carácter genético puede presentarse de diversas formas. El ambiente
de un gen lo constituyen los otros genes, el citoplasma celular y el medio
externo donde se desarrolla el individuo.
La altura es un factor genético sobre el que ejerce una gran influencia el
ambiente externo al individuo, ya que, dependiendo de la alimentación, el sol,
las vitaminas, etc., este será más o menos alto.
¿Tu salud depende
sólo de los genes
que has heredado?
La obesidad de este
chico no depende de
sus genes.
Simplemente, ingiere
demasiadas calorías y
no practica el
suficiente ejercicio
físico.
¿Cómo se transmiten los genes?
Madre
Padre
Así son las
células
madre de
los
gametos
MEIOSIS
MEIOSIS
Durante la meiosis se
separan las parejas de
cromosomas homólogos
Así son
los
gametos
Si la madre es Aa, la mitad de
los óvulos que produzca serán A
y la otra mitad a
Si el padre es Aa, la mitad de los
espermatozoides que produzca serán
A y la otra mitad a
¿Cómo se transmiten los genes?
Madre
Padre
Así son las
células
madre de
los
gametos
Aa
Aa
MEIOSIS
Así son
los
gametos
Así son
los hijos
Durante la meiosis se
separan los alelos
MEIOSIS
A
AA
a
A
Aa
Aa
a
aa
Puede nacer un niño de ojos azules, de padres de ojos marrones, si se
encuentra un óvulo a con un espermatozoide a
Este diagrama hace
todas las
combinaciones
posibles entre los
óvulos de la madre y
los espermatozoides
del padre
¿Cómo se transmiten los genes?
Esta es otra forma de representar las combinaciones posibles entre los
gametos masculinos y los femeninos:
A
a
A
AA
Aa
A
Aa
Cuadro de
Punnett
aa
Puede nacer un niño de ojos azules, de padres de ojos marrones, si se
combina un óvulo a con un espermatozoide a
Codominancia
Puede suceder que los dos alelos de un determinado carácter sean equipotentes, es
decir, que ninguno domine sobre el otro. En este caso, los individuos heterocigotos o
híbridos, portadores de ambos alelos, tendrán características intermedias o
manifestarán las dos. Se habla entonces de CODOMINANCIA.
Veamos un ejemplo:
En la especie Mirabilis jalapa
(dondiego de noche), hay tres
fenotipos posibles para el color
de la flor:
-Flor roja. Genotipo RR
-Flor blanca. Genotipo rr
-Flor rosa. Genotipo Rr
RR
rr
Rr
Como ves, en este caso R
no domina sobre r
4 Mendel y las leyes de la herencia
Gregorio Mendel (1822 - 1884). En su juventud Mendel
tuvo una intensa formación práctica en el cultivo de
la mayoría de las especies vegetales de consumo
cotidiano. Como monje agustino tuvo oportunidad
de estudiar botánica, matemática y química en la
Universidad de Viena. A mediados del siglo XIX
propuso la primera explicación científica en relación
al modo en que se transfieren los caracteres
hereditarios entre padres e hijos, la que hoy se
conoce como las Leyes de Mendel
5 Mendel y las leyes de la herencia
El éxito científico de los experimentos realizados por
Mendel en la huerta del monasterio de la que hoy
es la ciudad de Brno en la República Checa, radica
en el material biológico elegido, es decir, la
capacidad de auto polinizarse de las flores de la
planta del guisante y la sencilla identificación de sus
caracteres; en la metodología empleada en la
planificación de sus experimentos, es decir, en la
aplicación del método científico y en la aplicación
de las leyes de las probabilidades.
[Esquema que muestra las etapas del Método Científico como se le conoce hoy y
como fuera aplicado por Mendel en la realización de sus ensayos experimentales]
4 Mendel y las leyes de la herencia
EXPERIMENTOS DE MENDEL
Mendel publicó sus experimentos con guisantes en 1865 y 1866. Los
principales motivos por los que Mendel eligió el guisante como
material de trabajo fueron los siguientes:
Material: Pisum sativum (guisante).
Los guisantes eran baratos y fáciles de obtener en el mercado.
Ocupaban poco espacio y tenían un tiempo de generación
relativamente corto.
Producían muchos descendientes.
Existían variedades diferentes que mostraban distinto, color, forma,
tamaño, etc. Por tanto, presentaba Variabilidad Genética.
Es una especie Autógama, se autopoliniza, de manera que el polen
de las anteras de una flor cae sobre el estigma de la misma flor.
Era fácil realizar cruzamientos entre distintas variedades a voluntad.
Es posible evitar o prevenir la autopolinización castrando las flores de
una planta (eliminando las anteras).
Aquí puedes ver en detalle una flor de la
planta del guisante cortada en parte para
ver su interior.
Estilo
Ovario
El ovario, el estilo y
el estigma
constituyen el
gineceo o pistilo,
parte femenina de la
flor.
Estambres (parte masculina de la flor). En
el extremo de cada estambre está la
antera, que produce el polen. El conjunto
de estambres recibe el nombre de
androceo.
No te líes con los nombres:
(El conjunto de estambres
de una flor constituye el
Androceo)
(Gineceo)
Fruto (tipo
legumbre)
El ovario contiene en su interior los óvulos. Tras la polinización, cada
óvulo dará lugar a una semilla: un guisante.
Semillas
En el guisante era fácil realizar cruzamientos entre distintas variedades a
voluntad. Es posible evitar o prevenir la autopolinización castrando las
flores de una planta (eliminando las anteras).
Se quitan las
anteras
4 Mendel y las leyes de la herencia
Los principales aciertos de Mendel fueron los siguientes:
Utilizar en sus experimentos una especia autógama, ya que de esta
manera se aseguraba de que las variedades que manejaba eran
Líneas puras, constituidas por individuos idénticos y homocigóticos.
Elegir caracteres cualitativos fácilmente discernibles en sus
alternativas. Por ejemplo, flores color blanco o púrpura.
Iniciar los experimentos fijándose cada vez en un sólo carácter. De
está manera obtenía proporciones numéricas fáciles de identificar.
Utilizar relaciones estadísticas en varias generaciones sucesivas.
Contar el número de individuos de cada tipo en las sucesivas
generaciones y proponer proporciones sencillas.
Llevar a cabo experimentos control y cruzamientos adicionales
(retrocruzamientos) para comprobar sus hipótesis.
Analizar caracteres independientes para demostrar su principio de
la combinación independiente.
4 Mendel y las leyes de la herencia
Mendel estudió los siguientes siete caracteres en guisante:
Forma de la semilla: lisa o rugosa
Color de la semilla: amarillo o verde.
Color de la Flor: púrpura o blanco.
Forma de las legumbres: lisa o estrangulada.
Color de las legumbres maduras: verde o amarillo.
Posición de las flores: axial o terminal.
Talla de las plantas: normal o enana.
La primera ley de Mendel:.
Ley de la uniformidad de los
híbridos de la primera
generación: Cuando se cruzan
dos variedades individuos de
raza pura ambos (homocigotos )
para un determinado carácter,
todos los híbridos de la primera
generación son iguales.
P
Mendel llegó a esta conclusión al
cruzar variedades puras de
guisantes amarillas y verdes
pues siempre obtenía de este
cruzamiento variedades de
guisante amarillas.
F1
X
AA
aa
A
a
Aa
P: Generación Parental (padres)
F1: Primera Generación Filial
El signo x significa “cruzamiento con”
Gametos
La segunda ley de Mendel:.
Ley de la separación o
disyunción de los alelos.
Mendel tomó plantas
procedentes de las semillas de la
primera generación (F1) del
experimento anterior, amarillas
Aa, y las polinizó entre sí. Del
cruce obtuvo semillas amarillas y
verdes en la proporción 3:1 (75%
amarillas y 25% verdes). Así
pues, aunque el alelo que
determina la coloración verde de
las semillas parecía haber
desaparecido en la primera
generación filial, vuelve a
manifestarse en esta segunda
generación.
X
P
F1
Aa
A
a
Aa
Gametos
A
a
F2
A
a
AA
Aa
Aa
aa
A
a
La Tercera Ley de Mendel:.
Ley de la independencia de los
caracteres no antagónicos.
Mendel se planteó cómo se
heredarían dos caracteres. Para
ello cruzó guisantes amarillos
lisos con guisantes verdes
rugosos.
P
Gametos
AABB
X
AB
ab
En la primera generación obtuvo
guisantes amarillos lisos.
F1
aabb
AaBb
La Tercera Ley de Mendel:.
X
AaBb
AaBb
Ley de la independencia de los
caracteres no antagónicos.
Gametos
Al cruzar los guisantes amarillos
lisos obtenidos dieron la
siguiente segregación:
9 amarillos lisos
3 verdes lisos
3 amarillos rugosos
1 verde rugoso.
De esta manera demostró que
los caracteres color y textura
eran independientes.
AB Ab aB ab
AB Ab aB ab
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
AABb
AaBB
AaBb
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
ab
AaBb
Aabb
aaBb
aabb
5 Teoría cromosómica de la herencia
Cuando Mendel realizó sus experimentos, no se conocía la existencia de
la molécula de ADN ni, por tanto, que esta se encontrara en los
cromosomas.
En 1902, W.S. Sutton y T. Boveri observaron que había un paralelismo
entre la herencia de los factores hereditarios y el comportamiento de los
cromosomas durante la meiosis y la fecundación, por lo que dedujeron
que los factores hereditarios se encontraban en los cromosomas.
Estos dos genetistas vivían en
países diferentes (Sutton en
Estados Unidos y Boveri en
Alemania) y trabajaron
independientemente, pero
descubrieron lo mismo en el
mismo año.
Walter Stanborough Sutton
Theodor Boveri
Esta afirmación sirvió de base para la formulación de la teoría cromosómica
de la herencia unos años más tarde.
5 Teoría cromosómica de la herencia
En 1909, W. Johannsen
designó el “factor
hereditario” de Mendel con
el término gen.
Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 - 1927)
5 Teoría cromosómica de la herencia
En los años siguientes Morgan
realizó importantes observaciones
en los cromosomas de la mosca del
vinagre.
Drosophila melanogaster
Llegó a la conclusión de que los
genes estaban en los cromosomas
y de que aquellos que se
encontraban en el mismo
cromosoma tendían a heredarse
juntos, por lo que los denominó
genes ligados.
Thomas Hunt Morgan (1866-1945),
Se llegó a la TEORÍA
CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA
5. Teoría cromosómica de la herencia.
Los genes responsables de un mismo carácter
ocupan siempre la misma posición en cromosomas
homólogos.
recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiologia/4quincena7/4quincena7
_ejercicios_1d.htm
http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esobiologia/4quincena6/index_
4quincena6.htm