La genetica - matematica e scienze

1 - La nascita della geneticaLa Genetica è la Scienza che studia come i caratteri ereditari si trasmettono dai genitori ai
figli.
I caratteri ereditari sono le caratteristiche di ogni persona come per esempio il colore degli
occhi e il colore dei capelli.
Gregorio Mendel (1822 – 1880) ha spiegato come si trasmettono questi caratteri.
Mendel ha fatto molti esperimenti con le piante di pisello.
Queste piante sono di diversi (molti e diversi tra loro) tipi:
il fiore
può essere
ROSSO o bianco
il seme
può essere
GIALLO o verde
lo stelo
può essere
ALTO
o basso
Mendel osserva prima il “colore del fiore” e crea linee pure, cioè trova piante che
generano, danno sempre origine (danno origine= fanno nascere) a piante solo con fiori rossi o solo
con bianchi.
La prima legge di Mendel o “legge della dominanza”
Mendel feconda una pianta a fiori rossi con una pianta a fiori
bianchi (feconda =
mette il polline dei fiori bianchi su un fiore rosso, in questo modo la
pianta può fare dei semi, e nasceranno altre piante).
Nascono solo piante con
fiori rossi (100%). Il carattere “fiori bianchi” sembra scomparso.
Mendel chiama carattere dominante il carattere “fiori rossi” e
carattere recessivo il carattere “fiore bianco”.
Queste piante si chiamano ibridi, hanno dentro di sé due
caratteri diversi, ma ne vediamo uno solo, quello dominante.
4
Mendel ripete l’esperimento, considera (osserva) il carattere “colore del seme”. Ci sono
piante a seme giallo e piante a seme verde. Se feconda piante a seme verde con piante a
seme gialloe ottiene lo stesso risultato: il carattere “seme verde” sembra scomparso, non
si vede più: restano piante che hanno dentro di sé i due caratteri, ma ne vediamo uno
solo, anche queste piante sono sono ibridi.
Chiama dominante il carattere “seme giallo” e recessivo il carattere “seme verde”.
La seconda legge di Mendel o “legge della segregazione degli ibridi”
Mendel continua i suoi esperimenti, incrocia due ibridi a fiori
rossi e ottiene:
3 piante a fiori rossi (carattere dominante 75 %)
1 pianta a fiori bianchi (carattere recessivo 25 %)
Alla seconda generazione(i
figli dei figli sono la seconda generazione)
ricompare (si vede ancora, compare ancora) il carattere recessivo.
Mendel ottiene lo stesso risultato con il carattere “colore del
seme” cioè ricompare il carattere recessivo “seme verde”.
3 piante con semi gialli
(carattere dominante: 75%)
1 pianta con semi verdi
(carattere recessivo:.25 %)
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La terza legge di Mendel o “legge dell’indipendenza dei caratteri”
Mendel osserva sulla stessa pianta due caratteri:
colore del seme (giallo o verde) e aspetto del seme (liscio
o rugoso). Dall’incrocio di due linee pure (P) seme “giallo
liscio” e “verde rugoso” sono nati ibridi, piante (F1) che
hanno i caratteri dominanti:
seme giallo liscio (100%)
Dall’incrocio degli ibridi (F1) ottiene piante con diverse
combinazioni di caratteri (F2):
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piante
seme giallo liscio
3
piante
seme giallo rugoso
3
piante
seme verde liscio
1
pianta
seme verde rugoso
Questa è la legge dell’indipendenza dei caratteri, perché ogni carattere si trasmette ai figli
(passa dai genitori ai figli) indipendentemente (in modo indipendente, non dipendono uno dall’altro) dagli altri.


ORA TOCCA A TE
Osserva le seguenti figure e colora i risultati degli incroci:
a.
6
b.
7
2 - Come spiegare le leggi di Mendel
Nella prima metà del Novecento gli scienziati scoprono i cromosomi nel nucleo della
cellula e scoprono la struttura del DNA.
Queste scoperte hanno permesso di spiegare le leggi di Mendel.
Ogni carattere è trasmesso (passa dai genitori ai figli) da un fattore ereditario che si chiama gene.
In tutti gli organismi, ogni gene è presente in due forme alternative che si chiamano alleli.
Nelle linee pure con carattere dominante “a fiori rossi” i due alleli sono uguali e li
indichiamo con RR. Questi organismi sono detti (li chiamiamo) omozigoti dominanti.
Anche nelle linee pure con carattere recessivo “a fiori bianchi” i due alleli sono uguali e
vengono indicati (li indichiamo) con rr. Questi organismi sono detti omozigoti recessivi.
Negli ibridi i due alleli sono diversi, uno dominante e uno recessivo, e vengono indicati con
Rr. Questi organismi sono detti eterozigoti.
Spieghiamo la prima legge
Una pianta omozigote con il carattere dominante RR (a
fiori rossi) produce solo gameti (granuli di polline e ovuli)
con l’allele R.
Una pianta omozigote con il carattere recessivo rr (a fiori
bianchi) produce solo gameti (granuli di polline e ovuli) con
l’allele r.
Con la fecondazione si formano solo piante eterozigoti con
gli alleli Rr (a fiori rossi).
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Spieghiamo la seconda legge
Le piante eterozigoti producono gameti R e gameti r.
Alla fecondazione abbiamo diverse possibilità:

Un gamete R si unisce con un gamete R e si forma una pianta RR (omozigote
dominante “a fiori rossi”).

Un gamete R si unisce con un gamete r e si forma una pianta Rr (eterozigote “a fiori
rossi”).

Un gamete r si unisce con un gamete r e si forma una pianta rr (omozigote
recessivo “a fiori bianchi”).
3 - La genetica dopo Mendel
Il genotipo è l’insieme di tutti i geni presenti in un organismo (anche quelli che non si vedono).
Il fenotipo è l’insieme di caratteri che si vedono in un organismo.
genotipo
fenotipo
RR
fiori rossi
Rr
fiori rossi
rr
fiori bianchi
9


ORA TOCCA A TE
Scegli la esatta spiegazione giusta:
a. genotipo
1.
insieme di caratteri che si manifestano
in un organismo
b. fenotipo
2.
organismo che ha due alleli diversi per
lo stesso carattere
c. omozigote
3.
organismo che ha due alleli uguali per
lo stesso carattere
d. eterozigote
4.
insieme di tutti i geni presenti in un
organismo

Completa con i termini (le parole) dati:
omozigote recessivo - eterozigote - omozigote dominante
a.
Rr ………………………………………………………..
b.
RR ……………………………………………………….
c.
rr ……………………………………………………..….

Completa la tabella:
Nella pianta di pisello, il carattere seme giallo (G) è dominante e il carattere seme
verde (g) recessivo. Completa la tabella che descrive i risultati dell’incrocio di due
piante di linea pura: una a seme giallo e una a seme verde.
G
G
g
g
Con quale probabilità nasce una pianta a seme giallo?
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4 - L’ereditarietà nell’uomo
La determinazione del sesso
La specie umana ha 46 cromosomi. Ogni
cellula
del
cromosomi
corpo
ha
omologhi
e
22
coppie
di
1
coppia
di
cromosomi sessuali.
La femmina ha la coppia di cromosomi
sessuali XX e il maschio ha la coppia XY.
Questi cromosomi sessuali si separano
durante la meiosi.
Nella femmina si formano solo cellule uovo
con un solo cromosoma X.
Nel maschio si formano spermatozoi con
un solo cromosoma X e spermatozoi con
un solo cromosoma Y.
Quando la cellula uovo è fecondata da uno
spermatozoo con il cromosoma X, nasce una femmina XX.
Quando la cellula uovo, invece, è fecondata da uno spermatozoo con il cromosoma Y,
nasce un maschio XY.
La
probabilità
che
nasca
un
maschio è del 50 %.
Anche la probabilità che nasca
una femmina è del 50 %.
gamete maschile
gamete femminile
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Le malattie ereditarie
Alcune malattie sono ereditate (l’eredità è quello che i genitori lasciano ai figli) dai genitori e sono presenti
dalla nascita.
Queste malattie sono dovute (avvengono, ci sono a causa della) alla mutazione (a cambiamenti) di alcuni
geni.
Le malattie ereditarie più note (conosciute) sono: l’anemia mediterranea, l’albinismo, il
daltonismo e l’emofilia.
L’anemia mediterranea è chiamata anche talassemia perché è diffusa nell’area
mediterranea; la provoca un gene recessivo indicato con m, mentre il gene sano è indicato
con M. In questa malattia i globuli rossi non trasportano la quantità di ossigeno normale .
L’individuo che ha un solo allele malato non ha la malattia e si chiama “portatore sano”.

Un individuo malato possiede il genotipo mm (omozigote recessivo).

Un individuo sano possiede il genotipo MM (omozigote dominante).

Un individuo portatore sano possiede il genotipo Mn (eterozigote).
Dall’incrocio di due portatori sani si ottengono
queste percentuali:
25 % sani
25 % malati
50 % portatori sani
L’albinismo è causato da un gene recessivo che non permette la sintesi della melanina,
una proteina responsabile dell’abbronzatura. Gli albini sono individui con peli e pelle molto
chiari.
Il daltonismo è causato da un gene recessivo indicato con X+ che si trova sul cromosoma
sessuale X. Gli individui daltonici non distinguono alcuni colori (rosso o verde).
L’emofilia è causata da un gene recessivo indicato con X+ che si trova sul cromosoma
sessuale X. Il sangue degli individui ammalati di emofilia non coagula perché manca una
particolare proteina.
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

ORA TOCCA A TE
questa tabella si riferisce alla trasmissione dell’albinismo.
A indica il gene sano dominante e a indica il gene malato recessivo.
Considera l’incrocio tra un genitore sano (omozigote) e un genitore portatore
sano. (eterozigote).

Completa la tabella

Può nascere un figlio albino?
♂
♀
A
a
A
A

La seguente tabella si riferisce alla trasmissione del daltonismo.
X+ indica il gene malato e X .indica il gene sano.
Considera l’incrocio tra un padre sano e una madre portatrice.

Completa la tabella

Con quale probabilità può nascere un figlio maschio daltonico?
♂
♀
X
Y
X+
X
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5 - La biotecnologia e l’ingegneria genetica.
La biotecnologia è una tecnica che usa i microrganismi per produrre sostanze utili
all’uomo. I lieviti, per esempio, si usano per fare il pane e il vino. Alcune muffe si usano per
fare gli antibiotici, per esempio la penicillina.
L’ingegneria genetica è una tecnica che consente di prelevare (prendere) un gene da un
organismo e di inserirlo (metterlo) nel DNA di un altro. Questo organismo cambia, si m
odifica, e così può produrre sostanze che normalmente non produce. Questi organismi
geneticamente modificati sono detti OGM.
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6 - Le nuove prospettive dell’ingegneria genetica.
Clonare un animale significa produrne (farne nascere, crearne) una copia identica.
Nel 1987 in un laboratorio scozzese è stata clonata la pecora Dolly.
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ATTIVITÀ DI POST-LETTURA
Lavorando in gruppo, gli allievi riprendono il cartellone fatto all’inizio della lezione e
controllano le affermazioni vere, correggono quelle non corrette e lo integrano con le
nuove conoscenze acquisite.
GLOSSARIO
Cerca nel testo le parole che non conosci.
Alleli = coppia di geni che determinano un
certo carattere.
Autoimpollinazione = fecondazione di un
ovulo con il polline dello stesso fiore.
Biotecnologia = tecnica che sfrutta i
microrganismi per scopi utili all’uomo.
Clone = discendenza costituita da cellule
che hanno lo stesso patrimonio genetico.
Dominante = gene che maschera l’altro
gene in una coppia di alleli.
Eterozigote = individuo che possiede una
coppia di alleli diversi.
Fenotipo = modo in cui si manifesta un
certo genotipo.
Genetica = Scienza che studia la
trasmissione dei caratteri ereditari.
Geni = segmenti di DNA che contengono
l’informazione per fabbricare una particolare
proteina.
Genotipo = insieme dei caratteri ereditari o
geni di un individuo.
Ingegneria genetica = tecnica che
interviene in modo diretto sui geni.
Impollinazione incrociata = fecondazione
di un ovulo con il polline di un altro fiore.
Omozigote = individuo che possiede una
coppia di alleli uguali
Organismi transgenici = organismi in cui
sono stati introdotti geni estranei.
Probabilità = calcolo che consente di
stabilire quante volte un fatto si può
verificare.
Recessivo = Gene la cui azione viene
mascherata dal gene dominante.
FONTE
Luigi Leopardi, Mariateresa Gariboldi - Linea Scienze: dalla cellula all’universo- Vol. C Garzanti Scuola
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