EXERCÍCIOS DE GENÉTICA VEGETAL
Material Genético, Síntese de Proteínas e Código Genético 1. Uma célula produz cerca de 4.000 proteínas cada uma com 250 aminoácidos, em média. Calcule o comprimento mínimo que deve ter o DNA desta célula, em número de nucleotídeos. 2. Um filamento simples com as seguintes bases nitrogenadas: ...AAAGTTCC... Pode-se saber se pertence aos RNA’s ou ao DNA? Se for do DNA, qual é o seu filamento complementar? Se se formasse um RNAm destes filamentos de que bases seria constituído? 3. Dado um filamento simples de DNA...5’T A C G G G T A T C A G C T G A T T 3’...construa: (a) a cadeia de DNA DNA complementar. (b) a cadeia de mRNA que seria formada do filamento dado. 4. Um filamento de DNA com a seguinte seqüência de bases ...ATTCCGATGC.. será incorporado no DNA de uma célula, durante o processo de duplicação. Em qual setor do DNA da célula é possível que o fragmento dado possa se incorporar? 5. Usando a informação da Tabela de Códons, determine quais são os seguimentos polipeptídicos formados a partir dos mRNA’s dados a) AUGCCCGAGCCAAACGGUGGUUAA b) ...5’AUGUUCCCGUCGACAGCCUAG3’... c) ...5’ AAAACCUGGAGAACCCAUUGA 3`... Considerando o filamento (a) apenas, é possível se determinar a polaridade deste mRNA? e do DNA? Se sim, quais serão?
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6. Se uma proteína tiver a seguinte seqüência de aminoácidos: a) ..Arg - His- PF-.Met - Ile - Val - P.F. b) Met – Ile- Asp – Val – Fen – Leu – P.F. - ... c) ... Arg - Ser - Ser - Tri - Gli - Tri - Ser d) Met - Arg - Ile - Tri - P.F - P.F – PF - Met - His - Ser - P.F. Quais as seqüências de nucleotídeos no DNA, no mRNA e tRNA que correspondem em cada caso (cite apenas uma possível em cada caso). Determine ainda a polaridade de cada um dos filamentos do DNA que possui a informação genética. 7. Se um DNA tiver 45.363 nucleotídeos, pergunta-se: a) Quantos nucleotídeos o mRNA terá? b) Quantos tRNAs serão necessários para a tradução? c) Quantos aminoácidos a enzima terá? 8. Se um segmento curto de uma longa molécula de DNA tem a seguinte seqüência de pares de nucleotídeos: ...3`TTCTATCCGGCAGCTA 5`... ...5`AAGATAGGCCGTCGAT 3`.. Se o filamento ...5` 3`... do DNA servir de molde para a síntese de mRNA qual será a sua seqüência de ribonucleotídeos? ribonucleotídeos ? (b)Dê o ribonucleotídeo ribonucleotí deo na extremidade ...5` da molécula de RNA assim transcrita. (c) Qual seria a sua resposta `a parte (b) se tivesse sido o filamento ...3` 5`... a servir de molde? 9. Se uma proteína tiver a seguinte seqüência de aminoácidos: MET – HIS– ILE – HIS – TRE – LEU – MET - PF A) Determine uma seqüência possível de nucleotídeos para o mRNA correspondente a esta seqüência de aminoácidos; B) Determinado o mRNA pergunta-se: Qual será a seqüência polinucleotídica da cadeia de DNA com sentido? C) E quantos e quais são os anticódons dos tRNAs?
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10. A distância entre pares de bases no DNA é de 3,4 angstrons. Qual o tamanho do DNA, em centímetros, do milho, se ele possui 1,36 x 1010 pb? E do fumo, já que ele tem 2,18 x 109 pb? Dados: 1 angstron = 10 – 10 m. 11. Em feijão (Phaseolus vulgaris L.) o gene da enzima málica foi codificado e partes dele se encontram abaixo especificado Exon 1 Intron 1 Exon 2 Intron 2 5’ATGAACTCGCAT GTCAAAT AAGTTG GTACCA 3’TACTTGAGCGTA CAGTTTA TTCAAC CATGGA
Exon 3 TGGATGCAGTTTTAG3’ TGGATGCAGTTTTAG3’ ACCTACGTCAAAATC5’ ACCTACGTCAAAATC5’
O fio a ser usado nessa questão é o que tem TIMINA na extremidade 3’. A partir dessa informação: A) qual o RNAhn e o RNAm? B) quais os aminoácidos que farão parte dessa enzima? C) quantos RNAt diferentes serão necessários para essa síntese? D) considerando a fita sense, a que inicia por ADENINA na extremidade 5’, se ocorrer uma deleção na 5ª base e a adição de uma CITOSINA após o 23º desoxirribonucleotídeo, qual será a cadeia polinucleotídica a partir desse DNA mutado? (Fonte: WALTER, M. et al. Eur. J. Biochem. 224: 999-1009, 1994) 12. Em duas seqüências de bases nucleotídicas denominadas RNAm foram econtrados vários códons, entretanto a análise da proteína correspondente foi encontrado os mesmos aminoácidos nas duas seqüências, assim como verificaram que havia o mesmo número de códons e aminoácidos. Por fim, foram indentificados códons que permitiam o desligamento do RNA do ribossomo. Baseado nisso, a que propriedades do código genético correspondem os casos estudados? 13. Na cadeia de DNA abaixo descrita estão exemplificadas propriedades do código genético. Assinale os códons que se relacionem com as propriedades e explique cada uma das que consta na seqüência TACGTGTCCAACTTGGCCGTAATC
A página seguinte possui a Tabela do Códons (mRNA ) para que os problemas que necessitem dela possam ser resolvidos.
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TABELA DE CÓDONS (RNAm)
PRIMEIRA
G
SEGUNDA A
BASE C
U
TERCEIRA
BASE G
A
C
U
GLICINA
AC. GLUTÂMICO
ALANINA
VALINA
BASE G
GLICINA
AC. GLUTÂMICO
ALANINA
VALINA
A
GLICINA
AC. ASPÁRTICO
ALANINA
VALINA
C
GLICINA
AC. ASPÁRTICO
ALANINA
VALINA
U
ARGININA
LISINA
TREONINA
G
ARGININA
LISINA
TREONINA
METIONINA (INICIO DE CADEIA) ISOLEUCINA
SERINA
ASPARAGINA
TREONINA
ISOLEUCINA
C
SERINA
ASPARAGINA
TREONINA
ISOLEUCINA
U
ARGININA
GLUTAMINA
PROLINA
LEUCINA
G
ARGININA
GLUTAMINA
PROLINA
LEUCINA
A
ARGININA
HISTIDINA
PROLINA
LEUCINA
C
ARGININA
HISTIDINA
PROLINA
LEUCINA
U
TRIPTOFANO
FIM DE CADEIA
SERINA
LEUCINA
G
FIM DE CADEIA CISTEÍNA
FIM DE CADEIA
SERINA
LEUCINA
A
TIROSINA
SERINA
FENILALANINA
C
CISTEÍNA
TIROSINA
SERINA
FENILALANINA
U
A
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14. Responda: A) O que são bases nucleotídicas e onde se encontram? B) O que são aminoácidos e onde se encontram? C) Há relação entre bases nucleotídicas e aminoácidos? Se sim, qual? D) Quais as origens das bases nucleotídicas e dos aminoácidos? E) Por que é formado o préRNAm no interior do núcleo? F) Como o préRNAm se transforma em RNAm e por que? G) Qual o nucleotídeo do códon que vai determinar, efetivamente, o aminoácido que deve entrar na cadeia polipeptídica?
Mutações e alterações cromossômicas 15. Tendo a seguinte seqüência de DNA: TACTAGTAATGAGTAC GACTGATC seu mRNA é: a proteína é constituída dos seguintes resíduos de aminoácidos é: Se houver a inclusão, por ação de mutagênicos, do nucleotídeo ADENINA entre o quarto e o quinto desoxirribonucleotídeo, de quais resíduos será formada a cadeia proteíca? Esta mutação de ponto alterou a estrutura primária da cadeia de proteína? 16. Baseado no DNA da questão anterior: devido a ação dos mutagênicos químicos houve a substituição da GUANINA na posição 6 por uma TIMINA. De quais resíduos ficou formada a proteína? Houve alteração na cadeia proteica? 17. Baseado no DNA da questão anterior, DNA mutante. Sabe-se que o DNA se duplica levando a mutação silenciosa. Verifique se, na próxima geração, é possível aparecer a mutação a partir do RNAm sintetizado tendo como molde o novo fio complementar de DNA ao que foi formado com a mutação na questão 16.
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18. A cor do pimentão pode ser verde ou amarela. A cor verde é dominante sobre a amarela, de forma que em todos os cruzamentos o alelo tem grande probabilidade de aparecer. Se cada alelo condiciona a produção de uma proteína para a cor, através do DNA e se num dos fios de DNA houver a alteração de uma base nucleotídica que modifique a cor de verde para amarelo, qual será a chance da cor verde aparecer novamente na segunda geração após a alteração nucleotídica? 19. Usando a informação da Tabela de Códons realize em (a) uma transversão no 10º desoxirribonucleotídeo; em (b) uma transição no DNA que originou esse RNAm e em (c) ambas mutações em cada ribonucleotídeo das extremidades e determine quais são os seguimentos polipeptídicos formados a partir dos mRNA’s dados A) AUGCCCGAGCCAAACGGUGGUUAA B) ...5’AUGUUCCCGUCGACAGCCUAG3’... C) ...5’ AAAACCUGGAGAACCCAUUGA 3`... D) Considerando o filamento (a) apenas, é possível se determinar a polaridade deste mRNA? E do DNA? 20. Considerando o cariótipo com 2n = 8 cromossomos:
----------0------------------0---------
------0-----------0------
---------------0-----------------0---
-------0--------0--
Represente um nulissômico, um monossômico, um trissômico,um tetrassômico, um haplóide, um triplóide e um tetraplóide. 21. Em trigo, considerando dois genes em cromossomos independentes, um para arista (A determina a presença e a ausência) e outro para cor do grão (B determina cor creme e b cor branca), há possibilidade do aparecimento de aneuplóides, naturalmente, provocando variabilidade na cultura, se o grão de pólen mutado for detectado. Supondo que o gene para a presença de aristas esteja num cromossomo que foi perdido durante a meiose. O grão de pólen, apesar da mutação continua fértil. Execute o cruzamento entre plantas com os dois marcadores genéticos e descreva a freqüência fenotípica em F2. 22. Proponha o cruzamento entre plantas que possuam 2n=6 cromossomos, mas que uma seja portadora de uma trissomia em qualquer de um dos seus cromossomos. Faça o desenho da formação dos gametas. 23. Considerando o exemplo da cor do endosperma e que haja interação alélica do tipo intermediária em sementes de milho, programe um cruzamento entre dois duplex e determine a sua proporção fenotípica, sabendo que R determina a presença de antocianina na aleurona e o alelo r condiciona a ausência desse pigmento, e, ainda, que o genótipo Rrr condiciona grãos pintados.
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24. Do cruzamento de um simplex com um duplex ambos tetraplóides, qual o resultado em termos fenotípicos apresentados. Considere um gene qualquer com interação de dominância, por exemplo, presença e ausência de clorofila nas folhas, a presença é dominante e a ausência é recessiva. 25. A presença de clorofila é um dos genes considerados em análises do número de cromossomos nas espécies. Espécies poliplóides possuem mais clorofila e são mais verdes do que as diplóides e essas mais verdes do que as haplóides. Construa um esquema, usando desenho de cromossomos, desde um grão de pólen cultivado, in vitro, de um indivíduo autotetraplóide. 26. As células de um progenitor masculino contêm um par de cromossomos homólogos AA’ e um cromossomo B apenas, sem seu homólogo. Qual é a constituição cromossômica de cada um dos quatro gametas produzidos numa divisão meiótica completa? Analise todas as hipóteses prováveis. 27. Em batatas várias ploidias podem ser encontradas e as plantas cruzadas entre si com o auxílio do melhorista. Plantas diploides de batata portando gene para folha lobada foram cruzadas com plantas tetraploides da mesma espécie, porém com folhas recortadas. Sendo a recortada dominante sobre a lobada, qual o tipo de folhas resultante desse cruzamento. Demonstre os genótipos de ambas as espécies, os gametas de cada genitor e o cruzamento. 28. No centro de origem de Hordeum (espécie de cevada) foram encontradas plantas cujas folhas produziam quantidades diferenciadas de proteínas. Por exemplo, a espécie A produzia cerca de 840 µg de proteína glicolisada, enquanto que a espécie B produzia cerca de 210 µg da mesma proteína. Como essa proteína é produzida por apenas um alelo dominante do gene, o que se pode dizer sobre a constituição genotípica dessas duas espécies? Se houver cruzamento dessas espécies entre si, qual a quantidade prevista de proteína a planta fértil é capaz de produzir? 29. Responda: A) O que é transversão e transição? No teu entendimento qual é a mais prejudicial para o organismo? B) Conceitue mutação homozigótica e descreva o seu efeito no indivíduo que a possui. C) Por que os poliplóides são considerados bons colonizadores de ambientes nos quais os diplóides não se adaptam? D) Nos indivíduos poliplóides ocorrem algumas alterações fenotípicas. Exemplo disso são os estômatos e os cloroplastos. Relate o que acontece com essas estruturas citoplasmáticas quando as células são poliplóides.
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30. Numa população de Phaseolus lunatus foram encontradas células do arqueosporo com 43 cromossomos, enquanto que alguns óvulos possuíam 10 cromossomos. Se houver autofecundação que tipo de aneuplóide poderá ser formado? Explique o que levou a formação de aneuplóides a partir de diplóides normais. 31. Na evolução de plantas foi comum a alopoliploidia seguido da autopoliploidia. Baseado nisso, quantas cromátides irmãs e centrômeros podem ser encontradas numa espécie resultante do cruzamento de duas outras que continham, respectivamente, A – células meristemáticas com 32 cromossomos e B – células do endosperma com 96 cromossomos? 32. As plantas diplóides produzem gametas normalmente e, na dupla fertilização, originam o embrião e o endosperma. Utilizando então o endosperma, amiláceo (Su) e doce (su), para caracterizar tecidos triplóides verifique qual a constituição genotípica do endosperma a partir do cruzamento entre plantas com fenótipo amiláceo x doce, sendo que o fenótipo amiláceo é dominante sobre doce. 33. A cor amarela no endosperma do grão de milho é dominante sobre a cor branca. O endosperma é derivado da fecundação do mesocisto por um dos núcleos reprodutivos do grão de pólen. Se a constituição genética do mesocisto for yy e houver fecundação por outro y a cor será branca. Entretanto, se o mesocisto for YY e for fecundado por Y então a cor será amarela. A intensidade da cor variará com a quantidade de alelos Y. Da mesma forma, o alelo Y soma 2,20 unidades de vitamina A/g (UVA/g) a quantidade básica de 0,05 UVA/g nos grãos de milho cuja combinação alélica é yyy. Determine a cor do grão e a quantidade de UVA/g usando todas as combinações possíveis a partir da fecundação do mesocisto pelo núcleo do grão de pólen (Fonte: PATERNIANI, E. Genética e melhoramento do milho. Cap.4. In: KRUG et al. Cultura e adubação do milho. São Paulo: Instituto Brasileiro de Potassa. 1966. p.109-151).
Mitose, Meiose, Monohibridismo, Dihibridismo e Polihibridismo 34. Considerem que uma planta possua 2n = 32 cromossomos, diga: A) B) C) D)
Quantos cromossomos terão no final da mitose e da meiose? Quantas cromátides tem cada célula desse vegetal que sofre divisão? Quantos centrômeros uma célula dessa planta possui quando está em metáfase? Quantos cromossomos terão as células mãe do grão de pólen e quantos no micrósporo
35. Considerem que uma planta de soja possua 2n = 40 cromossomos, diga:
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A) B) C) D)
Quantos cromossomos terão no final da mitose e da meiose? Quantas cromátides têm cada célula desse vegetal que sofre divisão? Quantos centrômeros possuem uma célula dessa planta que está em metáfase? Quantos cromossomos terão as células-mãe do grão de pólen e quantos no micrósporo?
As plantas de trigo possuem 2n =7x = 42 cromossomos, portanto, responda as mesmas perguntas da questão anterior para essa cultura. 36. Em Coleus blumei as células somáticas são diplóides e possuem 24 cromossomos. Quantos, de cada um dos seguintes, estão presentes em cada célula no estágio de mitose ou meiose indicados: (Fonte: BURNS, G. W. Genética. Uma Introdução à Hereditariedade, 1984. p.94). A) B) C) D)
centrômeros na anáfase? centrômeros na anáfase I? cromátides na metáfase I cromátides na anáfase?
E) cromossomos na anáfase? F) cromossomos na metáfase? G) cromossomos no final da telófase I e na telófase II?
37. Certa planta tem 8 cromossomos nas células de suas raízes, um par metacêntrico comprido, um par metacêntrico curto, um par acrocêntrico longo e um par acrocêntrico curto. Em sua meiose quantos destes cromossomos aparecerão nas células resultantes. Demonstre o processo por desenho. 38. Considere a existência de um atraso cromossômico na meiose da planta da questão anterior, de forma que um cromossomo do par metacêntrico comprido seja perdido. Como ficarão as células dos micrósporos, produzidas por meiose? 39. Responda: a) Estabeleça uma relação entre a duplicação do DNA e as cromátides-irmãs. b) A formação de anexos vegetais, como gavinhas, por exemplo, ocorre devido alongamento da epiderme nas plantas que a possuem. Qual a origem celular desses acessórios nas plantas? c) No teu entendimento, qual a importância da formação das tétrades na microsporogênese? De onde, imediatamente, derivam? d) Quais os pontos semelhantes entre a microsporogênese e a megasporogênese? 40. Relacione todos diferentes gametas que podem ser produzidos pelos seguintes indivíduos: a) AABBCc b) aaBbCc
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c) AABbCcddEeFf d) AABBCCDDEEFFGGHHIi (Fonte: BURNS, G. W. Genética. Uma Introdução à Hereditariedade, 1984, p.95) 41. Responda: a) O que é um indivíduo, ou uma população, homozigota? b) O que é um indivíduo, ou uma população, heterozigota? 42. Um indivíduo é heterozigoto para dois pares de genes que estão situados no mesmo par cromossômico, A e B em um cromossomo com a e b situados no cromossomo homólogo. (a) Quantos e quais os genótipos gaméticos esse indivíduo pode produzir, caso não haja “crossing-over”? (b) Havendo “crossing-over”, quantos genótipos gaméticos serão produzidos por esse indivíduo? (c) Faça o mesmo raciocínio quando forem considerados 3 genes que estejam no mesmo cromossomo. (Fonte: BURNS,W. Genética. Uma Introdução à Hereditariedade, 1984. p.95) 43. A relação entre cromátides recombinadas e não recombinadas é de, no máximo, 50 %. Quantas cromátides deverão mostrar recombinação para que a relação chegue a 25% numa célula onde o número somático é 2n=24? 44. Um indivíduo é heterozigoto para os 4 pares de genes A, B, C e D. Os alelos A e B estão no mesmo par de cromossomos homólogos, enquanto que C e D estão juntos no outro par de homólogos. Preveja quais os tipos de gametas que esse indivíduo produz considerando uma permuta entre A e B somente. Quais os tipos de gametas se em ambos cromossomos houver uma permuta? 45. Se indivíduos da população F2 com genótipos heterozigotos forem cruzados entre si a proporção de homozigoto e de heterozigoto na F3 se manterá? Demonstre isso a partir do cruzamento das gerações paternais. 46. Em uma determinada planta o cruzamento, púrpura x azul dá uma prole com flores púrpura e azul, em igual proporção, mas azul x azul dá prole azul. (a) Caracterize os tipos dos cruzamentos que foram realizados e demonstre quais são os genótipos das plantas com flores azul e púrpura? (b) Qual o fenótipo dominante? (Fonte: BURNS, G. W. Genética. Uma Introdução à Hereditariedade, 1984, p.33) 47. Em cevada a presença e ausência de aristas nos grãos é dependente de um gene K. K que determina a ausência é dominante sobre seu homólogo k que determina a presença das aristas. Variedades homozigotas com e sem aristas foram cruzadas entre si. (a) Qual o fenótipo das plantas em F1 e a freqüência fenotípica em F2? (b) Como se poderá determinar a constituição genética das plantas em F2?
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48. Duas vacas pretas (Polled angus) foram cruzadas várias vezes com o mesmo touro amarelo (Caracu). Da primeira resultaram 3 terneiros amarelos e 2 pretos. Da segunda obtiveram todos os 6 descendentes de cor preta. Determine a relação de dominância e o genótipo de cada bovino mencionado. 49. Do cruzamento de várias plantas de ervilhas, obtiveram-se os seguintes resultados? a) alta x alta = 324 altas e 110 baixas b) alta x baixa = 392 altas e 401 baixas c) alta x baixa = 427 altas Determine a relação de dominância e o genótipo de cada vegetal. 50. STEWART (1960) estudando o tipo de herança que ocorre nas cores das brácteas em Poinsétia ( Euphorbia pulcherrima Wild) realizou cruzamentos diversos entre plantas que possuíam flores com brácteas vermelhas com as que as apresentavam brancas, e obteve os seguintes resultados: Cor das brácteas Cruzamentos
Vermelhas
Brancas
a) Ruth Ecke autopolinização b) Ruth Ecke F2 c) White Ecke autopolinização d) (White Ecke autop) X White Ecke e) White Ecke F2 f) White Ecke X Ruth Ecke g) (White Ecke x Ruth Ecke) X Ruth Ecke h) (White Ecke x Ruth Ecke) X white Ecke i) (White Ecke x Ruth Ecke) F2
51 70 0 0 0 151 236 40 266
0 0 59 78 115 1* 2* 37 96
* Valores desconsiderado para estabelecer alguma proporção. Provavelmente a ocorrência de uma mutação, por isso deve ser desconsiderada para efeito de cálculo.
Baseado nos dados acima determine o alelo dominante e o genótipo de cada planta que fez parte dos cruzamentos. (Fonte: STEWART, R. N. The Journal of Heredity, 51(4), 1960). 51. Usando as combinações superiores, diga qual o tamanho da população necessária quando consideramos 4 pares de alelos envolvidos. E qual será o número de fenótipos de F2 supondo-se dominância completa em todos os “loci” e ainda qual será o número de genótipos em F2? Prediga ainda os resultados quando tivermos 5 e 6 pares de alelos envolvidos, para as mesmas perguntas.
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52. Qual o número de fenótipos seriam obtidas na prole de um cruzamento de Coleus blumei com genótipo DdIiWwYy, considerando: a) Dominância completa em todos os loci? b) Co-dominância em todos os loci? c) Dominância completa nos dois primeiros e co-dominância nos dois últimos? 53. Responda: a) Qual a diferença entre a dominância completa e a co-dominância quanto ao número de fenótipos que aparecem em F2? Justifique. b) Se dois indivíduos da F2 com genótipos heterozigotos forem cruzados entre si, a proporção de F3 se manterá como a da geração anterior? Demonstre a partir de um cruzamento desde as gerações paternais. 54. Mendel cruzou ervilhas que produziam sementes lisas com ervilhas que produziam sementes rugosas. De um total de 9.324 sementes na F2, 6.474 eram lisas e 2.850 eram rugosas. Utilizando os símbolos Ww para os genes, responda: (a) qual é o cruzamento P original; (b) quais são os gametas; (c) como é a constituição genotípica e fenotípica da F1; (d) represente um cruzamentos de duas plantas F; (e) simbolise os gametas; (d) apresente os resultados para F2: fenótipo, genótipo, freqüência genotípica e razão fenotípica. Faça o Teste de hipótese e aplique o Teste do Qui- quadrado. 55. A cor do tegumento dos grãos de lentilhas (Lens culinares) é marrom e verde e a forma do grão é lisa e rugosa. A situação abaixo demonstra a segregação de F2 para a cor do tegumento e do retrocruzamento realizados. Baseado nesses dados, elabore hipóteses de trabalho para ambos os cruzamentos e determine o intervalo da probabilidade (P) usando o teste do qui-quadrado para testar as hipóteses. Marrom lisa Grupo F2 RC1 RC2
144 200 50
Fenótipo Marrom rugosa
Verde lisa
Verde rugosa
56 32
52
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56. Em pássaros as penas sedosas são determinadas por um gene cujo efeito é recessivo em relação aos de penas normais. (a) se de um cruzamento entre indivíduos heterozigóticos para tal gene se criassem 395 aves, quantos se espera que sejam sedosos e quantos normais? (b) se tivesse uma ave com penas normais, qual seria o caminho mais rápido para se determinar se ela é heterozigótica ou homozigótica para tal gene?
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57. Responda: a) O que significa teste de progênie? b) O que determina o teste do retrocruzamento? c) É possível se transferir genes de uma planta para outra através do cruzamento simples? Se sim, como isso se operaria? d) Por que é necessária a utilização de dados estatísticos em cruzamentos de plantas? e) Como se pode conceituar espécies de plantas? 58. Foram realizados cruzamentos entre linhagens homozigotas derivadas de cruzamentos entre as espécies Lycopersicon esculentum x L. peruvianum para estabelecer a herança para resistência a murcha bacteriana em tomate (TSWV) e encontraram em F2 551 plantas resistentes e 163 suscetíveis. O retrocruzamento com o pai suscetível apresentou a proporção e 194: 222 (resistente: suscetível) e com o pai resistente apenas 353 plantas todas resistentes. Usando o símbolo criado pelo autor, SW5, para resistência a doença, determine o tipo de herança, diagrame os cruzamentos a partir a geração paternal e teste os valores observados. 59. Foi estudada a herança da resistência à raça 73 de antracnose causada por Colletotrichum lindemuthianum em cultivares de feijão, no sul de Minas Gerais. Duas cultivares, suscetível e resistente, foram utilizadas no cruzamento paternal. A F1 demonstrou resistência à raça 73 do patógeno e a F2 segregou na proporção de 155: 50. Determine se a proporção é de caráter mendeliano e diga qual o comportamento segregante da F1 com o progenitor resistente e com o suscetível. O autor sugere que o gene para resistência seja simbolizado por Co-6. (Fonte: PAULA Jr., T. et al. Revista Ceres. Viçosa, 44(254): 480-487, 1997). 60. O alelo Ms do gene para macho esterilidade é dominante sobre ms que determina fertilidade em grãos de pólen de milho. O alelo G determina a cor branca dos cotilédones, enquanto que seu alelo recessivo g determina cotilédones verdes. Baseado nesses dois genes determine a proporção de indivíduos férteis a partir do cruzamento de uma planta MsMsGG com msmsgg. 61. O tegumento verde na semente da soja é controlado pelo gene G, que é dominante sobre g que determina tegumento amarelo. Esses mesmos genes controlam lesão nãoclorótica e clorótica, respectivamente, quando a planta é suscetível a septoriose. Do cruzamento de uma planta de tegumento verde com outra de tegumento amarelo, qual é a proporção de plantas com manchas cloróticas e não-cloróticas, se elas forem atacadas pela septoriose?
14
62. Responda: a) O que é efeito de pleiotropia gênica? b) Sob o ponto de vista bioquímico molecular, como pode um gene participar de mais de um efeito fenotípico? 63. Quatro das plantas autofecundadas de F1 que Mendel observou segregavam para cor amarela e verde do tegumento da semente. A tabela abaixo demonstra o resultado: Plantas Sementes Amarelas Verdes
1
2
3
4
25
32
14
70
11
7
5
27
Determine a homogeneidade das quatro plantas para a proporção ¾ : ¼ e veja se é possível somar os dados para calcular o Qui-quadrado. 64. Em ervilhas de jardim o efeito do alelo para planta alta T é dominante sobre o alelo para planta baixa t e o efeito do alelo para semente lisa S é dominante sobre o alelo para rugosa s. Também se sabe que estes genes segregam-se independentemente. (a) que proporção fenotípica espera-se entre a descendência de plantas da F1 altas e de sementes lisas cruzadas entre si (derivadas de genitores homozigóticos para ambos os genes)? (b) haveria variação nos fenótipos da geração F se as plantas da F1 derivassem de pais Ttss com ttSS? (c) que resultados fenotípicos se esperariam do cruzamento entre plantas da F1 com plantas baixas e de sementes lisas? 65. Um lote de sementes foi obtido de duas populações homozigotas cujas cores das flores eram brancas e amarelas. Em F2 resultaram 305 plantas com flores brancas e 97 amarelas. Após o melhorista introduziu outro marcador genético a essa população e obteve 299 plantas normais e 131 plantas varigegadas. Sendo a branca dominante sobre amarela e normal sobre variegada qual a probabilidade de se aceitar a hipótese de genes independentes para ambas características juntas? 66. Dois genes independentes estão segregando numa população de plantas. O gene para raízes adventícias, recessivo, segregou em 32 raízes adventícias e 97 raízes normais. O outro gene que determina a presença de acúleos, quando estudado sozinho, segregou em 35 plantas sem acúleos, 78 com acúleos pequenos e 30 com acúleos longos. Se esses genes forem estudados juntos, na mesma população, quantos se esperariam de cada fenótipo numa população de 2325 plantas?
15
67. MENEZES (1953) pesquisou a herança de características contrastantes em variedades de batata doce, como rama verde e arroxeada; casca branca e arroxeada e polpa branca e creme, na Seção de Genética do Instituto de Ecologia e Experimentação Agrícola do Ministério da Agricultura, no Rio de Janeiro e se obteve os seguintes resultados: Quadro 1 – Herança da cor das ramas em F2 Cor das ramas Verde Arroxeada
Nº de plantas 70 26
Quadro 2 - Herança da cor do tubérculo Cor do tubérculo Branco Arroxeado
Nº de plantas 68 28
Quadro 3 - Herança da cor da polpa Cor da polpa Branca Creme
Nº de plantas 67 27
Baseado nessas três tabelas defina a herança de cada uma das características. Proponha uma nomenclatura genética e teste os valores pelo teste do ℵ2. (Fonte: MENEZES, O B. Revista Ceres, 51:189-193, 1953). 68. Utilizando os dados da tabela abaixo (geração F2) determine a independência dos genes e os genótipos dos pais e da F1(Fonte: MENEZES, O B . Revista Ceres,51:189193,1953). Fenótipos Raiz branca e polpa branca Raiz branca e polpa creme Raiz roxa e polpa branca Raiz roxa e polpa creme
Nº de plantas 49 19 20 8
69. WANN e HILLS (1973) estudaram dois genes de natureza fisiológica em tomate. Um responsável pelo transporte de ferro (fer) e outro pelo de boro (btl), ambos recessivos. O quadro abaixo demonstra o número de plantas resutantes dos cruzamentos entre as linhagens
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Cruzamentos Cruzamento A F1 F2 BC1 BC2 Cruzamento B F1 F2 BC1 BC2
Fenótipos/ nº de plantas Normal btl fer
btl/fer
54 61
28 278 -
-
85 52 -
25 103 41 119
30 27 -
35 38 -
12 34 -
Determine o genótipo dos pais e, a independência dos genes no cruzamento B pelo teste do ℵ2. (Fonte: WANN, E. V. e HILLS, W. A. The Journal of Heredity, 64: 370-371, 1973).
70. Responda: a) Qual o objetivo de se testar os valores na segregação fenotípica de F2 pelo teste do qui-quadrado? b) Esse teste aplica-se somente a geração F2 ou pode ser aplicado em outra geração? Se sim, qual a geração? 71. Plantas de milho resistentes a Helmintosporium turcicum possuem o alelo Ht do gene para resistência. Da mesma forma o gene Rt determina a resistência a P. sorghi e o genótipo ag ag condiciona plantas resistentes ao ataque de gafanhotos. Se plantas resistentes a todas as características são cruzadas com plantas suscetíveis qual a probabilidade de, em F2, aparecer plantas suscetíveis a Helmintosporium turcicum e resistentes aos demais fatores estudados? E qual a probabilidade de aparecerem plantas somente suscetíveis ao ataque de gafanhotos? 72. Um pesquisador encontrou certas variedades de linho que mostram distintas resistências a cepas específicas de um fungo chamado “ferrugem do linho” ( Melampsora lini). Por exemplo, a variedade de linho 770B é resistente à raça 24 da ferrugem, porém suscetível a raça 22, enquanto que a variedade Bombay é resistente à raça 22 e suscetível a 24, para o mesmo fungo. O pesquisador cruzou ambas as variedades entre si e encontrou um híbrido resistente as raças 22 e 24, ao mesmo tempo. A geração F2 produziu os seguintes fenótipos, a partir dos cruzamentos de F1 x F1:
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Raça 22 Resistente
Resistente 110
Suscetível 43
Suscetível
32
9
Raça 24 (a) Proponha hipóteses que expliquem a base genética da resistência à ferrugem do linho, para cada uma das raças, independentemente. (b) Baseando-se em suas hipóteses que valores se esperariam para as quatro categorias na F2? (c) Prove sua hipótese pelo teste do ℵ2. (Fonte: SUZUKI, D. T. et al . Introdução à Genética. 4.ed. 1992, p.95). 73. Em 1901 Bateson realizou o primeiro estudo pósmendeliano de um cruzamento que diferia em dois caracteres. Cruzou galinhas brancas Leghorn, com cristas grandes “inteiras” e de penas brancas com aves Indian Game com cristas pequenas “em ervilha” e de penas escuras. A F1 era branca com cristas em ervilha. Um cruzamento entre essas F1 resultaram na seguinte descendência, em F2: 52 brancas, em ervilha, 17 brancas, inteiras, 14 escuras, em ervilha e 8 escuras, inteiras. (a) Determine a significância ou não dos valores pelo teste do Qui-quadrado. (b) Que valores se esperariam para cada um dos tipos descritos? 74. Baseando-se nos dados do problema anterior, que fenótipos e que proporção se esperaria obter se se cruzasse a F1 com: a) Com a raça White Leghorn ? b) Com a raça Indian Game? c) Com as da F2 com penas escuras e crista “inteira”? 75. Se a cor do tegumento dos grãos de lentilha ( Lens culinares) for marrom e verde e se a forma for redonda e rugosa, responda a seguinte situação: Considere 3 grupos A, B, C de lentilhas marrons e redondas. Cada grupo foi plantado e cruzado com plantas originadas de uma ervilha verde, rugosa. Exatamente 200 lentilhas resultante de cada cruzamento foram classificadas como se segue: Fenótipo Marrom redonda Amarela rugosa Verde redonda Grupo A B C
101 200 50
Verde rugosa
99 53
52
45
Baseado nos dados do quadro acima, defina os genótipos das gerações paternais A, B e C e teste os valores pelo teste do qui-quadrado, determinando o intervalo da probabilidade (P).
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76. Em soja há cultivares que possuem nodulação diferencial à estirpe de Rhizobium. A cultivar A é nodulada apenas pela raça 33, enquanto a cultivar B o é pela 61. Das 3328 plantas obtidas na F2, quantas pode se dizer que não serão noduladas por nenhuma das raças. As plantas noduladas pela raça 33 possuem genes rj3 rj3 e plantas noduladas pela 61 apresentam genes rj4 rj4. Os alelos dominantes demonstram pouca ou nenhuma nodulação. Represente o cruzamento. 77. Responda: a) As descrições genéticas são feitas com base nos indivíduos recessivos. Explique o porquê disso. b) O que são genes de ação independente? Há outra forma de ação gênica? Se houver, qual é? 78. Dois genes determinam a resistência à raça 1 e 2 de Cercospora sojina. O gene Res1 e Res2 promovem a resistência, respectivamente. Seus alelos recessivos determinam suscetibilidade. O cultivar Lincoln é suscetível à raça 2, enquanto que o Kente é a raça 1. Qual a probabilidade do aparecimento de plantas resistentes a ambas as raças numa população de 10.000 plantas, originadas do cruzamento de híbridos provenientes de pais homozigotos resistente e suscetível. 79. Pelo menos três genes de ação independente estão envolvidos na resistência a Puccinia coronata em aveia. As variedades resistentes à raça 1 são Bond, Santa Fé, Victória e Landhafer, entretanto Bond e Victória são suscetíveis à raça 101, enquanto as outras são resistentes. Os genótipos que conferem suscetibilidade a raça 101 a resistência à raça 1 para a variedade Victória é VVllmm e para resistência as mesmas raça para a Landhafer é vvLLmm. Qual a probabilidade de se obter resistência as duas raças cruzando-se Victória, com Landhafer. (Fonte: POELHMAN, J. M. 1974. p.164). 80. Em tomateiros fruto vermelho R é dominante sobre fruto amarelo r; fruto biloculado P é dominante sobre fruto poliloculado p e fruto de pele lisa L é dominante sobre fruto de pele rugosa l. Baseado nesses dados responda: a) Qual será o fenótipo da planta RrppLL? b) Qual será(ão) o(s) genótipo(s) de planta(s) com frutos vermelhos, poliloculados e de pele lisa? c) Se cruzarmos uma planta RrPpLl com outra idêntica, quanto ao genótipo, que proporção de plantas descendentes espera-se que tenha: fruto vermelho, poliloculado e pele lisa? Fruto amarelo, biloculado e pele rugosa?
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Interação Gênica Alelismo Múltiplo, Epistasia e Herança Citoplasmática 81. Responda: a) O que significa interação alélica? b) Quantos genes são necessários para haver uma interação? c) O que significa interação gênica? d) Como se pode distinguir epistasia do dihibridismo? 82. A altura das plantas de soja pode ser condicionada por uma série alélica de genes. O alelo S determina altura reduzida; s altura normal e st altura aumentada, sendo a seguinte a ordem de dominância: s > S > st. Realize o cruzamento entre uma planta normal, portadora do alelo para planta reduzida, com outra de altura também normal, porém portadora do alelo para aumentada, e diga quais os fenótipos obtidos e em que freqüência. 83. A série alélica V participa da formação da cor das vagens, junto com os alelo A, aa e a. O gene V junto com aa e junto com a produz vagens estriadas e rosa normal, respectivamente; com A produz vagens amarelas, que também é determinada por, vlae e v junto com aa e a, porém vlae- A- e vvA- produz vagens vermelhas. Partindo desses dados determine a cor das vagens, em F2 do seguinte cruzamento: VV aa aa x vlae vlae AA. (Fonte: MORAES, C. F. e VIEIRA, C. Revista Ceres.Viçosa, 86(15):199-209, 1968). 84. Sabe-se que um par de alelos codominantes controla a cor da folha cotiledonar da soja. O genótipo homozigoto CgCg determina a cor verde escura, o genótipo CyCy determina folhas amarelas, sendo o heterozigoto verde claro. O homozigoto amarelo tem deficiência em clorofila que jamais chega à maturidade. (a) Se plantas verde escuras são cruzadas com plantas verdes claras, quais serão as proporções fenotípicas da descendência em estágio de plântula e qual em estágio de planta adulta? (b) Se plantas verdes claras são cruzadas entre si, quais serão as proporções fenotípicas da descendência em plântula e em estágio adulto? 85. A forma e a cor de rabanetes são controladas por dois pares independentes de alelos que não apresentam dominância; cada genótipo é distinguível fenotipicamente. A cor pode ser vermelha (RR) ou branca (R`R`) e púrpura (RR`) e a forma pode ser longa (LL), oval (LL`) ou arredondada (L`L`). Usando o método do quadrado de Punnet, esquematize um cruzamento entre rabanetes vermelhos, longos (RRLL) e brancos arredondados (R`R`L`L`) e apresente os resultados dos fenótipos, genótipos e freqüência fenotípica da F2.
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86. Determine a ordem de dominância dos seguintes alelos P – púrpura, P1 – turquesa e P2 – azul, para flores boca-de-leão, cujos resultados dos cruzamentos estão na tabela abaixo:
Cruzamentos 1 2 3 4
Genitores Púrpura x azul Púrpura x púrpura Azul x azul Púrpura x turquesa
Descendência Todas púrpuras 76 púrpuras e 25 turquesas Todas azuis 49 púrpuras e 52 turquesas
87. Nas plantas denominadas “dondiego de la noche” ( Mirabilis jalapa) o alelo para cor roxa das flores tem um efeito que é incompletamente dominante sobre o seu homólogo branco. Se um cruzamento entre duas plantas produziu 18 plantas roxas, 32 plantas rosa e 15 brancas. (a) Elabore o teste de hipóteses; (b) Teste os valores pelo teste do Qui-quadrado; e (c) Determine os genótipos e os fenótipos dos progenitores. 88. Foram cruzadas duas linhagens de ervilhas de flores brancas produzindo uma F1 de flores púrpuras. O cruzamento aleatório entre a F1 produziu 96 plantas, 53 com flores púrpuras e 43 com flores brancas. Pergunta-se: (a) Aproximadamente qual a proporção fenotípica da F2? (b) Que tipo de interação está envolvida? (c) Quais foram os prováveis genótipos das linhagens parentais? (d) Se for aplicado o teste do qui-quadrado, haverá significância dos valores? 89. O pólen de plantas de tomates virescentes (amarelecentos devido a deficiência e clorofila) foi utilizado para fecundar uma planta normal verde (com produção normal de clorofila). Todos os híbridos se apresentaram de cor verde normal. Ao cruzar um desses híbridos com uma planta de cor virescente se obteve uma progênie formada por 112 plantas verdes e 72 plantas virescentes. Que conclusão se pode obter com tal resultado sobre o tipo de interação que está ocorrendo nesse caso? 90. Em populações de feijão (Phaseolus vulgaris) dois genes aparecem para determinar a cor do tegumento das sementes. Na contagem das sementes imaturas foram encontrados os seguintes fenótipos e suas quantidades: sementes esverdeadas – 450 e sementes azuladas – 150. Baseado nesses dados responda (a) que tipo de interação está ocorrendo? (b) qual a proporção fenotípica esperada para essa interação?
91. Hagiwara, um pesquisador japonês indicou que a cor púrpura da flor “dondiego de dia
japonês” (Pharbitis nil) pode ser determinada por qualquer um de dois pares de genes separados, por exemplo A- bb ou aaB-. Quando estão presentes os alelos dominantes de ambos os pares de genes (A- B-) as flores são de cor azul e quando ambos são homozigotos recessivos (aa bb) são de cor escarlate. Desse modo se obteve uma F1 de cor azul cruzando-se dois tipos púrpuras distintos AA bb x aa BB. Pergunta-se: a) Que fenótipos e em que proporção se esperaria do curzamento da F1 com qualquer uma das flores paternais? b) Que fenótipos e em que proporção se esperaria de um cruzamento de plantas F1’s entre si? (Fonte: SUZUKI, D. T. et al. Introdução à Genética. 4.ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan. l992. 633p.).
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92. Duas variedades de milho doce com baixo teor de amido na semente foram cruzadas e obtiveram sementes não translúcidas (alto teor de amido – normal). Uma das variedades apresenta o gene ae (amylo extender) e a outra variedade possui o gene wx (waxy). Determine: (a) o tipo de interação que está ocorrendo; (b) a frequência fenotípica em F2.
93. Plantas boca-de-leão ( Anthirrinun majus) possuem genes que condicionam a formação da flor terminal. O alelo Cen codifica um fator de transcrição que impede a expressão do alelo Flo, para a identidade floral. Plantas com genótipo CenCen flo flo são cruzadas com plantas cujo genótipo é cencen FloFlo. Determine a proporção fenotípica em F2 quanto a presença e ausência de flor terminal. 94. A cor branca em abóboras é determinada por um gene dominante W, e frutos coloridos por seu alelo recessivo w. Na presença de ww e de um alelo dominante, G, a cor é amarela, mas quando G está ausente, isto é, gg está presente, a cor é verde. Digam quais serão os fenótipos da F2 e as proporções esperadas de um cruzamento entre uma planta com frutos brancos WWGG e uma com fruto verde wwgg. 95. Se for necessário selecionar 30 abóboras de cor branca, qual será o total da população de abóboras necessárias para esta seleção? Se os frutos a serem selecionados forem verdes e na mesma quantidade, qual será o total da população? 96. Os genes du (dull) e su (sugary) condicionam aumento de 35 e 40% de amilose, em grãos de milho, respectivamente. A combinação su du produz até 60% de amilose, porém quando o su está em homozigose há uma redução na taxa de amido. Os genes alelos produzem 100% de amilose. Partindo do cruzamento de plantas SuSu dudu com susu DuDu qual será a proporção em F2 quanto a produção de amido? (PATERNIANI, E. Genética e melhoramento de milho. In. KRUG et al Cultura e adubação do milho. São Paulo: Instituto Brasileiro da Potassa. 1966 p.109-151.) 97. Outro alelo para a produção de amido nos grãos de milho pode ser o ae (amylose extender) que junto como su (sugary) condiciona grãos enrugados translúcidos. No duplo recessivo o teor de amido é alto. Do cruzamento de homozigotos de grãos translúcidos com não translúcidos qual será a proporção fenotípica em F2? Que tipo de interação está ocorrendo? (PATERNIANI, E. Genética e melhoramento de milho. In. KRUG et al Cultura e adubação do milho. São Paulo: Instituto Brasileiro da Potassa. 1966 p.109-151). 98. Plantas de milho com genótipo para grãos não translúcidos foram cruzadas com plantas cujos grãos possuem ausência de amido. As primeiras plantas possuem alelo ae do gene amylose extender, enquanto que as segundas possuem o alelo wx, do gene waxy. Considerando que os grãos não translúcidos dominam os vazios, qual será a proporção fenotípica em F2 para uma população de 3200 plantas. Baseado no resultado dessa população determine a independência dos genes.
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99. Dois genes diferentes atuam na absorção e na utilização de ferro (Fe) em plantas de milho. O gene ys1 reduz a absorção de ferro nas pontas das raízes, enquanto que o gene ys3 permite a absorção, mas acumula-o nas células das raízes. Plantas com genótipo ys1ys1 que tiveram suas folhas pulverizadas com solução de ferro ficaram verdes em 48 horas, já as plantas com genótipo ys3ys3 necessitaram de 6 dias para ficarem verdes. Baseado nesses dados o cruzamento de plantas verdes normais com plantas que têm deficiência na absorção e metabolização do ferro, resultará em que quantidade, na geração F2 numa população de 2500 plantas de milho? (PATERNIANI, E. Genética e melhoramento de milho. In. KRUG et al Cultura e adubação do milho. São Paulo: Instituto Brasileiro da Potassa. 1966 p.109-151). 100. Baseado nos dados anteriores qual será o resultado em F2 de plantas que tem somente dificuldade na absorção de ferro, partindo do cruzamento de plantas normais com deficientes? 101. Baseado nos dados da tabela seguinte determine o(s) genótipo(s) possível (ies) para os cruzamentos entre linhagens de lentilha considerando a cor do cotilédone como característica em estudo e utilizando a seguinte nomenclatura e relação: Yc condiciona cotilédones vermelhos > yc que condiciona amarelo. Iyc não inibe nenhum dos alelos da cor > iyc que inibe os alelos da cor, produzindo cor verde dos cotilédones. Fenótipo dos pais
Freqüência fenotípica em F2 vermelha amarela verde a) vermelho x amarelo 154 61 0 b) verde x amarelo 0 160 41 c)amarelo x verde 0 145 36 d) vermelho x verde 109 43 35 e) verde x vermelho 121 41 37 (Fonte: SKLINKARD, A. E. The Journal of Heredity, 69:139-140, 1978). 102. Baseado nos dados da questão anterior. Em Lens esculentum a cor dos cotilédones pode ser vermelha, amarela ou verde. O cruzamento de uma linhagem de cor verde com outra vermelha segregou, em F2, 121 grãos de cor vermelha, 41 amarelos e 37 verdes (item e). Diga a que proporção fenotípica pertence a segregação acima. 103. Em Phaseolus lunatus existe o gene Ih, dominante, que é ativador do gene Gr, dominante, para a cor marrom, em vagens maduras. O alelo ih, recessivo, é inibidor da cor marrom, produzindo vagens verdes apenas. O alelo gr, recessivo, produz igualmente a cor verde, independente do ativador/inibidor. Das 1.782 vagens colhidas em F2, resultante do cruzamento de dois híbridos F1 marrons, quantas vagens terão cor verde e quais os genótipos e fenótipos das gerações paternais? (Fonte: HONNA, S. et al. The Journal of Heredity , 59(4):243-244, 1968).
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104. O gene lw1 lw1 em homozigose apresenta folíolos com borda ondulada, enquanto que os alelos complementares Lw1 Lw1 condicionam folíolos normais, em plantas de soja. O gene T condiciona pubescência marrom e t cinza, sendo esse epistático sobre lw1 lw1 e alterando a forma do folíolo, de ondulado para normal. Determine a proporção, em F2 do cruzamento de uma planta com pubescência cinza e folíolos normais com outra de pubescência marrom e folíolos ondulados, ambas homozigotas para os dois genes. 105. Em algumas plantas, como no milho, há um gene recessivo em um cromossomo que se acha em homozigose. Juntamente a esse, outro gene dominante, em outro cromossomo, produzem plantas de cor branca estando em homozigose ou em heterozigose. Qualquer outra combinação alélica resulta em plantas coloridas. Que proporções de plantas brancas se obterá entre a progênie de uma planta autofecundada, mas que seja heterozigota para ambos os genes?
106. Considere a seguinte rota biossintética, controlada geneticamente, em uma planta: Gene A
Gene B
Gene C
Enzima A
Enzima B
Enzima C
Po>>>>>>>>> P1>>> >>>>> P2 >>>>>>>>> P3 Suponha que o gene A controla a conversão de um pigmento branco Po para outro branco P1; o alelo dominante A codifica a enzima necessária para catalisar esta conversão, mas o alelo recessivo a, codifica uma enzima defeituosa (inativa). O gene B controla a conversão do pigmento branco P1 para um pigmento cor de rosa P2, novamente o alelo dominante B produz a enzima necessária para a conversão P1---P2, mas o alelo recessivo b produz uma enzima inativa. O alelo dominante C, de um terceiro gene, codifica uma enzima que catalisa a conversão do pigmento P2 para um pigmento P3 vermelho, seu alelo recessivo c produz uma enzima alterada sem atividade. O alelo dominante D, de um quarto gene, produz um produto que inibe completamente a atividade da enzima C, isto é, bloqueia a reação P2---P3. Seu alelo recessivo d produz um produto gênico defeituoso, que não bloqueia a reação P2---P3. Considere que a cor da flor é determinada unicamente por estes quatro genes, e que eles se segregam independentemente. Na F2 de um cruzamento entre plantas com genótipo AAbbCCDD e plantas com genótipo aaBBccdd, qual a proporção esperada de plantas com (a) flores vermelhas? (b) flores cor de rosa? e (c) flores brancas?
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107. Responda: a) O que é macho-esterilidade? b) Que tipos de macho esterilidade existem? c) Que descoberta permitiu que a macho esterilidade se tornasse fértil d) A esterilidade citplasmática influencia mais no gameta masculino ou no feminino? Por que? e) De onde derivam os híbridos simples de milho? 108. Demonstre como é possível se obter plantas com citoplasma macho estéril e férteis a partir do cruzamento de plantas normais com plantas macho estéreis. Construa o(s) cruzamento(s) explicando cada um dos passos e os valores percentuais dos fenótipos em cada uma das gerações. 109. O milho comercial resulta de um "cruzamento duplo". Partindo-se de quatro cultivares endógamas (A,B,C,D) faz-se o cruzamento entre A e B pelo crescimento de duas linhagens juntas e com a remoção da "vassoura" da linhagem A, de forma que A não se autofecunde e, assim, recebe pólen de B. Em outra localidade qualquer, segue-se o mesmo procedimento em relação a C e D. Geralmente o rendimento de sementes híbridas monocruzadas é baixo porque os genitores endógamos não têm vigor híbrido e produzem espigas pequenas. As plantas que germinam de semente monocruzadas geralmente são híbridas vigorosas com espigas grandes e muitos grãos. Não é desejável que híbridos monocruzados se autofecundem porque este processo de endogamia comumente produz progênie menos vigorosa. Assim, o cruzamento duplo é efetuado aplicando-se o pólen do híbrido CD sobre o híbrido AB. O corte manual da "vassoura" é um processo cansativo e muito caro. Existe um fator citoplasmático que impede a produção de pólen. Existe também um gene nuclear dominante R que pode restaurar a fertilidade das plantas no citoplasma do macho estéril. Proponha um método para eliminar o corte manual do pendão na produção de sementes comerciais híbridas por cruzamento duplo. (Fonte: STANSFIELD, W. Genética. 2 ed. McGrawHill. 1985. p. 270). 110. Plantas de milho macho estéril podem ser produzidas por intermédio de genes cromossômicos ou por fator citoplasmático. (a) Pelo menos 20 genes diferentes para macho estéril são conhecidos, e todos são recessivos, por quê? (b) Prediga os resultados F1 e F2 da polinização de um macho geneticamente estéril por um normal. (c) E de um macho citoplasmaticamente estéril por um normal. 111. Dada uma semente de uma variedade de milho macho estéril, como você determinaria se a esterilidade é gênica ou citoplasmática?
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Ligação Fatorial e Mapeamento Cromossômico 112. Represente a ligação fatorial por associação e por repulsão. 113. Na Drosophila a forma de olhos no formato de rim é produzida pelo gene recessivo k localizado no cromossomo 3. A cor de olhos alaranjada é produzida pelo gene recessivo cd localizado no mesmo cromossomo. Entre estes dois loci encontra-se um terceiro locus com o alelo recessivo e que produz a cor ébano para o corpo. Fêmeas homozigotas com olhos k e de cor alaranjada são acasaladas com machos homozigotos com corpo ébano. As fêmeas tri¡íbridas de F1 são então submetidas ao cruzamento-teste para produzirem a F2. Entre a progênie F2 de 4 000 indivíduos encontramos os seguintes: 176l kidney, cardinal; 1773 ebony; 128 kidney, ebony; 138 cardinal; 97 kidney; 89 ebony, cardinal; 6 kidney, ebony, cardinal; 8 selvagem. Determine a maneira de ligação destes genes e faça uma estimativa das distâncias no mapa. (Fonte: STANSFIELD, W. Genética. 2. Ed. McGraw-Hill, 1985 p.151). 114. Em cevada há variedades com duas fileiras de sementes nas espigas, que é dominante sobre a de seis fileiras. A cor marrom da lema é dominante sobre a branca. Ambos os genes se encontram no grupo de ligação I, com 19,4% de recombinação. Usando os símbolos V para duas fileiras, v para seis fileiras, P para cor marrom da lema e p para branca, realize o cruzamento entre variedades homozigotas dominantes com recessivas para esses dois genes ligados, determinando a proporção fenotípica em F2. 115. Os tomates alongados são produzidos por plantas homozigotas para o gene recessivo a, os frutos redondos são produzidos pelo alelo dominante neste mesmo locus (A). A inflorescência composta é resultante de um outro gene recessivo c, a inflorescência simples é produzida pelo alelo dominante deste mesmo locus (C). Uma cultivar denominada Pera amarela (c/frutos alongados e de inflorescência simples) é cruzada com a cultivar Cacho de Uva (c/frutos redondos e de inflorescência composta). As plantas da F1 são cruzadas aleatoriamente para produzirem a F2. Dentre os 259 descendentes da F2 verificaram 126 redondas, simples; 63 redondas, compostas; 66 longas, simples; 4 longas, compostas. Faça uma estimativa da quantidade de recombinação aplicando o método da raiz quadrada. (Fonte: STANSFIELD, W. Genética. 2. ed. McGraw-Hill, 1985 p. 161). 116. Tomate, a planta alta (d+) é dominante sobre a planta anã (d), e a forma esférica do fruto (p+) é dominante sobre a forma pêra (p). Os genes para a altura e forma do fruto estão ligados com 20% de crossing-over". Uma certa planta alta e de fruto esférico cruzada com uma planta anã e fruto em forma de pêra produziu 81 plantas altas com frutos esféricos; 79 anãs com frutos em forma de pêra; 22 altas com frutos em forma de pêra e 17 anãs com frutos esféricos. Outra planta alta com frutos esféricos cruzada com uma planta anã com frutos em forma de pêra produziu 21 altas com frutos esféricos; 18 anãs com frutos esféricos; 5 altas com frutos em forma de pera e 4 anãs
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com frutos em forma de pêra. (a) Represente o arranjo dos genes nos cromossomos destas duas plantas altas com frutos esféricos. (b) Se as plantas híbridas cruzadas entre si, que classes fenotípicas se poderia esperar e em que proporção? (c) Numa população de 1.000 plantas, quantas, de cada fenótipo, deveriam aparecer, aproximadamente? 117. O grão de milho colorido é dominante sobre o incolor; grãos lisos são dominantes sobre os contraídos. Uma variedade pura, colorida, lisa é cruzada com uma variedade incolor, contraída. Na F2 encontramos 73% coloridos, lisos; 2% coloridos, contraídos; 2% incolores,lisos e 23% incolores, contraídos. Aplicando o método da raiz quadrada, faça uma estimativa da porcentagem de permuta entre estes dois genes. (Fonte: STANSFIELD, W. Genética. 2. ed. McGraw-Hill, 1985 p. 174). 118. De posse dos dados abaixo verifique a significância de P, pelo teste do quiquadrado, para as seguintes características derivadas de retrocruzamento em tomate, onde um dos genitores possui frutos com bico e o outro sépalas curtas: Fenótipos Normais Sépalas curtas Frutos sem bico Sépalas curtas e frutos sem bico
Quantidades 89 25 30 81
119. Dois genes recessivos no terceiro grupo de ligação do milho produzem folhas enroladas e plantas anãs, respectivamente. Uma planta enrolada pura é polinizada por uma planta anã pura. A progênie F2 consiste de 104 normais; 43 anãs; 51 enroladas e 2 anãs, enroladas. Aplicando o método da raiz quadrada, faça uma estimativa da quantidade de recombinação que se verifica entre esse dois loci. (Fonte: STANSFIELD, W. Genética. 2. ed. McGraw-Hill, 1985 p. 174). 120. Existe 21% de permuta entre os locus p e o locus c, nos ratos. Suponha que 150 ovócitos primários fossem selecionados para estudo da freqüência de quiasmas nesta região do cromossomo. Em quantos ovócitos poderíamos prever que ocorresse um quiasma entre dois genes? (Fonte: STANSFIELD, W. Genética. 2. Ed. McGraw-Hill, 1985 p. 169). 121. Um gene bifurcado – forked - (f) faz com que as cerdas ou pelos curtos sejam envergados ou divididos na Drosophila. Um outro gene outstretched (od) resulta em asas disposta em ângulo reto com o corpo. Um terceiro gene chamada garnet (g) produz olhos de cor rósea nas moscas jovens. Fêmeas do tipo selvagem heterozigotas em todos os três loci foram cruzadas com machos homozigotos resultaram em : 57 garnet, outstreched; 419 garnet, forked; 60 forked; 1 outstreched, forked; 2 garnet; 439 outstreched; 13 selvagens ; 9 outstreched, garnet, forked: total de 1 000 indivíduos. Mostre: (a) qual o gene mediano? (b) calcule a distância-mapa e (c) qual grau de interferência? (Fonte: STANSFIELD, W. Genética. 2. ed. McGraw-Hill, 1985. p. 171).
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122. Dois cruzamentos entre feijões, para se entender a herança do hábito de crescimento e a resposta ao fotoperíodo, foram realizados. As variedades envolvidas, K e F são de hábito de crescimento determinado e de dias neutros e a variedade Gig tem hábito de crescimento indeterminado e de dias curtos. Os cruzamentos (1) K x Gig e (2) F x Gig foram realizados e as F2’s mostraram a seguinte segregação:
Cruzamentos (1) K x Gig (2) F x Gig
Segregação Tipo Parental Tipo Recombinante Precoce Det. Tardio Indet. Tardio Det. Precoce Indet. 61 109 6 49 53 83 5 26
(a) Determine a significância ou não das segregações, tendo por base a Teoria de Mendel. (b) Se houver significância, qual a freqüência de ligação entre os genes? Considere que hábito indeterminado é dominante sobre determinado e que tardio é dominante sobre precoce. (Fonte: COYNE, D. P. The Journal of Heredity, 58(6), 1967). 123. Se a intensidade de ligação entre dois loci for de 48%, qual será a taxa de crossingover entre eles? 124. Os genes a e b ligam-se com 20% de crossing-over . Um indivíduo a+b+/a+b+ foi cruzado com um ab/ab. (a) Represente o cruzamento nos cromossomos mostrando os gametas produzidos por cada genitor e ilustre a F1; (b) Que gametas podem produzir a F1 e em que proporção? (c) Se a F1 for cruzada com o duplo recessivo, que prole podese esperar e em que proporção? (d) Este é um exemplo de atração ou repulsão? 125. Se o cruzamento original no problema acima fosse a+b\a+b x ab+\ab+, esquematize (a) o arranjo dos marcadores genéticos nos cromossomos da F1, (b) os gametas produzidos pela F1 e suas proporções, e (c) os resultados esperados para o cruzamento- teste. (d) é um exemplo de atração ou repulsão? 126. Em Phaseolus lunatus L. o gene que determina o hábito de crescimento D (indeterminado) é dominante sobre d (determinado) e dista do da forma da folha Wl (lanceolada), que é dominante sobre wl (ovalada) em 2.1% e do da cor do tegumento R (vermelho escuro), que é dominante sobre r (vermelho) em 39,3%. Baseado nesses dados determine a freqüência de gametas que um trihíbrido (F1) poderá produzir, para constituir a população F2. (Fonte: ALLARD, R. W. e CLEMENT, W. N. The Journal of Heredity 50(2):63-67, 1959.). 127. O alelo Ms, para macho esterilidade é dominante sobre ms, para fertilidade. O alelo G determina a cor branca dos cotilédones enquanto seu alelo recessivo g a determina verdes. Ambos os genes foram estudados em Phaseolus lunatus L. e distam um do outro 43,1 unidades de mapa. Qual a probabilidade, em 1.000 plantas serem todas
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férteis e com cotilédones brancos, partindo do cruzamento de dois heterozigotos para ambos os genes em fase de associação? (Fonte: ALLARD, R. W. e CLEMENT, W. N. The Journal of Heredity , 50(2):63-67, 1959.). 128. Em milho, uma planta F1 completamente heterozigota era vermelha e tinha sementes normais. Esta planta foi cruzada com uma planta verde que tinha semente Tassel (ts). Foram obtidos os seguintes resultados: vermelha, normal 124; vermelha tassel 126; verde, normal 125; e verde, tassel 123. (a) Isto indica ligação? (b) Se indica, qual a percentagem de permuta? (c) Se não, mostre que a freqüência e recombinação é maior que 50%. (d) Esquematize o cruzamento mostrando o arranjo dos marcadores genéticos nos cromossomos. 129. Em cromossomos de Prímula sinensis L. foram encontrados os seguintes genes e suas distâncias: S-B = 7,6; S-G = 33,5; S-L = 37,0; B-G =31,0; B-L = 35,7 e G-L = 3,3. Baseado nesses dados construa um mapa cromossômico, demonstrando quais os genes mais extremos. 130. Os seguintes quatro pares de genes estão ligados no cromossomo 2 do tomate: Aw, aw - caules púrpura, verde Dil,dil - folhas verde normal, verde claro O,o - fruto oval, esférico Wo,wo - folhas lanudas, lisas 131. As freqüências de crossing encontradas em uma série de cruzamentos-teste de dois pares foram: wo-o 14%; wo-dil 9%; wo-aw 20%; dil-o 6%; dil-aw 12%; o-aw 7%. Qual é a seqüência destes genes no cromossomo 2? Diga por que a freqüência de crossing de dois pares wo-aw não é maior? (Fonte: BURNS, G. W. Genética. Uma introdução à hereditariedade. Interamericana. 5. ed. 1984. p.137). 132. De posse do seguinte mapa genético do milho: ______________________________________________________________ lg1 gl2 B sk ts1 v4 21,3
8,6
6,9
12,9
7,3
Determine a freqüência de gametas para F2, do cruzamento de dois F1 considerando apenas os três primeiros genes. (Fonte: BURNS, G. W. Genética. Uma introdução à hereditariedade. Interamericana. 5.ed. 1984. p.137). 133. Utilizando o mapa genético da questão anterior determine a quantidade de indivíduos esperados para F2, num total de 10.000, que corresponderia a cada um dos genótipos. Considere apenas os dois últimos genes do mapa, sendo que o gene ts1
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produz sementes “tassel” e o seu alelo Ts1 sementes normais e o gene v4 produz folhas brilhantes e seu alelo V4 folhas normais. 134. Baseado no mapa cromossômico abaixo, calcule a interferência, sendo que somente 39 indivíduos, em 5.000, são duplos recombinantes. sc_________ec____________cv 9,1 10,9
135. Os seis genes representados abaixo pertencem à planta de milho e estão dispostos nos cromossomos 1 e 8. Demonstre (a) dois genes independentes, (b) dois genes ligados com comportamento independente, (c) dois genes com possibilidade de serem herdados juntos (d) a quantidade de indivíduos cujo genótipo é v16v16 M18 m18 e (e) calcule a interferência entre os 3 primeiros genes do cromossomo 1, sendo que 10 indivíduos em 6125 são duplos recombinantes. Cr1 – sr__vp5__________________ms__________________________br 0 1 23 81 Cr 8 – v16______________m8 0 14
Genética Quantitativa e Herança Poligênica 136. A freqüência mendeliana numa população de sementes foi de 5.474 sementes lisas e 2.850 rugosas. (a) Calcule a freqüência que cada alelo se encontra na população e (b) verifique se a população está em equilíbrio de Hardy-Weimberg. 137. O albinismo em plantas é determinado por um par de alelos aa e a pigmentação normal por um alelo A: (a) Qual é o genótipo do indivíduo albino? (b) Qual o fenótipo de um indivíduo heterozigoto? (c) Quais os genótipos dos indivíduos de pigmentação normal? (d) Calcule as freqüências, alélica e genotípica, sendo que o número de plantas albinas, numa população de 15.000, é de 83. 138. Em cebolas a cor do bulbo pode ser roxa devido ao alelo dominante A e amarela devido ao alelo recessivo a. Numa população com 20.000 plantas (a) qual será a freqüência do alelo a população? (b) Qual o número de plantas com bulbos roxos e genótipo homozigoto que ocorrem entre as 20.000 plantas? Total de bulbos amarelos 1850.
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139. Em 6.000 plantas de uma espécie foram identificadas as seguintes quantidades, segundo a cor das flores: Brancas
Vermelho-brancas
Vermelhas
520
2630
2850
(a) Verifique se a população está em equilíbrio de Hardy-Weimberg. (b) Determine as freqüências alélicas e genotípicas na população. (b) Se a contagem fenotípica da questão anterior tivesse fornecido os seguintes dados, mesmo nas 6.000 plantas: Brancas
Vermelho-brancas
Vermelhas
100
2830
3070
(c) A população atual se manteria em equilíbrio de Hardy-Weimberg? (d) Caso estivesse fora do equilíbrio, quais serão as novas freqüências, alélica e genotípica, da população em equilíbrio? 140. Na planta conhecida como maravilha, a cor da flor pode ser vermelha V1V1, rosa V1V2 ou branca V2V2. Em uma população panmítica composta por 5.000 plantas foram encontradas 225 com flores brancas. (a) Quais as freqüências dos alelos V1 e V2 nessa população? (b) Entre os 5.000 indivíduos, quais os números esperados de plantas com flores vermelhas e rosas? 141. Utilizando os dados do problema anterior, se o jardineiro coletar sementes apenas das plantas de flores rosa para formar novo jardim, quais serão as freqüências fenotípicas esperadas, para os fenótipos acima? 142. Se numa população forem encontrados 345 rabanetes vermelhos, 297 rabanetes brancos e 136 rabanetes de cor púrpura, responda: (a) Esta população está em equilíbrio de Hardy-Weimberg? (b) Quais serão as freqüências dos genótipos acima expostos? (c) Se não estiver em equilíbrio qual será a nova população que estará em equilíbrio? Dados RR rabanetes vermelhos; RR’ rabanetes púrpuras e R’R’ rabanetes brancos. 143. Uma população está constituída pelos seguintes fenótipos e suas quantidades: folhas estreitas – 996, folhas largas – 965 e folhas intermediárias – 224. (a) Verifique se essa população está em equilíbrio de Hardy-Weimberg. (b) Determine as frequências alélicas e genotípicas caso não esteja em equilíbrio. (c) A nova população após cultivo ficou contituída por folhas estreitas – 552, folhas largas – 520 e folhas intermediárias – 1045. Verifique se essa última população pode ser a mesma da prevista pelos cálculos matemáticos. (Utilize um teste de frequências).
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144. Uma amostra de 20 plantas de uma determinada população foi medida em cm como se segue: 18, 21, 20, 23, 20, 21, 20, 19, 20, 17, 21, 20, 22, 20, 21, 20, 22, 19, 23, 19. Calcule (a) a média; (b) a variância e (c) o desvio padrão. (Fonte: GARDNER, E. J. Genética. 5. ed, Interamericana p.344. 1975). 145. Calcule os mesmos dados para a população seguinte: 7, 10, 12, 9, 10, 12, 9, 10, 11, 8, 12, 10, 10, 9, 11, 10, 9, 10 e 11. (Fonte: GARDNER, E. J. Genética. 5. ed, Interamericana. p.344. 1975). 146. Em um rebanho de gado três caracteres diferentes mostrando distribuição contínua são estudados: Caracteres Comprimento da tíbia Comprimento do pescoço Variâncias F2 Ambiental
310,2 248,1
292,2 130,4
Teor de gordura 106 53
Calcule a herdabilidade. Diga em qual característica a seleção é mais eficiente. 147. As médias e as variâncias do tempo de florescimento de duas variedades parentais de trigo e progênie de seus cruzamentos foram estudadas por ALLARD e mostradas a seguir: Progenitores P1 (precoce) P2 (tardia) F1 F2 RC1 RC2
Médias 12,99 27,61 25.40 21.20 15.63 23,88
Variâncias 11,036 10,320 5.237 40,35 17,352 34,288
Calcule a heterose, os componentes da variância, a herdabilidade ampla e restrita do caráter. (Fonte: ALLARD, R. W. Princípios do melhoramento genético das plantas. Edgar Blücher Ltda. p. 86. 1971). 148. Uma amostra de 40 plantas foi tomada ao acaso de cada uma das populações. Os dados representando as quatro amostras dos 40 indivíduos são fornecidos a seguir:
PA 75 74 72 72 73 71 72 71 76 73 72 72 72 70 71 72 71 73 74 73 73 72 71 72 72 74 73 72 71 72 73 72 74 71 72 73 75 70 72 76
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PB 58 55 56 56 53 55 55 57 54 55 56 55 58 57 55 56 55 57 55 57 56 57 55 55 56 57 55 54 59 57 55 55 58 56 57 54 53 56 58 56 F1 60 65 63 61 65 50 62 63 61 60 63 64 64 61 62 63 65 62 64 62 60 59 61 62 61 60 63 62 60 63 60 65 64 61 62 64 64 61 62 64 F2 69 66 62 60 63 67 72 64 61 63 62 63 60 59 64 63 56 62 62 65 64 73 60 65 57 64 63 70 68 62 71 63 65 66 64 58 61 65 62 64 De posse dos dados acima calcule a heterose, as variâncias relativas às populações e a herdabilidade no sentido amplo. (Fonte: GARDNER, E. J. Genética. 5. ed. Interamericana p.340. 1975).
149. Responda: A) Qual a relação entre herdabilidade e a manifestação do caráter nas gerações seguintes? B) O que mede a heterose? C) Em quais condições é possível aparecer a heterose na geração F1?
150. As distribuições das freqüências para o comprimento da corola nas gerações paternais,F1 e F2 num cruzamento entre variedades de Nicotiana longiflora são fornecidos na tabela abaixo: Geração P1 P1 P1 Médias da geração P2 P2
Número de plantas 125 49 37
Média 40,5 40,6 39,8
Desvio Padrão 1,75 2,00 1,01
88 47
93,2 93,4
2,29 2,23
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P2 Médias da geração F'1 F2 F2 Médias da geração
24
92,1
2,70
173 211 233
63,5 47,5 69,8
2,92 5,91 6,79
Com esses dados calcule a heterose de F1 . As variâncias ambiental e genética e a herdabilidade no sentido amplo. (Fonte: ALLARD, R. W. Princípios do melhoramento genético das plantas. Edgar Blücher Ltda. p.62. 1971) 151. As médias e as variâncias do comprimento (cm) da raiz seminal relativas a herança da tolerância à toxidez de alumínio em arroz foram estudas por FERREIRA et al (l997) e estão sumarizadas abaixo: Gerações P1 (IAC899) -suscetível P2 (Guaporé)-resistente F1 F2 RC1 RC2
Médias 0,960 7,622 5,608 5,373 4,051 5,161
Variâncias 0,193 3,476 0,806 7,191 5,041 6,651
Baseado nesses dados: (a) Determine o tipo de ação que está envolvendo essa característica; (b) Calcule as variâncias devido ao caráter comprimento da raiz seminal; (c) Calcule as herdabilidades e (d) O número de poligenes, se possível, que estejam determinando o comprimento da raiz seminal. (Fonte: FERREIRA, R. P. et al . Pesq. Agropec. Bras., 35(5), 1997). 152. Uma seleção de 72 indivíduos foi realizada em F2 e o cálculo de sua média foi de 7,87. (a) Calcule o ganho de seleção e (b) Prediga a média da população melhorada após esse ciclo de seleção. (Fonte: FERREIRA, R. P. et al. Pesq. Agropec. Bras., 35(5), 1997). 153. Partindo de dados arbitrários duas variedades de trigo foram anotadas por um período de tempo (dias) que gastavam para florescer. A variedade X = 13 dias e a variedade Y = 27,6 dias. De um levantamento efetuado em 5.540.000 plantas da F2, 86 plantas floresceram em 13 dias ou menos. (a) Quantos pares de alelos provavelmente estão contribuindo para o florescimento precoce? (b) Se 88 plantas desta mesma geração apresentasse florescimento tardio, significaria que se tem o mesmo número de alelos contribuintes? 154. Duas variedades homozigotas de Nicotiana longiflora apresentam o comprimento médio da corola de 40,5 mm e 93 mm. A média dos híbridos da F1 destas 2 variedades foi de comprimento intermediário. Entre 444 plantas da F2, 25
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apresentavam plantas tão pequenas ou tão grandes como as variedades parentais. (a)Qual o número de alelos que segregam na população e (b) Qual a contribuição de cada um? 155. Se três genes que segregam independentemente, com dois alelos cada um, por exemplo Aa, Bb e Cc e determinam a altura de uma população de plantas, de modo que a presença do alelo representado pela letra maiúscula condiciona aumento de 2 centímetros numa altura básica de 2 centímetros. (a) Dê a altura que se esperaria na F1 de um cruzamento de populações homozigóticas AABBCC (14 cm) x aabbcc (2 cm). (b) Que proporção da F2 teria a mesma altura de ambos os pais e da F1? 156. Se os alelos da questão anterior tivessem efeito dominante apenas. Por exemplo, AB- C- = 8 cm. Quais seriam as respostas aos itens (a) e (b) da questão anterior?Nas galinhas da raça Bantan cujo genótipo é aabbccDD pesam aproximadamente 800 gramas. As da raça Hamburguesa, AABBCCdd pesam 1.350 gramas. Os genes que determinam o peso são polímeros, tanto A como B determinam um aumento de 60% sobre o peso mínimo de 615gramas, quando em homozigose e 38% quando em heterozigose; os genes C e D produzem um aumento de 50% quando em homozigose e 25% em heterozigose. Em resumo tem-se: Homozigotos AA BB CC DD
Heterozigotos 60% 60% 50% 50%
Aa Bb Cc Dd
38% 38% 25% 25%
(a) Qual o provável peso dos descendentes do cruzamento entre Bantan e Hamburguesa? (b) Determine os pesos das aves que se pode obter dos descendentes do cruzamento entre os genótipos: AaBbCCdd x aabbCCdd. 157. Suponha que dois pares de genes com dois alelos cada um, Aa e Bb, determinam numa população a altura das plantas de forma aditiva. O homozigoto AABB tem uma altura de 50 centímetros e o homozigoto aabb mede 30 centímetros. (a) Qual é a altura da F1 do cruzamento dessa população homozigóticas? (b) Que fenótipos se esperam obter em F2? (c) Qual será a freqüência de plantas com 40 centímetros de altura? 158. Num cruzamento de variedades de trigo com grãos vermelhos e brancos 1/64 das plantas da F2 possuíam grãos tão intensamente coloridos quanto aos do tipo parental vermelho e 1/64 tinham grãos brancos. Cerca de 62/64 estavam entre os extremos parentais. Como pode ser explicada a diferença nos resultados desta F2? (Fonte: GARDNER, E. J. Genética. 5. Ed. Interamericana p.343. 1975).
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Fatores que afetam as freqüências alélicas 159. A freqüência do alelo recessivo w1 numa população de aveia, é de 0,45, resultante de uma seleção genotípica realizada em F2 contra esse alelo. O pesquisador necessita introduzir 460 sementes em sua população de 4570 sementes melhoradas. Calcule a nova freqüência desse alelo e quantas sementes com o fenótipo w1w1 estarão presentes na nova população? 160. Utilizando os dados do problema 123 deste volume responda: Se o agricultor realizar cinco gerações de seleção visando a obtenção de um cultivar que produza apenas bulbos roxos, qual a proporção esperada de plantas que ainda apresentarão bulbos amarelos na população descendente, em equilíbrio? 161. Partindo desta população melhorada do item acima, quantos ciclos de seleção ainda deverão ser realizados para se obter uma nova população em que apenas 0,64% das plantas possuem bulbos amarelos? 162. Em milho a textura do grão pode ser lisa (Su-) ou enrugada (su su). A cor amarela do grão é devido ao alelo Y e a branca ao alelo y. Em uma população em equilíbrio foi tomada uma amostra de 2.400 grãos, sendo 816 lisos e amarelos, 776 lisos e brancos, 408 enrugados e amarelos e 400 enrugados e brancos. (a) Quais são as freqüências dos alelos Su e Y nessa população? (b) Qual a freqüência esperada de indivíduos homozigóticos lisos e amarelos? 163. Utilizando os dados do problema anterior responda: (a) Quais serão as novas freqüências alélicas para os dois caracteres se forem eliminadas todas as sementes enrugadas ou brancas? (b) Qual será a freqüência de sementes lisas e amarelas após a população atingir novamente o equilíbrio? 164. Considerando os dados do problema 124 o pesquisador necessitou de maior variabilidade genética em sua população. Para tanto solicitou ao Centro de Origem da cultura que trabalha o envio de 10.000 sementes cujas flores são vermelhas. Após a introdução desse germoplasma quais serão as novas freqüências alélicas e qual a nova população equilibrada na qual o pesquisador irá trabalhar? 165. Numa população melhorada de soja em que as cores das sementes são creme e amarela clara, o pesquisador introduziu 1500 sementes de cor amarela clara, que é o genótipo recessivo. A freqüência do alelo amarelo claro na instituição doadora é de 0,48. (a) Qual será a nova freqüência alélica para essa cor na população após introdução e (b) qual a quantidade de plantas com esse fenótipo que aparecerá na população total. Dados: População Inicial: sementes de cor creme - 2.552 e sementes de cor amarelo claro - 2.448. Total - 5.000 plantas.
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ESTUDO DIRIGIDO GENÉTICA DE POPULAÇÕES 1. Defina a) Frequência alélica b) Frequência genotípica A cor do bulbo em cebola pode ser branca, amarela ou creme. Essa herança é monogênica controla por um par de alelos (gene) apresentando dominância incompleta. Genótipo II Ii Ii
Fenótipo Bulbo branco Bulbo creme Bulbo amarelo
Se em um campo existirem distribuídas ao acaso 2000 plantas, sendo 100 bulbos brancos, 1000 bulbos creme e 900 bulbos amarelos, como serão as distribuições genotípica dos fenótipos? Fenótipo Brancos Cremes Amarelos TOTAL
Quantidade n1 =100 n2 =1000 n3 = 900 N =
Genótipos
A frequência genotípica é então obtida da seguinte forma: a) Frequência dos alelos II = n1/N ou número de genótipos II/número total de indivíduos Fenótipo Brancos
Genótipo/Símbolo Valores P
Cremes
Q
Amarelos
R
TOTAL
Freq. Genotípicas
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A partir desses dados pode-se determinar a frequência do alelo I será representada, a partir de agora, por p e a frequência do alelo i será representada por q, sendo que a frequência alélica dos fenótipos estudados é p + q = 1,0 Pelo que foi apresentado pode-se escrever que: Nos indivíduos II, homozigoto dominante, existem ....... alelos I, por isso o número de indivíduos com este genótipo deve ser multiplicado por ........ Nos indivíduos heterozigotos Ii, metade do genótipo é ....., portanto o número deve ser multiplicado por ...... A divisão por 2N é porque .......................................................................................... O número de alelos totais é: Frequência alélica I = p = (2n1 + n2)/2N ou ......................... ou P + Q/2 Frequência alélica i = q = (2n3 + n2)/2N ou .......................... ou R + Q/2 Colocando os valores nominais tem-se então as frequências dos alelos I = p = (2.
)/
i = q = (2 .
)/
Substituindo na outra fórmula: I = p = ....................... + ............../2 i = q = ........................ + ............../2 Equilíbrio genotípico das populações ou Equilíbrio de Hardy-Weimberg As propriedades genéticas de uma população são definidas pelas suas frequências ............................... e ................................... Consideremos então as seguintes frequências: Alelos Frequências
I P
i Q
II X
Genótipos Ii Y
Ii z
