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UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS VICERRECTORÍA DE UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA FACULTAD DE EDUCACIÓN LICENCIATURA EN BIOLOGÍA CON ÉNFASIS EN EDUCACIÓN AMBIENTAL GUÍA DE LABORATORIO – PLAN RENOVADO HERENCIA Y EVOLUCIÓN CÓDIGO 17571 II - 2014 CRUCES MONOHÍBRIDOS INTRODUCCIÓN Gregorio Mendel, diseñó una forma de trabajo que consistió en la cruza de variedades puras que diferían en una o varias características contrastantes bien definidas, al realizar sus experimentos con guisantes. Analizó la descendencia de varias generaciones y elaboró un modelo para explicar sus resultados. Sus trabajos fueron redescubiertos en 1900 y, al realizar cruzas experimentales con diversos organismos, se reconoció que los pri ncipios planteados por él, para explicar la herencia en el guisante, eran extensivos a los demás organismos. Estos principios los conocemos ahora como Leyes de Mendel. La mosca de la fruta Drosophila melanogaster ha sido ampliamente usada en las cruzas experimentales por las características de su ciclo de vida, fácil manejo y por que presenta caracteres hereditarios contrastantes bien definido y fáciles de seguir de generación en generación.
OBJETIVO Demostrar las Leyes de Mendel mediante cruzas con Drosophila melanogaster para comprobar la segregación y distribución independiente.
MATERIALES
8 frascos de vidrio vidrio transparente transparente con medio de de cultivo cultivo (ver anexo 1) asegurados asegurados con tapones de gasa 1 frasco vacio con tapón de gasa 1 caja de Petri 1 Pincel delgado de pelo suave 1 frasco gotero con cloroformo Etiquetas adhesivas adhesivas y lápiz Estereoscopio o lupa
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MÉTODOS MANEJO DE Droso phila
melanog aster
Para el inicio de toda cruza experimental, con Drosophila melanogaster es conveniente tener conocimientos de ciertas actividades que son de uso rutinario en el laboratorio. A continuación se explican, haciendo énfasis en el objetivo que se persigue con cada una de ellas, así como la forma de llevarse a cabo. Es necesario llevar una bitácora en la cual se deben registrar todas las actividades que se realicen así como la fecha en que se hicieron.
1. Se hará entrega por cada estudiante de dos cepas diferentes de Drosophila (para ello deben traer 2 frascos limpios con medio), donde se hara entrega por separado de cada una de las cepas las cuales deberán mantenerse en una nevera de icopor con un pequeño bombillo cerca o de ser posible en su interior que eleve un poco la temperatura. Deberán realizar los cruces de acuerdo con la indicación del maestro.
Nota importante: Es requisito indispensable que al iniciar toda cruza, la hembra que fungirá como progenitor sea virgen. Estas se seleccionan pocas horas después de emergidas debido a que no copulan sino hasta después de 8 a 12 h. Al copular se almacenan una gran cantidad de espermatozoides que fecundan a los óvulos antes de la ovoposición. Estas hembras pueden colectarse antes de que emerjan de la pupa o en las primeras horas del día. No es necesario que los machos sean vírgenes. 2. Para realizar los cruces, deberán seleccionar los progenitores (Machos y Hembras) según la indicación del cruce que se realizará y se colocan cuatro parejas en un frasco con cultivo fresco, se realizarán 3 réplicas, es decir deben montar 3 frascos iguales con 4 parejas del mismo cruce. Estos frascos se etiquetan indicando el genotipo de los progenitores, el nombre del estudiante, la fecha de siembra y el número del frasco (1, 2, 3) . 3. Una vez se observen larvas y las primeras pupas en el medio de cultivo (aproximadamente 5 días después de la siembra), elimine a los progenitores transfiriéndolos a la morgue (un frasco con solución de hipoclorito al 5%) para evitar que se crucen con la descendencia (Retrocruza). Estas larvas corresponden a la primera generación (F 1). 4. Emergida la F1 (aproximadamente 10 días después de eliminar los progenitores) determine los fenotipos de cada individuo y anote las características que presentan las poblaciones de cada uno de los frascos. Transfiera toda la población de cada frasco a otro frasco de cultivo con alimento fresco (debe etiquetarse con el genotipo de los individuos F1xF1, frasco del que proviene, fecha de cultivo y nombre del estudiante) y espere a que aparezcan larvas en el alimento, éstas corresponden a la segunda generación (F 2). 5. Cuando tenga certeza de la presencia de la F 2 (observe varias larvas y las primeras pupas en el medio) es necesario eliminar a los adultos de la F 1 que les dieron origen transfiriéndolos a la morgue (un frasco con solución de hipoclorito al 5%), para evitar retrocruza.
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6. Emergida la F2 (aproximadamente 10 días después de eliminar los progenitores) determine los fenotipos de cada individuo y anote las características que presentan las poblaciones de cada uno de los frascos.
Figura 1. Procedimiento para la obtención de F1 y F2 en un cultivo de Drosophila melanogaster
OBTENCIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS Es importante obtener los resultados a partir de toda la descendencia, por eso no deje ningún individuo por fuera. 1. Revisar toda la información disponible sobre las mutaciones que le correspondieron como: descripción cuidadosa del fenotipo, tipo de mutación, patrón de herencia, letalidad, etc., y describa una breve reseña de toda esta información como marco teórico del trabajo. 2. Con base en la información colectada proponga una hipótesis de lo que espera encontrar al desarrollar la práctica, y plantee los objetivos de la investigación. 3. Indique de manera detallada la metodología como usted la realizó, no como se describe en esta guía. 4. A medida que se desarrolla la práctica, deben registrar todas las observaciones pertinentes a los ensayos durante todo el proceso, no olviden que en investigación TODO es importante, aunque no les parezca, cualquier observación que llame su atención regístrenla que puede ser relevante como resultado o útil para el análisis. Registren toda la información de los cultivos hasta la obtención de la F 2 en la tabla 1.
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Tabla 1. Registro de las actividades realizadas para el cruzamiento. Actividades Siembra (inicio del cruzamiento) Eliminación de los progenitores Trasvase de la F 1
Fecha
Observaciones Genotipo: Fenotipo:
Genotipo: Fenotipo:
Eliminación de la F 1 Frasco 1 Conteos de F2 Frasco 2 Frasco 3
5. Registren todos los resultados en el formato de registro de resultados (página siguiente) 6. Hallar todas las proporciones fenotípicas y genotípicas obtenidas tanto en F1 como en F2, para cada uno de los frascos. 7. Con base en los resultados y en la información que consultó sobre cada una de las mutaciones que trabajo, realice un análisis de los resultados, en los que explique detalladamente si su hipótesis fue correcta o no y por qué, y cuáles fueron las posibles razones para que sus resultados fueran esos. 8. Resolver el cuestionario propuesto. 9. Finalmente indique a qué conclusiones llegó después de realizar la práctica.
FORMATO DE REGISTRO DE RESULTADOS Estudiante:________________________________________________________ Cruce inicial (genotipo y fenotipo):______________________________________ Fecha de inicio:_____________________________________________________ Observaciones de F1 (indicar genotipos y fenotipos):_______________________ _________________________________________________________________ F2: Fecha de inicio del cruzamiento:____________________________________ Conteo de F2 Fenotipo
♀
♂
Total
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CUESTIONARIO 1. Defina los siguientes conceptos: a) Homocigótico b) Heterocigótico c) Genotipo d) Fenotipo
e) Línea pura f) Dominante g) Recesivo h) Alelo
2. Analice el desarrollo del trabajo del equipo y señale los posibles factores que pudieron afectar los resultados. ¿Cómo se puede mejorar estas prácticas? 3. Al comparar los valores obtenidos para cada carácter, por separado, con la proporción esperada para un cruzamiento monohíbridos. ¿Qué se obtuvo? 4. Defina efecto Pleiotrópico 6. Investigue lo relativo a los genes que regulan las características estudiadas (cromosomas en que se encuentra, posición en el mapa, que otros efectos origina en el organismo, etc.); ¿Considera que se manifestó algún efecto pleiotrópico? ¿Por qué? 7. ¿Es válido extrapolar los resultados del cruzamiento en la mosca a otros organismos, incluso el humano? Explique por qué.
BIBLIOGRAFÍA Ramos, P. 1993. Manual de Laboratorio de Genética para Drosophila melanogaster. McGrawHill. Mexico. Klug,W. Cummings, M. 1999. Conceptos de Genetica. 5ta ed. Editorial prenticeHall. P.814. Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, Lewontin RC, Gelbart WM. 2002. Genética. 3a. edición. Strickberger MW. 1988. Genética. Omega. Barcelona.
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ANEXO 1 Medio de cultivo para Drosophila Melanogaster Adaptado de: "Raising Fruit Flies", Nancy Nehring Reptiles Magazine, October 1995, pp. 26-28, 30
Ingredientes: - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - ½
Taza de agua Banano maduro Cuchara sopera de Harina de maíz Cuchara sopera de gelatina sin sabor Cuchara sopera de azúcar Cuchara de postre de levadura en gránulos
Procedimiento: 1. Hacer un concentrado líquido y homogéneo licuando el banano en el agua. 2. Calentar el agua con el banano a temperatura alta hasta punto de ebullición, agregar el resto de ingredientes y revolver constantemente para homogenizarlos. 3. Servir en un frasco limpio ¼ de su volumen de medio 4. Tapar rápidamente y dejar enfriar a temperatura ambiente. 5. Estos medios se pueden almacenar en el refrigerador bien tapados hasta que se utilicen. Nota: una vez se realicen los cruces de las Drosophilas en estos medios se deben cubrir con tapones hechos de gasa y algodón que cubran bien la boca de los frascos para que las moscas estén seguras y no se escapen pero puedan respirar.