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Las leyes de Mendel

La investigación de Mendel

Durante la mitad del siglo XX, Gregor Mendel descubrió las leyes de la herencia.     

Mendel predijo la existencia de los genes, pero los llamó factores. Tras su investigación, se desarrolló el conocimiento del ADN y se puso de manifiesto la relación que existe entre los genes, los cromosomas y las leyes de Mendel.

Para desarrollar su investigación, usó guisantes, muy acertados para sus experimentos debido a que:

  • Tienen características fácilmente distinguibles.
  • Sus flores se autopolinizan, útil para determinados experimentos.
  • Son fáciles de cultivar y manipular.

Usó una técnica de reproducción conocida como cruce siguiendo el siguiente método:

  • Mendel creó razas puras (plantas que siempre tenían el mismo o mismos caracteres generación tras generación).
  • Usó estas plantas como la generación parental (P).
  • Cruzó plantas de la generación parental para obtener la primera generación filial (F1), a la que llamó híbridos.
  • Cruzó plantas de la F1 o dejó que se autopolinizaran para estudiar los caracteres de la segunda generación filial (F2).

Gracias a su investigación, se dice que Mendel es el padre de la genética, la rama de la biología que estudia la herencia de los caracteres.

Primera ley de Mendel

Tras crear varias razas puras, Mendel cruzó individuos que diferían en un carácter (color de la semilla). Repitió el experimento varias veces cruzando plantas con diferentes caracteres y los resultados siempre eran iguales.

Todos los descendientes de la F1 tenían el mismo carácter, idéntico a una de las plantas de la generación parental, mientras que el carácter del otro parental no aparecía en ninguno de los híbridos de la F1

Usó el término dominante (A), el color amarillo en su experimento, para referirse al carácter mostrado por los híbridos de la F1 y el término recesivo (a), el color verde en su experimento, para referirse al carácter que no aparecía en la F1.

Enunció de esta manera la primera ley: ley de la uniformidad de los híbridos de la primera generación filial:

Si dos razas puras que difieren en un carácter se cruzan, todos los individuos de la siguiente generación (F1) mostrarán el fenotipo dominante. Todos los individuos de la F1 serán heterocigotos.

Segunda ley de Mendel

Mendel permitió entonces que los híbridos de la F1 se autopolinizaran y descubrió que la mayoría de plantas de la F2 mostraban un ratio de 3:1 de individuos dominantes:recesivos.

Concluyó que los híbridos de la F1 debían contener ambos caracteres: dominante (visible externamente) y recesivo (enmascarado).

Enunció de esta manera la segunda ley: ley de la segregación:

Cada gameto recibe únicamente uno de los alelos de cada gen de cada parental durante la meiosis. El fenotipo recesivo aparece en la F2 en un ratio de 3 dominantes por cada 1 recesivo. 

Tercera ley de Mendel

Para completar sus estudios, Mendel experimentó con plantas que eran razas puras para dos caracteres (color de la semilla y apariencia de la semilla). Obtubo la F1 y la cruzó para obtener la F2.

Confirmó que en los cruzamientos dihíbridos, el ratio de los fenotipos en la F2 es de 9:3:3:1

Interpretó que los factores para cada carácter deben heredarse independientemente del resto de caracteres.

Acabó enunciando su tercera ley: ley de la herencia independiente de los caracteres:

Los alelos se separan independientemente unos de otros cuando los genes de los caracteres estudiados se encuentran en cromosomas diferentes. Todas las posibles combinaciones pueden aparecer en la F2, siempre en un ratio de 9:3:3:1.

Ejercicio 1.1

En una determinada especie de plantas, el color rojo de la flor (A) domina sobre el color blanco (a).

¿Cómo serán los descendientes del cruce de plantas de flores homocigotas rojas con plantas de flores blancas, también homocigotas?

Ejercicio 1.2

Una cobaya de pelo blanco, cuyos padres son negros, se cruza con otra cobaya de pelo negro, nacida de un padre de pelo negro y una madre de pelo blanco.

¿Cómo serán los genotipos de las cobayas que se cruzan y de su descendencia?.

Ejercicio 1.3

Un perro de pelo rizado y una perra de pelo rizado tuvieron un cachorro de pelo liso y otro de pelo rizado. El pelo rizado (R) domina sobre el liso (r).

a. ¿Cómo será el genotipo de la pareja y de los cachorros?

b. ¿Cómo se podría saber si el cachorro de pelo rizado es de raza pura para ese carácter mediante un solo cruzamiento?

Ejercicio 1.4

Algunos tipos de miopía dependen de la existencia de un gen dominante (A), mientras que el gen para la vista normal es recesivo (a).

¿Qué genotipos y fenotipos tendrán los hijos de un hombre con visión normal y de una mujer miope heterocigótica?

Ejercicio 1.5

En el guisante, el tallo largo (planta alta) es dominante sobre el tallo corto (planta enana). Si una planta homocigota dominante se cruza con una planta enana:

a. Indica los genotipos, fenotipos y proporciones de la descendencia del cruce de una planta de la F1 con el progenitor de tallo largo.

b. Indica los genotipos, fenotipos y proporciones de la descendencia del cruce de una planta de la F1 con una planta enana.

c. Indica los genotipos, fenotipos y proporciones de la descendencia de dos plantas heterocigotas. 

Ejercicio 1.6

En el ser humano, la fibrosis quística es una enfermedad producida por el alelo recesivo de un gen autosómico con dos alelos (A, alelo normal; a, alelo de la fibrosis quística).

En una pareja en la que la mujer es heterocigota y el hombre presenta fibrosis quística, indica los tipos y las proporciones de los óvulos de la mujer y espermatozoides del hombre y los fenotipos y genotipos de la descendencia. 

Ejercicio 1.7

En los guisantes, el gen para el color de la semilla tiene dos alelos: amarillo (A) y verde (a) y el gen que determina la textura de la semilla tiene otros dos: piel lisa (B) y rugosa (b).

Se cruzan plantas de guisantes amarillos lisos (AABB) con plantas de guisantes verdes rugosos (aabb).

¿Qué resultados son esperables en la F2?

Ejercicio 1.8

La aniridia (dificultades en la visión) en el ser humano se debe a un factor dominante (A). La jaqueca es debida a otro gen también dominante (J).

Un hombre que padecía de aniridia y cuya madre no, se casó con una mujer que sufría jaqueca, pero cuyo padre no la sufría. Ni el hombre tenía jaqueca, ni la mujer aniridia. 

¿Qué proporción de sus hijos sufrirán ambos males?

Ejercicio 1.9

Supongamos que en el ser humano, la herencia del color del pelo y de los ojos es sencilla y está determinada por dos genes autosómicos con las siguientes relaciones: color marrón de los ojos (A) dominante sobre el azul (a) y cabello oscuro (B) dominante sobre el cabello rubio (b). 

a. Un hombre de ojos marrones y pelo oscuro se casa con una mujer de ojos azules y pelo oscuro y tienen 2 hijos, uno de ojos marrones y pelo rubio y otro de ojos azules y pelo oscuro. Indica los genotipos de los padres y de los hijos.

b. Si el hombre del apartado anterior de ojos marrones y cabello oscuro se casara con una mujer de ojos azules y pelo rubio. ¿Qué genotipos y fenotipos podrían tener los hijos de la pareja?

Ejercicio 1.10

En cierta especie animal, el pelo gris (G) es dominante sobre el pelo blanco (g) y el pelo rizado (R) sobre el pelo liso (r). Se cruza un individuo de pelo gris y rizado, que tiene un padre de pelo blanco y una madre de pelo liso, con otro de pelo blanco y liso.

a. ¿Pueden tener hijos de pelo gris y liso? En caso afirmativo, ¿en qué porcentaje?

b. ¿Pueden tener hijos de pelo blanco y rizado? En caso afirmativo, ¿en qué porcentaje?

Ejercicio 1.11

El pelaje negro de los perros Cocker Spaniel está gobernado por un alelo "B" dominante y el color rojo por su alelo recesivo "b".

El patrón uniforme del color está gobernado por el alelo dominante "S" y el patrón moteado por su alelo recesivo "s".

Un macho de pelo color negro y uniforme se aparea con una hembra con piel moteada y de color rojo y producen una camada de seis cachorros: 2 negros uniforme, 2 rojo uniforme, 1 negro moteado y 1 rojo moteado. Determinar los genotipos de los progenitores.

Ejercicio 1.12

En los pimientos, el color verde (G) es dominante respecto al rojo (g), y la forma redondeada (R) dominante sobre la cuadrangular (r).

a. ¿Qué gametos producirá una planta de pimiento verde y de forma redondeada diheterocigota?

b. ¿Qué genotipos producirá el cruce de dos de estas plantas diheterocigotas?

Ejercicio 1.13

Supongamos una determinada especie de conejos en la que el color de pelo negro domina sobre el color de pelo blanco y que las orejas largas dominan sobre las orejas cortas.

¿Qué genotipos y fenotipos se esperan del cruce entre un conejo dihíbrido de color negro y orejas largas con una coneja de color blanco y orejas cortas?

Ejercicio 1.14

En una raza de gatos, el gen que determina la longitud del pelo presenta dos alelos: A determina el pelo corto y es dominante sobre a, que determina el pelo largo.

Otro gen determina el color del pelo, donde el alelo B produce color negro y es dominante sobre el alelo b que determina pelo color rojizo. 

Las proporciones de la descendencia de una pareja en la que el macho es rojizo de pelo largo y la hembra negra de pelo corto es la siguiente: 25% pelo negro y corto; 25% pelo rojizo y corto; 25% pelo negro y largo; 25% pelo rojizo y largo. ¿Cuál es el genotipo de la madre? ¿Cuáles son los genotipos de la descendencia?

Ejercicio 1.15

El fruto de la sandía puede ser liso o rayado y alargado o achatado.

Una planta homocigota de fruto liso y alargado, se cruza con otra también homocigota de fruto a rayas y achatado. La F1 es de fruto liso y achatado.

En la F2 se obtienen: 9 de fruto liso y achatado, 3 de fruto rayado y achatado, 3 de fruto liso y alargado y 1 de fruto alargado y rayado.

a. Indica cuántos pares de caracteres intervienen en esta herencia.

b. ¿Cuáles son los factores dominantes y por qué?