Genetica mendeliana - Esercitazione

Argomenti dell'esercitazione

Il ciclo vitale delle piante e l’alternanza di generazioni: sporofito (generazione diploide) e gametofito (generazione apolide) – Ciclo vitale delle angiosperme - Il fiore delle angiosperme: fiori dioici e fiori monoici (monoclini e diclini) - Struttura del fiore ciclico monoclino: peduncolo fiorale, talamo, perianzio (calice e corolla), androceo e gineceo - Gli stami (filamento, antere e sacche polliniche) e il pistillo (ovario, stilo e stigma) - Ovuli e granuli di polline, autofecondazione (autoimpollinazione) e fecondazione (impollinazione) incrociata - La struttura del fiore papilionaceo ed il materiale degli esperimenti di Mendel: il Pisum sativum ed il Lathyrus odoratus.
Primi esperimenti di Mendel: incroci (ibridazioni) monoibridi (monoibridismo) di caratteri monofattoriali (eredità monofattoriale o monogenica) - Generazione parentale (P) e generazioni filiali (F) - Principio della dominanza e prima legge di Mendel (legge della dominanza o legge dell’uniformità degli ibridi di prima generazione) - Fenotipo dominante e recessivo - Genotipo omozigote (linea pura) ed eterozigote (ibrido) - “Fattori mendeliani” (alleli) dominanti e recessivi (dominanza completa) - Gli esperimenti sulla generazione F2: principio della segregazione e seconda legge di Mendel (legge della segregazione) – Test cross (reincrocio di prova) - Esperimenti con gli incroci diibridi (diibridismo) di caratteri monofattoriali: il principio dell’assortimento indipendente e la terza legge di Mendel (legge dell’assortimento indipendente) - Il metodo del quadrato di Punnett – Rapporto fenotipico e rapporto genotipico - Le basi cromosomiche delle leggi di Mendel: coppie di cromosomi omologhi e meiosi - Locus genico (loci genici) e alleli - I risultati di Mendel e le leggi della probabilità: legge del prodotto e legge della somma.
Trasmissione mendeliana di caratteri autosomici in genetica umana - Il metodo dell’albero genealogico (pedigree) - Il probando - Portatore obbligato (portatore sano) - Anomalie genetiche autosomiche recessive: albinismo, fibrosi cistica, fenilchetonuria e morbo di Tay-Sachs (TSD) - Anomalie genetiche autosomiche dominanti: polidattilia, sindrome di Marfan, acondroplasia, brachidattilia e Còrea di Huntington.

Esercitazioni

Esercitazione n. 1

Nei pomodori il colore del frutto può essere rosso o giallo. Incrociando tra loro piante di linea pura ottenute da semi provenienti da frutti rossi con piante di linea pura ottenute da semi provenienti da frutti gialli, si sono prodotti esclusivamente pomodori rossi. Incrociando tra loro le piante nate dai semi di questi pomodori, si sono prodotti 5364 pomodori rossi e 1788 pomodori gialli.

    a) Individuare il fenotipo dominante.

    b) Usando simboli opportuni per gli alleli, individuare i genotipi della generazione parentale (P).

    c) Individuare il genotipo degli ibridi di prima generazione (F1).

    d) Compilare il quadrato di Punnett per la seconda generazione filiale (F2).

    e) Compilare una tabella con numero di classi fenotipiche, numero di classi genotipiche, rapporto fenotipico e rapporto genotipico ottenuti in F1 e in F2,

    f) Individuare la probabile modalità di trasmissione ereditaria di questo carattere.

    g) Dei 5364 pomodori rossi, quanti sono presumibilmente gli eterozigoti? Quanti gli omozigoti?

    h) Compilare il quadrato di Punnett relativo ad un incrocio tra piante nate da semi provenienti da pomodori gialli con piante nate da semi provenienti da pomodori rossi genotipicamente eterozigoti.

    i) Compilare una tabella con numero di classi fenotipiche, numero di classi genotipiche, rapporto fenotipico e rapporto genotipico ottenuto nell'incrocio precedente.

Esercitazione n. 2

Vengono incrociate piante di Pisum sativum L. di linea pura a fiori violacei con altre a fiori bianchi. Si sviluppano i semi che, fatti germinare, danno origine a piante tutte a fiori violacei. Quando si lasciano autofecondare queste piante, nella F₂ si hanno 723 piante della varietà a fiori violacei e 241 della varietà a fiori bianchi.

    a) Individuare il fenotipo dominante.

    b) Usando simboli opportuni per gli alleli, individuare i genotipi della generazione parentale (P).
    c) Individuare il genotipo degli ibridi di prima generazione F1.

    d) Compilare il quadrato di Punnett per la generazione F2.

    e) Compilare una tabella con numero di classi fenotipiche, numero di classi genotipiche, rapporto fenotipico e rapporto genotipico ottenuti in F1 e in F2.

    f) Individuare la probabile modalità di trasmissione ereditaria di questo carattere.

    g) Delle 723 piante a fiori violacei, quante sono presumibilmente eterozigote e quante omozigote?

Esercitazione n. 3

Da una serie di incroci tra cavie a pelo riccio e cavie a pelo liscio, sono nate solo cavie con pelo riccio. Incrociando più volte tra loro queste cavie, sono nate 786 cavie a pelo riccio e 262 cavie a pelo liscio.

   a) Individuare il fenotipo dominante.
   b) Usando simboli opportuni per gli alleli, individuare i genotipi della generazione parentale (P).
   c) Individuare il genotipo degli ibridi della prima generazione filiale (F1).
   d) Compilare il quadrato di Punnett per la seconda generazione filiale (F2).
   e) Compilare una tabella indicando il numero di classi fenotipiche, il numero di classi genotipiche, il rapporto fenotipico e il e rapporto genotipico ottenuto in F1 e in F2.
   f) Individuare la probabile modalità di trasmissione ereditaria di questo carattere.

Esercitazione n. 4

Da un’altra serie di incroci tra cavie a pelo riccio e cavie a pelo liscio, della stessa specie di quelle precedenti (vedi esercitazione n. 3), sono nate 235 cavie a pelo riccio e 238 a pelo liscio.

    a) Usando simboli opportuni per gli alleli, individuare i genotipi della generazione parentale (P).

    b) Compilare il quadrato di Punnett per la F1
    c) Compilare una tabella con numero di classi fenotipiche, numero di classi genotipiche, rapporto fenotipico e rapporto genotipico ottenuti.

   d) Giustificare la differenza di risultati con quelli ottenuti nella F1 dell'esercitazione n. 3

   e) Dire di che tipo di incrocio si tratta.

   f) Qual è il risultato atteso di un incrocio tra due cavie a pelo riccio, una omozigote e l’altra eterozigote?

   g) Quali genotipi occorre incrociare per avere una F1 totalmente a pelo liscio?

   h) E totalmente a pelo riccio?

Esercitazione n. 5

Da una serie di incroci tra una cavia a pelo nero e corto con una cavia a pelo lungo e marrone si è ottenuta una progenie di 46 individui, maschi e femmine, tutti a pelo nero e corto. Incrociando tra loro a caso questi individui, si sono ottenute 162 cavie a pelo nero e corto, 54 cavie a pelo nero e lungo, 54 cavie a pelo marrone e corto e 18 cavie a pelo marrone e lungo.

    a) Individuare i fenotipi dominanti.

    b) Usando simboli opportuni per gli alleli, individuare i genotipi della generazione parentale (P).

    c) Individuare il genotipo degli ibridi di prima generazione (F1).

    d) Compilare il quadrato di Punnett per la seconda generazione filiale (F2).
    e) Compilare una tabella con le denominazioni delle classi genotipiche, indicando per ogni classe il numero di combinazioni presenti nel quadrato di Punnett e la relativa probabilità.

    f) Individuare la probabile modalità di trasmissione ereditaria di questi due caratteri.

    g) Compilare una tabella con numero di classi fenotipiche, numero di classi genotipiche, rapporto fenotipico e rapporto genotipico ottenuti in F1 e in F2.

    h) Quali genotipi parentali (P) occorre incrociare per ottenere una prima generazione filiale (F1) costituita unicamente da cavie fenotipicamente dominanti per il colore del pelo e recessive per la sua lunghezza?

    i) Qual è il risultato atteso da un incrocio tra una cavia a pelo marrone-corto, eterozigote per la lunghezza del pelo, con una cavia a pelo nero-corto, doppio eterozigote?

Risposte

Esercitazione n. 1

a) “Frutto rosso”.
b) RR e rr.
c) Rr.
d)

F1	R	r
R	RR	Rr
r	Rr	rr

e)

	F1	F2
Numero di classi fenotipiche	1	2
Numero di classi genotipiche	1	3
Rapporto fenotipico	1:0	3:1
Rapporto genotipico	1:0	1:2:1

f) Eredità monofattoriale con dominanza completa in incrocio monoibrido.
g) 3576 eterozigoti e 1788 omozigoti dominanti.
h)

P	r	r
R	Rr	Rr
r	rr	rr

i)

Numero di classi fenotipiche	2
Numero di classi genotipiche	2
Rapporto fenotipico	2:2
Rapporto genotipico	2:2

Esercitazione n. 2

a) “Colore violaceo del fiore”.
b) Vv, vv.
c) Vv.
d)

F1	V	v
V	VV	Vv
v	Vv	vv

e)

	F1	F2
Numero di classi fenotipiche	1	2
Numero di classi genotipiche	1	3
Rapporto fenotipico	1:0	3:1
Rapporto genotipico	1:0	1:2:1

f) Eredità monofattoriale con dominanza completa in incrocio monoibrido.
g) 241 omozigote dominanti, 482 eterozigote.

Esercitazione n. 3

a) “Pelo riccio”.
b) RR e rr.
c) Rr.
d)

F1	R	r
R	RR	Rr
r	Rr	rr

e)

	F1	F2
Numero di classi fenotipiche	1	2
Numero di classi genotipiche	1	3
Rapporto fenotipico	1:0	3:1
Rapporto genotipico	1:0	1:2:1

f) Eredità monofattoriale con dominanza completa in incrocio monoibrido.

Esercitazione n. 4

a) Rr e rr.
b)

F1	R	r
r	Rr	rr
r	Rr	rr

c)

	F1
Numero di classi fenotipiche	2
Numero di classi genotipiche	2
Rapporto fenotipico	2:2
Rapporto genotipico	2:2

d) Nella esercitazione n. 3 si erano incrociati individui omozigoti dominanti con individui omozigoti recessivi mentre qui si sono incrociati individui eterozigoti (fenotipicamente dominanti) con individui omogizoti recessivi (fenotipicamente recessivi).
e) Reincrocio di prova (test cross).
f) 100% a pelo riccio, per metà omogizoti dominanti.
g) rr x rr.
h) RR x RR, oppure RR x Rr, oppure RR x rr.

Esercitazione n. 5

a) “Pelo nero” e “pelo corto”.
b) NNCC e nncc.
c) NnCc.
d)

F1	NC	Nc	nC	nc
NC	NNCC	NNCc	NnCC	NnCc
Nc	NNCc	NNcc	NnCc	Nncc
nC	NnCC	NnCc	nnCC	nnCc
nc	NnCc	Nncc	nnCc	nncc

e)

	Classe genotipica	N.	Probabilità
NNCC	Doppio omozigote dominante	1	1⁄16
NNcc	Omozigote dominante - omozigote recessivo	1	1⁄16
NNCc	Omozigote dominante - eterozigote	2	2⁄16
NnCC	Eterozigote - omozigote dominante	2	2⁄16
NnCc	Doppio eterozigote	4	4⁄16
Nncc	Eterozigote - omozigote recessivo	2	2⁄16
nnCc	Omozigote recessivo - eterozigote	2	2⁄16
nnCC	Omozigote recessivo - omozigote dominante	1	1⁄16
nncc	Doppio omozigote recessivo	1	1⁄16

f) Eredità monofattoriale con dominanza completa in incrocio diibrido.
g)

	F1	F2
Numero classi fenotipiche	1	4
Numero classi genotipiche	1	9
Rapporto fenotipico	16:0	9:3:3:1
Rapporto genotipico	16:0	1:1:2:2:4:2:2:1:1

h) NNcc x NNcc, oppure Nncc x NNcc.
i) 6⁄16 a pelo nero-corto, 2⁄16 a pelo nero-lungo, 6⁄16 a pelo marrone-corto e 2⁄16 a pelo marrone-lungo.

Risorse

• Storia della genetica; Genetica; Eredità genetica; Gregor Johann Mendel e la Genetica classica
• Genotipo e Fenotipo; Omozigosi ed Eterozigosi; Dominanza e Recessività
• Ereditarietà autosomica recessiva e Ereditarietà autosomica dominante
• Test-cross
• Tratti mendeliani negli esseri umani, Albinismo, Anemia falciforme, Fibrosi cistica, Sindrome di Marfan, Fenilchetonuria, Morbo di Tay-Sachs, Mascella asburgica, Brachidattilia, Acondroplasia e Corea di Huntington

Esercitazioni di Biologia

• Genetica post-mendeliana - Esercitazione
• Esercitazioni di Scienze naturali

Quiz di Biologia

• Genetica mendeliana
• Tutti gli argomenti

Bibliografia

• Giorgio Binelli e Daniela Ghisotti, Genetica, Napoli, Edises Università, 2017, ISBN 97-888-7959-968-9.

Collegamenti esterni

• Rodomontano, Biologia, rodomontano.altervista.org. URL consultato il 4 giugno 2020.

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