Antecedentes
En este laboratorio web, los estudiantes experimentan con plantas de guisantes de jardín (Pisum sativum) como lo hizo el monje austriaco Gregor Mendel (1822-1884). Mendel eligió experimentar con guisantes porque poseían cuatro cualidades importantes:
- Se ha demostrado que los guisantes son de verdadera reproducción (toda la descendencia tendrá la misma característica generación tras generación).
- Los guisantes presentan una variedad de rasgos contrastados (flores púrpuras frente a blancas; semillas redondas frente a arrugadas).
- La forma de la flor del guisante la protege del polen extraño. Los guisantes suelen reproducirse por autopolinización, en la que el polen producido por una flor fertiliza los óvulos de la misma flor.
- Las plantas de guisante crecen rápidamente y no requieren mucho espacio.
Los rasgos que Mendel estudió son los siguientes:
- Forma de la semilla madura (R) lisa o arrugada
- Color del albumen de la semilla (Y) amarillo o verde
- Color de la flor (P) púrpura o blanco
- Forma de las vainas maduras (I) infladas o constreñidas
- Color de las vainas inmaduras (G) verde o amarillo
- Posición de las flores (A) axial o terminal
- Longitud del tallo (T) alto o enano
Esta web lab tiene cinco secciones a las que se accede a través del botón «Secciones» en la esquina inferior izquierda de la pantalla.esquina inferior izquierda de la pantalla. Los estudiantes pueden explorar todo el laboratorio web haciendo clic en él o pueden saltar a secciones específicas utilizando el menú. Cada sección se describe a continuación.
Introducción
Mendel es el guía de los estudiantes en todo el laboratorio web. Cuando aparece por primera vez, dice: «Hola. Me llamo Gregor Mendel. Viví en Austria en el siglo XIX, mucho antes de que nadie conociera los genes y la genética. Experimenté con plantas para estudiar cómo los rasgos se transmiten de padres a hijos y descubrí las reglas básicas de la herencia que todavía se utilizan en los libros de texto. Ven a probar algunos de mis experimentos para ver qué puedes descubrir sobre la herencia. Haz clic en Siguiente para continuar».
El siguiente texto dice: «Utilicé plantas de guisantes porque crecen rápida y fácilmente, y es fácil ver y reconocer sus diferentes rasgos.»
Planta &Cruzamiento
Esta sección del laboratorio web permite a los estudiantes explorar los rasgos sobre los que experimentó Mendel, y luego cruzar plantas de guisantes para ver qué descendencia producen.
Mendel insta a los alumnos a «plantar cinco plantas de guisantes y observar su aspecto». Cuando los estudiantes hacen clic en el botón «Plantar», el Mendel animado planta y riega cinco plantas de guisantes. Cada una de las plantas de guisantes brota rápidamente. Al pasar por encima de las plantas con el cursor, el estudiante puede ver el color de la vaina del guisante, la forma de la vaina y el color y la forma de la semilla madura.
Todas las diferentes variaciones de la planta del guisante pueden verse en estos guisantes en crecimiento, aunque las plantas se eligen al azar cada vez que se ejecuta la aplicación. Después de haber plantado y cultivado cinco plantas, Mendel pregunta a los estudiantes cuántos rasgos distintivos ven en las plantas. En la siguiente pantalla, revela que hay siete rasgos diferentes:
- Forma de guisante (redondo o arrugado)
- Color de guisante (verde o amarillo)
- Forma de vaina (constreñida o inflada)
- Color de vaina (verde o amarillo)
- Color de la flor (púrpura o blanco)
- Tamaño de la planta (alta o enana)
- Posición de las flores (axial o terminal)
.
Todos estos rasgos aparecen en las plantas de abajo:
Luego se pide a los alumnos que experimenten con cruces de plantas. Utilizando las cinco plantas que cultivaron, pueden cruzar cualquier planta consigo misma o con otra. Los estudiantes pueden empezar a notar algunos patrones en las formas en que se heredan los rasgos. Por ejemplo, pueden reconocer que una planta con flores blancas cruzada consigo misma o con otra planta con flores blancas producirá sólo plantas con flores blancas, mientras que una planta con flores púrpuras cruzada consigo misma o con otra planta con flores púrpuras a veces produce una descendencia con flores blancas. Al animar a los alumnos a que se fijen en los rasgos individuales durante su experimentación, puede descubrir que empiezan a reconocer estos patrones por sí mismos.
Después de que hayan realizado cinco cruces, se habilita el botón Siguiente y los alumnos pueden pasar a la siguiente sección.
Predecir resultados
En esta sección del laboratorio web, los alumnos exploran los cruces de plantas y predicen cómo será la descendencia de estos cruces.
En la pantalla aparece una planta con guisantes redondos y un surtido aleatorio de otros rasgos. Mendel dice «Cruza esta planta consigo misma. ¿Qué forma de guisantes tiene la descendencia?»
Cuando el alumno arrastra la planta a una de las casillas de los padres, aparece el botón Cruzar. Cuando el alumno hace clic en el botón Cruz, crecen cinco vástagos. Algunos de los descendientes de la planta con guisantes redondos tienen guisantes arrugados. Mendel pregunta entonces: «¿Te sorprendió que una planta con guisantes redondos produjera algunos descendientes con guisantes arrugados?»
En la pantalla aparece una planta con guisantes arrugados y se pide a los alumnos que crucen esta planta consigo misma. Como antes, cuando el alumno arrastra la planta a una de las casillas de los padres, aparece el botón Cruzar. Cuando el estudiante hace clic en el botón Cruzar, crecen cinco descendientes.
Mendel aparece y dice: «¿Qué has aprendido sobre tus guisantes?» Los alumnos probablemente reconocerán que, mientras que una planta con guisantes redondos produjo algunos descendientes con guisantes arrugados, la planta con guisantes arrugados sólo produjo descendientes con guisantes arrugados. Esta es una de las claves de la experimentación de Mendel: un rasgo que no era evidente en la generación de los padres apareció en la generación F1.
Cuando el alumno hace clic en Siguiente, aparecen dos plantas en la pantalla, ambas con guisantes arrugados. Se pide al estudiante que prediga la forma de los guisantes de la descendencia (tanto redondos como arrugados; todos redondos; todos arrugados; o no puede predecirlo). Como el alelo que produce guisantes arrugados es recesivo, la descendencia de este cruce tendrá todos los guisantes arrugados.
Mendel explica entonces el concepto de alelos dominantes y recesivos diciendo: «Al realizar mis experimentos con guisantes, aprendí mucho sobre la genética y sobre cómo se transmiten los rasgos. Me di cuenta de que a veces la descendencia parecía tener rasgos que sus padres no mostraban. Llamé dominantes a los rasgos que parecían enmascarar (u ocultar) otros rasgos. Llamé recesivos a los rasgos que parecían estar ocultos»
Pedigrí
En esta sección del laboratorio web, los alumnos experimentan con plantas de guisantes para intentar descubrir qué alelos son dominantes y cuáles son recesivos. Utilizando cuatro plantas de guisantes diferentes, los alumnos pueden cruzar las plantas entre sí o con ellas mismas para determinar la dominancia. Una estrategia que pueden emplear los alumnos es cruzar las plantas consigo mismas: la descendencia que muestra un rasgo diferente al del progenitor de dicho cruce posee el alelo recesivo (que fue ocultado por el alelo dominante en la generación del progenitor).
Mendel dice: «Utilizando estas plantas, averigua cómo se transmite el rasgo del color de las flores. ¿Qué color es dominante, el blanco o el morado? Esto es un pedigrí. Puedes cruzar las plantas entre sí o con otras».
Cuando un alumno hace clic en uno de los símbolos de las plantas (un cuadro blanco o uno negro), aparece el botón de cruce. Si el estudiante selecciona dos plantas, entonces las dos plantas se cruzan y la descendencia aparece abajo. Si el estudiante selecciona sólo una planta y hace clic en el botón Cruzar, entonces la planta se autofecunda y la descendencia aparece abajo. Los estudiantes pueden cruzar las plantas tantas veces como quieran antes de decidir qué alelo es dominante.
Explorar
Los estudiantes pueden explorar los siete rasgos de los guisantes que Mendel exploró en esta sección. Aparecen cuatro plantas de guisantes en el pedigrí y los estudiantes pueden seleccionar qué rasgo están observando con el menú desplegable de la esquina superior izquierda de la pantalla.
Cuando los estudiantes hayan determinado qué alelos son dominantes, pueden registrar sus elecciones en sus cuadernos de notas haciendo clic en el botón Ver cuaderno de notas. El botón Comprobar permite a los alumnos comprobar las respuestas que han introducido en sus cuadernos. La siguiente tabla muestra cada uno de los rasgos y qué rasgos son dominantes y cuáles recesivos.
| Rasgo | Expresión dominante | Expresión recesiva |
| Forma de la semilla madura (R) | Lisa | Arrugada |
|
Color del albumen de la semilla (Y)
|
Amarillo | Verde |
| Color de la flor (P) | Morado | Blanco |
| Forma de las vainas maduras (I) | Inflada | Constricta |
| Color de las vainas inmaduras (G) | Verde | Amarillo |
| Posición de las flores (A) | Axial | Terminal |
| Longitud del tallo (T) | Alto | Enano |
Glosario
Axial
Flores situadas cerca del centro de la planta.
Dominante
Rasgos que parecen enmascarar (u ocultar) otros rasgos.
Pedigrí
Diagrama de una historia familiar que se utiliza para rastrear un rasgo a través de varias generaciones.
Recesivo
Los rasgos que pueden quedar ocultos en una generación y luego aparecer en la siguiente.
Terminal
Flores situadas en los extremos de los tallos.
Trait
Una característica distintiva.
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