Fundo
Neste laboratório web, os alunos experimentam com plantas de ervilha de jardim (Pisum sativum) como o monge austríaco Gregor Mendel (1822-1884). Mendel escolheu experimentar com ervilhas porque elas possuíam quatro qualidades importantes:
- As ervilhas mostraram ser verdadeiras (todos os descendentes terão a mesma característica geração após geração).
- As ervilhas exibem uma variedade de características contrastantes (flores roxas vs. brancas; sementes redondas vs. enrugadas).
- A forma da flor de ervilha protegeu-a do pólen estranho. As ervilhas geralmente reproduzem-se por auto-polinização, em que o pólen produzido por uma flor fertiliza os ovos na mesma flor.
- As plantas de ervilha crescem rapidamente e não necessitam de muito espaço.
Os traços que Mendel estudou estão listados abaixo:
- Forma de semente madura (R) lisa ou enrugada
- Cor de albumen de sementes (Y) amarelo ou verde
- Cor de flor (P) roxo ou branco
- Forma de vagens maduras (I) infladas ou apertadas
- Cor de vagens não maduras (G) verde ou amarelo
- Posição das flores (A) axial ou terminal
- Comprimento do caule (T) alto ou anão
Este laboratório web tem cinco seções que são acessíveis através do botão “Seções” no canto inferior esquerdo…canto da mão do ecrã. Os alunos podem explorar todo o laboratório web clicando ou podem pular para seções específicas usando o menu. Cada seção é descrita abaixo.
Introdução
Mendel é o guia para os alunos em todo o web lab. Quando ele aparece pela primeira vez, ele diz: “Olá. O meu nome é Gregor Mendel. Eu vivi na Áustria no século XIX muito antes de alguém conhecer os genes e a genética. Eu experimentei com plantas para estudar como as características são passadas dos pais para os filhos e descobri as regras básicas de herança que ainda hoje são usadas em seus livros didáticos. Venha e experimente algumas das minhas experiências para ver o que você pode descobrir sobre herança. Clique em Next (Seguinte) para continuar”.
O texto seguinte diz, “Eu usei plantas de ervilha porque elas crescem rápida e facilmente, e é fácil ver e reconhecer os seus diferentes traços”
Planta & Cruz
Esta secção do laboratório web permite aos alunos explorar os traços em que Mendel experimentou, depois cruzar plantas de ervilha para ver que descendência elas produzem.
Mendel exorta os alunos a, “Plantar cinco plantas de ervilha e observar como elas são”. Quando os alunos clicam no botão “Plantar”, as plantas animadas de Mendel e regam cinco plantas de ervilha. Cada uma das plantas de ervilha brota rapidamente. Ao rolar sobre as plantas com o cursor, o estudante pode ver a cor da vagem de ervilha, a forma da vagem e a cor e forma da semente madura.
Todas as diferentes variações da planta da ervilha podem ser vistas nestas ervilhas em crescimento, embora as plantas sejam escolhidas aleatoriamente cada vez que a aplicação é feita. Após terem plantado e cultivado cinco plantas, Mendel pergunta aos alunos quantos traços distintivos eles vêem nas plantas. Na tela seguinte, ele revela que existem sete traços diferentes:
- Forma de ervilha (redonda ou enrugada)
- Cor de ervilha (verde ou amarelo)
- Forma de pod (apertada ou inflada)
- Cor de pod (verde ou amarelo)
- Cor da flor (roxo ou branco)
- Tamanho da planta (alta ou anã)
- Posição das flores (axial ou terminal)
Estas características estão todas retratadas nas plantas abaixo:
Pede-se então aos alunos que experimentem os cruzamentos de plantas. Usando as cinco plantas que cresceram, eles podem cruzar qualquer planta com ela mesma ou com outra planta. Os alunos podem começar a notar alguns padrões nas formas em que os traços são herdados. Por exemplo, eles podem reconhecer que uma planta com flores brancas cruzadas consigo mesma ou outra planta com flores brancas produzirá apenas plantas com flores brancas, enquanto uma planta de flor púrpura cruzada consigo mesma ou outra planta de flor púrpura às vezes produz uma descendência de flor branca. Ao encorajar os alunos a olhar para traços individuais durante a sua experimentação, você pode descobrir que eles começam a reconhecer estes padrões por si mesmos.
Depois de terem feito cinco cruzamentos, o botão Next está habilitado e os alunos podem passar para a seção seguinte.
Predict Results
Nesta seção do laboratório web, os alunos exploram os cruzamentos de plantas e predizem como será a descendência destes cruzamentos.
Uma planta com ervilhas redondas e uma variedade aleatória de outros traços aparece na tela. Mendel diz “Cruze esta planta com ela mesma”. Que formas de ervilha tem a descendência?”
Quando o aluno arrasta a planta para uma das caixas dos Pais, o botão Cruzar aparece. Quando o aluno clica no botão Cruzar, cinco descendentes crescem. Alguns dos descendentes da planta com ervilhas redondas têm ervilhas enrugadas. Mendel então pergunta, “Você ficou surpreso que uma planta com ervilhas redondas tenha produzido alguma descendência com ervilhas enrugadas?”
Uma planta com ervilhas enrugadas aparece na tela e os alunos são convidados a cruzar esta planta consigo mesma. Como antes, quando o aluno arrasta a planta para uma das caixas dos Pais, o botão Cruzar aparece. Quando o aluno clica no botão Cruzar, cinco descendentes crescem.
Mendel aparece e diz: “O que você aprendeu sobre as suas ervilhas? Os alunos provavelmente reconhecerão que, enquanto uma planta com ervilhas redondas produziu alguns descendentes com ervilhas enrugadas, a planta com ervilhas enrugadas produziu apenas descendentes com ervilhas enrugadas. Esta é uma chave para a experimentação de Mendel uma característica que não era aparente em uma geração dos pais apareceu na geração F1.
Quando o aluno clica em Next, duas plantas aparecem na tela, ambas com ervilhas enrugadas. O aluno é solicitado a prever as formas de ervilhas das crias (tanto redondas como enrugadas; todas redondas; todas enrugadas; ou não podem prever). Como o alelo que produz ervilhas enrugadas é recessivo, os descendentes deste cruzamento terão todos ervilhas enrugadas.
Mendel então explica o conceito de alelos dominantes e recessivos dizendo: “Ao realizar minhas experiências com ervilhas, aprendi muito sobre genética e como os traços são transmitidos. Notei que às vezes os descendentes parecem ter traços que seus pais não mostraram. Eu chamei os traços que pareciam mascarar (ou esconder) outros traços dominantes. Chamei os traços que pareciam esconder recessivos”
Pedigree
Nesta seção do laboratório web, os alunos experimentam com plantas de ervilha para tentar descobrir quais alelos são dominantes e quais são recessivos. Usando quatro plantas de ervilha diferentes, os alunos podem cruzar plantas com elas mesmas ou umas com as outras para determinar a dominância. Uma estratégia que os alunos podem empregar é cruzar plantas com a sua própria descendência que mostram uma característica diferente da do pai de tal cruzamento possuir o alelo recessivo (que foi escondido pelo alelo dominante na geração dos pais).
Mendel diz, “Usando estas plantas, descubra como o traço para a cor da flor é transmitido. Qual é a cor dominante, branca ou roxa? Isto é um pedigree. Você pode cruzar plantas com elas mesmas ou umas com as outras”
Quando um estudante clica em um dos símbolos das plantas (uma caixa branca ou preta), o botão do cruzamento aparece. Se o aluno seleccionar duas plantas, então as duas plantas são cruzadas e a descendência aparece abaixo. Se o aluno seleciona apenas uma planta e clica no botão Cruzar, então a planta se auto-fertiliza e a descendência aparece abaixo. Os alunos podem cruzar as plantas quantas vezes quiserem antes de decidir qual alelo é dominante.
Explorar
Os alunos podem explorar todos os sete traços de ervilha que Mendel explorou nesta seção. Quatro plantas de ervilha aparecem no pedigree e os alunos podem selecionar qual característica estão olhando com o menu suspenso no canto superior esquerdo da tela.
Quando os alunos tiverem determinado quais alelos são dominantes, eles podem gravar suas escolhas em seus blocos de notas clicando no botão View Notepad. O botão Verificar permite que os alunos verifiquem as respostas que introduziram nos seus blocos de notas. A tabela seguinte mostra cada uma das características e que características são dominantes e quais são recessivas.
| Trait | Expressão dominante | Expressão regressiva |
| Forma de semente madura (R) | Suave | Rugas |
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Cor do albumen de sementes (Y)
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Amarelo | Verde |
| Cor da flor (P) | Púrpura | Branco | Forma de vagens maduras (I) | Inflacionado | Cortado |
| Cor de vagens não maduras (G) | Verde | Amarelo |
| Posição de flores (A) | Axial | Terminal |
| Comprimento do caule (T) | Tall | Dwarf |
Glossary
Axial
Flores localizados perto do meio da planta.
Dominante
Traços que aparecem para mascarar (ou esconder) outros traços.
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Pedigree
Um diagrama da história de uma família usado para traçar um traço através de várias gerações.
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Recessivo
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Traços que podem ser escondidos em uma geração e depois aparecer na seguinte.
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Terminal
Flores localizados nas extremidades dos caules.
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Trait
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Uma característica distintiva.
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