As bases da hereditariedade

Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Biologia
Ensino Médio, 3º Ano
As bases da hereditariedade

“TAL PAI, TAL FILHO...”
28
Quando, chegado ao fim de sua idade,
O forte e famoso húngaro extremado,
Forçado a fatal necessidade,
O espírito deu a quem lho tinha dado.
Ficava o filho em tenra mocidade,
Em quem o pai deixava o seu translado,
Que do mundo os mais fortes igualava:
Que tal pai tal filho se esperava.
Fonte :
LAURENCE, J.; MENDONÇA, V. Biologia: seres vivos: v.2., São Paulo: Editora Nova Geração,
2010.
Leia a estrofe 28 do Canto Terceiro de um dos poemas mais famosos da
literatura portuguesa, “Os Lusíadas”, de Luís Vaz de Camões, publicado
em 1572:
BIOLOGIA, 3º Ano do Ensino Médio

Primeiras ideias sobre herança biológica
“TAL PAI, TAL FILHO...”
No poema Os Lusíadas, vê-se o primeiro registro dessa expressão popular.
No poema, aparece referindo-se a Dom Afonso Henriques, o primeiro rei
de Portugal, que teria herdado a coragem de seu pai.
Perguntas como essa sempre foram alvo de muita especulação desde o
início das civilizações e têm despertado a curiosidade do ser humano!
Mas como características hereditárias são transmitidas de pais para
filhos?

As origens da Genética:
Senso comum
 a herança biológica desafia a curiosidade das pessoas desde a pré-história;
 o conhecimento empírico permitiu a produção de diversas plantas para o
cultivo e a seleção de animais domésticos.
Selecionar
plantas
Selecionar
animais
ATUALIDADE: a seleção de plantas e animais também pode trazer sérios
problemas para a vida das pessoas, como o que aconteceu com a
introdução do caramujo africano.
Quer saber mais? Acesse o site:
http://chc.cienciahoje.uol.com.br/caramujo-africano-problema-gigante/
> Acesso em: 17 de maio de 2012.

Na Grécia antiga, os filósofos divergiam com muitas ideias para explicar os
mecanismos de hereditariedade. Vejamos algumas dessas ideias:
Os filósofos gregos e a hereditariedade
Homens e mulheres tinham sêmen que se
originavam no cérebro.
O calor do útero era decisivo na determinação do
sexo. Útero quente originava meninos e útero frio
originava meninas.
O sêmen ocorria apenas no homem e continha o
protótipo do novo ser. Anaxágoras postulou a
“Teoria direita e esquerda”: meninos eram gerados
no lado direito; meninas, no lado esquerdo.
Alcmeon (500 a.C.)
Empédocles (492-432 a.C.)
Anaxágoras (500-428 a.C)
AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.

Tema para discussão
Diante das ideias apresentadas pelos filósofos gregos, o papel da mulher
na reprodução era visto de modo inferior ao dos homens. A
compreensão de que a herança biológica se baseia na transmissão de
informações hereditárias contidas nos genes e de que homem e mulher
têm igual participação na continuidade da vida abriu caminho para a
queda de concepções errôneas.
A genética humana e o preconceito
Pesquise em livros, jornais ou internet sobre o conhecimento da genética,
explorando os domínios políticos, para justificar atitudes preconceituosas,
como por exemplo, perseguição de grupos étnicos na história do mundo.
Anote suas observações e descreva um texto com argumentos contrários a
tais atitudes.

Hipócrates e a teoria da Pangênese
Hipócrates, conhecido como o “Pai da
Medicina”, defendia a hipótese da
Pangênese, segundo a qual cada órgão
do corpo de um ser vivo produzia
gêmulas que continham as
informações hereditárias transmitidas
aos descendentes. Isso explicaria as
semelhanças entre pais e filhos.
Figura 1- Hipócrates(460-370 aC.): defensor
da pangênese.
Imagem:
Hippocrates
pushkin02
/
autor:
shakko
/
Creative
Commons
Attribution-Share
Alike
3.0
Unported

Aristóteles discordava da ideia da Pangênese
Figura 2- Aristóteles (384-322 a.C.): elaborou
hipóteses pioneiras sobre a herança biológica.
Aristóteles, filósofo grego que viveu um século
depois de Hipócrates, escreveu um tratado
sobre a reprodução e a hereditariedade dos
animais, descrevendo quatro tipos de
reprodução entre os seres vivos: reprodução
assexuada por brotamento; reprodução
sexuada com cópula; reprodução sexuada sem
cópula e geração espontânea ou abiogênese.
Pronunciou duras críticas à Teoria da
Pangênese, por não explicar como seriam
produzidas gêmulas de características como
tom da voz, jeito de andar e formas de
comportamentos.
Imagem:
Aristotle
Altemps
Inv8575
/
autor:
Jastrow
(2006)
/
public
domain

Defesas de Aristóteles
 desenvolvimento normal do feto: qualidades do pai prevaleceria;
 falhas no feto: novo ser seria parecido com a mãe;
 falhas maiores fariam prevalecer as características dos avós e, sucessivamente,
de ancestrais mais distantes, até o limite de ser gerado um ser malformado, um
monstro.
FÊMEA
FORNECIA A “MATÉRIA BÁSICA”
QUE NUTRIA O SER EM
FORMAÇÃO
MACHO
FORNECIA A “ESSÊNCIA”,
FONTE DA FORMA E DO
MOVIMENTO
7
6
Contribuição diferencial dos sexos:
Fonte: AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.

Linha do tempo: marcos da genética
Construa uma linha do tempo sobre os principais avanços da Genética que
ocorreram no século XX. Anote sua pesquisa em um editor de texto (Word,
por exemplo). Salve seu trabalho para eventual consulta.

 Willian Harvey (1578-1657): médico inglês,
propôs que todo ser animal se origina de um
ovo. Ele acreditava que o ovo produzido pela
fêmea necessitava ser fertilizado pelo sêmen
do macho, se opondo a geração espontânea,
muito difundida na época.
 Nehemia Grew (1641-1711): botânico
inglês, sugeriu ser o grão de pólen o elemento
masculino das plantas com flores.
Contribuições importantes para o conhecimento da herança
biológica
Figura 3 - Willian Harvey: primeiras
ideias sobre fertilização.
Imagem: SS-harvey / autor: Cornelius Jansen / public
domain

Pré-formação X Epigênese
 pré-formação ou pré-formismo: afirmava que, em
um dos gametas masculino ou feminino, já havia
um ser pré-formado. Duas correntes, então,
dividiam a opinião dos estudiosos da época: os
ovistas defendiam que o ser pré-formado estaria
no óvulo; e os espermatistas, que o ser pré-
formado estaria no esperma;
 epigênese: essa teoria afirmava que o ovo
fertilizado continha um material inicialmente
amorfo e homogêneo que iria se estruturando ao
longo de desenvolvimento do novo ser.
Primeiras ideias sobre fertilização:
Figura 4 - Ilustração de um
homúnculo feita em 1694.
Imagem:
HomunculusLarge
/
autor;
Nicolaas
Hartsoeker
/
public
domain

A descoberta dos gametas
Alguns avanços foram decisivos para o
desenvolvimento da Genética:
 Antonie van Leeuwenhoeok (1632-
1723) descobre que o sêmen contém
estruturas microscópicas com longas
caudas;
 Rudolf Albert von Kölliker (1817-
1905) comprovou que os
espermatozoides eram formados nos
testículos;
 Karl Ernest von Baer (1792-1876)
estudou os gametas femininos,
contribuindo para a futura
compreensão dessas células.
Figura 5- A descoberta dos gametas foi um dos pontos
fundamentais para o estudo da herança biológica.
Imagem: Gray3 / autor: Parte de Gray's Anatomy, / public domain

Gametas e fecundação
A partir da segunda metade
do século XIX, consolidou-se
a ideia de que tanto na
reprodução de plantas como
na de animais, a formação de
um novo ser envolve a fusão
de uma célula masculina e
outra feminina.
Figura 6- processo da fecundação
Imagem: 06fertilizado / autor: ScienceGenetics / Creative Commons
Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Articuladores da teoria celular
Em 1873, surgiram as primeiras descrições sobre a divisão celular. As ideias
e convicções de alguns cientistas levaram à conclusão de que a célula é o
constituinte fundamental dos seres vivos. Esse evento foi um marco na
história da ciência.
Figura 7 - Mathias Jacob Schleiden
(1804-1881)
Figura 8 - Theodor Schwann
(1810-1882)
Figura 9 - Rudolph Virchow
(1821-1882
Imagens da esquerda para direita: (a) PSM V22 D156 Matthias Jacob Schleiden / autor: Desconhecido / public domain; (b)
TheodorSchwann / autor: Desconhecido / public domain; (c) Rudolf Ludwig Karl Virchow / autor: Desconhecido / public domain

Organizando as ideias
 Você acha que a ciência proporciona um conhecimento verdadeiro
aceito por todos?
 O conhecimento científico sempre traz benefícios ou melhoras
para a vida das pessoas?
 Os cientistas são pessoas inteligentes, estranhas que vivem
trancadas em seus laboratórios?
Como vimos, as descobertas científicas são fruto de um trabalho de
cooperação e busca conjunta entre os pesquisadores.

Pesquisadores notáveis
No Brasil, temos muitos pesquisadores que
desenvolveram trabalhos de referência
mundial e contribuíram para o
desenvolvimento científico nacional.
Acesse o site e saiba um pouco mais sobre a vida e obra de alguns
cientistas brasileiros que se destacaram na área da genética.
http://www.canalciencia.ibict.br/menu/listaNotaveis.html > Acesso em:
16 de maio de 2012.

A descoberta dos cromossomos
Algumas observações merecem destaque:
 verificou-se que o número, a forma e o tamanho dos cromossomos variam
entre as espécies;
 entre indivíduos da mesma espécie, o número de cromossomos é
constante;
 o conjunto de cromossomos típico de cada espécie é denominado
cariótipo.
Em 1882, o anatomista alemão Walther Flemming (1843-1905) descreveu
com detalhes o comportamento dos filamentos nucleares durante o
processo de divisão celular. Posteriormente, esses filamentos foram
chamados de cromossomos .

A mitose e os cromossomos
Walter Flemming analisou as formas e os
aspectos dos cromossomos detalhadamente
durante as fases da mitose.
Ele observou que os filamentos
cromossômicos se tornam progressivamente
mais grossos, separam- se em dois grupos e
migram para as células-filhas.
Figura 10- representação das fases da mitose .
Uma célula humana tem 46
cromossomos com tamanhos e
formas característicos.
Imagem:
Gray2
/
autor:
Parte
de
Gray’s
Anatomy
/
public
domain

Se o óvulo e o espermatozoide se fundem juntando os seus
cromossomos para formar um novo indivíduo, por que o
número cromossômico não dobra a cada geração?
A verificação de que o número de cromossomos se mantém
constante ao longo das gerações levantou uma nova questão:
Os embates da ciência
Em 1885, o biólogo August Friedrich Weismann (1834-1914) formulou a
hipótese de que, durante a formação dos gametas, ocorreria uma redução
do número de cromossomos para a metade do número presente na
célula-mãe.

A meiose e os gametas
Na formação dos gametas, ocorrem duas divisões sucessivas.
Esse processo é atualmente conhecido como meiose.
Figura 11- esquema da meiose com um par de cromossomos homólogos.
Imagem: MajorEventsInMeiosis variant pt / autor: Jakov, tradução por PatríciaR / public domain

O trabalho de Mendel
Gregor Mendel dedicou-se a estudar a
hibridação de plantas e realizou
experimentos com ervilhas. Em 1863,
descobriu, por meio de cruzamentos
entre variedades contrastantes, que as
características hereditárias são herdadas
de acordo com regras bem definidas.
Figura 12 - Gregor Mendel (1822-1884), o monge que
lançou as bases da hereditariedade.
As ideias de
Mendel eram tão
avançadas que
não foram
compreendidas na
sua época.
Imagem:
Mendel
Gregor
1822-1884
/
autor:
Parte
de
The
History
of
Biology
de
Erik
Nordenskiöld
/
public
domain

A descoberta da Lei da Segregação
35 anos depois, outros cientistas chegaram às mesmas conclusões
que Mendel sobre as leis que regem a hereditariedade.
Aplicando conhecimentos: pesquise sobre variedades de plantas que, por meio
de técnicas de melhoramento genético, tornaram-se mais produtivas e mais
nutritivas. Registre suas observações.
Você acha que os avanços da genética têm contribuído para o bem-estar
de populações em desenvolvimento?

Teoria Cromossômica da Herança
O estudo do comportamento dos cromossomos durante as divisões
celulares - mitose e meiose - foi fundamental para o desenvolvimento
da genética. Em 1903, os cientistas Walter Sutton (1877-1916) e Theodor
Boveri (1862-1915) confirmaram que os cromossomos são a base física
da herança genética.
.
Figura 13 - Walter Sutton (1877-1916)
Figura 14 - Theodor Boveri (1862-1915)
Imagem: Walter sutton / autor:
Desconhecido / public domain
Imagem: Theodor Boveri / autor:
Desconhecido / public domain

Teoria Cromossômica da Herança
Na década de 1910, o pesquisador Thomas Morgan e seus colaboradores
estabeleceram as bases da Teoria Cromossômica da Herança, realizando uma
série de experimentos com a mosca-do-vinagre (Drosophila melanogaster).
Estudando milho, Barbara McClintock, pesquisadora norte-americana, também
confirmou que os fatores hereditários estavam localizados nos cromossomos.
Figura 15 - Thomas Morgan(1866-1945).
Figura 16 – Barbara McClintock (1902-1992)
Imagem:
Thomas
Hunt
Morgan
/
autor:
Desconhecido
/
public
domain
Imagem:
Barbara
McClintock
at
C.S.H.
1947-2
/
autor:
Desconhecido
/
public
domain

A descoberta do modo de ação do gene
Em meados de 1930, os cientistas George W. Beadle (1903-1989) e
Edward Tatum (1909-19775) descobriram, por meio de experimentos
com moscas e, posteriormente, com fungos, que os genes atuam no
controle e na síntese de enzimas. Os resultados desses experimentos
consolidaram a teoria um gene - uma enzima, sendo ampliada para um
gene - um polipeptídeo.
HORA DA LEITURA: leia o texto A vida nas pontas dos cromossomos disponível
em: http://cienciahoje.uol.com.br/revista-ch/revista-ch-2006/229/a-vida-nas-
pontas-dos-cromossomos > Acesso em :17 de maio de 2012.
Faça um resumo dos pontos mais importantes da leitura do texto.

Ferramentas da ciência
Após a descoberta da natureza química do material genético e da
elucidação do modelo da estrutura molecular do Ácido
Desoxirribonucleico (DNA), pelos cientistas James Watson e Francis
Crick em 1952, a biologia molecular tomou novos rumos.
O Projeto Genoma Humano, iniciado em 1990, procura descobrir a posição
e o sequenciamento das bases de cada gene. Em abril de 2003, foi
estabelecida a sequência de 99,99% dos genes humanos. A mídia não se
cansou de repetir que os conhecimentos gerados iriam revolucionar a
medicina.

Ciência, tecnologia e sociedade
Atualmente, com os avanços da genética, algumas questões polêmicas
são divulgadas em jornais, sites e outras mídias.
Como a sociedade participa dos debates científicos?
Qual a importância dessa participação?
Escolha um tema polêmico relacionado com a manipulação genética e seres
humanos. Pesquise sobre as implicações políticas, religiosas, sociais e
econômicas relacionadas a ele. Anote suas observações e conheça opiniões de
pessoas do seu convívio sobre o tema. Discuta argumentos contra e a favor.

Os eleitos pela Genética
“(...) ‘Vamos ter de conviver, cada vez mais, com informações sobre o nosso
DNA’, diz o especialista em reprodução humana Eduardo Motta, de São Paulo.
De fato, a seleção genética da espécie pode nos conduzir a outra relação com o
tempo e com nós mesmos. Graças a ela, investiga-se o passado para melhorar
o futuro das próximas gerações. Esse conhecimento antecipado sobre riscos
potenciais à saúde ou determinadas características comportamentais, no
entanto, deve influenciar também a maneira como cada um se comporta no
seu dia a dia. ‘A vida não é só gene’, lembra Eduardo Motta. ‘De nada
adiantaria selecionar um embrião sem o código do colesterol elevado se a
pessoa mantiver um estilo de vida pouco saudável’. Assim, na nova era da
seleção genética, não se deve abandonar o velho conceito de que, antes de
tudo, é preciso saber viver bem o presente.”
Tarantino, M. C. R. Os Eleitos. Revista Superinteressante. Disponível em:
http://www.istoe.com.br/reportagens/5420_OS+ELEITOS+PELA+GENETICA > Acesso em maio de 2012.
É interessante ler

Refletindo e concluindo
Como vimos, a partir dos muitos questionamentos e das
muitas tentativas de respondê-los, foi que a humanidade
chegou até aqui.
É, portanto, um privilégio poder acompanhar essa evolução.
Você não acha?
Avalie o que você aprendeu durante a apresentação da aula e
exponha suas ideias e opiniões escrevendo um texto argumentativo
sobre o que a Genética tem a ver com a sua vida.
Bom trabalho!

Referências
• AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia das Populações, v3. São Paulo: Editora
Moderna, 2010.
• BIZZO, N. Ciências: fácil ou difícil? São Paulo: Ática, 1998.
• JÚNIOR, C.S.; SASSO, N.S.; JÚNIOR, N.C. Biologia, v3. São Paulo: Editora Saraiva,
2010.
• LAURENCE, J.; MENDONÇA, V. Biologia: Ser humano, Genética e Evolução, v3.,
São Paulo: Editora Nova Geração,2010.
• LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F. Biologia hoje: genética, evolução e
ecologia. São Paulo: Editora Ática, 2011.
• LOPES, S.; ROSSO, S. Bio:v.2, 1ªed. São Paulo: Saraiva, 2010.
• MARANDINO, M.; SELLES, S.E.; FERREIRA, M.S. Ensino de Biologia: histórias e
práticas em diferentes espaços educativos. São Paulo: Editora Cortez, 2009.
• PESSOA, O. Frota. Biologia. v. 3, São Paulo: Scipione, 2005.
• PEZZI, A.; GOWDAK, D.O.; MATTOS, N.S. Biologia: genética, evolução e
ecologia, v3. São Paulo: FTD, 2010.

• POZZO, J. I.; CRESPO, M. A.G. A aprendizagem e o ensino de ciências: do
conhecimento cotidiano ao conhecimento científico. Porto Alegre: Artmed, 2009.
• SANTOS, F.S. (Org.) Biologia:ser protagonista .v3. São Paulo: Edições SMS, 2010.
• TARANTINO, M. C. R. Os Eleitos. Revista Superinteressante. Disponível em:
http://www.istoe.com.br/reportagens/5420_OS+ELEITOS+PELA+GENETICA >
Acesso em maio de 2012.
Referências

Tabela de Imagens
n° do
slide
direito da imagem como está ao lado da
foto
link do site onde se consegiu a informação Data do
Acesso
7 Peter Paul Rubens / domínio público http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hippocra
tes_rubens.jpg
21/08/2012
8 Busto de Aristóteles / Jastrow / National
Museum of Rome – Palazzo Altemps/
domínio público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aristotle
_Altemps_Inv8575.jpg
21/08/2012
11 Autor desconhecido / disponibilizada por
Evengard / GNU Free Documentation
License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:William_
Harvey-Foto.jpg
21/08/2012
12 Homunculus - Nicolaas Hartsoeker's /
disponibilizada por Liangent / United States
Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Homunc
ulusLarge.png
21/08/2012
13 Edwin Grant Conklin / disponibilizada por
Martin H. / Domínio púlico
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PSM_V8
4_D528_Facts_and_factors_of_decvelopment_fig1
.jpg?uselang=pt-br
21/08/2012
14 Espermatozoide fecundando um óvulo /
disponibilizado por ScienceGenetics / GNU
Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:06fertiliz
ado.jpg
21/08/2012

Tabela de Imagens
n° do
slide
foto
Acesso
15.a Gravura a partir de fotografia por Carl
Schenk / disponibilizado por F.chiodo /
United States Public domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Matthias
_Jacob_Schleiden.jpg
21/08/2012
15.b Autor desconhecido / disponibilzado por
Materialscientist / United States Public
Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:TheodorS
chwann.jpg
21/08/2012
15.c Autor desconhecido / disponibilizado por
Polarlys /
United States Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rudolf_L
udwig_Karl_Virchow.jpg
21/08/2012
19 Autor desconhecido / disponibilizado por
Pngbot / Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gray2.pn
g
21/08/2012
21 Visão geral dos principais eventos da meiose
/ disponibilizado por PatríciaR / Domínio
Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MajorEve
ntsInMeiosis_variant_pt.svg
21/08/2012
23 Autor desconhecido / disponibilizado por
QWerk / Domínio Público
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Gregor_1822-1884.jpg
21/08/2012

Tabela de Imagens
n° do
slide
foto
Acesso
24.a Autor desconhecido / disponibilizada por
Earthdirt / Domínio Público
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utton.jpg
21/08/2012
24.b Autor desconhecido / Disponibilizado por
Nina / United States Public Domain
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_Boveri.jpg
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24.c Autor desconhecido / disponibilizada por
Materialscientist / Domínio Público
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Hunt_Morgan.jpg
21/08/2012
25 Barbara McClintock no laboratório de Cold
Spring Harbor, em 1947 / Autor
desconhecido / disponibilizado por Bff /
Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Barbara_
McClintock_at_C.S.H._1947-2.jpg
21/08/2012

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