13/11/11 1 1

Il nuovo Invito alla biologia.blu 13/11/11 H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Il nuovo Invito alla biologia.blu 2 2 2

Mendel e la genetica classica 13/11/11 Capitolo A11 Mendel e la genetica classica 3 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 3 3

e il metodo scientifico 13/11/11 Lezione 1 Gregor Mendel e il metodo scientifico 4 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 4 4

13/11/11 Gregor Mendel Il monaco agostiniano Gregor Mendel a metà dell’Ottocento condusse una serie di esperimenti sulle piante di pisello odoroso, studiando la trasmissione dei caratteri ereditari. 5 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 5 5

13/11/11 Il metodo di Mendel Mendel applicò il metodo scientifico alle sue ricerche: utilizzo di caratteri ereditari netti (colore del fiore); analisi di un solo carattere per volta; studio della prima generazione e delle successive; analisi dei dati biologici con la logica matematica; descrizione chiara e precisa degli esperimenti → ripetibilità. La pianta scelta da Mendel fu il pisello odoroso (Pisum sativum). 6 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 6 6

Le leggi di Mendel Lezione 2 7 13/11/11 7 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 7 7

La legge della dominanza /1 13/11/11 La legge della dominanza /1 Dall’incrocio di due linee pure nella generazione P si ottengono nella generazione F1 tutti individui che mostrano solamente uno dei due caratteri presenti nei genitori. Le caratteristiche che compaiono nella generazione F1 sono chiamate caratteri dominanti. I caratteri che restano nascosti nella generazione F1 sono chiamati recessivi. 8 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 8 8

La legge della dominanza /2 13/11/11 La legge della dominanza /2 Nei suoi esperimenti sulle piante di pisello, Mendel ha considerato 7 caratteri. Legge della dominanza: dall’incrocio tra due individui che differiscono per una sola coppia di caratteri si ottengono tutti individui che mostrano il carattere dominante. 9 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 9 9

La legge della dominanza /3 13/11/11 La legge della dominanza /3 La scomparsa dei caratteri recessivi in F1 può essere spiegata ipotizzando che ogni «unità ereditaria» sia costituita da due componenti; ognuno dei due componenti di una coppia può manifestarsi oppure no, ma è comunque presente e può essere trasmesso alla generazione successiva. Le unità ereditarie furono definite da Mendel fattori e corrispondono a quelli che noi oggi chiamiamo alleli, le differenti versioni di un’unità ereditaria, cioè di un gene. 10 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 10 10

La legge della segregazione 13/11/11 La legge della segregazione Dall’autoimpollinazione delle piante F1 deriva una seconda generazione F2 in cui si manifestano sia il carattere dominante sia quello recessivo, in un rapporto 3:1. Ogni individuo ha coppie di fattori per ogni unità ereditaria e i membri di una coppia segregano, cioè si separano, nella formazione dei gameti (legge della segregazione). 11 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 11 11

Omozigote ed eterozigote 13/11/11 Omozigote ed eterozigote Un individuo si dice omozigote per un gene se ha due alleli uguali. Un individuo si dice eterozigote per un gene se ha due alleli diversi. 12 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 12 12

13/11/11 Genotipo e fenotipo Il genotipo è l’assetto genetico di un individuo, cioè l’insieme degli alleli che determinano un certo carattere (per esempio Vv). Il fenotipo è il modo in cui un gene si manifesta in un organismo, ed è indicato dalle caratteristiche osservabili (per esempio, “fiore viola”). 13 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 13 13

13/11/11 Il quadrato di Punnett Il quadrato di Punnett è uno schema che si può utilizzare per prevedere i tipi di discendenti che si possono produrre da un incrocio. 14 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 14 14

13/11/11 Il testcross Il testcross è un incrocio sperimentale tra un individuo con fenotipo dominante e genotipo sconosciuto e un altro individuo con fenotipo recessivo. 15 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 15 15

La legge dell’assortimento indipendente /1 13/11/11 La legge dell’assortimento indipendente /1 Secondo la legge dell’assortimento indipendente, quando si formano i gameti, gli alleli di un gene segregano (si separano) indipendentemente dagli alleli di un altro gene. 16 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 16 16

La legge dell’assortimento indipendente /2 13/11/11 La legge dell’assortimento indipendente /2 17 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 17 17

Eccezioni alle leggi di Mendel 13/11/11 Lezione 3 Eccezioni alle leggi di Mendel 18 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 18 18

13/11/11 Le mutazioni Le mutazioni sono improvvisi cambiamenti nei geni, che determinano caratteristiche ereditabili. Le mutazioni possono essere vantaggiose o svantaggiose per l’organismo. L’albinismo è un esempio di condizione causata dalla mutazione di un gene coinvolto nella produzione di melanina. 19 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 19 19

La dominanza incompleta 13/11/11 La dominanza incompleta Il fenomeno in cui il fenotipo dell’eterozigote mostra caratteristiche intermedie tra quelle dei due omozigoti è detto dominanza incompleta ed è il risultato degli effetti combinati dei prodotti genici. 20 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 20 20

13/11/11 La codominanza Nel fenomeno della codominanza gli organismi eterozigoti esprimono contemporaneamente entrambi i fenotipi omozigoti. Un esempio di codominanza è il sangue umano di gruppo AB. 21 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 21 21

13/11/11 Gli alleli multipli In alcuni casi all’interno di una popolazione esistono più di due forme alleliche per uno stesso gene: si parla allora di alleli multipli. 22 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 22 22

Epistasi ed eredità poligenica 13/11/11 Epistasi ed eredità poligenica In alcuni casi un gene può interferire con un altro mascherandone gli effetti: questo tipo di interazione è detta epistasi. Alcuni caratteri, come la statura, il colore della pelle, il tasso metabolico e il comportamento, sono determinati da più geni (eredità poligenica). 23 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 23 23

13/11/11 Pleiotropia Un singolo gene può avere molteplici effetti sul fenotipo di un organismo (pleiotropia). Nei gatti siamesi, uno stesso allele è responsabile del colore degli occhi e del manto. 24 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 24 24