Lab Science Name

Genética de poblaciones y Evolución. Laboratorio
PSI Biologia
Nombre___________________________________
Objetivo
Los estudiantes investigarán un rasgo heredado genéticamente y aplicarán el principio de
Hardy-Weinberg a una población. Demostrarán la estabilidad de las frecuencias alélicas sobre
cinco generaciones en una población ideal de Hardy-Weinberg y luego examinarán los efectos
de la selección natural, las ventajas del heterocigoto y la deriva genética sobre las frecuencias
alélicas en ejercicios simulados de apareamientos.
Materiales
Cada estudiante necesita:
1 tira de papel para determinar la habilidad de degustar el PTC
1 tira de papel de control
4 Fichas
1 Moneda
También: Calculadoras
Requerimiento de tiempo:
Preparación pre-laboratorio (para profesores): Ninguna
Actividad de laboratorio: aproximadamente 60 min.
Procedimiento
Parte A – Usar el Principio de Hardy-Weinberg para calcular frecuencias alélicas
Probarás tu habilidad para saborear PTC (feniltiocarbamida). La habilidad para saborear este químico
amargo está gobernada por un alelo dominante. Determinarás las frecuencias de los alelos para este
rasgo en la población de tu aula. NO compartan PTC y tiras de control con otros estudiantes.
Úsalos una vez y deséchalos una vez que hayas hecho la prueba.
1. Saca un trozo de tira de papel para probar PTC y ubícalo en tu lengua. Observa si puedes
detectar un sabor amargo o no. Si puedes, tienes el rasgo para sentir PTC. Registra tus
resultados en la Tabla 1.
2. Saca un trozo de tira de papel de control y ubícalo en tu lengua. Compara tus resultados con la
tira de papel para probar para ayudarte a determinar si realmente tienes la capacidad para
saborear PTC o no. Registra tus resultados en la Tabla 1. Desecha ambas tiras de papel.
3. Haz lo mismo para todos los compañeros de la clase y registra los resultados en la Tabla 2.
4. Usando la ecuación de Hardy-Weinberg calcula la frecuencia de cada alelo. Debes mostrar
todo tu trabajo.
Tabla 1
Catador
PTC
Control
No catador
Tabla 2
Fenotipos
Catador
(p2 + 2pq)
Población
de la clase
#
No catador
(q2)
Frecuencia alélica
basado en la ecuación
de Hardy-Weinberg
p
q
%
Parte B – Prueba del principio de Hardy-Weinberg
Case 1: Prueba y población ideal
Tus compañeros de clase servirán como población para el siguiente ejercicio. Cada ficha representa
un cromosoma haploide. Cada estudiantes tendrá dos tarjetas “A” y dos tarjetas “a”. Cada padre
comenzará con el genotipo Aa, por lo tanto las frecuencias genotípicas iniciales serán las siguientes:
AA: 0.25
Aa: 0.50
Aa: 0.25
Registra esas frecuencias iniciales bajo el Caso 1 como abajo
1. Saca cuatro tarjetas. Etiqueta dos tarjetas con una “A” y las otras dos con la letra “a”. Estas
servirán como tus cromosomas haploides. Bajo el Caso 1, registra Aa como tu genotipo inicial.
2. Encuentra un “apareamiento al azar” Puedes hacer pareja con cualquiera.
3. Da vuelta las tarjetas boca abajo y mézclalas. Da vuelta la primera tarjeta de la pila. Tu
compañero debería hacer lo mismo. Esas dos cartas representarán el genotipo de tu primera
descendencia. Repite esto en cada uno de ustedes dando vuelta una segunda tarjeta y haz
parejas. Esto representará el genotipo de tu segunda descendencia.
4. Con tu compañero asumirán los genotipos de los dos hijos producidos en el punto 3. Uno de
ustedes asume el genotipo del primer hijo y el otro el del segundo. Cada compañero registratá
su genotipo como “Genotipo F1” bajo el caso 1.
5. Dependiendo de qué genotipo has asumido, debes obtener diferentes tarjetas. Por ejemplo, si
las dos descendencias que produjiste en el punto3 son AA y Aa, un compañero comienza la
siguiente generación con 4 tarjetas “A” y el otro compañero conservará 2 tarjetas “A” y dos
tarjetas “a”.
6. Al azar elige otro compañero para hacer pareja para la siguiente generación y repite los pasos
3 y 4. Cada compañero registrará su genotipo siguiente como “Genotipo F2” bajo el Caso 1.
7. Repite los pasos 3 y 4 para tres generaciones más para un total de 5 generaciones.
8. Marca los genotipos de la 5ta generación de la clase entera y registra los resultados como
Caso 1.
9. Calcula la frecuencia de “A” y de “a” después de cinco generaciones de apareamientos al azar
en tu población.
Frecuencia inicial de la clase AA: _____
Aa: _____
aa: _____
Frecuencias finales de la clase: AA: _____ Aa: _____
aa: _____
Genotipo inicial _____
Genotipo F1:
_____
Genotipo F2:
_____
Genotipo F3:
_____
Genotipo F4:
_____
Genotipo F5:
_____
p: ___
q: ____
Número de alelos “A” presentes en la quinta generación
Número de individuos con genotipo AA ________ X 2 = __________ alelos A
Número de individuos con genotipo Aa_________ X 1 = __________ alelos A
Total = _________ alelos A
p = número TOTAL de alelos A
número TOTAL de alelos en la población
= __________
Número de alelos “a” presentes en la quinta generación
Número de individuos con genotipo aa ________X2 = ___________ alelos a
Número de individuos con genotipo Aa _______X1 = ___________ alelos a
Total = ___________alelos a
q = número TOTAL de alelos a
número Total de alelos en la población
= _________
Caso 2: Selección
En este ejercicio vamos a agregar la selección para hacer más realista la situación. En este caso hay
100 % de la selección contra la descendencia homocigota recesiva. El alelo recesivo en este caso ha
mutado en un individuo aa no viable. “Aa” y “AA” son viables y podrán reproducirse. Necesitarás tener
algunas cartas extra para este ejercicio ya que la selección puede llevar a la eliminación de ciertos
alelos si una descendencia more debido al alelo “aa”.
1.
Sigue el mismo procedimiento como en el Caso 1 excepto que si produces un
descendiente con genotipo “aa” no sobrevivirá, debes eliminar esos dos alelos de la
población. Para mantener el tamaño de la población, debes producir dos descendientes que
sobrevivan. Si has eliminado alelos debido a la muerte de un descendiente, debes traer dos
nuevos alelos de las cartas extra. (Puedes escribir al azar “A” o “a” sobre cada carta extra).
2.
Repite el procedimiento de arriba para un total de cinco generaciones, seleccionando
contra cualquier descendiente “aa” en cada generación. Registra los genotipos después de
cada generación abajo.
3. Marca los genotipos de la 5ta generación de la clase entera y registra los resultados abajo.
4. Calcula la frecuencia de “A” y de “a” después de cinco generaciones de apareamientos al
azar en su población.
Frecuencias iniciales de la clase: AA: _____
Aa: _____
aa: _____
Aa: _____
aa: _____
Tu genotipo inicial: _____
Genotipo F1:
_____
Genotipo F2:
_____
Genotipo F3:
_____
Genotipo F4:
_____
Genotipo F5:
_____
Frecuencias finales de la clase: AA: _____
p: ___
q: ____
Caso 3: Ventaja del híbrido
Otro tipo de selección es en ciertas enfermedades donde un individuo homocigoto dominante está más
severamente afectado que un heterocigota. Un ejemplo es la malaria. En este caso, el heterocigota es
favorecido sobre el genotipo homocigota dominante y es seleccionado. Como en el caso 2, necesitará
cartas extra para este ejercicio.
1. Sigue el mismo procedimiento como en el Caso 2, eliminando cualquier individuo “aa” y sus
alelos. Adicionalmente, si se produce un descendiente “AA” lanza una moneda. Si la
moneda cae de cara el descendiente no sobrevivirá, si cae de ceca la descendencia
sobrevivirá.
2.
Repite el procedimiento para un total de cinco generaciones y registra los genotipos de
cada generación de abajo.
3. Calcula la frecuencia de “A” y de “a” después de cinco generaciones de apareamientos al
azar en tu población.
4.
Continúa el procedimiento por más de cinco generaciones para un total de diez
generaciones. Comienza con el genotipo desde el final de la quinta generación. Registra tus
resultados abajo.
5. Calcula las frecuencias alélicas después de diez generaciones de apareamientos al azar.
Frecuencias iniciales de la clase: AA: _____
Aa: _____
aa: _____
Frecuencias finales de la clase: AA: _____
Aa: _____
(Después de cinco generaciones)
p: ___
q: ____
aa: _____
Tu genotipo inicial: _____
Genotipo F1:
_____
Genotipo F2:
_____
Genotipo F3:
_____
Genotipo F4:
_____
Genotipo F5:
_____
Genotipo F6:
_____
Genotipo F7:
_____
Genotipo F8:
_____
Genotipo F9:
_____
Genotipo F10:
_____
Análisis
1. En el caso 1, ¿qué valores de p y q se esperarían después de cinco generaciones?
2. ¿Cuán cerca estuvieron tus resultados de una población ideal?
3.
¿Qué sucedió con las frecuencias alélicas después de que se agregara la selección a la
simulación?
4.
Explica las diferencias en tus resultados de las simulaciones de la selección y las ventajas del
híbrido.
5. ¿Por qué el genotipo heterocigota es importante en la variación genética de una población?