1ª Lei de Mendel e Dominância Completa

   

Em biologia, a 1ª Lei de Mendel e a Dominância Completa sempre caem nos vestibulares e no Enem. Tratam da reprodução sexuada, que permite a mistura de materiais genéticos de dois indivíduos diferentes.

Dominância Completa significa que a variabilidade genética faz de você um indivíduo único. Veja como ocorre a herança genética, com as as diferentes características que nos constituem. Revise aqui a primeira Lei de Mendel com o mecanismo da Dominância Completa. Aula da professora de biologia Juliana Evelyn Santos.

Imagine a cena: acaba de nascer um priminho seu e toda a sua família vai visitar. Então sua mãe e suas tias e tios fazem os tradicionais comentários: “- Ele tem os olhos da mãe!” / “– Ainda bem que é mais parecido com a mãe, por que o pai é feio que dói!” / Ou, então,  “- Oh! Ele tem a boca do pai!” Veja a seguir a incrível semelhança do filho de Yoko Ono, Sean Lennon com o pai, John Lennon:

Então, o Sean Lennon é mesmo ‘a cara do pai’. Isto acontece porque ele é o resultado de uma reprodução sexuada, herdou dos pais suas características, como o formato dos olhos e do nariz, por exemplo! Então, você se pergunta: “Por que o sortudo neném, segundo sua mãe, tios e tias, saiu-se mais parecido com a mãe do que com o pai? Cada característica não deveria ser apenas uma mistura de cada genitor?” A resposta é: na maioria das vezes, não!

Então, para entender melhor como isso funciona, vamos revisar o tipo de herança genética que mais aparece nos vestibulares? Mas, antes de continuar os tipos de herança genética, revise os conceitos básicos de genética e os princípios da primeira Lei de Mendel: Homozigoto, heterozigoto, alelo, gene…

Todos os fundamentos da Genética você encontra neste post que tem uma super videoaula da Khan Academy e resumo da professora Juliana Evelyn dos Santos: https://blogdoenem.com.br/biologia-introducao-genetica/

 Reprodução Sexuada – A espécie humana e muitos outros seres vivos realizam reprodução sexuada. Como você sabe, a reprodução sexuada permite a mistura de material genético entre dois indivíduos, aumentando a variabilidade genética de uma população. Isto faz com que cada um de nós seja único, e isso pode ser bastante vantajoso.

A vantagem ocorre  pois a diversidade genética gerada por esse tipo de reprodução aumenta as chances de sobrevivência de uma espécie quando o ambiente apresenta “obstáculos”. Além disso, permite que herdemos diferentes características de nossos genitores.

Cromossomos – No nosso caso, recebemos 23 pedaços de DNA – os cromossomos – de cada genitor, resultando em 23 pares de cromossomos homólogos, que trazem genes para as mesmas características, porém, podendo trazer alelos diferentes para cada caráter.

Dessa maneira, dizemos que os indivíduos de nossa espécie são Diploides ou 2n, pois possuímos duas vezes a quantidade mínima de genes da nossa espécie.

Sendo assim, cada característica do nosso corpo geralmente será produzida por no mínimo um par de genes (com exceção dos genes presentes nos cromossomos sexuais masculinos), que irão interagir para produzir nossas características.

Mecanismos de Herança

– Devido aos diferentes tipos de interação que os genes podem gerar, teremos variados mecanismos de herança. Dessa maneira, ora os genes de um indivíduo irão agir em conjunto e produzir características “misturadas”, ora um dos genes do par irá inibir as características apresentadas pelo outro. Por isso, as características de um dos genitores podem prevalecer sobre a do outro, deixando-o mais parecido com um do que com o outro.

Dominância completa:

Neste tipo de herança genética, um dos possíveis alelos para determinada característica só produz seu efeito no organismo quando está homozigose (em dose dupla, tendo o indivíduo recebido um alelo de cada genitor). Este gene é chamado tradicionalmente de “recessivo” e representado por uma letra minúscula.

Observe com calma esta imagem a seguir. Ela registra os resultados do experimento de  Gregor Mendel com o cruzamento de ervilhas verdes e amarelas. Em letras minúsculas os genes recessivos. Em letras maiúsculas os genes dominantes:

Já quando esse gene recessivo aparece em heterozigose (acompanhado de outro gene diferente), ele ficará “escondido” e não conseguirá produzir sua característica. O gene que consegue apresentar sua característica é chamado de dominante e é representado por uma letra maiúscula. Complicado? Então, veja alguns exemplos que ocorrem na espécie humana:

Cor dos olhos: Olhos azuis são condicionados pele gene recessivo “a”. Isso quer dizer que, para que ele possa se expressar, ele precisa estar em homozigose, ou seja, precisa receber duas doses do alelo, um de cada genitor. O indivíduo de olhos azuis terá genótipo “aa”.

Já o gene para cor castanha é dominante, por isso ele pode aparecer em dose dupla (homozigose dominante) ou em dose única acompanhado de um gene recessivo (heterozigoto) que ele irá se expressar. Portanto, um indivíduo de olhos castanhos pode ter como genótipo AA ou Aa (olhos castanhos portador de gene para olhos azuis).

Albinismo: O albinismo é uma característica genética caracterizada pela ausência total ou parcial de melanina, fazendo com que os indivíduos apresentem pele muito clara e rosada, cabelos branco ou amarelados e olhos azuis ou avermelhados. Essa característica é condicionada por um gene recessivo “a”.

Isso quer dizer que para um indivíduo ser albino ele precisa ter recebido o alelo “a” de ambos os pais, ou seja, ele precisa ser um homozigoto recessivo (aa). Já a cor de pele normal é condicionada por um gene dominante “A”. Dessa maneira, os indivíduos normais podem ser tanto homozigotos dominantes (AA) quanto heterozigotos (Aa).

Outras características geradas por dominância completa em humanos que a biologia explica: presença de sardas (gerada por gene dominante), covinha no queixo (gene dominante), capacidade de enrolar a língua em U (gene dominante), lobo da orelha livre ou solto (gene dominante)

Teste rápido para ver se você aprendeu biologia de verdade: – Agora que você já sabe como ocorre a dominância completa, veja o exemplo de exercício e resolução a seguir:

• Maria possui coloração de pele normal, porém seu pai é albino. Maria casou-se com João, albino. Calcule as chances de esse casal ter filhos albinos.

Essa questão é muito fácil! Para respondê-la, você pode montar um quadro de Punnet, que é um cronograma que mostra os possíveis cruzamentos dos gametas produzidos pelos genitores. Mas, antes disso, é importante que você escreva e organize os genes de cada indivíduo envolvido dados pela questão:

Maria possui coloração normal de pele, mas, é filha de um albino. Se ela possui coloração normal, ela obrigatoriamente possui um gene dominante “A”. Mas, como Maria é filha de um albino (aa), ela obrigatoriamente recebeu de seu pai um gene para albinismo. Dessa maneira, podemos concluir que os genes de Maria são “Aa”, ou seja, ela é heterozigota para o albinismo.

Quando as células dos ovários Maria realizarem meiose para produzirem seus gametas, cada cromossomo homólogo será separado, por isso, cada gameta de Maria receberá uma dose do gene que condiciona a coloração da pele. Então, 50% de seus gametas terão o alelo “A” e 50% de seus gametas terão o alelo “a”.

João é albino. Como o albinismo é condicionado por homozigose recessiva, obrigatoriamente João possui genes “aa”. Dessa maneira, todos os seus gametas terão o alelo “a”.

O quadro de Punnet

– Beleza, agora que já sabemos os genes que cada um possui e os gametas que produzem, vamos montar o quadro de Punnet. Neste quadro, os gametas de um ficam organizados em colunas e os do outro em linhas. Vejamos: 

Ao observar os possíveis cruzamentos, podemos dizer então, que a probabilidade do casal João e Maria ter filhos albinos, é de 50%.

Simulado Enem Gratuito de Genética

Responda agora dez questões sobre o mecanismo da Dominância Completa para  testar o seu nível de conhecimentos no Simulado Enem da Primeira Lei de Mendel.

Aula Gratuita sobre a 1ª Lei de Mendel

Para relembrar a primeira Lei de Mendel e o mecanismo de Dominância Completa, veja a vídeo-aula do professor Eduardo do canal “Curso online gratuito”:

Então, conseguiu aprender um pouco mais sobre a dominância completa? Agora, que tal você testar seus conhecimentos em genética?

1) (Biologia – Unifesp)? Em um cruzamento de um indivíduo AA com outro aa, considerando que o alelo A é dominante sobre a, a proporção fenotípica observada em F2 significa exatamente que:

a) 25% da prole expressam o fenótipo determinado pelo alelo dominante e 75% não o expressam.

b) em 25% da prole, o fenótipo recessivo é mascarado pelo fenótipo dominante.

c) 75% da prole expressam o fenótipo determinado pelo alelo A e 25% não o expressam.

d) em 50% da prole, o fenótipo dominante é mascarado pelo fenótipo recessivo.

e) 50% da prole possuem um único tipo de alelo e 50% possuem outro tipo de alelo.

Resposta: C.

Segundo a Primeira Lei de Mendel, quando se cruzam indivíduos puros homozigóticos dominantes (AA) com recessivos (aa), obtém-se uma F1 na qual 100% dos indivíduos são híbridos (Aa). Para se obter a F2, cruzam-se os indivíduos da F1 (F1 x F1), resultando 25% de homozigotos dominantes (AA); 50% de heterozigotos (Aa) e 25% de homozigotos recessivos (aa). No caso em questão, o alelo A é dominante sobre a. Portanto, as proporções fenotípicas contemplam 75% da prole expressando o fenótipo dominante e 25% não o expressando.

Dica 2: Quer treinar seus conhecimentos em Biologia? Baixe esta apostila de biologia gratuitamente! https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-apostila-gratuita/

Dica 3: Precisa revisar mais conteúdos de biologia? Veja os vídeos de Biologia da Khan Academy já traduzidos para o Português pela equipe da Fundação Lemann no http://www.fundacaolemann.org.br/khanportugues/#videos

Fonte: https://blogdoenem.com.br/biologia-genetica-lei-mendel/

Leis de Newton

Quando se fala em dinâmica de corpos, a imagem que vem à cabeça é a clássica e mitológica de Isaac Newton, lendo seu livro sob uma macieira. Repentinamente, uma maçã cai sobre a sua cabeça. Segundo consta, este foi o primeiro passo para o entendimento da gravidade, que atraia a maçã.

Com o entendimento da gravidade, vieram o entendimento de Força, e as três Leis de Newton.

Na cinemática, estuda-se o movimento sem compreender sua causa. Na dinâmica, estudamos a relação entre a força e movimento.

Força: É uma interação entre dois corpos.

O conceito de força é algo intuitivo, mas para compreendê-lo, pode-se basear em efeitos causados por ela, como:

Aceleração: faz com que o corpo altere a sua velocidade, quando uma força é aplicada.

Deformação: faz com que o corpo mude seu formato, quando sofre a ação de uma força.

Força Resultante: É a força que produz o mesmo efeito que todas as outras aplicadas a um corpo.

Dadas várias forças aplicadas a um corpo qualquer:

A força resultante será igual a soma vetorial de todas as forças aplicadas:

As leis de Newton constituem os três pilares fundamentais do que chamamos Mecânica Clássica, que justamente por isso também é conhecida por Mecânica Newtoniana.

1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia

• Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a trajetória.
• Quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento.

estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados pelo princípio da inércia, cujo enunciado é:

"Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento."

Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia se alguém ou alguma coisa aplicar nele uma força resultante diferente de zero.

2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica

Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual.

A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:

ou em módulo: F=ma

Onde:

F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N);

m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);

a é a aceleração adquirida (em m/s²).

A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s² (quilograma metro por segundo ao quadrado).

Exemplo:

Quando um força de 12N é aplicada em um corpo de 2kg, qual é a aceleração adquirida por ele?

F=ma

12=2a

a=6m/s²

Força de Tração

Dado um sistema onde um corpo é puxado por um fio ideal, ou seja, que seja inextensível, flexível e tem massa desprezível.

Podemos considerar que a força é aplicada no fio, que por sua vez, aplica uma força no corpo, a qual chamamos Força de Tração .

3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação

Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F, podemos dizer que esta é uma força de ação. mas conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a força de ação, esta é chamada força de reação.

Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:

"As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação."

Força Peso

Quando falamos em movimento vertical, introduzimos um conceito de aceleração da gravidade, que sempre atua no sentido a aproximar os corpos em relação à superficie.

Relacionando com a 2ª Lei de Newton, se um corpo de massa m, sofre a aceleração da gravidade, quando aplicada a ele o principio fundamental da dinâmica poderemos dizer que:

A esta força, chamamos Força Peso, e podemos expressá-la como:

ou em módulo: 

O Peso de um corpo é a força com que a Terra o atrai, podendo ser variável, quando a gravidade variar, ou seja, quando não estamos nas proximidades da Terra.

A massa de um corpo, por sua vez, é constante, ou seja, não varia.

Existe uma unidade muito utilizada pela indústria, principalmente quando tratamos de força peso, que é o kilograma-força, que por definição é:

1kgf é o peso de um corpo de massa 1kg submetido a aceleração da gravidade de 9,8m/s².

A sua relação com o newton é:

Saiba mais... Quando falamos no peso de algum corpo, normalmente, lembramos do "peso" medido na balança. Mas este é um termo fisicamente errado, pois o que estamos medindo na realidade, é a nossa massa.

Além da Força Peso, existe outra que normalmente atua na direção vertical, chamada Força Normal.

Esta é exercida pela superfície sobre o corpo, podendo ser interpretada como a sua resistência em sofrer deformação devido ao peso do corpo. Esta força sempre atua no sentido perpendicular à superfície, diferentemente da Força Peso que atua sempre no sentido vertical.

Analisando um corpo que encontra-se sob uma superfície plana verificamos a atuação das duas forças.

Para que este corpo esteja em equilíbrio na direção vertical, ou seja, não se movimente ou não altere sua velocidade, é necessário que os módulos das forças Normal e Peso sejam iguais, assim, atuando em sentidos opostos elas se anularão.

Por exemplo:

Qual o peso de um corpo de massa igual a 10kg:

(a) Na superfície da Terra (g=9,8m/s²);

(b) Na superfície de Marte (g=3,724m/s²).

(a) 

(b) 

Força de Atrito

Até agora, para calcularmos a força, ou aceleração de um corpo, consideramos que as superfícies por onde este se deslocava, não exercia nenhuma força contra o movimento, ou seja, quando aplicada uma força, este se deslocaria sem parar.

Mas sabemos que este é um caso idealizado. Por mais lisa que uma superfície seja, ela nunca será totalmente livre de atrito.

Sempre que aplicarmos uma força a um corpo, sobre uma superfície, este acabará parando.

É isto que caracteriza a força de atrito:

• Se opõe ao movimento;
• Depende da natureza e da rugosidade da superfície (coeficiente de atrito);
• É proporcional à força normal de cada corpo;
• Transforma a energia cinética do corpo em outro tipo de energia que é liberada ao meio.

A força de atrito é calculada pela seguinte relação:

Onde:

μ: coeficiente de atrito (adimensional)

N: Força normal (N)

Atrito Estático e Dinâmico

Quando empurramos um carro, é fácil observar que até o carro entrar em movimento é necessário que se aplique uma força maior do que a força necessária quando o carro já está se movimentando.

Isto acontece pois existem dois tipo de atrito: o estático e o dinâmico.
 

Atrito Estático

É aquele que atua quando não há deslizamento dos corpos.

A força de atrito estático máxima é igual a força mínima necessária para iniciar o movimento de um corpo.

Quando um corpo não está em movimento a força da atrito deve ser maior que a força aplicada, neste caso, é usado no cálculo um coeficiente de atrito estático: .

Então:

Atrito Dinâmico

É aquele que atua quando há deslizamento dos corpos.

Quando a força de atrito estático for ultrapassada pela força aplicada ao corpo, este entrará em movimento, e passaremos a considerar sua força de atrito dinâmico.

A força de atrito dinâmico é sempre menor que a força aplicada, no seu cálculo é utilizado o coeficiente de atrito cinético:

Então:

Força Elástica

Imagine uma mola presa em uma das extremidades a um suporte, e em estado de repouso (sem ação de nenhuma força).

Quando aplicamos uma força F na outra extremidade, a mola tende a deformar (esticar ou comprimir, dependendo do sentido da força aplicada).

Ao estudar as deformações de molas e as forças aplicadas, Robert Hooke (1635-1703), verificou que a deformação da mola aumenta proporcionalmente à força. Daí estabeleceu-se a seguinte lei, chamada Lei de Hooke:

Onde:

F: intensidade da força aplicada (N);

k: constante elástica da mola (N/m);

x: deformação da mola (m).

A constante elástica da mola depende principalmente da natureza do material de fabricação da mola e de suas dimensões. Sua unidade mais usual é o N/m (newton por metro) mas também encontramos N/cm; kgf/m, etc.

Exemplo:

Um corpo de 10kg, em equilíbrio, está preso à extremidade de uma mola, cuja constante elástica é 150N/m. Considerando g=10m/s², qual será a deformação da mola?

Se o corpo está em equilíbrio, a soma das forças aplicadas a ela será nula, ou seja:

, pois as forças tem sentidos opostos.

Força Centrípeta

Quando um corpo efetua um Movimento Circular, este sofre uma aceleração que é responsável pela mudança da direção do movimento, a qual chamamos aceleração centrípeta, assim como visto no MCU.

Sabendo que existe uma aceleração e sendo dada a massa do corpo, podemos, pela 2ª Lei de Newton, calcular uma força que assim como a aceleração centrípeta, aponta para o centro da trajetória circular.

A esta força damos o nome: Força Centrípeta. Sem ela, um corpo não poderia executar um movimento circular.

Como visto anteriormente, quando o movimento for circular uniforme, a aceleração centrípeta é constante, logo, a força centrípeta também é constante.

Sabendo que:

ou

Então:

A força centrípeta é a resultante das forças que agem sobre o corpo, com direção perpendicular à trajetória.

Exemplo:

Um carro percorre uma curva de raio 100m, com velocidade 20m/s. Sendo a massa do carro 800kg, qual é a intensidade da força centrípeta?

Plano Inclinado

Dadas duas trajetórias abaixo, em qual delas é "mais fácil" carregar o bloco?

Obviamente, na trajetória inclinada, pois no primeiro caso, teremos que realizar uma força que seja maior que o peso do corpo. Já no segundo caso, devemos fazer uma força que seja maior que uma das componentes de seu peso, neste caso, a componente horizontal, que terá instensidade menor conforme o ângulo formado for menor.

Por isso, no nosso cotidiano, usamos muito o plano inclinado para facilitar certas tarefas.

Ao analisarmos as forças que atuam sobre um corpo em um plano inclinado, temos:

A força Peso e a força Normal, neste caso, não tem o mesma direção pois, como já vimos, a força Peso, é causada pela aceleração da gravidade, que tem origem no centro da Terra, logo a força Peso têm sempre direção vertical. Já a força Normal é a força de reação, e têm origem na superfície onde o movimento ocorre, logo tem um ângulo igual ao plano do movimento.

Para que seja possível realizar este cálculo devemos estabelecer algumas relações:

• Podemos definir o plano cartesiano com inclinação igual ao plano inclinado, ou seja, com o eixo x formando um ângulo igual ao do plano, e o eixo y, perpendicular ao eixo x;
• A força Normal será igual à decomposição da força Peso no eixo y;
• A decomposição da força Peso no eixo x será a responsável pelo deslocamento do bloco;
• O ângulo formado entre a força Peso e a sua decomposição no eixo y, será igual ao ângulo formado entre o plano e a horizontal;
• Se houver força de atrito, esta se oporá ao movimento, neste caso, apontará para cima.

Sabendo isto podemos dividir as resultantes da força em cada direção:

Em y:

como o bloco não se desloca para baixo e nem para cima, esta resultante é nula, então:

mas

então:

Em x:

mas

então:

Exemplo:

Um corpo de massa 12kg é abandonado sobre um plano inclinado formando 30° com a horizontal. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano é 0,2. Qual é a aceleração do bloco?

Em y:

Em x:

Fonte: https://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/leisdenewton.php