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- Words: 3,251
- Pages: 35
Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Biologia Ensino Médio, 3º Ano
As bases da hereditariedade
BIOLOGIA, 3º Ano do Ensino Médio As bases da hereditariedade
“TAL PAI, TAL FILHO...” 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: 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.
BIOLOGIA, 3º Ano do Ensino Médio As bases da hereditariedade
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.
Mas como características hereditárias são transmitidas de pais para filhos?
Perguntas como essa sempre foram alvo de muita especulação desde o início das civilizações e têm despertado a curiosidade do ser humano!
BIOLOGIA, 3º Ano do Ensino Médio As bases da hereditariedade
As origens da Genética: 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
Senso comum
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? e o site: http://chc.cienciahoje.uol.com.br/caramujo-africano-problema-gigante/ > o em: 17 de maio de 2012.
BIOLOGIA, 3º Ano do Ensino Médio As bases da hereditariedade
Os filósofos gregos e a hereditariedade Na Grécia antiga, os filósofos divergiam com muitas ideias para explicar os mecanismos de hereditariedade. Vejamos algumas dessas ideias: Alcmeon (500 a.C.)
Empédocles (492-432 a.C.)
Anaxágoras (500-428 a.C)
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. AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.
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Tema para discussão A genética humana e o preconceito 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. 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.
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Hipócrates e a teoria da Pangênese Figura 1- Hipócrates(460-370 aC.): defensor
Imagem: Hippocrates pushkin02 / autor: shakko / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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.
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Aristóteles discordava da ideia da Pangênese
Imagem: Aristotle Altemps Inv8575 / autor: Jastrow (2006) / public domain
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.
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Defesas de Aristóteles
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Contribuição diferencial dos sexos: MACHO FORNECIA A “ESSÊNCIA”, FONTE DA FORMA E DO MOVIMENTO
FÊMEA FORNECIA A “MATÉRIA BÁSICA” QUE NUTRIA O SER EM FORMAÇÃO
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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. Fonte: AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.
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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.
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As bases da hereditariedade Contribuições importantes para o conhecimento da herança biológica Figura 3 - Willian Harvey: primeiras ideias sobre fertilização.
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.
Imagem: SS-harvey / autor: Cornelius Jansen / public domain
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Pré-formação X Epigênese
Imagem: HomunculusLarge / autor; Nicolaas Hartsoeker / public domain
Figura 4 - Ilustração de um homúnculo feita em 1694.
Primeiras ideias sobre fertilização: 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 préformado 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.
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A descoberta dos gametas 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
Alguns avanços foram decisivos para o desenvolvimento da Genética: Antonie van Leeuwenhoeok (16321723) descobre que o sêmen contém estruturas microscópicas com longas caudas; Rudolf Albert von Kölliker (18171905) 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.
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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
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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
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Organizando as ideias Como vimos, as descobertas científicas são fruto de um trabalho de cooperação e busca conjunta entre os pesquisadores.
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?
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Pesquisadores notáveis
No Brasil, temos muitos pesquisadores que desenvolveram trabalhos de referência mundial e contribuíram para o desenvolvimento científico nacional. e 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 > o em: 16 de maio de 2012.
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A descoberta dos cromossomos 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 .
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.
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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.
Uma célula humana tem 46 cromossomos com tamanhos e formas característicos.
Figura 10- representação das fases da mitose .
Imagem: Gray2 / autor: Parte de Gray’s Anatomy / public domain
A mitose e os cromossomos
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Os embates da ciência A verificação de que o número de cromossomos se mantém constante ao longo das gerações levantou uma nova questão: 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?
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.
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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
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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.
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
O trabalho de Mendel Figura 12 - Gregor Mendel (1822-1884), o monge que lançou as bases da hereditariedade.
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A descoberta da Lei da Segregação 35 anos depois, outros cientistas chegaram às mesmas conclusões que Mendel sobre as leis que regem a hereditariedade.
Você acha que os avanços da genética têm contribuído para o bem-estar de populações em desenvolvimento?
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.
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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)
Imagem: Walter sutton / autor: Desconhecido / public domain
Figura 14 - Theodor Boveri (1862-1915)
Imagem: Theodor Boveri / autor: Desconhecido / public domain
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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 16 – Barbara McClintock (1902-1992) Imagem: Barbara McClintock at C.S.H. 1947-2 / autor: Desconhecido / public domain
Imagem: Thomas Hunt Morgan / autor: Desconhecido / public domain
Figura 15 - Thomas Morgan(1866-1945).
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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 > o em :17 de maio de 2012. Faça um resumo dos pontos mais importantes da leitura do texto.
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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.
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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.
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É interessante ler 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 ado 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 > o em maio de 2012.
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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!
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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.
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Referências • • •
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 > o em maio de 2012.
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 o
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Peter Paul Rubens / domínio público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hippocra 21/08/2012 tes_rubens.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aristotle_ 21/08/2012 Altemps_Inv8575.jpg
8
Busto de Aristóteles / Jastrow / National Museum of Rome – Palazzo Altemps/ domínio público
11
Autor desconhecido / disponibilizada por Evengard / GNU Free Documentation License
12
Homunculus - Nicolaas Hartsoeker's / http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Homuncu 21/08/2012 disponibilizada por Liangent / United States lusLarge.png Public Domain
13
Edwin Grant Conklin / disponibilizada por Martin H. / Domínio púlico
14
Espermatozoide fecundando um óvulo / http://commons.wikimedia.org/wiki/File:06fertiliz disponibilizado por ScienceGenetics / GNU ado.jpg Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:William_ Harvey-Foto.jpg
21/08/2012
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PSM_V84 21/08/2012 _D528_Facts_and_factors_of_decvelopment_fig1.j pg?uselang=pt-br 21/08/2012
Tabela de Imagens n° do slide
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Data do o
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 21/08/2012 chwann.jpg
15.c Autor desconhecido / disponibilizado por Polarlys / United States Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rudolf_L udwig_Karl_Virchow.jpg
19
direito da imagem como está ao lado da foto
21/08/2012
21
Autor desconhecido / disponibilizado por http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gray2.pn 21/08/2012 Pngbot / Domínio Público g Visão geral dos principais eventos da meiose http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MajorEve 21/08/2012 / disponibilizado por PatríciaR / Domínio ntsInMeiosis_variant_pt.svg Público
23
Autor desconhecido / disponibilizado por QWerk / Domínio Público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mendel_ 21/08/2012 Gregor_1822-1884.jpg
Tabela de Imagens n° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto
24.a Autor desconhecido / disponibilizada por Earthdirt / Domínio Público 24.b Autor desconhecido / Disponibilizado por Nina / United States Public Domain 24.c Autor desconhecido / disponibilizada por Materialscientist / Domínio Público 25 Barbara McClintock no laboratório de Cold Spring Harbor, em 1947 / Autor desconhecido / disponibilizado por Bff / Domínio Público
link do site onde se consegiu a informação
Data do o
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Walter_s utton.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Theodor_ Boveri.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thomas_ Hunt_Morgan.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Barbara_ McClintock_at_C.S.H._1947-2.jpg
21/08/2012 21/08/2012 21/08/2012 21/08/2012
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“TAL PAI, TAL FILHO...” 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: 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.
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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.
Mas como características hereditárias são transmitidas de pais para filhos?
Perguntas como essa sempre foram alvo de muita especulação desde o início das civilizações e têm despertado a curiosidade do ser humano!
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As origens da Genética: 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
Senso comum
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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? e o site: http://chc.cienciahoje.uol.com.br/caramujo-africano-problema-gigante/ > o em: 17 de maio de 2012.
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Os filósofos gregos e a hereditariedade Na Grécia antiga, os filósofos divergiam com muitas ideias para explicar os mecanismos de hereditariedade. Vejamos algumas dessas ideias: Alcmeon (500 a.C.)
Empédocles (492-432 a.C.)
Anaxágoras (500-428 a.C)
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. AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.
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Tema para discussão A genética humana e o preconceito 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. 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.
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Hipócrates e a teoria da Pangênese Figura 1- Hipócrates(460-370 aC.): defensor
Imagem: Hippocrates pushkin02 / autor: shakko / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
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.
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Aristóteles discordava da ideia da Pangênese
Imagem: Aristotle Altemps Inv8575 / autor: Jastrow (2006) / public domain
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.
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Defesas de Aristóteles
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Contribuição diferencial dos sexos: MACHO FORNECIA A “ESSÊNCIA”, FONTE DA FORMA E DO MOVIMENTO
FÊMEA FORNECIA A “MATÉRIA BÁSICA” QUE NUTRIA O SER EM FORMAÇÃO
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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. Fonte: AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos. São Paulo: Editora Moderna, 2010.
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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.
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As bases da hereditariedade Contribuições importantes para o conhecimento da herança biológica Figura 3 - Willian Harvey: primeiras ideias sobre fertilização.
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.
Imagem: SS-harvey / autor: Cornelius Jansen / public domain
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Pré-formação X Epigênese
Imagem: HomunculusLarge / autor; Nicolaas Hartsoeker / public domain
Figura 4 - Ilustração de um homúnculo feita em 1694.
Primeiras ideias sobre fertilização: 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 préformado 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.
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A descoberta dos gametas 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
Alguns avanços foram decisivos para o desenvolvimento da Genética: Antonie van Leeuwenhoeok (16321723) descobre que o sêmen contém estruturas microscópicas com longas caudas; Rudolf Albert von Kölliker (18171905) 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.
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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
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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
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Organizando as ideias Como vimos, as descobertas científicas são fruto de um trabalho de cooperação e busca conjunta entre os pesquisadores.
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?
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Pesquisadores notáveis
No Brasil, temos muitos pesquisadores que desenvolveram trabalhos de referência mundial e contribuíram para o desenvolvimento científico nacional. e 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 > o em: 16 de maio de 2012.
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A descoberta dos cromossomos 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 .
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.
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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.
Uma célula humana tem 46 cromossomos com tamanhos e formas característicos.
Figura 10- representação das fases da mitose .
Imagem: Gray2 / autor: Parte de Gray’s Anatomy / public domain
A mitose e os cromossomos
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Os embates da ciência A verificação de que o número de cromossomos se mantém constante ao longo das gerações levantou uma nova questão: 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?
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.
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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
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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.
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
O trabalho de Mendel Figura 12 - Gregor Mendel (1822-1884), o monge que lançou as bases da hereditariedade.
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A descoberta da Lei da Segregação 35 anos depois, outros cientistas chegaram às mesmas conclusões que Mendel sobre as leis que regem a hereditariedade.
Você acha que os avanços da genética têm contribuído para o bem-estar de populações em desenvolvimento?
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.
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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)
Imagem: Walter sutton / autor: Desconhecido / public domain
Figura 14 - Theodor Boveri (1862-1915)
Imagem: Theodor Boveri / autor: Desconhecido / public domain
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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 16 – Barbara McClintock (1902-1992) Imagem: Barbara McClintock at C.S.H. 1947-2 / autor: Desconhecido / public domain
Imagem: Thomas Hunt Morgan / autor: Desconhecido / public domain
Figura 15 - Thomas Morgan(1866-1945).
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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 > o em :17 de maio de 2012. Faça um resumo dos pontos mais importantes da leitura do texto.
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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.
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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.
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É interessante ler 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 ado 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 > o em maio de 2012.
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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!
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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.
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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 > o em maio de 2012.
Tabela de Imagens n° do slide
direito da imagem como está ao lado da foto
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Data do o
7
Peter Paul Rubens / domínio público
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hippocra 21/08/2012 tes_rubens.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aristotle_ 21/08/2012 Altemps_Inv8575.jpg
8
Busto de Aristóteles / Jastrow / National Museum of Rome – Palazzo Altemps/ domínio público
11
Autor desconhecido / disponibilizada por Evengard / GNU Free Documentation License
12
Homunculus - Nicolaas Hartsoeker's / http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Homuncu 21/08/2012 disponibilizada por Liangent / United States lusLarge.png Public Domain
13
Edwin Grant Conklin / disponibilizada por Martin H. / Domínio púlico
14
Espermatozoide fecundando um óvulo / http://commons.wikimedia.org/wiki/File:06fertiliz disponibilizado por ScienceGenetics / GNU ado.jpg Free Documentation License
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21/08/2012
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:PSM_V84 21/08/2012 _D528_Facts_and_factors_of_decvelopment_fig1.j pg?uselang=pt-br 21/08/2012
Tabela de Imagens n° do slide
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Data do o
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 21/08/2012 chwann.jpg
15.c Autor desconhecido / disponibilizado por Polarlys / United States Public Domain
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rudolf_L udwig_Karl_Virchow.jpg
19
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21/08/2012
21
Autor desconhecido / disponibilizado por http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gray2.pn 21/08/2012 Pngbot / Domínio Público g Visão geral dos principais eventos da meiose http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MajorEve 21/08/2012 / disponibilizado por PatríciaR / Domínio ntsInMeiosis_variant_pt.svg Público
23
Autor desconhecido / disponibilizado por QWerk / Domínio Público
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Tabela de Imagens n° do slide
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24.a Autor desconhecido / disponibilizada por Earthdirt / Domínio Público 24.b Autor desconhecido / Disponibilizado por Nina / United States Public Domain 24.c Autor desconhecido / disponibilizada por Materialscientist / Domínio Público 25 Barbara McClintock no laboratório de Cold Spring Harbor, em 1947 / Autor desconhecido / disponibilizado por Bff / Domínio Público
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Data do o
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Walter_s utton.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Theodor_ Boveri.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Thomas_ Hunt_Morgan.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Barbara_ McClintock_at_C.S.H._1947-2.jpg
21/08/2012 21/08/2012 21/08/2012 21/08/2012
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