Fenotipo, genotipo y ambiente

NOSOTROS

Fenotipo, genotipo

Y AMBIENTE

Ignacio de Lucas A.

En Ciencias I (Biología) se ven, en el desarrollo del bloque 4, los conceptos de genotipo y de fenotipo y la relación de este último con el factor ambiental. En general, el tiempo que se puede dedicar a estos temas es breve, y los jóvenes llegan a este momento con pocos, y muchas veces confusos, conocimientos previos que apuntalen su comprensión. Señalamos que son “confusos” debido a que es muy frecuente, en la vida cotidiana, incluso en los medios de comunicación como revistas y programas de radio y televisión, escuchar hablar o leer sobre estos asuntos con poca base científi ca e incluso graves errores conceptuales.

por lo anterior, creemos importante apoyar las discusiones teóricas que se desarrollen tanto respecto a lo que ven en el salón, como en cuanto a las vivencias cotidianas de los alumnos y sus conocimientos previos –lo que es fundamental para darle signi cado al conocimiento–, en algunas prácticas apropiadas que faciliten la comprensión de los conceptos a tratar.

En este caso, proponemos un trabajo con dos actividades que tienen el objetivo de que los alumnos observen la relación del fenotipo con el genotipo y el medio ambiente. Son muy sencillas y se utilizan materiales fáciles de conseguir y muy económicos. Durante el trabajo en clase con los conceptos de genotipo y fenotipo, es frecuente dar ejemplos con características de los seres humanos. Esto es relevante, ya que involucra a los estudiantes de forma personal, pero creemos también importante que ellos se den cuenta de que todos los seres vivos tienen características fenotípicas reguladas por la información genética cuya manifestación está determinada también por los factores ambientales. En el caso de esta práctica, proponemos trabajar con una planta muy común y fundamental en nuestras vidas: el frijol.

Esta actividad está diseñada para llevarse a cabo en primero de secundaria, durante el desarrollo del tema 2 del bloque 4.

Genotipo y Fenotipo

“Genotipo” y “fenotipo” fueron dos palabras creadas por Wilhelm Johannsen en 1911.

• GENOTIPO: es la información hereditaria completa de un organismo, incluso si no se expresa.

• FENOTIPO: es el conjunto de todos los caracteres aparentes expresados por un organismo, como la morfología, el desarrollo o el comportamiento.

El genotipo de un organismo es el principal factor en el desarrollo de su fenotipo, pero no es el único. Incluso dos organismos con el mismo genotipo suelen tener ciertas diferencias en su fenotipo, lo que se puede observar en los gemelos idénticos. Esto sucede porque el fenotipo también se debe a la interacción de los genes con el medio ambiente en que se encuentra dicho organismo. Por ejemplo, una persona posee un genotipo que señala que es corpulento, pero si está mal nutrido, o su madre estuvo mal nutrida durante el embarazo, tal vez tenga complexión pequeña.

Conceptos que deben trabajarse antes con los alumnos: • Los seres vivos tienen morfología variada. Algunos criterios permiten agruparlos en especies. • Célula vegetal, autótrofos, fotosíntesis. • Genotipo, medio ambiente, fenotipo. • Estructura de las plantas - Parte vegetativa: tallo, hojas, raíces. - Aparato reproductivo ( or).

PREGUNTA INTRODUCTORIA: ¿Cuáles son los componentes genéticos del fenotipo? ¿Cuáles los ambientales?

Actividad 1

OBJETIVO: Observar el papel de la información genética en el fenotipo vegetal.

APOYO: Recomendamos leer, en el libro de texto que utilicen en el grupo o en alguna otra fuente elegida por el maestro, un artículo sobre la diversidad morfológica y los factores genéticos que inciden en el fenotipo.

Posteriormente, realizar un intercambio de ideas sobre lo leído en el grupo.

PREGUNTA DISPARADORA: Cada equipo debe responder, por escrito y con sus propias palabras, la siguiente pregunta:

¿Cómo esperan que sean las plantas de las diferentes variedades de frijol en cuanto a semejanzas y diferencias? Describan y fundamenten de forma breve.

Material:

• 4 semillas de tres variedades diferentes de frijol (para mejores resultados, recomendamos que sean variedades de muy distinto tamaño y aspecto, como alubia blanca gigante, frijol fl or de mayo o peruano, y frijol negro pequeño). Las cuatro semillas de una misma variedad deben ser lo más parecidas posible. • 3 latas sin la parte superior o macetas de plástico pequeñas • Tierra de jardín • Agua • Báscula • Recipiente que permita medir el agua (puede ser un vaso de plástico en el que se marque la cantidad de agua utilizada) • Regla • Papel milimétrico

Procedimiento:

a) Describir el aspecto de las semillas, color, medidas, forma y hacer esquemas. b) Llenar una maceta con tierra hasta 2/3 de su capacidad. Pesar la tierra y colocar la misma cantidad en las otras dos. c) Sembrar las cuatro semillas de cada variedad en una maceta, a una profundidad equivalente a un largo del tamaño de la semilla y separadas entre sí lo más que permitan las macetas sin que estén pegadas al borde. c) Regar una hasta que la tierra esté bien húmeda pero no anegada. Medir la cantidad de agua que se va echando, para luego poner la misma cantidad en las otras dos macetas. d) Colocar las tres macetas en un sitio donde dé la luz y en el que las condiciones sean iguales para las tres. e) Regar cada vez que sea necesario. Anotar si las necesidades de agua son iguales en las tres macetas. d) Hacer observaciones diariamente y tomar notas.

e) Una vez que las semillas germinen, todos los días se tomarán medidas de la altura de las plántulas, el grosor del tallo, el número de hojas, el tamaño de éstas y el largo de los entrenudos (distancia entre las hojas). Para medir el grosor del tallo pueden auxiliarse de un hilo delgado blanco o claro, hacer en él una marca con un plumín de color fuerte, rodear el tallo con el hilo y hacer otra marca donde el hilo se encuentre con la primera.

Día 1

Largo del tallo Grosor del tallo Número de hojas Tamaño de las hojas Largo de los entrenudos

Variedad 1 Variedad 2 Variedad 3

www.shutterstock.com f) Con la altura de los tallos, cada equipo sacará la media de crecimiento por variedad en cada medición y elaborará, en papel milimétrico, una gráfi ca de crecimiento para las tres variedades juntas (una línea para cada variedad). g) Con la ayuda de estos resultados, cada equipo debe determinar cuáles son las características específi cas comunes a todas las variedades de frijol y aquellas propias de la varieSe tomarán medidas todos los días. dad. Deben establecer similitudes y diferencias entre las variedades. Al fi nalizar, luego de escribir sus conclusiones, elaborarán un esquema que permita explicar cómo la información genética puede controlar el fenotipo macroscópico de una planta. h) Cada equipo expondrá al grupo sus resultados y recomendamos, con la guía del maestro, un intercambio de ideas al fi nal y un establecimiento grupal de conclusiones.

Actividad 2. Fenotipo y ambiente

OBJETIVO: Observar el papel que desempeña el medio ambiente en la manifestación fenotípica de una planta.

APOYO: Recomendamos leer, en el libro de texto que utilicen en el grupo o en alguna otra fuente elegida por el maestro, un artículo sobre el efecto de la luz en la nutrición de las plantas, el proceso de fotosíntesis.

PREGUNTA DISPARADORA: Cada equipo escribirá un breve texto que responda a la siguiente pregunta, fundamentando su respuesta (en el bloque 2 se vio el tema de fotosíntesis y en el 1, célula vegetal. Para el desarrollo de esta parte necesitarán esos conceptos).

¿Cuáles son las consecuencias de la falta de luz en los diferentes niveles del fenotipo vegetal en el fenotipo macroscópico y microscópico?

Material:

• 8 semillas de frijol de la misma variedad (puede elegirse alguna de las variedades usadas en la actividad anterior). Elegir semillas lo más idénticas posibles. • 2 latas sin la parte superior o macetas de plástico pequeñas • Tierra • Papel de fi ltro de café o de laboratorio • Acetona • Mortero • 2 frascos

Procedimiento:

1. Llenar las macetas con tierra hasta 2/3 de su capacidad. Pesar la tierra de la primera maceta y poner la misma cantidad en la segunda. Sembrar cuatro semillas de frijol en cada una, a una profundidad de uno y medio el largo de las semillas. Regar hasta que la tierra esté húmeda pero no anegada. Medir la cantidad de agua que se echa en la primera maceta para poner exactamente la misma cantidad en la segunda.

2. Colocar una maceta donde dé abundante luz y la otra en total oscuridad, dentro de un clóset o bajo una campana negra. Ésta puede elaborarse con una cartulina negra.

3. Durante tres semanas realizar observaciones diarias. Escribir las fechas de germinación de las semillas. Una vez que broten las plántulas, tomar las mismas medidas que en la actividad 1. La toma de datos de las plantas en oscuridad debe hacerse en un sitio con muy poca luz, casi a oscuras ya que de lo contrario las plantas estarían expuestas a la luz, lo que modifi caría las condiciones del experimento.

4. Al fi nalizar, arrancar las hojas y talluelos de las plántulas de la maceta expuesta al sol.

Con las tijeras cortar éstas muy fi nas y colocar los pedacitos en el frasco. Adicionar la acetona o el quitaesmalte hasta cubrir los pedazos. Cerrar el frasco; agitarlo fuertemente y esperar una hora. Cortar una tira de papel fi ltro de 1 cm de ancho y 15 cm de largo. Colocar un extremo de la tira de papel en la solución y sostener el otro extremo lo más derecho posible. Esperar unos 15 minutos. Esto también se hace con las plántulas en la maceta que estuvo en condiciones de oscuridad. Se dejan secar ambas tiras y se comparan. En el equipo deben establecer qué es lo que están observando. Qué sustancia es la que está disuelta en la acetona, su relación con la luz y su función en las plantas.

5. Con los resultados, cada equipo debe determinar cuáles son las características que no se vieron afectadas por el ambiente, y cuáles sí. Deben establecer las similitudes y diferencias entre las plantas de las dos macetas. Al fi nalizar, luego de escribir sus conclusiones, elaborarán un esquema que permita explicar cómo la información genética es capaz de controlar el fenotipo macroscópico de una planta.

Conclusiones

Al nalizar ambas actividades, cada equipo expondrá al grupo sus resultados y esquemas explicativos. Recomendamos, con la guía del maestro, un intercambio de ideas al nal y un establecimiento grupal de conclusiones.

Es muy importante, como una introducción al método experimental, que a la hora de la discusión en cada equipo, el maestro señale que deben incluir en ésta la razón por la que resulta fundamental el control de las condiciones de los experimentos y por qué se busca que todo sea lo más semejante posible con excepción de lo que se quiere estudiar (en la Actividad 1, las diferencias entre variedades; en la Actividad 2, la ausencia o presencia de luz). Preguntar: ¿Por qué creen que las macetas deben ser todas iguales? ¿Por qué usar la misma tierra? ¿Por qué poner la misma cantidad de tierra y de agua?