A Lei de Hardy-Weinberg ou Equilíbrio de Hardy-Weinberg ajuda a calcular a frequência de genes em uma população. Cai no Enem e nos vestibulares. Vamos revisar?
A evolução ocorre, basicamente, pela variedade de características existentes em uma mesma espécie. E, para que existam diferentes características, há que existir também diferentes alelos. Estes alelos, no decorrer dos processos evolutivos, podem ter suas frequências alteradas, de acordo com a adaptabilidade das características que eles geram (seleção natural), com as mutações que podem ocorrer, com o isolamento geográfico e com a destruição ao acaso de indivíduos aleatoriamente em pequenas populações em casos de catástrofes (deriva genética). Mas, e se nenhumas dessas coisas ocorrem? Se não ocorrer qualquer processo evolutivo, a frequência de genes se altera? Não! É o que diz a Lei de Hardy-Weinberg! Vamos revisá-la?
Dica 1: Antes de continuar estudando os princípios da Lei de Hardy-Weinberg, que tal estudar as ideias de Darwin? Então, veja este post sobre darwinismo (tem aulas da Khan Academy e dicas da professora Juliana Santos): https://blogdoenem.com.br/biologia-evolucao-darwinismo/
Para introduzir o conteúdo, veja esta super vídeo-aula da Khan Academy:
E aí, gostou do vídeo? Beleza! Agora, para arrasar nas questões de Biologia do Enem e dos vestibulares, veja o resumo que preparamos para você:
Em 1908, trabalhando independentemente um do outro, o matemático inglês Godfrey H. Hardy e o médico alemão Wilhelm Weinberg demonstraram que na ausência de fatores evolutivos (mutação, seleção natural, deriva genética…) não há mudança na frequência dos genes de uma população ao longo das gerações. Essa conclusão ficou conhecida como Equilíbrio ou Lei ou Teorema de Hardy-Weinberg.
Dica 2: Para gabaritar nas questões sobre evolução, veja o post a seguir sobre Neodarwinismo (tem vídeo-aula da Khan Academy e do professor Paulo Jubilut): https://blogdoenem.com.br/darwin-evolucao-neodarwinismo/
Cálculo da frequência de genes em uma população: Em seus estudos, ambos os cientistas calcularam o que ocorreria com a frequência de genes de uma população sob algumas condições: se a população fosse bastante grande para que não ocorressem grandes desvios na frequência gênica ao acaso (deriva genética); se não ocorressem mutações; se não houvesse migrações; se todos os genótipos possuíssem a mesma chance de sobrevivência (sem seleção natural); e se os cruzamentos ocorressem ao acaso, sem predileção por pares. Além disso, eles elegeram um gene qualquer que possuísse, por exemplo, dois alelos “A” e “a” e que seguisse os mecanismos de herança mendeliana (como, por exemplo, o mecanismo de dominância completa). Ao alelo “A”, atribuíram frequência inicial “p” e ao alelo “a” a frequência inicial “q”. Como os dois alelos foram considerados os únicos para este gene, pode-se concluir que a frequência de “A” + a frequência de “a” é igual a 100% (ou seja, p+q = 100%). Sabendo que, cada gameta possui apenas um alelo, podemos concluir também que a frequência de gametas com o alelo “A” é também “p”, assim como a frequência de gametas “a” é “q”. Sendo assim, se fizéssemos um cruzamento entre heterozigotos para esses genes, teríamos as seguintes frequências de genótipos e alelos:
Assim, se tivermos uma população com alelos em equilíbrio (de genes que seguem as leis de Mendel), a lei de Hardy-Weinberg estabelece que a frequência de genótipos em determinada população seguirá a seguinte expressão: p2 + 2p.q + q2 = 100% = 1.
Ao calcular a frequência de alelos para as gerações seguintes em cruzamentos ao acaso, os cientistas Hardy e Weinberg, perceberam que as frequências dos alelos não se alteram, caso a proporção entre os diferentes genótipos também não se altere. Dessa maneira, podemos concluir que a evolução ocorre quando há alteração na frequência de genes de uma população, ocasionada por um ou mais fatores evolutivos propostos pelo neodarwinismo.
Dica 3: Você não lembra de nada sobre as Leis de Mendel e o mecanismo de herança de dominância completa? Então veja este super post com aula da Khan Academy: https://blogdoenem.com.br/biologia-genetica-lei-mendel/
Colocando em prática a Lei de Hardy-Weinberg: Para você entender melhor como aplicar o equilíbrio de Hardy-Weinberg, veja o seguinte exemplo:
Digamos que em uma população em equilíbrio gênico a frequência de pessoas com olhos azuis seja de 1%. A partir disso, qual a frequência do alelo “a” (que condiciona a cor azul em homozigose) nesta população?
Agora, se a questão pedisse para você calcular a frequência dos diferentes genótipos:
E aí, querido(a) candidato(a), conseguiu entender o equilíbrio ou Lei de Hardy-Weinberg? Beleza! Agora, que tal testar seus conhecimentos?
1) (Mackenzie 2001) Sabendo-se que a frequência do gene autossômico A é igual a 0,8, numa população constituída de 8.000 indivíduos, indique a alternativa que mostra o número de indivíduos para cada genótipo, se essa população estiver em equilíbrio genético.
a) AA – 6.400; Aa – 1.440; aa – 160.
b) AA – 6.400; Aa – 1.280; aa – 320.
c) AA – 5.120; Aa – 1.280; aa – 1.600.
d) AA – 6.560; Aa – 1.280; aa – 160.
e) AA – 5.120; Aa – 2.560; aa – 320.
Resposta: E.
2) (Uel 2000) Tamanho …(I)…, cruzamentos …(2)… e fatores evolutivos …(3)… são condições para que, numa população, as frequências gênicas e genotípicas se mantenham constantes ao longo das gerações, de acordo com Hardy e Weinberg.
Preenchem correta e respectivamente as lacunas (1), (2) e (3):
a) Infinitamente grande, ao acaso, atuantes
b) Infinitamente grande, direcionados, atuantes
c) Infinitamente grande, ao acaso, ausentes
d) Pequena, direcionados, ausentes
e) Pequena, ao acaso, atuantes
Resposta: C
3) (UFES 2002) Um par de genes determina resistência a um fungo que ataca a cana-de-açúcar e os indivíduos suscetíveis (aa) apresentam frequência de 0,25. Em uma população que está em equilíbrio de Hardy-Weinberg, a frequência de heterozigotos será:
a) 15%
b) 25%
c) 50%
d) 75%
e) 100%
Resposta: C.
4) (Puc-RS 2003) Para responder à questão, considere a informação a seguir:
Um levantamento nos prontuários médicos de um importante hospital brasileiro identificou o grupo sanguíneo MN de 10.000 indivíduos revelando os dados apresentados no quadro abaixo. A análise da população estudada concluiu que a mesma se encontra em equilíbrio de Hardy-Weinberg.
Nesta população, as frequências dos alelos M e N são, respectivamente,
a) 0,16 e 0,84.
b) 0,24 e 0,48.
c) 0,36 e 0,16.
d) 0,48 e 0,24.
e) 0,60 e 0,40.
Resposta: E.
Dica 4: Que tal saber um pouco mais sobre a vida de Darwin e o contexto social em que o livro “A origem das espécies” foi publicado? Então veja o post a seguir com curiosidades super legais sobre o naturalista: https://blogdoenem.com.br/biologia-evolucao-darwin-selecao-natural/
Dica 5: Que tal dar uma revisada em uma outra teoria evolucionista importante na história da ciência? Veja o post a seguir sobre Jean Baptiste Lamarck com vídeo-aula bacaninha do professor Paulo Jubilut e dicas da professora Juliana Santos: https://blogdoenem.com.br/biologia-evolucao-lamarck/
Dica 6: 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
Dica 7: Quer treinar seus conhecimentos em Biologia? Baixe esta apostila de biologia gratuitamente! https://blogdoenem.com.br/biologia-enem-apostila-gratuita/
Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Juliana Santos para o Blog do Enem. Juliana é formada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina. Dá aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007. Facebook: https://www.facebook.com/juliana.evelyndossantos .
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