SOLUCIONARIO GUÍAS ESTÁNDAR ANUAL Ciclo celular

SOLUCIONARIO
GUÍAS ESTÁNDAR
ANUAL
Ciclo celular: mitosis
SGUICES035CB31-A16V1
SOLUCIONARIO GUÍA
Ciclo celular: mitosis
Ítem
1.
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Alternativa
B
B
E
D
B
C
A
A
B
C
D
E
D
B
B
D
D
D
C
E
A
E
A
B
C
Habilidad
Comprensión
Comprensión
ASE
Reconocimiento
Reconocimiento
Reconocimiento
ASE
Reconocimiento
Aplicación
Comprensión
Reconocimiento
ASE
Comprensión
Comprensión
Aplicación
Aplicación
Comprensión
Aplicación
Aplicación
ASE
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Ítem
1.
Alternativa
B
Defensa
Los cromosomas representan el estado compactado del
material genético, por lo que este pierde la capacidad de dirigir
la síntesis de proteínas (A incorrecta). El objetivo que persigue
esta compactación de ADN es empaquetar el ADN para que
sea repartido equitativamente entre las células hijas (B
correcta).
Si bien los cromosomas son necesarios para que pueda ocurrir
recombinación genética y permutación cromosómica, estos
procesos ocurren en la meiosis y no en la mitosis (C y E
incorrecta).
La formación del huso mitótico, en la célula animal, depende del
centrosoma o centro organizador de microtúbulos, que incluye a
los centriolos (D incorrecta).
2.
B
Los organismos diploides poseen dos juegos cromosómicos
(2n), que son aportados por cada uno de los progenitores
durante la fecundación de los gametos. El juego paterno con 23
cromosomas y el materno con 23 cromosomas en el caso de
nuestra especie. Las células haploides (de los organismos
diploides) no duplican su material genético. La formación de
tétradas tiene la finalidad de intercambiar el material genético
en la sinapsis de los cromosomas homólogos. La alternativa D
es incorrecta porque aunque haya dos mitosis sucesivas, el
proceso sigue la misma secuencia. En el caso de la alternativa
E, la separación de cromátidas hermanas durante la anafase,
aumenta temporalmente el número de cromosomas, debido al
paso de cromosomas de doble cromátida a cromosomas
simples (una cromátida).
3.
E
Habilidad del pensamiento científico: Procesamiento e
interpretación de datos y formulación de explicaciones,
apoyándose en los conceptos y modelos teóricos.
Como se señala en el enunciado, el paso de una etapa a otra
del ciclo celular está regulada por ciertos agentes, como las
proteínas ciclinas, que varían su concentración a lo largo del
ciclo. Estas variaciones se asocian a puntos de control que
permiten o evitan el paso de una etapa a otra. En el caso de las
ciclinas que se muestran en el gráfico, podemos ver que la
ciclina D comienza a aumentar su concentración al inicio del
ciclo, se mantiene alta en las etapas S y G2 y luego cae
fuertemente en la fase M. La ciclina A, en tanto, comienza a
aumentar su concentración al final de G1, alcanza una
concentración máxima en G2 y luego cae fuertemente. Dado
que estas dos ciclinas presentan un comportamiento distinto,
podemos inferir que ejercen efectos regulatorios distintos y, por
lo tanto, una no puede reemplazar la función de la otra (opción I
incorrecta).
La ciclina E, alcanza un peak en el punto de control que regula
el paso de G1 a S. Por ello, si se inhibe la ciclina E, la célula
permanecerá en G1, y en consecuencia no podrá duplicar su
ADN.
La ciclina B aumenta en la etapa G2 y alcanza su peak en el
paso de G2 a M, por lo tanto se infiere que regula este paso.
4.
D
La organización del huso mitótico es un evento que ocurre
durante la mitosis. En la interfase, como preparación para la
mitosis, se sintetiza el ADN (periodo S) y se duplican los
centriolos (G2).
5.
B
Para que el material genético cambie su estado de cromatina a
cromosoma se asocia a las histonas, que se encargan de
empaquetar paulatinamente el ADN, asegurando de esa
manera la repartición equitativa del material genético. El
material genético se organiza alrededor de ellas, formando las
unidades de compactación, denominadas nucleosomas, donde
estas, al unirse (con la ayuda de las H1), van generando la fibra
de cromatina compactada.
6.
C
Las células que resultan de la mitosis son diploides, es decir 2n
cromosomas (dos juegos cromosómicos: paterno y materno) y
2c ADN (se encuentran cromosomas homólogos simples).
7.
A
Habilidad del pensamiento científico: Identificación de
teorías y marcos conceptuales, problemas, hipótesis,
procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en
investigaciones científicas clásicas o contemporáneas.
En el enunciado se presentan los antecedentes de un problema
científico, los resultados de una investigación y la conclusión
elaborada a partir de ellos. Una conclusión surge de la
aceptación o rechazo de la hipótesis. En este caso, se concluyó
que “las células del tejido observado están en distintas etapas
del ciclo celular”. Por lo tanto, la hipótesis debe ser coherente
con esta conclusión y debe ser posible someterla a prueba
(aceptarla o rechazarla) mediante el procedimiento
experimental descrito.
La hipótesis de la alternativa A señala que las células de un
tejido vegetal en crecimiento sincronizan sus ciclos celulares.
Mediante el estudio realizado es posible rechazar esta
hipótesis, puesto que se observaron diferencias estructurales y
funcionales entre las células. Esto permite concluir que se
encuentran en distintas etapas del ciclo celular, por lo que estos
NO están sincronizados (A correcta). Cabe señalar que si bien
es rechazada, esta sigue siendo una hipótesis válida y
correctamente formulada.
La alternativa B es incorrecta, porque no se evalúa el paso de
una etapa a otra del ciclo celular, ni se estudian las moléculas
que regulan dicho paso, por lo que esta hipótesis no podría
someterse a prueba mediante el experimento descrito ni
permitiría llegar a la conclusión que se plantea.
La alternativa C es incorrecta, porque generaliza a “todas las
células de una planta”, mientras que el estudio se limitó solo a
un tipo celular de la planta. Las alternativas D y E son
incorrectas, porque no se evaluaron células animales que
permitan establecer un contraste con las células vegetales, y
porque no se compararon células vegetales de distintas
especies ni bajo distintas condiciones ambientales. Por lo tanto,
ninguna de estas hipótesis puede ser sometida a prueba
mediante el estudio descrito ni permite llegar a la conclusión
señalada.
8.
A
La diferenciación celular tiene el costo de que la célula pierde la
capacidad de división celular, tal como ocurre con las neuronas,
células musculares y eritrocitos, que luego de alcanzar el
estado de madurez, no se vuelven a dividir.
9.
B
Se observan 4 cromosomas, que se pueden organizar en dos
parejas de morfología similar. Por lo tanto, hay dos pares de
homólogos.
10.
C
La figura muestra los pares de cromosomas homólogos
alineados en el ecuador de la célula, lo cual es típico de la
metafase. Lo que debe ocurrir a continuación es la separación
de las cromátidas hermanas, hecho que ocurre en anafase.
La separación de cromosomas homólogos, formación de pares
de cromosomas homólogos e intercambio de ADN entre
cromátidas no hermanas son eventos propios de la primera
división meiótica y no ocurren en la mitosis.
11.
D
Por la característica de la mitosis de mantener la calidad y
cantidad de material genético, en un organismo pluricelular con
diferenciación sexual, se utiliza para la división de células
somáticas, en la renovación celular (reparación de estructuras)
y crecimiento (aumento del número de células), manteniendo la
misma información genética en las células hijas.
La división de células germinales (células 2n que
posteriormente darán origen a las sexuales o gametos n) por
mitosis, permite aumentar el número de células iguales entre sí,
en la etapa de proliferación de la gametogénesis.
12.
E
El cariotipo es una técnica que permite ordenar los
cromosomas de una especie según tamaño, forma y número;
también permite determinar la cantidad de cromosomas de la
especie, el sexo del individuo y la presencia de alguna
anormalidad en cuanto al número o forma de los cromosomas.
En la figura se observa un cariotipo con 47 cromosomas
(anormal para la especie humana), de sexo femenino (por la
presencia de dos cromosomas X) y una anormalidad en el
número de cromosomas 21 (trisomía).
13.
D
La primera aseveración es
incorrecta, porque la repartición
de citoplasma es equitativa
tanto para la célula animal
como para la vegetal. La
diferencia de la citodiéresis de
la célula vegetal, radica en la
formación de la pared celular en
anafase, cuando todavía están
organizados los filamentos de
microtúbulos, lo que permite la
generación de la estructura
denominada
fragmoplasto.
Nada de esto ocurre en las
células animales, que carecen
de pared celular.
14.
B
Los cromosomas, son estructuras formadas por ADN en su
máximo estado de compactación, que aparecen durante la fase
M del ciclo celular (E incorrecta). La condensación del material
genético permite que este material se entregue en forma
equitativa a las células hijas (misma cantidad de cromosomas
en cada una), proceso que ocurre en la mitosis (B correcta; D
incorrecta).
El material genético se encuentra como cromatina durante la
interfase del ciclo celular (A incorrecta). En esta etapa se
produce la duplicación del material genético, durante la fase S
(C incorrecta). Para permitir que ocurra este proceso, el
octámero
de
histonas
debe
separarse
del
ADN
momentáneamente, volviéndose a unir una vez que este ha
sido copiado.
15.
B
Las células diploides son aquellas que tienen su dotación
cromosómica completa (células somáticas), o también se
podría decir, son aquellas que presentan la información de
ambos progenitores. Por lo tanto, si una célula somática tiene
12 cromosomas de un solo progenitor, faltan otros 12, para
completar la diploidía.
16.
D
En la figura, la etapa designada con el número 3 corresponde a
G1. En esta etapa, la célula se acaba de dividir, por lo que los
cromosomas están constituidos por una cromátida pero se
conserva el número diploide de cromosomas. Por lo tanto, la
célula contiene 10 cromosomas (2n) y una cantidad de ADN
igual a 2c.
17.
D
La recombinación genética o crossing over es un fenómeno que
se da en meiosis, durante la profase I. Como resultado de este
proceso aparecen nuevas combinaciones de genes, que
favorecen la variabilidad genética de los individuos.
El resto de los procesos indicados en el ejercicio, sí se
producen como resultado de divisiones mitóticas. La clonación,
ya sea natural o artificial, es la obtención de organismos
genéticamente idénticos, por lo que involucra solamente
divisiones mitóticas. La cicatrización de heridas requiere de la
reparación del tejido dañado, involucrando un aumento del
número de células para reemplazar a las dañadas, lo que
ocurre por mitosis.
18.
D
Durante la anafase, la célula es temporalmente tetraploide (4n)
producto de la separación de los cromosomas homólogos, que
son dobles en metafase y pasan a ser simples, al separarse sus
cromátidas hermanas, en anafase. Como cada cromátida
hermana es ahora un cromosoma independiente y aún no se
forman núcleos separados, la célula 2n = 20 tendrá
momentáneamente 40 cromosomas simples en anafase (I
correcta). Como cada cromosoma simple está formado por una
cromátida, la célula contiene 40 cromátidas (III incorrecta).
Cada cromátida corresponde a una molécula de ADN, por lo
que también habrá 40 de estas (II correcta).
19.
C
La cromatina corresponde a una asociación de ADN y
proteínas, que permiten la condensación del material genético
en distintos grados. Cada cromátida de una célula corresponde
a una molécula de ADN asociado a proteínas, es decir, a una
fibra de cromatina. Durante la etapa S de la interfase, la célula
experimenta duplicación de las fibras de cromatina, para formar
cromosomas dobles (cada uno con dos cromátidas). Las
células somáticas humanas en G1 presentan 46 cromosomas
simples, y por lo tanto, 46 cadenas de cromatina. Al duplicarse
el ADN en la fase S, se forman 46 cromosomas dobles, con dos
cromátidas cada uno, por lo que al final de la interfase la célula
dispone de 92 fibras de cromatina condensadas.
20.
E
El gráfico muestra los cambios en la cantidad de ADN (c) en las
diferentes etapas del ciclo celular. En las etapas 1, 3 y 5, el
contenido de ADN no cambia, en la 2 se duplica y en la etapa 4
se reduce a la mitad. A partir de esta información se puede
deducir que la etapa 2 corresponde a la fase S del ciclo celular,
donde se duplica el material genético (alternativas A y C
incorrectas), y que en la etapa 4 ocurre la mitosis, pues en esta
fase del ciclo celular el material genético se reparte entre dos
células hijas, reduciendo a la mitad el contenido de ADN para
retornar al contenido de la célula madre, previo a la replicación
(alternativa E correcta). A partir de esta información podemos
establecer que las etapas 1 y 5 corresponden a G1 y que la
etapa 3 corresponde a G2.
En el gráfico se observa que la cantidad de material genético
cambia dos veces a lo largo del ciclo, aumentando en la etapa 2
(S) y reduciéndose a la mitad en la etapa 4 (M; alternativa B
incorrecta). Estas variaciones del contenido de ADN no son
progresivas a lo largo de todo el ciclo, sino que hay etapas en
que la cantidad de ADN se mantiene constante (1, 3 y 5), otra
en que aumenta de forma progresiva (2) y otra en que se
reduce de forma abrupta (4; alternativa D incorrecta).
21.
A
El orden correcto de las etapas del ciclo celular es G1 - S - G2 Profase - Metafase - Anafase - Telofase - Citocinesis. Como se
trata de un proceso cíclico podemos tomar como comienzo
cualquiera de las etapas pero manteniendo el orden indicado.
Esto se cumple en la alternativa A. Las alternativas B y C son
incorrectas, porque en ella G2 precede a S. En la alternativa D
anafase está antes que metafase, lo que es incorrecto y en la E
telofase precede a anafase, por lo que tampoco es correcta.
22.
E
Durante la etapa G2 de la interfase del ciclo celular se
sintetizan proteínas y se replican estructuras celulares en
preparación para la división celular. Entre estas estructuras se
encuentran los centriolos, que deben duplicarse para dirigir la
formación del huso mitótico. Por ende, si no se terminan de
duplicar los centriolos (en el caso de la célula animal
eucarionte), durante la profase de la mitosis no se formará el
huso mitótico (E correcta) y la célula no podrá dividirse.
Además, esta etapa es un último punto de control para
asegurarse de que no haya daño en el ADN recién replicado,
por lo que la célula no puede pasar directamente desde S a M
(C incorrecta).
El incremento de la capacidad metabólica de la célula ocurre
durante la fase G1 (B incorrecta). Durante esta etapa también
es posible que algunas células entren en G0, diferenciándose y
quedando fuera del ciclo celular (D incorrecta).
La duplicación del material genético (ADN) ocurre durante la
fase S del ciclo celular (A incorrecta).
23.
A
En la célula señalada con el número 4 se puede observar un
núcleo, dentro del cual se distingue el nucléolo. Por lo tanto,
esa célula se debe encontrar en interfase (D incorrecta). En la
célula 1 ya ha desaparecido el nucléolo y se está produciendo
la condensación de los cromosomas, por lo que sería la imagen
correspondiente a la profase (A correcta). En las células 3 y 2
no se observa ya la carioteca. En la primera de ellas se
observan los cromosomas alineados en el ecuador de la célula,
es decir, corresponde a una metafase (C incorrecta), mientras
que en la célula número 2 se está produciendo la separación de
cromátidas (anafase; B incorrecta). Por último, en la célula 5 se
ha producido ya la separación de los dos núcleos, los cuales
están nuevamente rodeados por membranas y ha comenzando
la descondensación de los cromosomas y la división del
citoplasma con la creación de una nueva pared celular. Por lo
tanto, esta célula se encontraría en telofase – citocinesis (E
incorrecta).
24.
B
En la figura aparecen señaladas las cromátidas, unidades
longitudinales de los cromosomas unidas por medio del
centrómero. Las cromátidas de un mismo cromosoma, idénticas
entre sí, se conocen como cromátidas hermanas. Las
cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos
corresponden a cromátidas homólogas. Estas tienen la misma
forma y tamaño y los mismos genes pero no necesariamente la
misma información (alelos), ya que proceden de distinto
progenitor.
25.
C
La célula número 3 se encuentra en interfase, ya que es posible
observar el núcleo, dentro del cual se visualiza el nucléolo y el
material genético en forma de cromatina. En el citoplasma se
observa un par de centriolos, aún sin duplicar. En la célula 2,
que corresponde a la profase, se ha producido ya la duplicación
de los centriolos, ha comenzado la formación del huso mitótico
y en el interior del núcleo se observa el material genético, que
ha comenzado a condensarse. En la célula 5 (metafase), ya no
está presente la membrana nuclear, los centriolos se
encuentran en los respectivos polos de la célula y los
cromosomas alineados en el ecuador. En la célula 1 (anafase)
se está produciendo la separación de las cromátidas hermanas
de los cromosomas. Por último, en el número 4 (telofase citocinesis), los cromosomas se encuentran ya en los polos
opuestos de la célula, habiendo comenzado el proceso de
descondensación y rodeados nuevamente por la membrana
nuclear. Por otra parte, se está produciendo el
estrangulamiento de la membrana celular, que tendrá como
consecuencia la división del citoplasma dando lugar a las dos
células hijas.