Guía Genética mendeliana

Programa
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Guía práctica
Genética mendeliana
Ejercicios PSU
1.
2.
Ciencias Básicas
Biología
Nº__
Para desarrollar sus estudios sobre la herencia de caracteres en Pisum sativum (arveja de jardín),
Mendel utilizó
I)
II)
III)
organismos capaces de autofecundarse.
métodos probabilísticos.
características discretas en los organismos.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo I y II
D)
E)
Solo I y III
I, II y III
Trabajando con cromosomas de saltamontes, Walter Sutton observó que estos se organizaban
en pares compuestos por un cromosoma paterno y uno materno, los cuales se separaban durante
la meiosis. A partir de esto, planteó que los cromosomas constituían la base física de las leyes de
Mendel.
Con respecto a este planteamiento, se puede afirmar que corresponde a
A)
B)
C)
D)
E)
GUICES036CB31-A16V1
3.
una ley.
una inferencia.
una observación.
un supuesto.
un modelo.
El alelo que tiene la capacidad de expresarse en el fenotipo de un individuo heterocigoto es
I)
II)
III)
dominante.
recesivo.
híbrido.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y III
Solo II y III
Cpech
1
Ciencias Básicas Biología
4.
Si una característica fenotípica se hereda según las leyes mendelianas, ¿qué proporción de los
descendientes se espera que tengan genotipo homocigoto dominante si los dos progenitores son
híbridos?
A)
B)
C)
5.
D)
E)
75%
100%
Un gameto obtenido de una mosca Drosophila sp. con alas vestigiales (carácter recesivo) debe
contener
A)
B)
C)
D)
E)
6.
0%
25%
50%
solo un alelo para ala vestigial.
solo un alelo para ala normal.
dos alelos para ala vestigial.
dos alelos para ala normal.
dos alelos, uno para cada carácter.
La siguiente imagen expone dos pares de cromosomas homólogos con genes representados por
A, a; B, b y C, c:
a
A
C
B
c
b
Con relación a la figura anterior, es correcto afirmar que
A)
B)
C)
D)
E)
7.
A y a son genes alelos con B y b.
A y B segregan independientemente.
a y b determinan dos variantes para una misma característica.
C y c son genes que determinan la misma característica.
A y a son genes que determinan distintas características.
Una forma de distrofia muscular, que afecta principalmente a las extremidades, consiste en un
deterioro gradual de los músculos de brazos y piernas. Esta enfermedad se inicia generalmente
entre los 10 y 12 años de edad. El análisis familiar indica que una persona nunca tiene esta
enfermedad, a no ser que uno de los progenitores la tenga. De acuerdo a esto, ¿cuál es la forma
más probable de heredar esta condición?
I)
II)
III)
Autosómica dominante
Autosómica recesiva
Heterocigota
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
2
Cpech
solo I.
solo II.
solo III.
D)
E)
solo I y II.
solo II y III.
GUÍA PRÁCTICA
8.
9.
10.
Durante muchas generaciones, las ovejas de un rebaño presentaban lana blanca. Un día, el dueño
del rebaño llevó hembras negras para usarlas como reproductoras y obtener descendientes de lana
negra. Sin embargo, al cruzarlas con los machos blancos, todos los descendientes presentaron
lana blanca. Si el dueño del rebaño quiere comprobar que los descendientes efectivamente sean
híbridos, ¿cómo puede lograrlo?
I)
II)
III)
Realizando un cruce entre machos blancos de línea pura y hembras de la descendencia.
Realizando un cruce de prueba entre hembras negras y machos de la descendencia.
Cruzando a los descendientes entre sí para evaluar si producen ovejas negras.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo II y III
I, II y III
En la genética con dominancia completa se utilizan las leyes de probabilidades para calcular los
posibles resultados en la descendencia con respecto a un carácter. Dado que el albinismo es una
enfermedad recesiva, ¿cuál es la probabilidad de que los dos hijos de una pareja sean albinos si
ambos padres son heterocigotos para esta enfermedad?
A)
0
D)
B)
1
4
E)
C)
1
2
1
16
1
64
En el tomate, el color de la cáscara puede ser rojo o amarillo. Con plantas de estos dos fenotipos
se realizan los siguientes cruzamientos:
Cruzamiento
1. Roja x Roja
2. Roja x Roja
3. Roja x Amarilla
4. Roja x Amarilla
5. Amarilla x Amarilla
Descendencia
61 Rojas
47 Rojas, 16 Amarillas
58 Rojas
33 Rojas, 36 Amarillas
64 Amarillas
¿Cuál de las siguientes deducciones es correcta?
A)
B)
C)
D)
E)
En el cruzamiento 1, ambos progenitores deben ser homocigotos.
En el cruzamiento 2, ambos progenitores son heterocigotos.
El genotipo de la planta de cáscara roja del cruzamiento 3 es heterocigoto.
En el cruzamiento 4, ambos progenitores son heterocigotos.
En el cruzamiento 5, los progenitores son homocigotos dominantes.
Cpech
3
Ciencias Básicas Biología
11.
12.
En la especie humana, el pelo crespo es dominante sobre el pelo liso. Si se tiene una pareja en
la que el padre es de pelo liso y la madre es de pelo crespo, ¿cómo podría ser el fenotipo de la
descendencia?
I)
II)
III)
100% de pelo liso
100% de pelo crespo
50% de pelo crespo y 50% de pelo liso
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
E)
0%
25%
50%
D)
E)
75%
100%
¿Qué porcentaje de los gametos de un individuo AaBb portará la combinación Ab si se cumple la
segunda ley de Mendel?
A)
B)
C)
15.
existen dos factores para determinar una característica.
un alelo recesivo no se expresa en compañía de su alelo dominante.
un par de alelos se distribuye independientemente de cómo lo haga el otro par.
los dos alelos que determinan una misma característica quedan en el mismo gameto cuando
se forman estas células.
no existe relación de dominancia-recesividad entre los genes.
La longitud del tallo en las plantas está determinada por dos alelos, el dominante de tallo largo y
el recesivo de tallo corto. Si dos plantas de tallo corto se cruzan, ¿cuál es la probabilidad de tener
tallos largos en la descendencia?
A)
B)
C)
14.
Solo I y III
Solo II y III
Al cruzar dos heterocigotos dobles, Mendel obtuvo en la descendencia una proporción fenotípica
9:3:3:1. El resultado le permitió deducir que
A)
B)
C)
D)
13.
D)
E)
10%
25%
75%
D)
E)
50%
100%
Cuando un individuo heterocigoto para dos pares de genes, ubicados en cromosomas diferentes,
con dominancia y recesividad, se cruza con otro de las mismas características, se espera que
I)
II)
III)
aparezcan 4 clases fenotípicas.
la proporción fenotípica sea 9:3:3:1.
existan 4 clases genotípicas para ambos pares de genes.
Es (son) correctas(s)
A)
B)
C)
4
Cpech
solo I.
solo II.
solo I y II.
D)
E)
solo II y III.
I, II y III.
GUÍA PRÁCTICA
16.
En el “tomatillo enaniforme”, el color púrpura del fruto domina sobre el amarillo y el tamaño
grande sobre el pequeño. Se fecundan flores de tomatillo de frutos amarillos y pequeños con
polen (gameto masculino) de una planta de tomatillo de frutos púrpuras y grandes. Entre un gran
número de descendientes solo hay frutos púrpuras grandes y púrpuras pequeños. De esto, puede
concluirse que
I)
II)
III)
el polen pertenece a una planta homocigota para el color del fruto.
el polen pertenece a una planta heterocigota para el tamaño del fruto.
la planta de frutos amarillos y pequeños es doble heterocigota.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
17.
RRgg y rrGG.
Rrgg y rrGG.
RrGg y RrGg.
D)
E)
Rrgg y Rrgg.
Rrgg y rrgg.
ABC y abC.
ABC, AbC, aBC y abC.
ABC, aBC y abC
D)
E)
Aa, Bb y CC.
AABBCC, aabbcc y AaBbCc.
En un cruzamiento de conejos, se obtienen 36 conejos de pelo negro-rizado y 35 conejos de pelo
negro-liso. Si el color de pelo negro es dominante (N) sobre el blanco (n) y el pelo rizado (R) sobre
el liso (r), ¿cuál de las siguientes opciones representa más probablemente los genotipos de los
parentales?
A)
B)
C)
20.
solo I y III.
solo II y III.
Un individuo de genotipo AaBbCC puede producir los gametos
A)
B)
C)
19.
D)
E)
En cierta especie de planta, el color rojo de los pétalos (R) es dominante sobre el rosado (r) y los
estambres grandes (G) dominan sobre los pequeños (g). Se cruza una planta de pétalos rojos
y estambres pequeños con una de pétalos rosados y estambres grandes. En la descendencia
se obtienen 52 plantas de pétalos rojos y estambres grandes y 51 plantas de pétalos rosados y
estambres grandes. Los genotipos más probables de los progenitores son
A)
B)
C)
18.
solo I.
solo II.
solo I y II.
NnRr x NnRr
NNRr x NNrr
NNRR x nnrr
D)
E)
Nnrr x nnRr
nnRR x NNrr
En un cruzamiento entre plantas que para dos características tienen los genotipos RRnn y rrNN,
¿qué porcentajes genotípicos son esperables en la descendencia?
A)
B)
C)
D)
E)
100% RrNn
50% RRNN y 50% rrnn
25% RRNN, 25% RrNn, 25% rrnn y 25% rrNN
50% RRnn y 50% rrNN
75% RRNN y 25% rrnn
Cpech
5
Ciencias Básicas Biología
21.
Los genes son segmentos de ADN que guardan información; por ejemplo, el gen para el color
de los ojos determina si es que estos serán oscuros o claros, y el gen para el tamaño de los ojos
determina si es que serán grandes o pequeños. En la siguiente tabla se muestran las formas de
transmisión de las características descritas:
Formas de transmisión de características oculares
Color
Tamaño
Padres
Padres
x
Hijos
Padres
Hijos
Padres
x
Padres
x
Padres
x
x
Hijos
Hijos
Padres
x
Hijos
Hijos
Padres
x
Hijos
Hijos
Padres
x
Padres
x
Hijos
x
Hijos
Cuando un carácter tiene mayor frecuencia de aparición y la capacidad de expresarse encubriendo
al otro carácter se denomina dominante, y el que es encubierto y aparece con menor frecuencia
es el recesivo.
Con respecto a la información entregada, es correcto inferir que
I)
II)
III)
los caracteres dominantes corresponden a ojos de color oscuro y tamaño grande.
si una mujer de ojos claros y pequeños tiene hijos con un hombre de ojos claros y grandes,
necesariamente todos sus hijos tendrán ojos claros y grandes.
si una mujer de ojos oscuros y pequeños tiene hijos con un hombre de ojos claros y
pequeños, sus hijos tendrán la posibilidad de tener ojos oscuros o claros y necesariamente
todos tendrán ojos pequeños.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
6
Cpech
solo I.
solo II.
solo I y II.
D)
E)
solo I y III.
I, II y III.
GUÍA PRÁCTICA
22.
En sus experimentos con la planta de arveja, además de la forma y color de la semilla, Mendel
consideró otros caracteres. Entre ellos estaban la posición de la flor (terminal o axial) y la longitud
del tallo (alto o enano). La siguiente figura muestra el resultado del cruce entre dos plantas de
línea pura considerando los dos caracteres mencionados:
flor
P
X
flor
F1
flor
100%
A partir del cruce representado, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
A)
B)
C)
D)
E)
23.
En una raza de conejos en particular, el pelo liso (L) es dominante sobre el pelo rizado (l) y el color
negro (N) es dominante sobre el blanco (n). Se quiere determinar el genotipo de un conejo de pelo
liso y negro, para lo cual se somete a un cruzamiento de prueba. Si se obtiene una camada de
13 conejos negros, donde 8 tienen el pelo liso y 5 el pelo rizado, el genotipo más probable para el
primer conejo es
A)
B)
C)
24.
La posición terminal de la flor y el tallo alto son caracteres dominantes.
Al autopolinizar las plantas de la F1, se obtendrán 4 combinaciones genotípicas distintas.
El genotipo de los individuos de la F1 es doble homocigoto.
Del cruce entre individuos de la F1 se obtiene una combinación fenotípica que no aparece
en P ni en F1.
Los genotipos de los progenitores se podrían representar como AABB y aabb.
LlNN
LLNn
LlNn
D)
E)
LLNN
llnn
En Drosophila, el color ébano es producido por un alelo recesivo (e) y el color común por el
alelo dominante (e+). Las alas vestigiales son determinadas por un alelo recesivo (vg) y las
alas normales por el alelo dominante (vg+). Si se cruzan moscas dihíbridas y producen 256
descendientes, ¿cuántos de estos se espera que sean de cada clase fenotípica?
A)
B)
C)
D)
E)
Alas normales y
color ébano
64
144
48
48
0
Alas vestigiales y
color común
64
48
48
48
0
Alas normales y
color común
64
48
144
16
128
Alas vestigiales y
color ébano
64
16
16
144
128
Cpech
7
Ciencias Básicas Biología
25.
Se cruza una planta de tomate con frutos de pulpa roja y tamaño normal con otra de frutos
amarillos y normales, obteniéndose 30 plantas de frutos rojos normales, 31 de frutos amarillos
normales, 9 de frutos rojos enanos y 10 de frutos amarillos enanos. Considerando que los
caracteres dominantes son el color rojo (R) y el tamaño normal (N), ¿cuáles son los genotipos de
las plantas que se cruzan?
A)
B)
C)
8
Cpech
RRNN x rrNN
RrNn x rrNN
RRNn x rrNn
D)
E)
RrNn x rrNn
RrNN x rrNn
GUÍA PRÁCTICA
Tabla de corrección
Ítem
Alternativa
Habilidad
1
Reconocimiento
2
Comprensión
3
Reconocimiento
4
Aplicación
5
Comprensión
6
ASE
7
Comprensión
8
Aplicación
9
Aplicación
10
ASE
11
Aplicación
12
Comprensión
13
Aplicación
14
Aplicación
15
Comprensión
16
ASE
17
ASE
18
Aplicación
19
ASE
20
Aplicación
21
ASE
22
ASE
23
ASE
24
Aplicación
25
ASE
Cpech
9
Ciencias Básicas Biología
Resumen de contenidos
1. Conceptos asociados a la genética
10
Cpech
Cromosomas
Material genético (ADN) condensado, que forma
unidades de herencia.
Cromosomas homólogos
Par de cromosomas que presentan el mismo tipo de
información, pero cuyo origen es diferente. Es decir, son
entregados por progenitores distintos.
Locus
Ubicación definida de un alelo dentro de un cromosoma.
Gen
Conjunto de nucleótidos que codifican para una
característica.
Fenotipo
Conjunto de características observables de un
organismo, que resultan de la interacción de su genotipo
con el ambiente.
Genotipo
Conjunto de genes que identifica a una especie u
organismo.
Alelo dominante
Variante de un gen que puede enmascarar a otro.
Alelo recesivo
Variante de un gen que para manifestarse debe estar
presente en un organismo que sea homocigoto.
Homocigoto
Organismo que presenta los dos alelos iguales para una
característica determinada.
Heterocigoto
Organismo que presenta los alelos distintos para una
característica determinada.
GUÍA PRÁCTICA
2. Genética Mendeliana
Gregor Mendel (1822 - 1884) descubrió las leyes de la herencia mediante sus experimentos sobre la
genética clásica o de dominancia completa, basada en características dominantes y recesivas. Sus
trabajos empiezan con las plantas de arveja común, llamada Pisum sativum, de las que seleccionó
7 características, pero trabajó una sola por vez. Además, se aseguró de que ellas fueran variedades
puras. Esto significa que las autopolinizaba, para asegurar la línea genética.
Otro hecho importante fue que sus resultados fueron cuantificados. Esto quiere decir que contó el
número de la progenie (descendencia) en cada caso para ver si los portadores de los rasgos en estudio
aparecían en las proporciones esperadas por Mendel.
El estudio de una característica es el monohibridismo, siendo el híbrido el resultado de la cruza de
dos individuos puros.
Cada individuo porta dos factores (hoy llamados genes) para determinar una misma característica: uno
procede del padre; el otro, de la madre.
2.1 Primera Ley de Mendel
“Los factores segregan o se separan en iguales proporciones en el momento de la formación de los
gametos”.
Supongamos una característica: color de la semilla de la arveja. Esta presenta dos variedades,
amarilla (A) y verde (a).
Resultado de la F1
Amarilla (AA)
Verde (aa)
Amarilla (Aa)
El cruce de dos líneas puras, una amarilla con otra verde, da como
resultado una F1 (primera generación filial) en donde toda la
descendencia resulta ser arvejas amarillas 100% (fenotipo). Mendel
concluye que este color es el dominante, por ello decide hacer un
cruce de las plantas F1.
Cpech
11
Ciencias Básicas Biología
Resultado de la F2
Amarilla (Aa)
Amarilla (AA)
Amarilla (Aa)
Amarilla (Aa)
Amarilla (Aa)
Verde (aa)
Fenotipo: 3 amarillas, 1 verde
Genotipo: 1 homocigoto dominante: AA
2 heterocigotos o monohíbridos: Aa
1 homocigoto recesivo: aa
Hoy, estos cruzamientos se realizan mediante el tablero de Punnett. Por ejemplo, si suponemos el
cruce de dos heterocigotos aplicando la ley de Mendel, los factores o genes alelos se separan y se
pueden juntar con todas las posibilidades de combinación, quedando así:
Alelos
A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
El cruce de prueba o retrocruce es la forma de dilucidar cuándo un parental o progenitor con fenotipo
dominante es homocigoto o heterocigoto. Se debe cruzar con un fenotipo recesivo, ya que este es
siempre homocigoto recesivo. Según el fenotipo de la descendencia, se puede inferir el genotipo del
progenitor en estudio. Si aparecen fenotipos recesivos, entonces el individuo es heterocigoto.
Posibles cruces:
A: amarillo
a: verde
AA
x
a
A
12
Cpech
aa
Aa
x
a
A
aa
a
Aa
Aa
aa
100%
amarillo
50%
amarillo
50%
verdes
GUÍA PRÁCTICA
2.2 Segunda ley de Mendel
Después de estudiar la herencia de una característica, Mendel se interesó por conocer qué sucede
cuando se consideran dos caracteres. Para ello, cruzó plantas de arveja que presentaban semillas de
forma lisa (R) y color amarillo (A), con plantas de semilla rugosa (r) y verde (a). En la F1 obtuvo solamente
plantas con semillas lisas y amarillas; al cruzar esas plantas de F1, obtuvo todas las combinaciones
posibles en distintas cantidades:
•
•
•
•
Plantas con semilla lisa y amarilla: 315
Plantas con semilla lisa y verde: 108
Plantas con semilla rugosa y amarilla: 101
Plantas con semilla rugosa y verde: 32
P
Gametos
x
RRAA
rraa
RA
ra
F1
Resultado de la F1
Autopolinización
Genotipo: 100% dihíbrido (RrAa)
Fenotipo: 100% semillas lisas y amarillas
RrAa
Tipos de gametos masculinos
RA
F2
Ra
rA
ra
Resultado de la F2
RA
Fenotipo
Ra
Tipos de
gametos
femeninos
rA
ra
9/16 Semillas lisas amarillas
R_A_
3/16 Semillas lisas verdes
R_aa
3/16 Semillas rugosas amarillas
rrA_
1/16 Semillas rugosas verdes
rraa
Nota: _ significa alelo dominante o recesivo en
forma indistinta.
Fenotipos
Liso amarillo
Genotipo
Liso verde
Rugoso
amarillo
Rugoso verde
Cpech
13
Ciencias Básicas Biología
Estos números corresponden a un proporción fenotípica de 9:3:3:1, la cual se obtiene al cruzar dos
individuos doble heterocigotos, también llamados dihíbridos, (RrAa x RrAa). A partir de su experimento,
Mendel concluyó que, en la planta utilizada, los caracteres liso y amarillo eran dominantes sobre los
caracteres rugoso y verde. A partir de los datos obtenidos formuló su segundo postulado, conocido como
segunda ley de Mendel o principio de distribución independiente, el cual dice que “Cuando existen
dos o más factores que determinan caracteres diferentes, estos segregan en forma independiente
y se combinan al azar durante la formación de los gametos”. Es decir, cada par de factores (alelos)
se comporta de manera independiente con respecto al otro. Por lo tanto, se obtendrán todas las
combinaciones posibles, considerando que cada gameto lleva un solo factor (alelo) para cada par. Las
diferentes clases de gametos tendrán frecuencias iguales.
Es muy importante considerar que la segunda ley de Mendel se cumple solo si los genes de diferentes
caracteres se encuentran en distintos cromosomas. Mendel no utilizó el concepto de gen, ni sabía
que estos se encuentran en los cromosomas. Todos los resultados que publicó de sus experimentos
correspondían a caracteres que se comportaban de forma independiente. Posteriormente, se descubrió
que si dos genes están sobre el mismo par de cromosomas homólogos, la segregación de un gen no
puede ser independiente de la del otro. En consecuencia, estos genes tienden a permanecer juntos y
se dice que están ligados.
3. Obtención de gametos
Cuando se quiere conocer los gametos que se forman a partir de un determinado genotipo (ej. AaBb),
primero se debe comenzar separando los genes alelos, ya que durante la formación de gametos los
genes alelos se separan y se combinan al azar con otros alelos.
Existe una fórmula para calcular la cantidad de gametos distintos que se pueden obtener de un genotipo,
la cual es 2n, donde n corresponde al número de genes en condición hetrocigota en el genotipo. Por
ejemplo, el genotipo AaBb presenta 2 genes en condición heterocigota, por consiguiente, la fórmula
queda como 22 = 4.
Gametos
B
AB
b
Ab
B
aB
b
ab
A
a
14
Cpech
GUÍA PRÁCTICA
Mis apuntes
Cpech
15
Registro de propiedad intelectual de Cpech.
Prohibida su reproducción total o parcial.