SOLUCIONARIO GUÍA TÉCNICO PROFESIONAL Ciclo celular

SOLUCIONARIO
GUÍA
TÉCNICO PROFESIONAL
Ciclo celular: mitosis
SGUICTC035TC31-A16V1
SOLUCIONARIO GUÍA
Solucionario Ciclo celular: mitosis
Ítem
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Alternativa
B
B
B
E
E
A
D
A
D
D
B
A
D
C
C
D
D
E
E
C
Habilidad
Comprensión
Comprensión
Comprensión
ASE
Aplicación
ASE
Reconocimiento
Reconocimiento
ASE
Aplicación
ASE
ASE
Reconocimiento
Reconocimiento
Comprensión
Comprensión
Aplicación
Aplicación
ASE
Comprensión
Ítem
1.
Alternativa
B
Defensa
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.
2.
B
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).
3.
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.
4.
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).
5.
E
Una célula diploide con 72 cromosomas o 36 pares de
cromosomas presenta en la etapa G1 sus 72 cromosomas con
una cantidad de ADN 2c. En la etapa G2 presenta los 72
cromosomas pero la cantidad de ADN se duplicó por lo que ahora
es 4c. Por la mitosis se vuelve a restablecer la cantidad de ADN
de 4c a 2c, siempre con los 72 cromosomas.
6.
A
A partir de la información del enunciado y de la tabla, es correcto
inferir que las histonas, al tener un gran número de residuos de
aminoácidos con carga positiva, podrán establecer interacciones
electrostáticas con los grupos fosfato del ADN, que tienen carga
negativa (A correcta). Debido a ello, en presencia de sales, como
NaCl, se rompe la interacción entre ADN e histonas en la
cromatina, debido a que los iones Na+ y Cl- pueden interactuar
con los grupos con carga negativa del ADN y con carga positiva
de las histonas, respectivamente. Sin embargo, esto no es
suficiente para romper los enlaces peptídicos de las histonas (B
incorrecta).
Un octámero de histonas está formado por H2A, H2B, H3 y H4,
con dos residuos de cada una. La histona H1, en tanto, conecta
estos octámeros entre sí. En la tabla se puede observar que las
cuatro histonas que conforman el octámero presentan alrededor
de 20% de residuos de aminoácidos con carga positiva (Arg +
Lys) y un número similar de residuos de aminoácidos totales. Por
lo tanto, es esperable que sus cargas sean similares (C
incorrecta) y que un octámero presente poco más de 20% de
residuos de lisina y arginina (D incorrecta).
Dado que la histona H1 tiene 215 residuos en total y un 30% de
Lys y Arg, presenta alrededor de 65 residuos con carga positiva.
En tanto que un octámero de histonas contiene en total 982
residuos (2·129 + 2·125 + 2·135 + 2·102), de los cuales poco más
del 20% son de Lys y Arg, es decir, más de 196 residuos (E
incorrecta).
7.
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).
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.
D
La imagen muestra los cambios que experimenta el cromosoma
de una célula a lo largo del ciclo celular. Se puede observar que la
célula experimenta una alteración del material genético al final de
la etapa S, que es donde ocurre la duplicación del material
genético (opción I correcta). La etapa G0 es un período fuera del
ciclo donde algunas células permanecen en estado quiescente,
cumpliendo con su función correspondiente, aunque en esta fase
la célula no está preparándose para la división ni tampoco repara
su ADN (opción II incorrecta). Al producirse la mitosis la célula
madre da origen a dos células, una con el ADN dañado y otra con
el ADN normal (opción III correcta).
10.
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.
11.
B
En el control de la división celular intervienen dos tipos de
moléculas: ciclinas y quinasas (Cdk). Las ciclinas alternan
períodos de síntesis con períodos de degradación. Las Cdk son
dependientes de ciclinas, actúan cuando son activadas por estas,
fosforilando moléculas para la división celular. Los principales
puntos de regulación del ciclo celular son: punto R (restrictivo) en
G1, donde se determina si se sigue o no con el ciclo, pasando a
S; al término de G2, para activar el inicio de la mitosis; y en
mitosis, en el paso de metafase a anafase.
El aumento de tamaño de la célula, genera la evaluación en G2,
para determinar si se tienen las condiciones y pasar así a la etapa
siguiente. Si la replicación se hizo correctamente, se puede dar
paso a la siguiente etapa (alternativa B correcta).
La alternativa A es incorrecta, porque en G1 se regula el paso de
G1 a S.
La alternativa C es incorrecta porque, si bien es cierta la
afirmación, no se puede extraer desde el esquema dado.
La alternativa D es incorrecta, porque son diferentes complejos
proteicos Cdk-ciclina los que regulan al principio de S y de M.
La alternativa E es incorrecta, porque en el diagrama se muestran
solo dos complejos Cdk-ciclina, que actúan como factores
promotores de la fases S y M. Antes del paso a G1 y G2, lo que
se observa es la separación de Cdk y ciclina.
12.
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.
13.
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.
14.
C
Las células que resultan de la mitosis son diploides, es decir 2n
cromosomas (dos juegos cromosómicos: paterno y materno) y 2c
de ADN (se encuentran cromosomas homólogos simples).
15.
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.
16.
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.
17.
D
La célula de la figura contiene dos núcleos con 2 cromosomas
simples cada uno. Presenta las fibras del huso mitótico y la
invaginación de la membrana celular, por lo que se puede inferir
que se encuentra en telofase mitótica. En esta etapa, cada núcleo
es diploide (2n) y cada cromosoma está formado por 1 cromátida,
por lo que el contenido de ADN es 2c (opción III correcta). Por lo
tanto, en estos núcleos 2n = 2 y al completarse la citodiéresis,
cada célula hija tendrá esta misma dotación cromosómica (opción
II incorrecta). Dado que la mitosis produce células hijas con la
misma dotación cromosómica que la célula progenitora, podemos
afirmar que esta última también tiene 2n = 2 cromosomas (I
correcta).
18.
E
Las etapas correctas son:
Interfase: 4, se aprecia el núcleo con el material genético en
forma de cromatina, no se distinguen cromosomas.
Profase: 5, se aprecian los cromosomas concentrados y con más
definición, aunque no alineados aún. La membrana nuclear es
difusa.
Metafase: 2, se aprecian los cromosomas alineados en la zona
ecuatorial de la célula.
Anafase: 1, se aprecian los cromosomas en el centro de la célula,
pero ya han iniciado el proceso de separación.
Telofase: 3, se aprecia la célula con dos núcleos y la división
celular casi terminada.
19.
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.
20.
C
De acuerdo a lo descrito en el enunciado, la célula se encuentra
en metafase mitótica, por lo que la especie tiene 2n = 38
cromosomas (A incorrecta). En la metafase se alinean estos 38
cromosomas ya duplicados, por lo tanto, el contenido de ADN de
la célula es 4c (C correcta).
La alternativa B es incorrecta, porque en anafase se separan las
cromátidas hermanas constituyendo cada una, un cromosoma
simple, por lo tanto si tenemos 38 cromosomas dobles, ahora
serán 76 cromosomas simples y migrarán a cada polo 38.
La alternativa D es incorrecta porque en metafase ya no hay
carioteca, se perdió en la profase. La alternativa E es incorrecta
porque los centriolos en metafase están en los polos de la célula y
no en el plano ecuatorial.