SOLUCIONARIO GUÍA TÉCNICO PROFESIONAL Genética mendeliana SGUICTC036TC31-A16V1 SOLUCIONARIO GUÍA Solucionario Genética mendeliana Ítem 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Alternativa C B B D B D D E D E B E C B D D B D C A Habilidad Comprensión Reconocimiento Comprensión ASE Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación ASE Comprensión Comprensión Aplicación ASE ASE ASE ASE Aplicación ASE Ítem 1. Alternativa C Defensa En sus experimentos, Mendel cruzó en primer lugar individuos de fenotipos opuestos, pertenecientes a variedades puras. Para asegurarse de esto, previo a sus experimentos cruzó repetidas veces a los individuos de estas líneas puras entre sí, cerciorándose que sus descendientes siempre mostraban el mismo fenotipo de sus padres. Hoy sabemos que estos individuos de líneas puras corresponden a homocigotos para el gen que determina el rasgo en estudio. Al cruzar entre sí a dos individuos de dos líneas puras distintas, obtuvo siempre una descendencia que expresaba una sola variante del rasgo, a la que denominó dominante, mientras que la variante que quedaba enmascarada se denominó recesiva. Por lo tanto, mediante fecundaciones cruzadas entre variedades puras Mendel pudo establecer cuál era el fenotipo dominante y recesivo (C correcta). 2. B La representación para la condición heterocigota de una característica debe ser un par de letras del mismo tipo, una mayúscula y otra minúscula, como por ejemplo Aa. El par AA es homocigoto dominante, el par aa es homocigoto recesivo, los pares AB y ab son ejemplos de haploides para la expresión de dos características, ya que presentan un solo alelo de cada gen. 3. B Habilidad de pensamiento científico: Identificación de teorías y marcos conceptuales, problemas, hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y conclusiones, en investigaciones científicas clásicas o contemporáneas. Una inferencia es una explicación desarrollada a partir de razonamiento lógico, basado en la observación y análisis de la evidencia. En este caso, Walter Sutton observó el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis y a partir de esto dedujo que dicho comportamiento coincidía con el de los factores mendelianos, por lo que los cromosomas podían ser la base física de las leyes de Mendel. Este último planteamiento corresponde a una inferencia, ya que es una explicación derivada de la observación (B correcta). No se trata de una observación, ya que esta se refiere a la obtención de información de manera directa desde el ambiente, mientras que en este caso el planteamiento deriva del razonamiento y la deducción (C incorrecta). Tampoco es una ley, ya que estas son descripciones de una regularidad observada en algún fenómeno natural. No es el caso del planteamiento de Sutton, que pretende explicar (no describir) un fenómeno descrito por las leyes de Mendel (A incorrecta). Un supuesto es una afirmación, probada o no, que se asume como cierta para elaborar algún razonamiento a partir de él. En este caso, Sutton no asume como cierto su planteamiento, sino que lo propone como una explicación que debía ser sometida a prueba y que posteriormente dio origen a la teoría cromosómica de la herencia (D incorrecta). Un modelo es una representación simplificada de algún fenómeno natural complejo. El planteamiento de Sutton no intenta simplificar un fenómeno, sino platear una explicación posible y consistente con la evidencia para el problema de la base molecular del comportamiento de los factores mendelianos (E incorrecta). 4. D Los genes C y c representan una misma característica, porque se sitúan en cromosomas homólogos y ocupan el mismo locus en ellos, es decir, son alelos (D correcta); así, también son alelos A con a. En estos casos, una misma letra, en mayúscula y minúscula, representan dos variantes genéticas para una misma característica (E incorrecta). A/a no son alelos con B/b, ya que estos genes ocupan loci distintos, por lo que corresponden a genes distintos, que determinan distintas características (A y C incorrectas). Sin embargo, por encontrarse en el mismo cromosoma, no segregan independientemente (B incorrecta). 5. B Al cumplirse la segunda ley de Mendel, los alelos se encuentran en cromosomas diferentes y por lo tanto tienen la misma probabilidad de combinarse con cualquiera de las alternativas del otro par de genes. Como los gametos posibles son 4 (AB, aB, Ab y ab), todos tienen un 25% de probabilidad de aparecer. 6. D El genotipo del zorro negro de la cruza puede ser AA o Aa, ya que en el encabezado no se indica si el zorro negro es homocigoto o heterocigoto. El genotipo del zorro de pelaje blanco debe ser homocigoto recesivo (aa). Por lo tanto, si el zorro blanco se cruza con el zorro negro heterocigoto (Aa) la cría tiene un 50% de probabilidad de ser de pelaje blanco y 50% de ser de pelaje negro (opciones I y II correcta). OPCIÓN 1 Gametos de aa a a Gametos de AA A A Aa Aa Aa Aa Si el zorro blanco se cruza con el zorro negro homocigoto (AA), el fenotipo del 100% de las crías será negro (opción I correcta). OPCIÓN 2 Gametos de aa a a Gametos de Aa A a Aa aa Aa aa Como se señala que el alelo de color negro es dominante sobre el de pelaje blanco, no es posible que la cría presente pelaje gris. Dicho fenotipo sería el resultado de otro tipo de herencia, conocido como dominancia incompleta. 7. D El retrocruce o cruzamiento de prueba es una técnica que permite identificar el genotipo de un individuo mediante una cruza con un individuo homocigoto recesivo. En este caso, los individuos de la descendencia (primera generación) debieran ser cruzados con individuos negros (opción II correcta). Si todos los descendientes (segunda generación) son blancos, se sabe que el genotipo problema es homocigoto dominante. Si una parte de los descendientes son negros, significa que el genotipo problema es heterocigoto. La opción I es incorrecta porque al cruzar a las hembras blancas de la descendencia con los machos blancos de línea pura (homocigotos dominantes), la descendencia siempre será de lana blanca, independientemente del genotipo materno. Por lo tanto, este cruce no permite dilucidar el genotipo de la hembra blanca. La opción III también es correcta, puesto que al cruzar a los descendientes entre sí, esperamos que haya individuos de lana negra en la segunda generación solo si ambos individuos de la primera generación son heterocigotos. De lo contrario, solo se obtendrán descendientes de lana blanca. Por lo tanto, este método también permitiría someter a prueba la hipótesis de que todos los individuos de la primera generación son heterocigotos (híbridos). 8. E La característica roja es dominante y se representa con una letra mayúscula, en este caso R. La característica amarilla es recesiva y se representa con una letra minúscula, en este caso debe ser r. El genotipo de la variedad de frutos amarillos debe ser rr, ya que esta característica es recesiva y solo se expresa en condición homocigota. El genotipo de una planta de frutos rojos, podría ser Aa o AA, pero considerando que se obtienen descendientes de frutos amarillos y rojos, el genotipo de la planta parental de frutos rojos debe ser Rr. De esta manera, el cruce entre los parentales es: ALTERNATIVA E Gametos de rr r r Gametos de Rr R r Rr rr Rr rr Si la línea de frutos rojos fuese RR, los descendientes serian 100% rojos y no se obtendrían descendientes de frutos amarillos como señala el enunciado. 9. D Si los progenitores son heterocigotos, la probabilidad de que el 1 primer hijo sea albino es de 25% o 4: Alelos A a A AA Aa a Aa aa La probabilidad para el segundo hijo es la misma, sin embargo, se pide que esta pareja tenga dos hijos y en los dos se presente el albinismo. El cálculo de la probabilidad de que dos eventos independientes ocurran al mismo tiempo corresponde al producto de sus probabilidades individuales. Por lo tanto, para este caso la probabilidad de que ambos hijos sean albinos se calcula multiplicando las probabilidades de que cada uno de los hijos sea 1 1 1 albino, es decir 4 x 4, lo que equivale a 16. 10. E Si el padre es de pelo liso, entonces es homocigoto recesivo y la madre al ser de pelo crespo, como es un carácter dominante, puede ser homocigota dominante o heterocigota, por lo cual se deben usar ambas posibilidades de cruce. Asumiendo que pelo crespo es (L) y pelo liso es (l), se pueden plantear los siguientes cruzamientos: Parentales: ll x LL OPCIÓN 1 Gametos de ll l l Gametos de LL L L Ll Ll Ll Ll Como muestra la tabla, el genotipo de la descendencia será en un 100% Ll, es decir, fenotípicamente todos de pelo crespo (opción II correcta). Parentales: ll x Ll OPCIÓN 2 Gametos de ll l l Gametos de Ll L Ll Ll l ll ll Este cruzamiento producirá una descendencia 50% de pelo liso y 50% de pelo crespo (opción III correcta). La opción I es incorrecta, ya que para que la descendencia sea 100% de pelo liso se necesita que ambos padres que sean de pelo liso. 11. B A partir de los resultados de los cruzamientos podemos inferir que la cáscara amarilla es el rasgo recesivo y la cáscara roja es el rasgo dominante. Esto se deduce de los cruzamientos 2 y 3, ya que en 2 se manifiesta la cáscara amarilla en el fenotipo de la descendencia, pese a estar ausente en el fenotipo de los progenitores, y en el cruce 3 la cáscara amarilla “desaparece” en la descendencia, a pesar de estar presente en uno de los progenitores. Ninguna de estas situaciones podría darse si la cáscara amarilla fuera dominante. Sabiendo esto y conociendo el fenotipo de la descendencia, podemos deducir el genotipo de la mayoría de los progenitores en los cruzamientos. Todos los progenitores de cáscara amarilla son homocigotos recesivos (D y E incorrectas). En el cruzamiento 1, uno de los progenitores es probablemente homocigoto dominante y el otro puede ser heterocigoto u homocigoto dominante (A incorrecta). Los progenitores de cáscara roja del cruzamiento 2 son heterocigotos, pues si al menos uno de ellos fuera homocigoto dominante no podrían producirse descendientes de cáscara amarilla. Además, producen una proporción fenotípica 3:1 aproximadamente, como se espera para este tipo de cruce (B correcta). El progenitor de cáscara roja del cruzamiento 3 probablemente es homocigoto dominante, porque todos sus descendientes son de cáscara roja a pesar de que el otro progenitor es de cáscara amarilla (C incorrecta). El progenitor de cáscara roja del cruzamiento 4 es heterocigoto, porque al cruzarse con un homocigoto recesivo produce 50% de cada fenotipo. 12. E La segunda ley de Mendel o ley de segregación independiente señala que “en una cruza dihíbrida, los alelos (dominante y recesivo) de genes diferentes se distribuyen en forma independiente uno del otro durante la formación de los gametos. Por esta razón aparecen todas las combinaciones posibles para esos caracteres”. Para que esto se cumpla, los genes en estudio deben estar en cromosomas diferentes, para que así no se transmitan juntos a la descendencia (genes ligados) (opción I correcta). Durante la metafase I se produce la permutación cromosómica, lo que ocasiona un ordenamiento al azar de los cromosomas homólogos en torno a la zona ecuatorial, de tal manera que al separarse en anafase I, se pueden dar múltiples combinaciones, en igualdad de proporciones (opción II correcta). En un cruce de dihíbridos con dominancia completa, se produce un total de 9 posibles genotipos distintos, expresados en el tablero de Punnett que sigue, donde se presentan los 4 fenotipos en una proporción de 9:3:3:1 (opción III correcta). Gametos Parental 1 Gametos Parental 2 AL Al aL Al AL Al aL al AALL AALl AaLL AaLl AALl AAll AaLl Aall AaLL AaLl aaLL aaLl AaLl Aall aaLl aall 13. C La proporción fenotípica 9:3:3:1 es característica del dihibridismo mendeliano, en el cual se cumple que un par de genes se separa independientemente de otro par, siempre y cuando se encuentren en pares cromosómicos diferentes. Si bien es cierto que esta proporción se asocia a la existencia de dos factores o alelos para cada característica (alternativa A), Mendel comprobó ese punto con sus experimentos de monohibridismo y los de dihibridismo le permitieron específicamente comprobar que los factores para distintas características segregan independientemente (A incorrecta). También es cierto que un alelo recesivo no se expresa en compañía de su alelo dominante, pero este punto tampoco se deriva de los experimentos de dihibridismo, sino que se evidencia en la uniformidad de los híbridos de la primera generación, en los experimentos de monohibridismo (B incorrecta). No es correcto que el par de alelos que determina una misma característica se encuentre en el mismo gameto, dado que los alelos se separan para formar las células sexuales (meiosis) y cada gameto lleva solo un alelo para cada característica. En otras palabras, solo uno de los alelos que determina una característica se encuentra en el mismo gameto que el alelo que determina la otra (D incorrecta). También es incorrecto que la proporción fenotípica 9:3:3:1 permita deducir que no existe relación de dominancia-recesividad entre los genes. Este resultado implica que hay dos alelos, uno dominante y otro recesivo para cada característica y que los genes para distintas características segregan independientemente (E incorrecta; C correcta). 14. B Un individuo con genotipo AaBbCC puede producir 4 tipos de gametos. Recordemos que la fórmula para calcular la cantidad de gametos es 2n, donde n corresponde al número de pares de alelos en estado heterocigoto. Por lo tanto, en este caso, la fórmula queda como 22 = 4. Y los gametos son: ABC, AbC, aBC, abC. 15. D Llamaremos L al alelo de semilla lisa, l al de semilla rugosa, A al de color amarillo y a al de color verde. De acuerdo a la segunda ley de Mendel, para el cruce entre dos individuos heterocigotos para las dos características (LlAa) esperamos los siguientes resultados: Gametos LA La lA la LA LLAA LLAa LlAA LlAa La LLAa LLaa LlAa Llaa lA LlAA LlAa llAA llAa la LlAa Llaa llAa llaa En esta tabla se aprecia que la descendencia puede clasificarse en cuatro clases fenotípicas y 9 clases genotípicas (combinaciones de alelos) (B incorrecta). La proporción fenotípica esperada de acuerdo a la ley de Mendel es Fenotipo Proporción esperada 9/16 3/16 3/16 1/16 Lisa-amarilla Rugosa-amarilla Lisa-verde Rugosa-verde La proporción fenotípica observada es Fenotipo Lisa-amarilla Rugosa-amarilla Lisa-verde Rugosa-verde Proporción esperada 315/556 = 9,06/16 108/556 = 3,11/16 101/556 = 2,91/16 32/556 = 0,92/16 Los valores son muy cercanos a los esperados de acuerdo a la ley de Mendel, por lo tanto, podemos considerar que estas proporciones siguen la segunda ley de Mendel y que los resultados coinciden con los experimentos de Mendel (A incorrecta). Para que esto se cumpla, cada característica debe estar determinada por un gen con dos alelos (dos pares de alelos en total) y estos genes deben estar ubicados en cromosomas diferentes, es decir, deben ser independientes (alternativa E incorrecta). Como el cruzamiento sigue las leyes mendelianas, podemos deducir que el fenotipo más abundante es el que presenta los dos rasgos dominantes, en este caso, semilla lisa y amarilla (alternativas C incorrecta; D correcta). 16. D Habilidad de pensamiento científico: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos. En el enunciado se señala que los caracteres dominantes son aquellos que tienen la capacidad de expresarse encubriendo al otro carácter. Esto se cumple para el color oscuro y el tamaño grande de los ojos, como se puede apreciar en la siguiente figura (opción I correcta). Para evaluar las posibilidades fenotípicas en la descendencia de una mujer de ojos claros y pequeños y un hombre de ojos claros y grandes, debemos considerar cada característica por separado. El cruce entre una mujer y un hombre de ojos claros solo puede producir descendientes de ojos claros. Sin embargo, entre una mujer de ojos pequeños y un hombre de ojos grandes es posible obtener descendientes de ojos grandes o de ojos pequeños, como se muestra en las figuras a continuación (opción II incorrecta). Del mismo modo, evaluamos el cruce entre una mujer de ojos oscuros y pequeños y un hombre de ojos claros y pequeños, considerando cada característica por separado. Entre mujer de ojos oscuros y hombre de ojos claros, es posible obtener descendientes de ojos claros u oscuros. Entre mujer y hombre de ojos pequeños, todos los descendientes tendrán ojos pequeños (opción III correcta). 17. B La planta parental de pétalos rojos y estambres pequeños, debe tener, en principio, un genotipo R_gg. Y la planta parental de pétalos rosados y estambres grandes, rrG_. En la descendencia se obtienen solo plantas con pétalos grandes, por lo que es probable que una de las plantas parentales sea homocigota dominante. Por lo tanto, la planta parental de estambres grandes es probablemente homocigota dominante para esa característica y su genotipo será rrGG. Por otro lado, aproximadamente un 50% de los descendientes tiene pétalos rojos y 50%, pétalos rosados. Esta proporción es típica de un cruzamiento entre un heterocigoto y un homocigoto recesivo. Por lo que podemos deducir que el genotipo de la planta parental de pétalos rojos es Rrgg. Así, obtenemos el siguiente cruzamiento, Rrgg x rrGG Gametos Rg rg 18. D rG RrGg rrGg La figura muestra el cruce entre una planta enana con flores en posición axial y una planta alta con flores en posición terminal. El 100% de los descendientes son plantas altas con flores en posición axial, por lo tanto, estos son los caracteres dominantes (alternativa A incorrecta). Podemos representar la posición axial de la flor como A y la posición terminal como a, el tallo alto como B y el tallo enano como b. De esta forma, los genotipos de los progenitores serán AAbb y aaBB (alternativa E incorrecta). El genotipo de las plantas de F1 es AaBb (doble heterocigoto o dihíbrido), por lo que la alternativa C es incorrecta. Según la segunda ley de Mendel, al autopolinizar estas plantas se obtendrán plantas altas con flores en posición axial (9/16), plantas enanas con flores en posición axial (3/16), plantas altas con flores en posición terminal (3/16) y plantas enanas con flores en posición terminal (1/16), es decir, cuatro clases fenotípicas distintas. De estos fenotipos, las plantas enanas con flores en posición terminal no se encuentran presentes en P ni en F1 (alternativa D correcta). Sin embargo, las combinaciones genotípicas no son cuatro, dado que distintos genotipos pueden originar el mismo fenotipo. Como existen tres combinaciones genotípicas posibles para cada par de alelos (AA, Aa y aa), se producirán 9 combinaciones genotípicas en el cruce dihíbrido (B incorrecta). 19. C Al cruzar los individuos dihíbridos: e+ e vg+ vg x e+ e vg+ vg La proporción fenotípica esperada es de 9:3:3:1, por lo tanto, se espera que de cada clase fenotípica sean: (256/16) x 9 = 144 individuos con alas normales y color común. (256/16) x 3 = 48 individuos con alas normales y color ébano. (256/16) x 3 = 48 individuos con alas vestigiales y color común. (256/16) x 1 = 16 individuos con alas vestigiales y color ébano. 20. A Cuando se cruzan dihíbridos, la descendencia resultará en la proporción de 9:3:3:1, donde 9/16 corresponderá al fenotipo dominante para ambos rasgos, en este caso será color púrpura de la flor y la posición axial. Si 180 plantas corresponden a 9/16, entonces se debería calcular a cuántas plantas corresponderían las proporciones de plantas con flores de color púrpura y de posición terminal (3/16) y con flores de color blanco y de posición terminal (1/16). 180 plantas = X plantas 9 3 X = 60 plantas Para plantas con flores de color blanco y de posición terminal: 180 plantas = X plantas 9 1 X = 20 plantas