7.E: La Base Celular de la Herencia (Ejercicios)
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7.1: Reproducción Sexual
Casi todos los eucariotas se someten a reproducción sexual. La variación introducida en las células reproductivas por la meiosis parece ser una de las ventajas de la reproducción sexual que la ha hecho tan exitosa. La meiosis y la fertilización se alternan en los ciclos de vida sexual. El proceso de meiosis produce células reproductivas genéticamente únicas llamadas gametos, que tienen la mitad del número de cromosomas que la célula madre. La fertilización, la fusión de gametos haploides de dos individuos, restaura la condición diploide. Así, los organismos de reproducción sexual se alternan entre los estadios haploide y diploide. Sin embargo, las formas en que se producen las células reproductivas y el tiempo entre la meiosis y la fertilización varían mucho. Existen tres categorías principales de ciclos de vida: diploide-dominante, demostrada por la mayoría de los animales; haploide dominante, demostrada por todos los hongos y algunas algas; y alternancia de generaciones, demostrada por plantas y algunas algas.
Opción Múltiple
¿Cuál es una ventaja evolutiva probable de la reproducción sexual sobre la reproducción asexual?
A. la reproducción sexual implica menos pasos
B. menor probabilidad de utilizar los recursos en un ambiente determinado
C. la reproducción sexual da como resultado una mayor variación en la descendencia
D. la reproducción sexual es más costo-efectiva
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C
¿Qué tipo de ciclo de vida tiene una etapa multicelular tanto haploide como diploide?
A. un ciclo de vida asexual
B. diploide-dominante
C. haploide-dominante
D. alternancia de generaciones
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D
¿Qué evento lleva a una célula diploide en un ciclo de vida?
A. meiosis
B. fertilización
C. alternancia de generaciones
D. mutación
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B
Respuesta Libre
¿Explicar la ventaja que tienen las poblaciones de organismos que se reproducen sexualmente sobre los organismos que se reproducen asexualmente?
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La descendencia de organismos que se reproducen sexualmente son todos genéticamente únicos. Debido a esto, los organismos que se reproducen sexualmente pueden tener una supervivencia más exitosa de la descendencia en ambientes que cambian que los organismos que se reproducen asexualmente, cuyas crías son todas genéticamente idénticas. Además, la tasa de adaptación de los organismos que se reproducen sexualmente es mayor, debido a su mayor variación. Esto puede permitir que los organismos que se reproducen sexualmente se adapten más rápidamente a los competidores y parásitos, que están evolucionando nuevas formas de explotarlos o superarlos.
Describir los dos eventos que son comunes a todos los organismos que se reproducen sexualmente y cómo encajan en los diferentes ciclos de vida de esos organismos.
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Los dos eventos comunes a todos los organismos que se reproducen sexualmente son la meiosis y la fertilización. La meiosis reduce una célula diploide a un estado haploide. La célula haploide puede dividirse mitóticamente para producir un organismo, algunas de cuyas células se combinarán durante la fertilización, o las células haploides producidas por la meiosis pueden combinarse inmediatamente en la fertilización para producir una célula diploide que se divide para producir un organismo.
7.2: Meiosis
La reproducción sexual requiere que los organismos diploides produzcan células haploides que puedan fusionarse durante la fertilización para formar crías diploides. El proceso que da como resultado células haploides se llama meiosis. La meiosis es una serie de eventos que organizan y separan los cromosomas en células hijas. Durante la interfase de la meiosis, cada cromosoma se duplica. En la meiosis, hay dos rondas de división nuclear que resultan en cuatro núcleos y generalmente cuatro células hijas haploides, cada una con la mitad del número de cromosomas como célula madre. Durante la meiosis, la variación en los núcleos hijos se introduce debido al cruce en la profase I y al alineamiento aleatorio en la metafase I. Las células que son producidas por la meiosis son genéticamente únicas.
La meiosis y la mitosis comparten similitudes, pero tienen resultados distintos. Las divisiones mitóticas son divisiones nucleares individuales que producen núcleos hijos que son genéticamente idénticos y tienen el mismo número de conjuntos de cromosomas que la célula original. Las divisiones meióticas son dos divisiones nucleares que producen cuatro núcleos hijos que son genéticamente diferentes y tienen un conjunto de cromosomas en lugar de los dos conjuntos que tenía la célula madre. Las principales diferencias entre los procesos ocurren en la primera división de la meiosis. Los cromosomas homólogos se separan en diferentes núcleos durante la meiosis I provocando una reducción del nivel de ploidía. La segunda división de la meiosis es mucho más similar a una división mitótica.
Opción Múltiple
La meiosis produce ________ células hijas.
A. dos haploides
B. dos diploides
C. cuatro haploides
D. cuatro diploides
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C
¿En qué etapa de la meiosis se separan las cromátidas hermanas entre sí?
A. profase I
B. profase II
C. anafase I
D. anafase II
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D
La parte de la meiosis que es similar a la mitosis es ________.
A. meiosis I
B. anafase I
C. meiosis II
D. interkinesis
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C
Si una célula muscular de un organismo típico tiene 32 cromosomas, ¿cuántos cromosomas habrá en un gameto de ese mismo organismo?
A. 8
B. 16
C. 32
D. 64
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B
Respuesta Libre
Explicar cómo la alineación aleatoria de cromosomas homólogos durante la metafase I contribuye a la variación en los gametos producidos por la meiosis.
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La alineación aleatoria conduce a nuevas combinaciones de rasgos. Los cromosomas que originalmente fueron heredados por el individuo productor de gametos provenían por igual del óvulo y del esperma. En la metafase I, las copias duplicadas de estos cromosomas homólogos maternos y paternos se alinean a través del centro de la célula para formar una tétrada. La orientación de cada tétrada es aleatoria. Existe la misma posibilidad de que los cromosomas derivados maternos estén enfrentando a cualquiera de los polos. Lo mismo ocurre con los cromosomas de origen paterno. La alineación debe ocurrir de manera diferente en casi todas las meiosis. A medida que los cromosomas homólogos se separan en la anafase I, cualquier combinación de cromosomas maternos y paternos se moverá hacia cada polo. Los gametos formados a partir de estos dos grupos de cromosomas tendrán una mezcla de rasgos de los padres del individuo. Cada gameto es único.
¿De qué manera la meiosis II es similar y diferente de la mitosis de una célula diploide?
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Las dos divisiones son similares en que los cromosomas se alinean a lo largo de la placa de metafase individualmente, es decir, desapareados con otros cromosomas (como en la meiosis I). Además, cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas que serán separadas. Las dos divisiones son diferentes porque en la meiosis II hay la mitad del número de cromosomas que están presentes en una célula diploide de la misma especie sometida a mitosis. Esto se debe a que la meiosis reduje el número de cromosomas a un estado haploide.
7.3: Errores en la Meiosis
El número, tamaño, forma y patrón de bandas de los cromosomas los hacen fácilmente identificables en un cariograma y permiten la evaluación de muchas anomalías cromosómicas. Los trastornos en el número de cromosomas, o aneuploidías, suelen ser letales para el embrión, aunque algunos genotipos trisómicos son viables. Debido a la inactivación de X, las aberraciones en los cromosomas sexuales suelen tener efectos más leves en un individuo. Las aneuploidías también incluyen casos en los que los segmentos de un cromosoma se duplican o eliminan. Las estructuras cromosómicas también pueden reorganizarse, por ejemplo, mediante inversión o translocación. Ambas aberraciones pueden tener efectos negativos sobre el desarrollo o la muerte. Debido a que obligan a los cromosomas a asumir emparejamientos retorcidos durante la meiosis I, las inversiones y translocaciones a menudo se asocian con una fertilidad reducida debido a la probabilidad de no disyunción.
Opción Múltiple
El genotipo XXY corresponde a:
A. Síndrome de Klinefelter
B. Síndrome de Turner
C. Triplo-X
D. Síndrome de Jacob
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A
Las anomalías en el número de cromosomas X tienden a ser más leves que las mismas anomalías en los autosomas debido a ________.
A. deleciones
B. recombinación no homóloga
C. sinapsis
D. Inactivación X
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D
Las aneuploidías son perjudiciales para el individuo por ¿qué fenómeno?
A. no disyunción
B. dosificación génica
C. errores meióticos
D. X inactivación
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B
Respuesta Libre
Los individuos con trisomía 21 tienen más probabilidades de sobrevivir hasta la edad adulta que los individuos con trisomía 18. En base a lo que sabes de las aneuploidías de este módulo, ¿qué puedes plantear la hipótesis sobre los cromosomas 21 y 18?
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Los problemas causados por las trisomías surgen porque los genes en el cromosoma que está presente en tres copias producen más producto que los genes en cromosomas con solo dos copias. La celda no tiene forma de ajustar la cantidad de producto, y la falta de equilibrio provoca problemas en el desarrollo y el mantenimiento del individuo. Cada cromosoma es diferente, y las diferencias en la supervivencia podrían tener que ver con el número de genes en los dos cromosomas. El cromosoma 21 puede ser un cromosoma más pequeño, por lo que hay menos productos génicos desequilibrados. También es posible que el cromosoma 21 lleve genes cuyos productos sean menos sensibles a las diferencias de dosificación que el cromosoma 18. Los genes pueden estar menos involucrados en vías críticas, o las diferencias en la dosis pueden hacer menos diferencia con esas vías.