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Guía:
Ciclo celular y mitosis
SGUICES040CB31-A17V1
SOLUCIONARIO GUÍA
Ciclo celular y mitosis
Tabla de corrección:
Ítem
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
Alternativa
B
B
B
C
A
B
A
C
A
A
D
C
B
C
C
C
D
E
E
C
E
B
B
A
B
Habilidad
Reconocimiento
Reconocimiento
Aplicación
Comprensión
Reconocimiento
Comprensión
Reconocimiento
Reconocimiento
ASE
Reconocimiento
Comprensión
Comprensión
Aplicación
Comprensión
Aplicación
Aplicación
Aplicación
Comprensión
Aplicación
Aplicación
ASE
Comprensión
Comprensión
Aplicación
Comprensión
Dificultad estimada
Fácil
Fácil
Fácil
Fácil
Fácil
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Media
Difícil
Difícil
Difícil
Difícil
Difícil
Tabla de defensa:
Ítem
1.
Alternativa
B
Defensa
Los organismos diploides poseen dos juegos cromosómicos
(2n) que son aportados por cada uno de los progenitores
durante la fecundación de los gametos (alternativa B
correcta). 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 (alternativa A incorrecta). La formación
de tétradas tiene la finalidad de intercambiar el material
genético en la sinapsis de los cromosomas homólogos
(alternativa C incorrecta). En el caso en que ocurran dos
mitosis sucesivas, el proceso sigue la misma secuencia
(alternativa D incorrecta). 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 (alternativa E
incorrecta).
2.
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
(alternativas A, C, D y E incorrectas). 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 (alternativa B correcta).
3.
B
Se observan 4 cromosomas, que se pueden organizar en dos
parejas de morfología similar. Por lo tanto, hay dos pares de
homólogos (alternativas B correcta; A, C, D y E incorrectas).
4.
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
(alternativa C correcta).
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
(alternativas A, B, D y E incorrectas).
5.
A
El orden correcto de las etapas del ciclo celular es G1 - S G2 - Profase - Metafase - Anafase - Telofase – Citocinesis
(alternativa A correcta). Como se trata de un proceso cíclico
podemos tomar como comienzo cualquiera de las etapas pero
manteniendo el orden indicado. 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 alternativa E, la telofase precede a anafase, por lo que
tampoco es correcta.
6.
B
Los cromosomas representan el estado compactado del
material genético, por lo que este pierde la capacidad de
dirigir la síntesis de proteínas (alternativa A incorrecta). El
objetivo que persigue esta compactación de ADN es
empaquetar el ADN para que sea repartido equitativamente
entre las células hijas (alternativa 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
(alternativas C y E incorrectas).
La formación del huso mitótico, en la célula animal, depende
del centrosoma o centro organizador de microtúbulos, que
incluye a los centriolos (alternativa D incorrecta).
7.
A
En la interfase, como parte de la preparación para la mitosis,
se sintetiza el ADN (fase S) (alternativa A correcta).
La separación de cromátidas hermanas ocurre en la anafase
durante la mitosis (alternativa B incorrecta). La alineación en
el plano ecuatorial ocurre en la metafase de la mitosis
(alternativa C incorrecta). La degradación de la membrana
nuclear ocurre al comienzo de la mitosis (alternativa D
incorrecta). La separación de las células hijas ocurre al final
del proceso de mitosis (alternativa E incorrecta).
8.
C
Las células que resultan de la mitosis son diploides, es decir,
2n cromosomas (dos juegos cromosómicos: paterno y
materno) (alternativas B, D y E incorrectas) y 2c ADN (hay
cromosomas homólogos simples) (alternativas C correcta; A
incorrecta).
9.
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, lo que permite concluir que se
encuentran en distintas etapas del ciclo celular, por lo que
estos NO están sincronizados (alternativa A correcta). Cabe
señalar que si bien es rechazada, esta sigue siendo una
hipótesis válida y correctamente formulada.
La alternativa B es incorrecta, ya que 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.
10.
A
La diferenciación celular tiene el costo de que la célula pierda
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
(alternativa A correcta).
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
(alternativa D correcta).
12.
C
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 (alternativa B incorrecta), esta situación permite
deducir que uno de los gametos que originó a este individuo
presentaba una anomalía (alternativa C correcta). El cariotipo
muestra cromosomas homólogos, por lo que no pudo haber
sido extraído de una célula haploide (alternativa D incorrecta).
El organismo al cual le extrajeron esta célula muestra un
cromosoma adicional en el par 21 (alternativa E incorrecta). El
cariotipo corresponde a una célula que ya duplicó su material
genético en la fase S (alternativa A incorrecta).
13.
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 (alternativa B correcta).
14.
C
La meiosis es un proceso que se da en células destinadas a
ser gametos. En dicho proceso ocurren eventos que aportan
variabilidad como lo son el crossing-over y la permutación
cromosómica (alternativa C correcta). La cicatrización de
heridas, la obtención de clones, el crecimiento de
extremidades en animales y reproducción por patillas en las
plantas corresponden a eventos asociados a la mitosis
(alternativas A, B, C y E incorrectas).
15.
C
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, correspondientes a 40 moléculas de ADN (alternativa
C correcta; A, B, D y E incorrectas).
16.
C
La cromatina corresponde a una asociación de ADN y
proteínas que permite 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 (alternativa C correcta).
17.
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 (alternativa D correcta).
18.
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).
19.
E
Durante la etapa G2 de la interfase del ciclo celular se
sintetizan proteínas y se termina la replicación de estructuras
celulares (que comienza en G1) en preparación para la
división celular (alternativa B incorrecta). 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 (alternativa 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 (alternativa C incorrecta).
Durante G1 es posible que algunas células entren en G0,
diferenciándose y quedando fuera del ciclo celular (alternativa
D incorrecta).
La duplicación del material genético (ADN) ocurre durante la
fase S del ciclo celular (alternativa A incorrecta).
20.
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
(alternativas A y E incorrectas). 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 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. Es por esto que la etapa en la
que se encuentra esta célula, no puede estar antes de la
etapa en la que se encuentra la célula 2 (alternativa B
incorrecta), y tampoco puede estar antes que la etapa que
representa la célula 1 (alternativa D incorrecta). (Alternativa C
correcta).
21.
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 (opción II correcta).
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
(opción III correcta).
22.
B
La mitosis da origen a dos células con repartición de
citoplasma de manera equitativa, tanto para la célula animal
como para la vegetal (alternativas A y D incorrectas).
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 (alternativa B correcta). La pared celular se
forma a partir del fragmoplasto (alternativas C y E
incorrectas).
23.
B
Los cromosomas, son estructuras formadas por ADN en su
máximo estado de compactación, que aparecen durante la
fase M del ciclo celular (alternativa 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 (alternativa B correcta; D incorrecta).
El material genético se encuentra como cromatina durante la
interfase del ciclo celular (alternativa A incorrecta). En esta
etapa se produce la duplicación del material genético, durante
la fase S (alternativa 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.
24.
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 (alternativa 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 (alternativa
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 (alternativa C incorrecta), mientras que en la célula
número 2 se está produciendo la separación de cromátidas
(anafase; alternativa B incorrecta). Por último, en la célula 5
se ha producido la separación de los dos núcleos, los cuales
están nuevamente rodeados por membranas y ha comenzado
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
(alternativa E incorrecta).
25.
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. En
este caso las cromátidas 1 y 2, son hermanas y las
cromátidas 3 y 4 también corresponden a hermanas
(alternativas A y E incorrectas). Las cromátidas no hermanas
de cromosomas homólogos, corresponden a cromátidas
homólogas (alternativas B correcta; C y D incorrectas). Estas
tienen la misma forma, tamaño y genes, pero no
necesariamente la misma información (alelos), ya que
proceden de distinto progenitor.