COLEGIO SAN IGNACIO DE LOYOLA PERÍODO 2

Estudiante: _____________________________ Grado: 9° Área: Ciencias Naturales y Educación Ambiental Fecha: Abril 13 de 2015 Asignatura: Ciencias Naturales Tipo de Guía: informativa y de ejercitación Docente: María Helena González U. Tiempo de Duración: 5 unidades I

INDICADORES DE DESEMPEÑO

1. Elabora esquemas representativos aplicando las leyes de

Mendel.

2. Aplica las leyes de Mendel en la resolución de problemas

comparándolos con la genética moderna.

3. Analiza situaciones problema relacionadas con herencia

no mendeliana.

INTRODUCCIÓN Todos los seres vivos son producto de la naturaleza y de la crianza, el material genético

da al organismo sus limitaciones y potencialidades biológicas y el medio ambiente le

brinda la crianza. Ambos factores al interactuar dan a cada organismo sus características

anatómicas, fisiológicas, bioquímicas y de comportamiento. La genética es la ciencia que

estudia la herencia y aunque es relativamente nueva se ha desarrollado mucho en la

últimas décadas, sus aplicaciones van desde la selección y mejoramiento de los

organismos con fines productivos, la evaluación de la productividad con base en los

genes, hasta la manipulación de genes ya sea para corregir enfermedades, clonar

individuos, "trasplantar" genes de una especie a otra o el uso de organismos diseñados

genéticamente en la optimización de procesos industriales.1

Se llama herencia mendeliana a la transmisión de características hereditarias que ocurre

en fundamental acuerdo con las leyes formuladas por el monje austriaco Gregor Mendel

(1822-84) con base en sus investigaciones sobre cruces entre diversas clases de

guisantes. Es de notar que Mendel, además de tener una notable curiosidad científica y

mucha paciencia y laboriosidad, fue sumamente afortunado al escoger para sus

experimentos plantas y características que por casualidad obedecían especialmente bien

las leyes concebidas por él. De hecho, son pocos los casos en que la transmisión de un

¿CÓMO SE TRANSMITE LA INFORMACIÓN GENÉTICA?

HERENCIA MENDELIANA

rasgo hereditario particular ocurre sin interdependencia con la transmisión de otros

rasgos, es decir, en que un gen determina su rasgo sin que ningún otro gen influya en el

resultado (cuarta ley).i

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE HERENCIA MENDELIANA

A continuación aparecerán una serie de problemas resueltos, que te permitirán

comprender algunos conceptos relacionados con la herencia de características. Lee con

atención los problemas e interpreta la forma como se resuelven para que puedas aplicar

esta metodología en la resolución de problemas similares.

Problema 1: Cruce Monohíbrido

En las plantas de arvejas, semillas lisas (S) son dominantes

sobre semillas rugosas (s). En una cruce genética de dos

plantas que son heterocigotas para el carácter "forma de la

semilla", ¿qué fracción de los descendientes deberían tener

semillas lisas?

A. Ninguno

B. 1/4

C. 1/2

D. 3/4

SOLUCIÓN

En las plantas de arvejas, semillas lisas (S) son dominantes

sobre semillas rugosas (s). En un cruce genético de dos plantas

que son heterocigotas para el carácter "forma de la semilla",

¿qué fracción de los descendientes deberían tener semillas

lisas?

La figura de arriba representa un cruce monohíbrido de plantas híbridas-F1. Ambos

padres son heterocigotas (Ss) para un alelo que determina la forma de la semilla. La

presencia del alelo dominante (S) en plantas homocigotas (SS) o heterocigotas (Ss) da

como resultado semillas lisas. Plantas homocigotas recesivas (ss) tienen semillas

rugosas. Para resolver el problema 1, necesitas hacer una cuadricula de Punnett. Esta

guía te llevará a través del proceso.

Construye una cuadricula de Punnett

1. Dibuja una cuadricula de Punnett de 2x 2.

2. Anota los alelos del padre 1 en el lado izquierdo de la

cuadricula de Punnett.

Cada gameto tendrá uno de los dos alelos del padre. En este

cruce en particular, la mitad de los gametos tendrá el alelo

dominante (S), y la otra mitad tendrá el alelo recesivo (s).

3. Anota los alelos del padre 2 arriba de la cuadricula de

Punnett.

Para este padre heterocigota (Ss), la mitad de los gametos tendrá

el alelo dominante (S), y la otra mitad tendrá el alelo recesivo (s).

4. Llena los cuadros para el padre 1.

Llena cada cuadro con el alelo del Padre 1 en esa línea.

5. Llena los cuadros para el padre 2.

Llena cada cuadro con el alelo del Padre 2 en esa columna.

Interpretación de los resultados de una cuadricula de Punnett

Ahora tenemos la información para predecir el resultado del cruce. Los genotipos en los

cuatro cuadros de la cuadricula de Punnett, tienen cada uno, las mismas posibilidades

de ocurrir entre los descendientes de este cruce. Ahora podemos tabular los resultados.

Genotipos que resultaron de este cruce monohíbrido (Ss x Ss)

25%

homocigotas

dominantes

50%

heterocigotas

25%

homocigotas

recesivos

Fenotipos que resultaron de este cruce monohíbrido (Ss x Ss)

Cruce Dihibrido

Problema 2: Predicción de gametos de una planta SsYy.

Los gametos de una planta de genotipo SsYy ¿Qué genotipos deberían tener?

SOLUCIÓN

Selección de alelos

Los gametos recibirán un alelo de cada par (Ss y Yy). Todas las combinaciones de alelos tendrán las mismas probabilidades de ocurrir (SY, Sy, sY, y sy) porque los alelos de diferentes genes se seleccionan independientemente durante la formación de gametos (meiosis.) Cada gameto tiene un alelo para forma de semilla (S=lisa o s=rugosa) y un alelo para color (Y=amarillo o y=verde)

Problema 3: Un cruce de prueba SsYy x ssyy.

¿Cuál de los siguientes genotipos, no esperaría encontrar entre la descendencia de

una cruce de prueba SsYy x ssyy?

SOLUCIÓN

Alelos del padre 1

Hay cuatro combinaciones de alelos

en los gametos del padre 1.

Alelos del padre 2

Hay una sola combinación posible de alelos en

los gametos del padre 2.

Cruce de Prueba

Este cruce se puede usar

para determinar si esta

planta de semillas lisas-

amarillas era heterocigota

para los caracteres forma y

color de la semilla.

Problema 4: Descendientes homocigotas de un cruce dihíbrido

En un cruce dihíbrido, AaBb x AaBb, ¿qué fracción de la descendencia será homocigota para ambos caracteres recesivos?

SOLUCIÓN

Predicción del genotipo de la

descendencia

Hay cuatro combinaciones posibles de

gametos para el padre AaBb. La mitad de los

gametos obtienen un alelo dominante A y un

dominante B; la otra mitad de los gametos

reciben un alelo recesivo a y un recesivo b.

Ambos padres producen 25% de

AB,Ab,aB,ab. (Revisa guía del problema #2

si es necesario).

Gametos posibles para cada padre AaBb En razón de que cada padre tenga cuatro combinaciones diferentes de alelos en los gametos, hay dieciséis combinaciones posibles para esta cruce. Por lo tanto usamos una cuadricula de Punnett de 4x4 cuadros. Ahora podemos predecir el resultado de la cruce genética AaBb x AaBb. Para determinar la fracción de la descendencia homocigota para ambos caracteres, primero determine el genotipo de un descendiente homocigota para ambos caracteres. Será aabb.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

1. Si una planta homocigótica de tallo alto (AA) se cruza con una homocigótica de tallo

enano (aa), sabiendo que el tallo alto es dominante sobre el tallo enano, ¿Cómo serán los

genotipos y fenotipos de la F1 y de la F2?

2. Al cruzar dos moscas negras se obtiene una descendencia formada por 216 moscas

negras y 72 blancas. Representando por NN el color negro y por nn el color blanco, cuál

será el genotipo de las moscas que se cruzan y de la descendencia obtenida.

3. El pelo rizado en los perros domina sobre el pelo liso. Una pareja de pelo rizado tuvo un

cachorro de pelo también rizado y del que se quiere saber si es heterocigótico. ¿Con qué

tipo de hembras tendrá que cruzarse?

4. Una mariposa de alas grises se cruza con una de alas negras y se obtiene un

descendencia formada por 116 mariposas de alas negras y 115 mariposas de alas grises.

Si la mariposa de alas grises se cruza con una de alas blancas se obtienen 93 mariposas

Alelos de ambos padres

Descendiente homocigota para ambos caracteres recesivos Hay solo uno de 16 combinaciones posibles con este genotipo.

Por lo tanto, la fracción predicible será 1/16.

de alas blancas y 94 mariposas de alas grises. ¿Cómo son los genotipos de las

mariposas que se cruzan y de la descendencia?

5. Un ratón A de pelo blanco se cruza con uno de pelo negro y toda la descendencia

obtenida es de pelo blanco. Otro ratón B también de pelo blanco se cruza también con

uno de pelo negro y se obtiene una descendencia formada por 5 ratones de pelo blanco y

5 de pelo negro. ¿Cuál de los ratones A o B será homocigótico y cuál heterocigótico?

Razona la respuesta.

6. Se cruzan dos plantas de flores color naranja y se obtiene una descendencia formada

por 30 plantas de flores rojas, 60 de flores naranja y 30 de flores amarillas. ¿Qué

descendencia se obtendrá al cruzar las plantas de flores naranjas obtenidas, con las rojas

y con las amarillas también obtenidas? Razona los tres cruzamientos.

7. Una planta de jardín presenta dos variedades: una de flores rojas y hojas alargadas y

otra de flores blancas y hojas pequeñas. El carácter color de las flores sigue una herencia

intermedia, y el carácter tamaño de la hoja presenta dominancia del carácter alargado. Si

se cruzan ambas variedades, ¿Qué proporciones genotípicas y fenotípicas aparecerán en

la F2? ¿Qué proporción de las flores rojas y hojas alargadas de la F2 serán

homocigóticas?

8. En el hombre el color pardo de los ojos “A” domina sobre el color azul “a”. Una pareja

en la que el hombre tiene los ojos pardos y la mujer ojos azules tienen dos hijos, uno de

ellos de ojos pardos y otro de ojos azules. Determina:

a. El genotipo del padre

b. La probabilidad de que el tercer hijo sea de ojos azules.

9. La acondroplasia es una anomalía determinada por un gen autosómico que da lugar a un tipo de enanismo en la especie humana. Dos enanos acondroplásicos tienen dos hijos, uno acondroplásico y otro normal.

a. La acondroplasia, ¿es un carácter dominante o recesivo? ¿Por qué? b. ¿Cuál es el genotipo de cada uno de los progenitores? ¿Por qué? c. ¿Cuál es la probabilidad de que el próximo descendiente de la pareja sea normal? ¿Y de qué sea acondroplásico? Realiza un esquema del cruzamiento.

10. El albinismo es un carácter recesivo con respecto a la pigmentación normal. ¿Cuál sería la descendencia de un hombre albino en los siguientes casos?:

a. Si se casa con una mujer sin antecedentes familiares de albinismo. b. Si se casa con una mujer normal cuya madre era albina. c. Si se casa con una prima hermana de pigmentación normal pero cuyos abuelos comunes eran albinos.

Después de que las leyes de Mendel fueron redescubiertas, los genetistas hallaron casos

en los que una característica de un par de alelos no era completamente dominante sobre

el otro, o que la expresión de los rasgos la determinaba más de un par de alelos,

apartándose así de estas reglas. Ejemplos de este tipo de herencia son:

HERENCIA NO MENDELIANA

Dominancia Incompleta

Co-dominancia

Alelos múltiples

Herencia ligada al sexo

Herencia poli-génica

Interacción génica

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

A. Herencia Intermedia

1. Al realizar un cruzamiento entre una mariposa de alas grises con otra de alas negras se obtuvo una descendencia formada por 93 mariposas de alas negras y 93 mariposas de alas grises. La mariposa de alas grises se cruzó con otra que presenta alas blancas, obteniéndose una descendencia formada por 35 mariposas blancas y 35 mariposas grises. Averiguar los genotipos, tanto de las mariposas que se cruzan como de los descendientes.

2. Las cobayas de pelaje color amarillo son homocigotos (CACA), el color crema se debe a un genotipo heterocigótico (CACB), y el blanco es debido al genotipo homocigótico (CBCB) ¿Qué proporciones genotípicas y fenotípicas se obtienen de un cruzamiento entre dos cobayas de color crema?

3. Un perro de pelo negro, cuyo padre era de pelo blanco, se cruza con una perra de pelo gris, cuya madre era negra. Sabiendo que el color negro del pelaje domina sobre el blanco en los machos, y que en las hembras negro y blanco presentan herencia intermedia, explica cómo serán los genotipos de los perros que se cruzan y tipos de hijos que pueden tener respecto del carácter considerado.

4. Dos plantas de dondiego (Mirabilis jalapa) son homocigóticas para el color de las flores. Una de ellas produce flores de color blanco marfil y la otra, flores rojas. Señala los genotipos y fenotipos de los dondiegos originados del cruce de ambas plantas, sabiendo que “B” es el gen responsable del color marfil, “R” es el gen que condiciona el color rojo y que los genes R y B son equipotentes (herencia intermedia).

5. Un dondiego de flores rojas y hojas grandes se cruza con otro de flores blancas y hojas pequeñas. Calcula los fenotipos de la F2 y sus porcentajes, teniendo en cuenta que estos dos caracteres se rigen por el mecanismo de la equipotencia o herencia intermedia.

6. Los genes alelos P y p rigen el desarrollo de las plumas de las gallinas. El genotipo PP determina gallinas con las plumas muy rizadas, el pp normalmente rizadas y el Pp medianamente rizadas. Cuando se cruzan una gallina con plumas normales y un gallo de plumas muy rizadas, ¿qué fracción de la F2 se espera que tenga las plumas medianamente rizadas?

7. Una raza de gallinas, denominada andaluza, presenta plumajes de tres colores negro, blanco y azul. El azul resulta de la combinación híbrida de los genes negro y blanco. Determina los fenotipos y los genotipos de la descendencia de estos tres cruzamientos.

a. Plumaje azul x plumaje negro. b. Plumaje azul x plumaje azul. c. Plumaje azul x plumaje blanco.

B. Herencia ligada al sexo

1. ¿Qué proporción genotípica cabe esperar en un matrimonio entre un hombre

daltónico y una mujer portadora? ¿Qué proporción de daltónicos cabe esperar en

la familia si tiene ocho hijos?

2. Indica el genotipo de un hombre calvo cuyo padre no era calvo, el de su esposa

que no es calva, pero cuya madre sí lo era, y el de sus futuros hijos.

3. Al cruzar una gallina normal con un gallo paticorto salieron todos los gallitos

normales y todas las gallinitas paticortas. Posteriormente se realiza la F2 y se

obtiene que la mitad de los gallos y la mitad de las gallinas salen paticortas.

Explica estos resultados.ii

4. En un mamífero el número de cromosomas es 2n = 48: ¿Cuántos autosomas tendrá un espermatozoide? ¿y cuántos cromosomas sexuales? ¿Cuántos autosomas tendrá una célula somática? ¿y cuántos cromosomas sexuales? Razonar las respuestas.

5. El color rojo de los ojos de Drosophila es dominante. Se realizó un cruzamiento en el que ambos parentales tenían los ojos rojos y se observó que la descendencia era fenotípicamente uniforme, con ojos rojos. De esta descendencia se tomaron una serie de moscas, cada una de las cuales se cruzó con una mosca de ojos púrpura. La mitad de los cruzamientos produjo sólo moscas de ojos rojos y la otra mitad produjo el 50% de moscas con ojos rojos y el otro 50% de moscas con ojos púrpura. a. Indica los genotipos de la descendencia del primer cruzamiento. b. Indica los genotipos de la descendencia del segundo cruzamiento.

6. En la hemofilia: a. ¿Cuáles serán las proporciones genotípicas que podríamos esperar de la descendencia de una mujer fenotípicamente normal, cuyo padre era hemofílico y cuyo marido es normal? b. ¿Qué circunstancias tienen que darse para que un padre y su hijo varón sean hemofílicos?iii

Un diagrama de pedigrí es un gráfico escrito en forma similar a un árbol genealógico, en

el cual se detalla por medio de una simbología consensuada, la aparición de un

determinado fenotipo a lo largo de la historia natural de una familia. Con frecuencia los

diagramas de pedigrí comprenden tres o cuatro generaciones, pero un buen diagrama de

pedigrí debería contener todas las que resultara posible rastrear.

GENEALOGÍAS

Un diagrama de pedigrí hace uso de cuatro símbolos básicos dos cuadrados (uno vacío y

uno lleno) y dos círculos (uno vacío y uno lleno). Los círculos representan hembras, los

cuadrados machos, los símbolos llenos representan la aparición fenotípica de la

característica que se está rastreando, mientras que los símbolos vacíos representan a

individuos que no la presentan.

Las sucesivas generaciones se representan en líneas horizontales diferentes, y

numerándolas con números romanos a partir de la más antigua generación de la que se

tienen datos. Una doble línea horizontal indica consanguinidad.

Las uniones con descendencia se representan por una línea horizontal que vincula a los

individuos parentales, y los descendientes se derivan de esta unión por medio de líneas

en forma de árbol. En números romanos se consigna el orden generacional; en números

árabes, se detalla el orden de descendencia.

La función de un diagrama de pedigrí es simplificar lo más posible la ocurrencia de una

determinada característica, para tratar de determinar cuál es el mecanismo de

herencia que la caracteriza, con el fin de predecir su posible aparición en futuros

descendientes. Por ello, facilita identificar síndromes genéticos y establecer diagnósticos

presintomáticos, así como el cálculo del riesgo (recurrencia u ocurrencia) y los patrones

de herencia de una enfermedad. Así, un diagrama de pedigrí es tanto más efectivo cuanto

menos información superflua presenta.

La ventaja principal del diagrama de pedigrí es su interpretación fácil y su formato

compacto. No obstante, el mayor inconveniente es la confusión a que puede dar lugar por

utilizar símbolos, que deben ser universalmente admitidos.iv

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

1. Una pareja en la que la visión de ambos es normal tiene cuatro hijos. En ellos y en

sus descendientes se aprecian las siguientes características:

a. Una hija con visión normal, que tiene un hijo normal y un hijo y una hija daltónica. b. Una hija con visión normal, que tiene tres hijas y dos hijos normales. c. Un hijo daltónico, con dos hijas normales. d. Un hijo normal, con dos hijos y dos hijas normales.

Construye la genealogía de esta familia indicando en cada caso el genotipo más

probable y el tipo de herencia.

2. Un varón de ojos azules se casa con una mujer de ojos pardos. La madre de la mujer

era de ojos azules, el padre de ojos pardos y tenía un hermano de ojos azules. Del

matrimonio nació un hijo con ojos pardos. Cómo será el genotipo de todos ellos,

sabiendo que el color pardo domina sobre el color azul.

3. La siguiente genealogía corresponde a cobayas. El

negro corresponde a pelo rizado y el blanco a pelo

liso. El cuadrado significa macho y el círculo significa

hembra. Determina qué carácter es dominante y cuál

recesivo. Determina si es un carácter ligado al sexo.

4. Una mujer tiene el pelo rizado y su marido tiene el pelo liso. Cuando se enteran que

van a tener un hijo se preguntan cómo será el pelo de éste. La madre argumenta que

lo tendrá liso porque el padre de ella (abuelo del futuro

niño) tenía el pelo liso. El marido responde que debería

tenerlo rizado porque sus dos padres (los abuelos

paternos del futuro niño) tenían el pelo rizado. Sabiendo

que se trata de un carácter autosómico, determina:

a. Tipo de herencia del carácter. b. Genotipos de los individuos de la familia. c. Probabilidad de pelo liso en el niño que va a nacer.

5. El albinismo en la especie humana es la ausencia

de pigmento en el cabello, piel y ojos. En la figura

se representa la genealogía de una familia en la

que varias personas son albinas (círculos y

cuadrados de color gris). Determine a partir de la

genealogía:

a. Si el albinismo está determinado por un gen dominante o recesivo. b. Si está o no ligado al sexo.

6. El sistema de grupos sanguíneos eritrocitarios ABO está determinado genéticamente

por una serie alélica (alelos IA, IB, I0): el grupo A pueden proceder de los genotipos

IAIA o IAI0. El grupo B puede proceder

de los genotipos IBIB e IBI0; el grupo

AB procede de un genotipo IAIB y el

grupo 0 procede del genotipo I0I0. En la

familia de la figura se indican los grupos

sanguíneos de cada individuo (los

hombres se representan con un

cuadrado y las mujeres con un círculo).

Uno de los miembros de la genealogía tiene un grupo sanguíneo no explicable en

base al tipo de herencia del carácter.

a. Indica cuál es esa persona. b. Indica cuál de estas dos explicaciones es la más probable:

La persona en cuestión es hijo/a extramatrimonial de la persona que figura como

su madre en la genealogía.

hubo una confusión (cambio de niño/a) en la clínica en que nació esa persona.

7. En la figura se indica la transmisión de un carácter monogénico (individuos en negro)

en una familia (los hombres se representan con un cuadrado y las mujeres con un

círculo). Indique el genotipo más probable de cada uno de los individuos (es decir, si

hay más de un genotipo posible, indique el más probable). Utiliza la letra A

(mayúscula) para el alelo dominante y la letra a (minúscula) para el recesivo.

8. En la figura anterior (ejercicio 7) se indica la transmisión de un carácter monogénico

(individuos en negro) en una familia (los hombres se representan con un cuadrado y

las mujeres con un círculo). ¿Por qué puede afirmarse que el gen que determina este

carácter no está situado en los cromosomas sexuales?

9. En la figura se indica la transmisión de una cierta

anomalía (círculos y cuadrados de color gris). Se

sabe que esta anomalía está producida por un solo

gen ligado al sexo y situado en el cromosoma X.

a. Indica si esta anomalía es dominante o recesiva. b. Indica los posibles genotipos para todos los individuos. Utiliza la letra A para el alelo dominante y la a para el recesivo.

c. Tomando en cuenta exclusivamente los datos aportados por esta genealogía. ¿Podría excluirse totalmente la posibilidad de que el carácter fuera autosómico?

10. En la figura se indica la transmisión de un carácter

monogenético (círculos y cuadrados de color gris) en

una familia (los hombres se representan mediante un

cuadrado y las mujeres con un círculo).

a. ¿Se trata de un carácter dominante o recesivo?

Razone la respuesta.

b. Indique el genotipo más probable de cada uno de los

individuos. Utilice A (mayúscula) para el alelo dominante y la letra a (minúscula)

para el recesivo.

c. ¿El gen que determina este carácter es autosómico o está ligado al cromosoma

X?

11. El matrimonio (7,8) tiene una hija (12) con

una determinada enfermedad genética el

padre (8) culpa a la madre ya que en su

familia, el abuelo materno de la niña (1)

padecía dicha enfermedad. A la vista del

árbol genealógico ¿el padre tiene o no

razón?.

12. Del estudio de ciertas enfermedades genéticas (A, B, C, D, E) en una serie de

familias (1, 2, 3, 4, 5) se obtienen los siguientes árboles genealógicos. Determina, si

es posible, que no siempre lo es, si el gen responsable de la enfermedad es

dominante o recesivo

Web grafía: http://www.maph49.galeon.com/meiosis/proII1.html www.biologia.arizona.edu www.recursos.cnice.mec.es/.../genetica1/actividades.htm ihttp://www.claudiogutierrez.com/NuevoHumanismo/herencia_mendeliana.html ii http://www.bioygeo.info/pdf/28_problemas_resueltos.pdf iii http://blog.educastur.es/genetica/ iv http://es.wikipedia.org/wiki/Pedigr%C3%AD

Tu constitución biológica, es producto del azar, tus genes se conjugaron de tal forma que crearon a un ser infinitamente maravilloso”.