Guía Ciclo celular y mitosis

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1 PROGRAMA INTERMEDIO CIENCIAS BÁSICAS Guía Ciclo celular y mitosis A continuación, se presentan los siguientes ejercicios, de los cuales sugerimos responder el máximo posible y luego, junto a tu profesor(a), revisar detalladamente las preguntas más representativas, correspondientes a cada grado de dificultad estimada. Solicita a tu profesor(a) que resuelva aquellos ejercicios que te hayan resultado más complejos. Ejercicios PSU 1. Los dos juegos de cromosomas presentes en las células de los organismos diploides con reproducción sexual se deben a(l) A) la duplicación del material genético de una célula haploide. B) aporte de un juego haploide por cada progenitor. C) un proceso de reducción de tétradas formadas durante la meiosis. D) resultado de dos mitosis celulares sucesivas. E) la separación de cromátidas hermanas durante la anafase. 2. Las histonas son proteínas que se asocian al material genético para permitir A) el transporte del ADN. B) la compactación del ADN. C) la síntesis de ADN. D) la degradación del ADN. E) la duplicación del ADN. 3. Cuántos pares de cromosomas homólogos aparecen en la figura? GUICES040CB31-A17V1 A) 0 B) 2 C) 4 D) 6 E) 8 Figura N 1: archivo 1

2 Ciencias Básicas Biología 4. La siguiente figura representa una etapa de la mitosis: Qué ocurrirá en la etapa siguiente? Figura N 2: archivo A) Separación de cromátidas homólogas B) Separación de cromosomas homólogos C) Separación de cromátidas hermanas D) Intercambio de ADN entre cromátidas no hermanas E) Formación de pares de cromosomas homólogos 5. En cuál de las siguientes alternativas se indica correctamente el orden de algunas etapas del ciclo celular? A) Metafase - Telofase - Citocinesis - G1 - S B) Citocinesis - G2 - S - Profase - Metafase C) Citocinesis - G1 - G2 - S - Profase D) G1 - S - G2 - Anafase - Metafase E) G2 - Profase - Telofase - Anafase - G1 6. Cuál es la importancia de la aparición de los cromosomas en la mitosis? A) Permiten la síntesis de proteínas específicas de la mitosis. B) Permiten una repartición equitativa del material genético. C) Permiten que se produzca la recombinación génica. D) Permiten la formación del huso mitótico. E) Permiten que se lleve a cabo la permutación cromosómica. 7. Cuál de las siguientes opciones muestra un evento propio de la interfase del ciclo celular? A) Síntesis de ADN. B) Separación de cromátidas hermanas. C) Alineación de los cromosomas en el plano ecuatorial. D) Degradación de la membrana nuclear. E) Separación de las células hijas. 2

3 GUÍA 8. Cuál es el número de cromosomas y la cantidad de ADN en las células hijas de la mitosis? A) 2n cromosomas y 4c ADN B) n cromosomas y 2c ADN C) 2n cromosomas y 2c ADN D) n cromosomas y 4c ADN E) 4n cromosomas y 4c ADN 9. La célula pasa por distintas etapas desde su nacimiento hasta su reproducción. La primera de estas etapas es la interfase, la cual se caracteriza por el crecimiento celular, la duplicación de estructuras celulares y la duplicación de material genético (ADN), además de la fabricación de proteínas necesarias para la siguiente etapa que corresponde a la mitosis, en la cual, el núcleo celular eucarionte se divide en dos para dar paso a la formación de dos células hijas idénticas a la célula madre. Conociendo estos antecedentes, un investigador observa al microscopio un grupo de células del tallo en crecimiento de una planta y las representa en el siguiente esquema: Figura N 3: archivo Posteriormente, analiza sus observaciones y concluye que las células del tejido examinado están en distintas etapas del ciclo celular, ya que aprecia diferencias estructurales y funcionales en ellas. A partir de la información, cuál de las siguientes opciones corresponde a una posible hipótesis para este estudio? A) Las células de un tejido vegetal en crecimiento sincronizan sus ciclos celulares. B) Existe una serie de reguladores del ciclo celular de las plantas que controlan el paso desde una etapa a la siguiente. C) Todas las células de una planta detienen su ciclo celular, inhibiendo su metabolismo para descansar y luego dividirse. D) Las células animales, a diferencia de las vegetales, inician sus etapas del ciclo celular independientemente de las demás. E) La rapidez con que se reproducen las células vegetales depende de la especie y de las condiciones ambientales. 3

4 Ciencias Básicas Biología 10. Una célula que tiene un alto grado de especialización está A) fuera del ciclo en forma definitiva. B) fuera del ciclo en forma transitoria. C) permanentemente en el ciclo. D) impedida de salir del ciclo. E) entrando intermitentemente al ciclo. 11. En un organismo pluricelular que presenta diferenciación sexual, qué función tiene la mitosis en las células somáticas y germinales, respectivamente? Somáticas Germinales A) Reducción cromosómica Duplicación cromosómica B) División citoplasmática Renovación C) Renovación Renovación D) Renovación y crecimiento Proliferación E) Crecimiento Crecimiento 12. La siguiente figura corresponde a un cariotipo: Y X Figura N 4: archivo A partir de la observación de este cariotipo, es correcto deducir que A) fue extraído de una célula en fase S. B) la dotación cromosómica de la especie es de 48. C) uno de los gametos que dio origen a este individuo presentaba una anomalía. D) los cromosomas que se muestran fueron extraídos de un espermatozoide. E) el organismo al cual le extrajeron esta célula carece de un par de cromosomas. 4

5 GUÍA 13. La célula diploide presenta 2 juegos de cromosomas dispuestos en pares homólogos, que han sido entregados por los progenitores. Si una célula somática tiene 12 cromosomas de un solo progenitor, cuántos cromosomas le faltarían para completar su diploidía? A) 10 B) 12 C) 14 D) 16 E) En cuál de los siguientes procesos NO interviene la división por mitosis? A) Cicatrización de heridas. B) Obtención de clones. C) Generación de diversidad por recombinación. D) Crecimiento de las extremidades en animales. E) Reproducción por patillas de una planta. 15. Luego de la anafase mitótica, una célula 2n = 20 presentará A) 40 cromosomas duplicados. B) 20 cromosomas simples. C) 40 moléculas de ADN. D) 20 cromátidas. E) 10 cromátidas. 16. En una célula humana, la cantidad de fibras de cromatina que forma el material hereditario al final de interfase será igual a A) 23 fibras. B) 46 fibras. C) 92 fibras. D) 92 pares de fibras. E) 184 pares de fibras. 5

6 Ciencias Básicas Biología 17. La siguiente figura representa las etapas del ciclo celular: Metafase Figura N 5: archivo A partir de la figura, cuál será el número de cromosomas y la cantidad de ADN de una célula 2n = 10 durante la etapa número 3? A) 5 cromosomas y c ADN B) 5 cromosomas y 2c ADN C) 10 cromosomas y c ADN D) 10 cromosomas y 2c ADN E) 10 cromosomas y 4c ADN 18. El siguiente gráfico muestra la variación en la cantidad de ADN a lo largo del ciclo celular: Cantidad de ADN (c) 4c 2c Etapas del ciclo celular Figura N 6: archivo Al respecto, cuál de las siguientes alternativas es correcta? A) En la etapa 4 tiene lugar la duplicación del material genético. B) La cantidad de material genético solo se modifica en la mitosis. C) En la etapa 2 se produce la división celular. D) La cantidad de ADN aumenta progresivamente a lo largo del ciclo. E) En la etapa 4 se produce la repartición de material genético entre dos células hijas. 6

7 x x x xxx xxx GUÍA 19. Si a una célula animal que se prepara para entrar a mitosis se le agrega una sustancia inhibidora de la etapa G2 del ciclo celular, ocurrirá que A) no habrá duplicación del material genético en la célula. B) la célula no comenzará la replicación de organelos. C) la célula pasará directamente de S a la fase M. D) la célula entrará en la etapa G0, diferenciándose y sin poder volver al ciclo celular. E) no terminará la duplicación de centriolos, por lo tanto, no se podrá formar el huso mitótico. 20. La siguiente imagen representa cinco células animales en distintas etapas del ciclo: x x x xxx xxx 4 5 Figura N 7: archivo El orden correcto de las etapas representadas es A) 4, 3, 1, 5 y 2. B) 3, 4, 2, 5 y 1. C) 3, 2, 5, 1 y 4. D) 3, 2, 5, 4 y 1. E) 2, 3, 5, 1 y 4. 7

8 Ciencias Básicas Biología 21. Cada célula de nuestro cuerpo tiene un ciclo de vida, denominado ciclo celular. En ese ciclo, la célula pasa por distintas etapas (G1, S, G2 y M). En la etapa G1, la célula aumenta su tamaño y comienza a duplicar sus estructuras; en S, duplica su ADN; en G2, termina de duplicar sus estructuras; y en M, divide su núcleo. Cuando la célula va desde una etapa a otra, hay ciertos agentes que aumentan para regular ese paso; dentro de estos agentes, encontramos a las proteínas ciclinas. El siguiente gráfico muestra la concentración de distintas ciclinas en las etapas del ciclo celular: Concentración Ciclina D Ciclina E Ciclina A Ciclina B A partir del gráfico, es posible inferir que Fase G1 Fase S Fase G2 Fase M Figura N 8: archivo I) si falta la ciclina D, la ciclina A se encarga de regular el ciclo celular. II) si se inhibe la ciclina E, no habrá duplicación del ADN. III) la ciclina B regula el paso desde la etapa G2 a la M. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo III. D) solo I y II. E) solo II y III. 22. La diferencia entre la citodiéresis de una célula animal y la de una vegetal radica en que en esta última A) la repartición de citoplasma no es equitativa entre las células hijas. B) se aprecia una estructura llamada fragmoplasto, durante y después de la formación de la pared celular. C) la pared celular se forma a partir de la constricción de la membrana plasmática. D) Se organizan 3 células con igual distribución de citoplasma, gracias a la formación del fragmoplasto. E) una de las células hijas pierde parte de su membrana para originar el fragmoplasto. 8

9 GUÍA 23. La diferente organización del material genético en el interior celular, como cromatina o cromosomas, se debe a que A) la cromatina permite entregar de forma equitativa el material genético en la mitosis. B) los cromosomas permiten entregar de forma equitativa el material genético en la mitosis. C) la cromatina no permite la realización normal de la fase S en la interfase del ciclo celular. D) los cromosomas, que en la interfase permiten entregar de forma equitativa el material genético. E) los cromosomas permiten la realización de forma normal de la fase S del ciclo. 24. La siguiente figura representa un fragmento del meristema apical de la raíz de cebolla, observado al microscopio óptico: Figura N 9: archivo Cuál de las células señaladas con números se encuentra en profase mitótica? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 9

10 Ciencias Básicas Biología 25. La siguiente figura muestra una pareja de cromosomas homólogos: Figura N 10: archivo En cuál de las siguientes alternativas se identifica correctamente la relación entre las estructuras indicadas? A) homólogas B) hermanas C) hermanas D) Brazos hermanos E) Brazos homólogos 1 y 2 1 y 3 2 y 4 3 y 4 hermanas homólogas hermanas Brazos homólogos Brazos hermanos homólogas homólogas homólogas Brazos hermanos Brazos homólogos hermanas hermanas homólogas Brazos homólogos Brazos hermanos 10

11 GUÍA Tabla de corrección Ítem Alternativa Habilidad Dificultad estimada 1 Reconocimiento Fácil 2 Reconocimiento Fácil 3 Aplicación Fácil 4 Comprensión Fácil 5 Reconocimiento Fácil 6 Comprensión Media 7 Reconocimiento Media 8 Reconocimiento Media 9 ASE Media 10 Reconocimiento Media 11 Comprensión Media 12 Comprensión Media 13 Aplicación Media 14 Comprensión Media 15 Aplicación Media 16 Aplicación Media 17 Aplicación Media 18 Comprensión Media 19 Aplicación Media 20 Aplicación Media 21 ASE Difícil 22 Comprensión Difícil 23 Comprensión Difícil 24 Aplicación Difícil 25 Comprensión Difícil 11

12 Ciencias Básicas Biología Resumen de contenidos 1. Organización del material genético En las células eucariontes, el estado del material genético depende de la etapa del ciclo celular en la cual se encuentran. Es por ello que puede estar descondensado, formando la cromatina; o en su máxima condensación, formando los cromosomas. En el proceso de condensación del ADN participan las proteínas histonas, las que constituyen unidades denominadas nucleosomas. Niveles de organización del material genético Molécula de ADN Nucleosomas Cromosoma duplicado con máximo grado de condensación Cromatina Figura N 11: archivo 12

13 GUÍA Cromosoma Telómero Brazo corto Cinetocoro Centrómero Constricción secundaria Brazo largo Satélite Figura N 12: archivo Las células somáticas (células no sexuales) poseen dos juegos de cromosomas y se designan como diploides (2n). Los gametos (células sexuales) tienen un solo juego cromosómico, denominándose células haploides (n). La cantidad de ADN de un gameto, cuyos cromosomas están constituidos por una sola cromátida, se representa como c. Los cromosomas de un mismo par que presentan el mismo tamaño y forma se conocen como cromosomas homólogos. Tienen la misma secuencia de genes, pero no poseen exactamente la misma información (alelo), ya que cada uno procede de un progenitor distinto. El número de cromosomas que identifica a una especie se denomina dotación cromosómica. Por ejemplo, para la especie humana es 46 (44 cromosomas autosómicos y 2 cromosomas sexuales). La descripción del conjunto de cromosomas de una especie determinada, según morfología y tamaño, constituye el cariotipo. 2. Ciclo celular El ciclo celular se puede definir como el ciclo de vida de una célula. Se puede dividir en dos grandes etapas: la interfase, durante la cual la célula desarrolla las funciones para las que se ha diferenciado, sintetiza ADN y se prepara para la división celular, que comprende la mitosis o la meiosis (división del núcleo) y la citodiéresis (división del citoplasma). 13

14 Ciencias Básicas Biología 2.1 Etapas del ciclo celular Interfase G 1 Período de crecimiento celular División citoplasma Telofase Anafase Mitosis Metafase Profase S Período de duplicación de ADN G 2 Período posterior a la duplicación del ADN: célula preparándose para la división celular Figura N 13: archivo La mitosis tiene como objetivo la formación de dos células con la misma información genética que la célula madre. En organismos eucariontes pluricelulares con reproducción sexual (ej. mamíferos) lleva a cabo las funciones de crecimiento, renovación celular y reparación de tejidos. En otros organismos, es sinónimo de reproducción Etapas de la mitosis Mitosis: profase temprana Mitosis: profase tardía Mitosis: metafase Mitosis: anafase temprana Mitosis: anafase tardía Mitosis: telofase tardía Citocinesis Figura N 14: archivo 14

15 GUÍA La citodiéresis o citocinesis es el proceso de división del citoplasma para formar las células hijas y presenta diferencias entre las células animales y las vegetales. Citocinesis en células vegetales Membrana celular Pared celular Placa celular (fragmoplasto) Nueva pared celular Figura N 15: archivo Citocinesis en células animales Surco de segmentación Irá estrechándose hasta provocar la separación Anillo contráctil Formado por actina y miosina Figura N 16: archivo ESCA NÉ AME Descubre nuestros videos interactivos 15

16 Han colaborado en esta edición: Directora Académica Paulina Núñez Lagos Directora de Desarrollo Académico e Innovación Institucional Katherine González Terceros Equipo Editorial Karla Hernández Quijada Claudia Tapia Silva Marcela Cárdenas Barrera Equipo Gráfico y Diagramación Vania Muñoz Díaz Tania Muñoz Romero Elizabeth Rojas Alarcón Equipo de Corrección Idiomática Paula Santander Aguirre Imágenes Banco Archivo El grupo Editorial ha puesto su esfuerzo en obtener los permisos correspondientes para utilizar las distintas obras con copyright que aparecen en esta publicación. En caso de presentarse alguna omisión o error, será enmendado en las siguientes ediciones a través de las inclusiones o correcciones necesarias. Registro de propiedad intelectual de. Prohibida su reproducción total o parcial.