Problemas resueltos Tema 3 PDF

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Resueltos. Problemas gran grupo. Tema 3. Genética. Grado en Biología. 1. Se cruza una planta de guisantes amarillos y lisos, heterocigótics para ambos caracteres con otra de guisantes verdes y rugosos. ¿Qué tipo de plantas pueden obtenerse como resultado de dicho cruzamiento? Utilizar las letras A→ amarillo, L→liso Solución

2. En una raza de perros el pelo rizado domina sobre el liso (Letra r). Una pareja de pelo rizado tuvo un cachorro de pelo liso y otro de pelo rizado. Indica cómo será el genotipo de la pareja y de los cachorros. ¿Cómo puede averiguarse si el cachorro de pelo rizado es raza pura para ese carácter mediante un solo cruzamiento? Solución R = pelo rizado y r = pelo liso. El perro liso tiene que ser homocigótico = rr. Por tanto los padres tienen que ser ambos híbridos Rr. El cachorro de pelo rizado puede ser RR o Rr Para averiguar si es raza pura o híbrido lo cruzaríamos con un perro de pelo liso (rr) A ese cruzamiento se le denomina retrocruzamiento o cruzamiento prueba. Si el cachorro es homocigótico (RR) todos los descendientes tendrán el pelo rizado (Rr), según la primera ley de Mendel. Si el cachorro fuera híbrido, tendría unos descendientes de pelo liso (rr) y otros de pelo rizado, tal como se muestra a continuación: P: (Cachorro problema) Rr x rr Gametos posibles: R o r ; r F1: Rr 50% Pelo liso y rr 50% pelo rizado. 3. El pelo negro en las cobayas es un carácter dominante respecto al pelo blanco. Una cobaya hembra negra, hija de cobaya blanca y cobaya negra, se cruza con un macho negro de raza pura. Las crías se cruzan entre sí. Hallar las proporciones fenotípicas de la F2 y el genotipo de los individuos mencionados en el problema. Solución

1

4. Supón que un organismo tiene tres pares de cromosomas, y que cada cromosoma difiere de su homólogo por una característica morfológica (v.g.,por tener o no tener una constricción cerca de uno de sus extremos).¿Cuántas clases diferentes de gametos, con relación a esas diferencias morfológicas puede producir el organismo? Solución

2

5. En dos estaciones agrícolas experimentales se realizaron pruebas con dos variedades de tomate que diferían en la forma (redonda o picuda P/p) y en el color (rojo o amarillo A/a). En la F2 se encontraron las siguientes segregaciones fenotípicas: P-A- ppA- P-aa ppaa Estación Norte 108

35

18

7

Estación Sur

30

17

8

89

Se desea comprobar la concordancia con la segregación 9:3:3:1 en cada caso Solución Prueba de X2

Grados de libertad=n-1 siendo n el número de categorías diferentes Estación Norte P-A- ppA- P-aa ppaa observados

108

35

18

7

esperados

94.5

31.5

31.5

10.5

X2 total

9.28 (=1.93+0.39+5.79+1.17)

3 grados de libertad 0.05>P>0.01 (4-1)=3 Calculo de esperados P-A- = (108+35+18+7) 9/16=94.5

3

X2 teórica a 95% (α= 0.05) y 3 grados de libertad=7.815 X2 calculada=9.28, X2 calculada > X2 teórica→ hay diferencias significativas X2 calculada < X2 teórica→ no hay diferencias significativas X2 calculada=9.28>7.815→ hay diferencias significativas y los datos no se ajustan a la segregación 9, 3,3, 1 en la estación norte Estacion Sur P-A- ppA- P-aa ppaa observados

89

30

17

8

esperados

81

27

27

9

X2 total

4.93 0.20>p>010

X2 calculada=4.93 < 7.815→ no hay diferencias significativas y los datos se ajustan a la segregación 9, 3, 3,1 en la estación sur 6. El color del fruto de las calabazas puede ser blanco o amarillo. La forma del fruto varía entre discoidal y esférica. Cruzando una planta blanca discoidal con otra amarilla esférica se obtiene una F1 en la que todas las plantas son discoidales y blancas. Cruzando entre sí dos plantas de la F1 se obtuvo una F2 con 176 plantas esféricas y 528 discoidales. Realizar el cruzamiento e indicar el número de plantas de cada color de las esféricas y de las discoidales Solución

4

7. Determinar la probabilidad de que en una familia de 5 hijos: a) El tercero sea varón b) Todos sean varones c) Todos sean mujeres d) Todos sean del mismo sexo e) Solo el tercero sea varón f) Sean 2 varones y tres mujeres por este orden g) Sean dos varones y tres mujeres h) Sean 3 varones y dos mujeres i) Sean al menos tres varones

5

6

8. En el hombre el albinismo es debido a un gen recesivo respecto a su alelo para la pigmentación normal. Calcular cuál es la probabilidad de que en un matrimonio en el que ambos cónyuges son heterocigotos tenga: a) un hijo albino b) dos hijos albinos c) el primer hijo albino y el segundo normal d) un hijo albino y otro normal. Solución

7

9. El color de ojos castaño es un alelo dominante respecto a los ojos azules. Una mujer de ojos castaños, cuyo padre tenía ojos azules, se casa con un hombre de ojos azules. Hallar los posibles colores de los ojos de su hijo y las probabilidades de cada caso.

10. En el siguiente árbol genealógico, los cuadros negros representan a personas afectadas de hemofilia, enfermedad determinada por un alelo recesivo ligado al sexo.

8

La mujer II2 ha tenido ya un hijo. Si tuviese dos hijos varones, ¿cuál sería la probabilidad de que ninguno fuera hemofílico?.- ¿Cuál es la probabilidad de qué el primer hijo varón de la pareja II4 y II5 sea hemofílico?. Solución a) La II2, ha tenido un hijo hemofílico, lo que indica que es portadora del alelo recesivo. La probabilidad de tener un hijo varón es 1/2, y de que sea normal 1/2 por tanto 1/4 es la probabilidad de tener un hijo normal. Probabilidad de un segundo hijo normal 1/4. La probabilidad pedida 1/4.1/4=1/16 b) La probabilidad de ser portadora es 1/2. Siendo portadora, la probabilidad de tener un hijo hemofílico 1/4 La probabilidad pedida 1/2. 1/4=1/8 11. Si se autofecunda un individuo heterocigótico en cinco loci independientes (AaBbCcDdEe): a) ¿Cuántos gametos genéticamente distintos puede producir? b) ¿Qué número de genotipos diferentes aparecerán en la descendencia? c) ¿Cuál es la frecuencia esperada de individuos heterocigóticos en tres loci y homocigóticos dominantes en los dos restantes? d) ¿Cuál es la frecuencia esperada de descendientes AaBbCcDDEE ? Solución: a) Cada gen esta en heterocigosis, luego para cada gen 2 gametos →25 para los cinco genes=32 Otra manera de resolverlo: la fórmula del binomio: la probabilidad de segregación de A de a es ½ y de segregación a de A también es ½, lo mismo para los otros genes, por tanto (1/2 + 1/2 )5 El desarrollo del binomio sería : combinaciones de 5 elementos tomados de 0 en 0 + combinaciones de 5 elementos tomados de 1 en 1 + combinaciones de 5 elementos tomados de 2 en 2+ ............+ combinaciones de 5 elementos tomados de 5 en 5 =32 Recordar: por ejemplo 5! es igual a 10 C53 = = 3! 2! b) Los cinco genes son independientes, al reproducirse por autofecundación, un pentaheterocigoto produce una descendencia en la que el número de genotipos diferentes se puede calcular observando que el proceso formación de los genotipos es equivalente al muestreo aleatorio de cinco genotipos, uno para cada gen, habiendo tres posibilidades diferentes en cada caso, por tanto 35 c) utilizando la función de probabilidad de la distribución multinomial

D, H y R son número de genes en homocigosis para el alelo dominante, en heterocigosis o en homocigosis para el alelo recesivo que exhibe el genotipo Que, en el caso de la pregunta formulada en el enunciado, resulta ser:

9

0

5! 1 1 10 3! 0! 16 8 128

Probabilidad

d) En este caso, la evaluación del genotipo que nos interesa incluye la descripción detallada del genotipo de cada uno de los cinco genes, así que para el cálculo de frecuencias multiplicaremos las probabilidades de los genotipos en cada locus: P AaBbCcDDEE

1 1 1 1 1 1 2 2 2 4 4 128

Podemos hacerlo también como anteriormente, salvo que ahora suprimimos el número combinatorio porque estamos interesados en una descripción detallada del genotipo.

P P AaBbCcDDEE

1 8

1 128

10

5 64

Resueltos. Problemas de genética. Gran grupo. Tema 3. 2ª parte.

I. En una determinada especie vegetal se cruzó una planta homocigótica de flores rojas, semilla lisa y de talla enana por otra planta homocigótica de flores blancas, semilla rugosa y talla normal. La F1 de este cruzamiento fue de flores rosas, semilla lisa y talla normal. La F1 se cruzó por una planta de flores rosas, semilla rugosa y talla enana, obteniéndose la siguiente descendencia: Forma Talla de la Color Flor Nº de descendientes Semilla Planta Roja

Lisa

Normal

50

Roja

Lisa

Enana

50

Roja

Rugosa

Normal

50

Roja

Rugosa

Enana

50

Rosa

Lisa

Normal

100

Rosa Rosa

Lisa Rugosa

Enana Normal

100 100

Rosa

Rugosa

Enana

100

Blanca

Lisa

Normal

50

Blanca

Lisa

Enana

50

Blanca

Rugosa

Normal

50

Blanca

Rugosa

Enana

50

TOTAL

800

a) Indique el número de loci que controlan el color de la flor, la forma de la semilla y la talla de las plantas, y el tipo de relación que existe entre los alelos de esos loci indicando la segregación individual observada y esperada para cada carácter.

Solución a) Empezaremos planteando la hipótesis más sencilla, que consiste en que cada carácter está controlado por un solo gen con dos alelos, y comprobaremos que dicha hipótesis es coherente con los datos expuestos en el enunciado. Color de la flor: Llamemos R al alelo que produce flores color rojo y r al alelo que produce flores color blanco. Según se dice en el enunciado, los parentales del primer cruzamiento son homocigotos, uno de ellos con flores rojas (RR) y el otro con flores blancas (rr). La F1 de este cruzamiento estará compuesta de individuos híbridos (Rr) que resultan ser todos de color rosa, lo cual sugiere que el gen presenta dominancia intermedia. Las plantas híbridas de la F1 se cruzan por plantas de flores rosas que, si nuestra hipótesis es cierta, deben ser heterocigotas (Rr) y se espera que la segregación genotípica de la descendencia sea: 1 RR : 2 Rr : 1 rr, y la fenotípica 1 Rojo : 2 Rosa : 1 Blanco. Si en la tabla anterior agrupamos los individuos con el mismo fenotipo para este carácter observaremos: 1

200 RR : 400 Rr : 200 rr

: 2 Rr : 1rr

Forma de la semilla: Llamemos L al alelo que produce semillas lisas y l al alelo que produce semillas rugosas. Según se dice en el enunciado los parentales del primer cruzamiento son homocigotos, uno de ellos con semillas lisas (LL) y el otro con semillas rugosas (ll) La F1 de este cruzamiento estará compuesta de individuos híbridos (Ll) que resultan ser todos de semilla lisa, lo cual sugiere que el gen presenta dominancia completa del alelo L (L > l) Las plantas híbridas de la F1 se cruzan por plantas de semilla rugosa que, si nuestra hipótesis es cierta, deben ser homocigotas recesivas (ll). Se espera que la segregación genotípica de la descendencia sea: 1 Ll : 1 ll, y la fenotípica 1 Lisa : 1 Rugosa. Si en la tabla anterior agrupamos los individuos con el mismo fenotipo para este carácter observaremos:

400 Ll : 400 ll

1ll

Talla de la planta: Llamemos N al alelo que produce plantas de talla normal y n al alelo que produce plantas enanas. Según se dice en el enunciado los parentales del primer cruzamiento son homocigotos, uno de ellos de talla normal (NN) y el otro de talla enana (nn) La F1 de este cruzamiento estará compuesta de individuos híbridos (Nn) que resultan ser todos de talla normal, lo cual sugiere que el gen presenta dominancia completa del alelo N (N > n) Las plantas híbridas de la F1 se cruzan por plantas de talla enana que, si nuestra hipótesis es cierta, deben ser homocigotas recesivas (nn). Se espera que la segregación genotípica de la descendencia sea: 1 Nn : 1 nn, y la fenotípica 1 Normal : 1 Enana . Si en la tabla anterior agrupamos los individuos con el mismo fenotipo para este carácter observaremos:

400 Nn : 400 nn

:1nn

2. En el tomate el color púrpura del tallo está determinado por un alelo autosómico dominante A. El alelo recesivo a determina tallo de color verde. Otro gen autosómico independiente controla la forma de la hoja: el alelo dominante C determina hoja con borde recortado mientras que el alelo recesivo c determina hoja con borde entero. En la siguiente tabla se indican los resultados en tres cruces entre plantas de fenotipos diferentes. Indicar en cada caso cuáles son los genotipos de los progenitores y explique porqué.

2

Solución En el cruce A tenemos un parental de color púrpura y hoja recortada y otro de color verde y hoja recortada. En cuanto al color, sabemos que el verde es recesivo. Si el parental púrpura fuera homocigoto dominante toda la descendencia sería púrpura. Al existir descendientes de color verde sabemos que tiene uno de los alelos recesivos. En cuanto a la hoja, ambos tienen el fenotipo dominante pero en la descendencia podemos observar que hay individuos con la hoja entera, que es recesiva. Esto indica que ambos individuos tienen un alelo recesivo y por tanto son heterocigotos para este carácter. El cruzamiento sería: AaCc x aaCc. En el cruce B tenemos un parental de color púrpura y hoja recortada y otro de color púrpura y hoja recortada. Como aparecen individuos que manifiestan los fenotipos recesivos esto indica que han recibido los alelos recesivos de los parentales. Por tanto, tenemos un cruce entre dos dobles heterocigotos: AaCc x AaCc. En el cruce C tenemos un parental de color púrpura y hoja recortada y otro de color verde y hoja recortada. Podemos ver que en la descendencia no aparece ninguno de color verde, por lo que el parental de color púrpura tiene los dos alelos dominantes para este carácter. En el caso de la hoja, podemos ver que hay individuos que presentan la hoja entera. Esto quiere decir que reciben de sus progenitores alelos recesivos y, por tanto, ambos son heterocigotos para este carácter. El cruzamiento sería: AACc x aaCc.

3

4

Solución

5

Solución a) Los alelos recesivos serán h y su-H respectivamente El cruce será: H/h, su-H/su-H x h/h, Su-H/su-H Genotipos y fenotipos descendencia: 1/4 H/h, su-H/ Su-H, 1/4 H/h su-H/su-H 1/4 Hairless 1/4 h/h, su-H/Su-H 1/4 h/h, su-H/su-H Los 3/4 restantes serán normales b) H/h, su-H/su-H x H/h su-H/su-H Genotipos y fenotipos de la descendencia 1/4 H/H su-H/su-H: MUEREN 1/4 H/h su-H/su-H 1/4 h/H su-H/su-H 2/3 Hairless 1/4 h/h su-H/su-H 1/3 normal c) H/h, su-H/ Su-H x H/h su-H/su-H 3/4 normal 1/4 Hairless d) H/h, su-H/ Su-H x h/h, su-H/su-H 1/2 normal, 1/2 Hairless

6

Problemas gran grupo. Tema 3. 3ª parte .Genética. Grado en Biología 1. La siguiente genealogía corresponde a una familia en la que se manifiesta un carácter infrecuente en la especie humana:

Suponiendo que se trate de un carácter controlado por un sólo gen con dos alelos y que el fenotipo anormal tenga penetrancia completa, responda a las siguientes cuestiones: a)

¿El alelo que produce el fenotipo es dominante o recesivo?

b) ¿Se trata de un gen autosómico?, o bien, ¿está situado en el segmento diferencial del cromosoma X? ¿O en el del cromosoma Y? c)

Indique el genotipo más probable de todos los individuos de la genealogía.

d) De las 6 niñas indicadas como individuos problema en la genealogía, ¿cuántas se espera que manifiesten el fenotipo anormal?. Solución a)

¿El alelo que produce el fenotipo es dominante o recesivo? El alelo que produce la enfermedad es claramente recesivo. La característica diagnóstica más clara de los caracteres producidos por alelos dominantes con penetrancia completa es que, salvo mutación, todos los individuos afectados son hijos de afectados, puesto que el gen se muestra en el fenotipo en todas las generaciones. En cambio, si el alelo es recesivo, podremos observar afectados hijos de parejas de individuos no afectados, en los que el gen ha quedado encubierto por su alelo dominante en el fenotipo de los padres. En la descendencia del primer cruce de la generación 1, cruce que se realiza entre dos individuos no afectados, aparecen dos hombres afectados, lo cual demuestra claramente que se trata de un alelo recesivo. b) ¿Se trata de un gen autosómico?, o bien, ¿está situado en el segmento diferencial del cromosoma X? ¿O en el del cromosoma Y? Para empezar, no puede tratarse de un gen del segmento diferencial del cromosoma Y porque, si así fuera, no habría mujeres afectadas. De las otras dos posibilidades, sólo la de que se trate de un gen situado en el segmento diferencial del cromosoma X puede descartarse, a veces. En concreto, si se trata de un gen situado en el segmento diferencial del cromosoma X, en el caso de una familia en la que la

madre fuese afectada y el padre no, se produciría herencia cruzada, es decir, los hijos serían todos afectados, como su madre, y las hijas serían todas sanas, como su padre. Si en una genealogía existe una familia en la que la madre es afectada y el padre no, y no existe herencia cruzada, bien porque aparecen hijos sanos, bien porque aparecen hijas afectadas, entonces pensaremos que se trata de un locus autosómico. No obstante, si existe herencia cruzada sólo podremos decir que lo observado es coherente con un caso de herencia ligada al sexo y que esta posibilidad es tanto más probable cuanto más grande sea la familia en cuestión. Por otra parte, el resto de la genealogía aportará información valiosa a contrastar. Por ejemplo, si sospechamos que se trata de un gen situado en el segmento diferencial del cromosoma X, debemos confirmar que en la genealogía, si existe alguna familia que incluya hijos afectados y padres sanos, los hijos afectados sólo pueden ser varones, pues todas las hijas heredarán de su padre un alelo normal y, por tanto serán, como mínimo, heterocigotas, es decir, sanas. En nuestra genealogía existe una familia que presenta herencia cruzada, cuyos padres son los dos últimos individuos de la generación 2. Además, la familia a la que aludíamos en el apartado anterior, y de la que dedujimos que se trataba de un alelo recesivo, tiene padres sanos y los hijos afectados son todos varones. Ambas cosas podrían ocurrir en el caso de un locus autosómico pero, si se tratara de un locus ligado al sexo, la probabilidad de estas dos familias sería mucho mayor.

=6 X (9 X 81)/65536 X 1/8 X 1/8

Así pues, concluimos que debe tratarse de un gen situado sobre el segmento diferencial del cromosoma X. c)

Indica el genotipo más probable de todos los individuos de la genealogía. Si llamamos A y a al alelo dominante y recesivo, respectivamente, el genotipo más probable de cada individuo será:

d) De las 6 niñas indicadas como individuos problema en la genealogía, ¿cuántas se espera que manifiesten el fenotipo anormal? Tal como indicamos en el apartado anterior, lo más probable es que sean todas heterocigotas, dado que su madre es hija de un hombre sano y de una mujer que, verosímilmente, debe ser homocigota para el alelo normal, ya que ha tenido 5 hijos varones y todos ellos son sanos. La probabilidad de que la abuela fuese heterocigota, a pesar de haber tenido 5 ...