Transmitiéndolo
Cada ser vivo tiene una oportunidad de transmitir sus genes. Las flores lo hacen con pétalos y polen, los humanos con gametos y ciclos hormonales — y los paquetes de información que se transmiten son los cromosomas, mezclados por la meiosis y recombinados en la fecundación. Esta sección abarca desde la estructura floral hasta los cruces monohíbridos, desde los pinzones de Darwin hasta bacterias resistentes a antibióticos.
Edexcel International GCSE Biology 4BI1, Section 3 (declaraciones 3.1–3.39) es la sección de genética y reproducción. Los cruces y los pedigríes otorgan puntos confiables a los estudiantes que presentan correctamente un diagrama genético.
Reproducción
La reproducción sexual requiere dos gametos; la descendencia es genéticamente diferente. La reproducción asexual necesita un solo progenitor; la descendencia son clones genéticamente idénticos.
Plantas con flores. Las flores polinizadas por insectos tienen pétalos grandes y coloridos, aroma y néctar; las polinizadas por el viento son pequeñas y verdes, con polen ligero y liso en gran cantidad, anteras colgantes externamente y estigmas plumosos.
Después de la polinización, el grano de polen forma un tubo polínico a través del estilo; le sigue la fertilización, y el óvulo se convierte en la semilla mientras que el ovario se transforma en la fruta. Las semillas germinadas sobreviven mediante reservas de alimento almacenadas hasta que la plántula puede realizar fotosíntesis. Las plantas se reproducen asexualmente mediante estolones y artificialmente por esquejes.
Ser humano. El ciclo menstrual: la FSH madura un óvulo en el ovario; el folículo maduro libera estrógeno, que engrosa el revestimiento uterino y desencadena el pico de LH que causa la ovulación alrededor del día 14; el folículo vacío se convierte en cuerpo lúteo liberando progesterona, manteniendo el espesor del revestimiento hasta el día 28, cuando la caída de los niveles hormonales provoca la menstruación (B: FSH y LH de la hipófisis).
La placenta proporciona oxígeno y nutrientes al embrión y elimina desechos; el líquido amniótico lo protege. Los estrógenos y la testosterona impulsan el desarrollo de caracteres sexuales secundarios.
Herencia
El genoma es todo el ADN de un organismo; un gen es una sección de una molécula de ADN que codifica para una proteína. Los genes se ubican en los cromosomas dentro del núcleo. (B) El ADN es una doble hélice con bases apareadas — A–T y C–G; el ARN es de cadena simple con U reemplazando a T. (B) Síntesis de proteínas: la transcripción copia el gen al ARNm en el núcleo; la traducción en el ribosoma lee los codones, cada uno emparejado por un anticodón de ARNt que transporta su aminoácido, construyendo la cadena.
Alelos son formas alternativas de un gen. Vocabulario: dominante (se manifiesta si hay una copia presente), recesivo (necesita dos copias), homocigoto, heterocigoto, genotipo, fenotipo; (B) codominancia: ambos alelos expresados. La mayoría de las características son poligénicas, no monogénicas.
Un cruzamiento monohíbrido, dispuesto para obtener sus puntos: genotipos de los padres → gametos → cuadrícula de Punnett → proporción fenotípica.
Ejemplo resuelto. Fibrosis quística (cf, recesiva): ambos padres heterocigotos Cc × Cc. Gametos C o c. Descendencia CC, Cc, Cc, cc — 3 sin afectación : 1 afectados; una probabilidad de 1 sobre 4 por hijo, la misma probabilidad para cada niño.
Determinación del sexo: XX hembra, XY macho. La madre siempre aporta X; el padre aporta X o Y — un diagrama genético de gametos X×X, X×Y da como resultado 1:1 hembras:machos, y es el gameto del padre quien determina el sexo.
La mitosis produce dos células con cromosomas idénticos — crecimiento, reparación, clonaje, reproducción asexual. La meiosis produce cuatro gametos haploides genéticamente diferentes (diploide humano 46 → haploide 23), y la fertilización aleatoria de cualquier espermatozoide con cualquier óvulo genera mayor variación.
La variación puede ser genética, ambiental o ambas. La mutación es un cambio raro y aleatorio en el ADN que puede heredarse — mayormente inofensivo, ocasionalmente significativo (B: una base cambiada puede alterar un aminoácido y la forma de la proteína); la radiación ionizante y mutágenos químicos como los compuestos del tabaco aumentan las tasas de mutación.
Evolución
La selección natural de Darwin, paso a paso: los organismos producen más descendencia de la que sobrevive; existe variación dentro de una especie; aquellos con características mejor adaptadas al ambiente sobreviven y reproducen, transmitiendo los alelos; a lo largo de generaciones, la característica ventajosa se vuelve más común.
La resistencia a antibióticos es selección en acción: una mutación aleatoria hace que una bacteria sea resistente; los antibióticos matan a la mayoría no resistente; la bacteria resistente sobrevive y se reproduce — completar los ciclos de antibióticos y evitar el uso excesivo ralentiza la propagación, y las infecciones resistentes se vuelven difíciles de controlar.
Compruébalo tú mismo
- Menciona dos diferencias entre la reproducción sexual y la asexual.
- Enumera dos adaptaciones de una flor polinizada por el viento.
- ¿Qué ocurre después de que el tubo polínico llega al óvulo?
- ¿Qué hormona aumenta en el día 14 y qué provoca?
- Define gen, alelo y genoma.
- (B) Nombra la base nitrogenada que reemplaza a la timina en el ARN y dónde ocurre la traducción.
- Cruza Cc × cc y da la proporción fenotípica.
- ¿Por qué el gameto del padre determina el sexo de un hijo?
- Da dos diferencias entre mitosis y meiosis.
- Explica la resistencia a los antibióticos por selección natural en tres pasos.
Respuestas: 1 sexual — dos progenitores, descendencia genéticamente diferente; asexual — un progenitor, descendencia genéticamente idéntica; 2 polen claro y liso en gran cantidad; anteras colgantes fuera de la flor con estigma plumoso (pétalos pequeños opacos, sin néctar); 3 el gameto masculino se fusiona con la célula huevo del óvulo — fecundación; el óvulo se convierte en semilla y el ovario en fruto; 4 LH — ovulación (liberación del óvulo); 5 gen — segmento de ADN que codifica para una proteína; alelo — forma alternativa de un gen; genoma — todo el ADN del organismo; 6 (B) uracilo; en un ribosoma; 7 gametos C, c y c, c → Cc, Cc, cc, cc — 1 no afectados : 1 afectados; 8 el óvulo materno siempre lleva X; el espermatozoide lleva X o Y, por lo tanto XX (hembra) o XY (macho) depende del espermatozoide; 9 mitosis — dos células, idénticas, mismo número de cromosomas (diploide), para crecimiento/reparación/reproducción asexual; meiosis — cuatro células, genéticamente diferentes, mitad del número (haploide), para gametos; 10 una mutación confiere resistencia a una bacteria; el antibiótico mata a las bacterias no resistentes; la resistente sobrevive y se reproduce, por lo que la resistencia se extiende.