Conceptos de Biología Celular

La mitosis sigue una serie de fases que debe seguir para poder resultar en la producción de dos células hijas idénticas a la célula madre.

En un análisis de laboratorio, se capturaron las imágenes a, b, c y d, las cuales muestran diferentes puntos de la mitosis.

¿Cuál es el orden secuencial en el que se deben colocar las imágenes para representar la mitosis?

• b - a - c - d

• c - b - d - a

• c - d - b - a

• b - d - c - a

Answer explanation

c: profase

b: metafase

d: anafase

a: telofase/citocinesis

En una investigación sobre herencia genética, un grupo de estudiantes analiza cómo la variabilidad en los rasgos de una población puede estar relacionada con los procesos celulares durante la formación de gametos. Observaron que, aunque los padres tienen ciertas características comunes, sus hijos presentan combinaciones diferentes de estas características.

Uno de los estudiantes propone que esto se debe a un fenómeno que ocurre durante la meiosis y que genera variabilidad genética.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones explica mejor esta variabilidad observada en los descendientes?

• Durante la profase de la mitosis ocurre intercambio de material genético entre cromátidas hermanas.

• Durante la meiosis ocurre recombinación genética entre cromosomas homólogos y segregación independiente de cromosomas.

• La mitosis genera cuatro células hijas distintas, permitiendo variación en cada división celular.

• La célula madre produce gametos con el doble de cromosomas para asegurar la mezcla genética.

Sobre la mitosis y meiosis...

I: La mitosis produce dos células

II: La meiosis produce cuatro células

III: Las células resultantes de la mitosis tienen la misma cantidad de DNA que la célula inicial

IV: Las células resultantes de la meiosis tienen la mitad de DNA que la célula inicial

¿Qué afirmaciones son verdaderas?

• I y II

• III y IV

• I, II y III

• Todas son verdaderas

Los puntos de control del ciclo celular son mecanismos de seguridad que aseguran que la célula progrese a la siguiente fase del ciclo celular solo si se han completado correctamente las tareas de la fase anterior.

Si una célula presenta daño en el ADN y no logra ser reparado en el ciclo celular, es probable que:

• Se detenga en un punto de control del ciclo celular o inicie apoptosis

• Pase directamente a meiosis

• Continúe el ciclo celular sin cambios

• Se convierta en una célula pluripotente

En una clase de biología, el magnífico profesor (y futuro médico) explica que algunas células del cuerpo humano, como las neuronas maduras, una vez alcanzan su madurez funcional, salen del ciclo celular. Estas células permanecen activas, pero no se replican.

Esta condición se relaciona con una etapa particular del ciclo celular conocida como fase G₀.

¿Cuál es la característica principal de la fase G₀ en células como las neuronas?

• Es una etapa previa a la mitosis donde se duplica el ADN.

• Es una fase permanente o temporal en la que la célula deja de dividirse.

• Es el punto donde se produce la citocinesis.

• Es el periodo en el que la célula acumula energía para entrar en meiosis.

En un experimento acerca de los tipos de transporte, un estudiante observa que las células vegetales colocadas en una solución salina pierden agua y se arrugan (Como se muestra en el diagrama). Este fenómeno se explica por:

• Transporte activo de sales hacia el interior

• Difusión facilitada de la membrana hacia la solución

• Endocitosis del agua

• Osmosis: el agua sale por diferencia de concentración

Durante una clase de fisiología, los estudiantes observan cómo una neurona en reposo mantiene una diferencia de concentración de iones entre el interior y el exterior de su membrana. La Dra. a cargo explica que, para lograr esto, la célula utiliza una proteína especializada que, mediante el consumo de ATP, expulsa iones sodio (Na⁺) hacia afuera e introduce iones potasio (K⁺) hacia adentro. La Dra, para ejemplificar esto, señala la proteína en la derecha de la imagen anexa y menciona que este mecanismo es esencial para la conducción de los impulsos nerviosos.

¿Qué tipo de transporte celular ocurre en este proceso y cuál es su característica principal?

• Transporte pasivo, ya que permite el paso de iones según el gradiente de concentración sin gasto energético.

• Transporte activo secundario, que utiliza la energía almacenada en el gradiente de otros iones.

• Transporte activo primario, que usa energía directa del ATP para mover iones en contra de su gradiente.

• Difusión facilitada, que permite el paso de iones a través de canales sin usar ATP.

Durante una investigación sobre nutrición celular, un grupo de científicos analiza cómo las células pueden incorporar ciertas moléculas desde el exterior, incluso cuando ya hay una alta concentración de esas moléculas dentro de la célula.

Uno de los casos observados fue el de una célula intestinal que absorbe glucosa desde el intestino, a pesar de que su concentración interna ya es elevada.

El grupo arroja el diagrama anexo como resultado.

¿Cuál opción explica mejor el mecanismo que utiliza la célula para lograr el proceso descrito?

• Mediante ósmosis, donde la glucosa atraviesa libremente la membrana por diferencia de concentración.

• A través de difusión facilitada, que no requiere energía y permite el paso de glucosa sin importar su concentración.

• Por transporte activo secundario, usando proteínas transportadoras y energía para mover glucosa contra el gradiente.

• Mediante exocitosis, en la que la célula expulsa glucosa para mantener la concentración constante.

Answer explanation

En la izquierda de la imagen se ve un cotransportador pasivo llamado SGLT1 que ingresa Na+ y glucosa al interior de la célula en contra del gradiente de este azúcar.

Durante una sesión de entrenamiento, un equipo de atletas realiza una prueba de resistencia. Luego de varios minutos de correr sin descanso, algunos de ellos reportan dolor muscular, sensación de ardor y fatiga en las piernas.

El médico deportivo les indica que, durante el ejercicio intenso, las células musculares no reciben suficiente oxígeno para seguir produciendo energía mediante la respiración aeróbica, por lo que deben usar una vía alternativa que deja residuos.

¿Qué proceso celular se activa en estas condiciones y qué consecuencia metabólica genera en los músculos?

• Fotosíntesis, que produce glucosa para abastecer a los músculos en ausencia de oxígeno.

• Fermentación láctica, que permite obtener energía rápidamente, pero acumula ácido láctico causando fatiga.

• Respiración celular aeróbica, que permite liberar más energía sin causar dolor.

• Glucólisis oxidativa, que genera ATP con la ayuda del oxígeno, dejando como residuo dióxido de carbono.

Una panadería artesanal elabora panes utilizando una masa madre que contiene levaduras vivas. Durante el proceso de fermentación, los panaderos observan que la masa crece y se llena de pequeñas burbujas, dándole una textura esponjosa al pan.

En un video de ingeniería de alimentos, se explica que ese crecimiento no se debe al calor del ambiente, sino a un proceso metabólico celular propio de las levaduras que ocurre en ausencia de oxígeno.

¿Cuál es el proceso biológico responsable de este fenómeno y cuál es el subproducto que provoca la formación de burbujas en la masa?

• Respiración aeróbica; se libera oxígeno que hace crecer la masa.

• Fotosíntesis; se produce glucosa que alimenta la masa.

• Fermentación alcohólica; se libera dióxido de carbono, lo que expande la masa.

• Fermentación láctica; se produce ácido láctico que avinagra la masa, dándole un sabor amargo.