Ejercicios: La herencia no mendeliana

En el dondiego de noche (Mirabilis jalapa), una planta de flores rojas se cruza con una de flores blancas y toda la F1 tiene flores rosadas. Indica los genotipos de la generación parental y de la F1, y explica por qué este resultado no contradice las leyes de Mendel aunque en la F1 aparezca un fenotipo nuevo.

Explica qué es la codominancia y en qué se diferencia de la dominancia incompleta, poniendo un ejemplo de cada tipo de herencia.

Se cruzan entre sí dos plantas de dondiego de noche de flores rosas. Indica los genotipos de los parentales, los gametos que forman y las proporciones genotípicas y fenotípicas esperadas en la descendencia.

En ciertas razas de ganado vacuno, el cruce entre un toro de pelaje rojo y una vaca de pelaje blanco produce terneros de pelaje ruano (mezcla de pelos rojos y blancos). Indica los genotipos de los tres fenotipos y explica por qué se dice que los dos alelos son codominantes.

Una persona del grupo sanguíneo A tiene un padre del grupo 0. Deduce el genotipo de esa persona para el sistema AB0 y justifícalo.

Indica cuál es el único genotipo posible de una persona del grupo sanguíneo 0 y todos los genotipos posibles de una persona del grupo AB. Explica qué relaciones de dominancia existen entre los alelos del sistema AB0.

¿Qué es una serie alélica o de alelos múltiples? Explica cuántos alelos distintos del sistema AB0 existen en la población humana y cuántos puede poseer, como máximo, cada individuo, razonando tu respuesta.

Se cruza una planta de dondiego de noche de flores rosas con una de flores blancas. Indica los genotipos de los parentales y las proporciones genotípicas y fenotípicas esperadas en la descendencia.

Un hombre del grupo sanguíneo A y una mujer del grupo B tienen un hijo del grupo 0. a) Deduce los genotipos de ambos progenitores. b) Calcula la probabilidad de que su siguiente hijo sea del grupo AB. c) Indica todos los grupos sanguíneos que pueden presentar los descendientes de esta pareja y con qué probabilidad aparecerá cada uno.

Un matrimonio en el que ambos cónyuges son del grupo sanguíneo A tiene un hijo del grupo 0. a) Explica cómo es posible este resultado. b) Deduce los genotipos de los padres y del hijo. c) Indica qué grupos sanguíneos pueden presentar el resto de sus hijos y cuál no puede aparecer en ningún caso.

En la boca de dragón (Antirrhinum majus), el color de la flor presenta dominancia incompleta: roja, rosa o blanca. a) Indica las proporciones fenotípicas esperadas en la F2 obtenida al autofecundar plantas rosas. b) Calcula las proporciones esperadas al cruzar una planta rosa con una roja. c) Explica por qué en la dominancia incompleta las proporciones fenotípicas y genotípicas de la F2 coinciden.

En el ratón, el alelo $A^y$ produce pelaje amarillo y domina sobre el alelo del pelaje agutí (A), pero los ratones homocigotos $A^y A^y$ mueren en las primeras fases del desarrollo. Se cruzan entre sí dos ratones amarillos. a) Indica las proporciones fenotípicas esperadas entre los ratones que nacen vivos. b) Explica por qué no se obtiene la proporción 3:1 característica del monohibridismo. c) Señala qué nombre reciben los alelos como el $A^y$.

En el ganado vacuno de pelaje ruano, se cruzan entre sí un toro ruano y una vaca ruana. a) Indica las proporciones fenotípicas y genotípicas esperadas entre los terneros. b) Razona si una pareja formada por un toro rojo y una vaca blanca puede tener un ternero rojo, justificando la respuesta con los genotipos.

Una mujer del grupo sanguíneo AB y un hombre del grupo 0 tienen descendencia. a) Indica los genotipos de ambos. b) Calcula qué grupos sanguíneos pueden presentar sus hijos y con qué probabilidad. c) Razona por qué ningún hijo de esta pareja puede ser del grupo 0 ni del grupo AB.

En el conejo, el color del pelaje depende de una serie de cuatro alelos: $c^+$ (salvaje), que domina sobre todos los demás; cch (chinchilla), que domina sobre los dos siguientes; ch (himalaya), que solo domina sobre el último; y c (albino), recesivo frente a todos. Se cruza un conejo chinchilla de genotipo cch ch con una coneja himalaya de genotipo ch c. a) Indica las proporciones fenotípicas esperadas en la descendencia. b) Señala qué fenotipos de la serie no pueden aparecer en esa descendencia. c) Calcula cuántos genotipos distintos son posibles en la población para este carácter.

En la gallina andaluza, el color del plumaje muestra dominancia incompleta: los individuos BB son negros, los Bb azulados y los bb blancos. Se cruzan entre sí dos gallinas azuladas. a) Indica las proporciones fenotípicas esperadas en la descendencia. b) Razona por qué los avicultores no logran obtener una línea pura de gallinas azuladas que dé siempre descendencia azulada.

En la arveja de olor (Lathyrus odoratus), el desarrollo del color púrpura de los pétalos depende de dos genes independientes (C/c y P/p) que intervienen en una ruta metabólica secuencial:

Precursor incoloro --(Enzima 1, gen C)--> Sustancia intermedia incolora --(Enzima 2, gen P)--> Pigmento púrpura.

Los alelos c y p codifican enzimas defectuosas no funcionales. La presencia de al menos un alelo dominante en ambos loci es indispensable para completar la ruta; cualquier bloqueo produce flores blancas.

1. a) Se cruzan dos líneas puras distintas de flores blancas (Línea A y Línea B). Sorprendentemente, toda la F1 resultante (100 %) presenta flores púrpuras. Deduce justificadamente los genotipos de la Línea A, de la Línea B y de la F1.
2. b) Al autofecundar la F1 se obtiene una F2. Si se selecciona al azar una planta de flor blanca de esta F2, calcula la probabilidad de que sea portadora de al menos un alelo funcional dominante. Detalla la distribución genotípica del conjunto de plantas blancas para justificar tu cálculo.
3. c) En el laboratorio se sumergen pétalos de flores blancas de la Línea A y de la Línea B en una disolución que contiene la «Sustancia intermedia incolora». Tras 2 horas, los pétalos de la Línea A se vuelven púrpuras, mientras que los de la Línea B permanecen incoloros. Interpreta este ensayo bioquímico deduciendo qué gen defectuoso poseía cada una de las dos líneas y confirma si tu asignación genotípica del apartado a) es coherente o debe reasignarse.

Un criador de gatos afirma haber conseguido, tras años de selección, una estirpe pura de gatos Manx (sin cola) que al cruzarse entre sí solo produce descendientes sin cola. Una auditoría analiza los registros de 40 camadas procedentes de estos cruces y constata tres hechos: 1) el tamaño medio de camada es de 3.1 crías vivas frente a las 4.2 habituales en gatos domésticos; 2) entre las 124 crías nacidas vivas, 82 no tienen cola y 42 presentan cola normal; y 3) en autopsias de hembras reproductoras fallecidas se detectan embriones reabsorbidos en fase temprana de gestación.

1. a) Rebate con base genética la afirmación del criador y determina el genotipo real de sus reproductores.
2. b) Justifica mediante el correspondiente cruzamiento si los datos empíricos observados (82 sin cola : 42 con cola) se ajustan al modelo de un alelo letal y calcula las proporciones fenotípicas teóricas esperadas entre nacidos vivos.
3. c) Diseña una estrategia de cruzamiento que permita al criador obtener la máxima proporción posible de gatitos Manx entre los nacidos vivos sin que se produzca mortalidad embrionaria. Justifica tu propuesta indicando genotipos y proporciones.

En un programa de investigación con Antirrhinum majus se cruza una planta de flores rosas y hojas lisas con otro parental de fenotipo desconocido. En la descendencia (F1) de 320 individuos se obtienen exactamente seis clases fenotípicas con los siguientes recuentos:

• 61 plantas de flor roja y hoja lisa.

• 20 plantas de flor roja y hoja rugosa.

• 118 plantas de flor rosa y hoja lisa.

• 41 plantas de flor rosa y hoja rugosa.

• 59 plantas de flor blanca y hoja lisa.

• 21 plantas de flor blanca y hoja rugosa.

Sabiendo que el color de la flor se debe a un gen con dominancia incompleta ($R_1$ flor roja, $R_2$ flor blanca) y la forma de la hoja a un gen autosómico independiente con dominancia completa ($L$ lisa sobre $l$ rugosa):

1. a) Deduce y justifica el genotipo y el fenotipo del parental desconocido.
2. b) Interpreta los datos numéricos desglosando la segregación de cada carácter por separado y demuestra que se ajustan a las proporciones teóricas esperadas.
3. c) Si un agricultor necesitara conseguir un lote donde el 100 % de las plantas tengan flores rosas y el 50 % hojas rugosas, ¿qué cruzamiento concreto debería planificar? Justifica los genotipos parentales elegidos.

En los ratones, la síntesis del color del pelaje sigue una ruta metabólica secuencial dependiente de dos genes independientes:

Precursor incoloro --(Enzima 1, gen C)--> Pigmento negro --(Enzima 2, gen A)--> Pigmento agutí

Los alelos recesivos mutados ($c$ y $a$) producen enzimas no funcionales. El alelo $C$ es indispensable para sintetizar cualquier pigmento (el homocigoto $cc$ es albino). El alelo $A$ convierte el pigmento negro en agutí, mientras que el homocigoto $aa$ mantiene el color negro uniforme.

Se cruza un ratón albino con una hembra negra, obteniéndose una descendencia F1 en la que todos los individuos son agutíes. Al cruzar entre sí los individuos de la F1, se registran en la F2: 62 ratones agutíes, 22 negros y 28 albinos.

1. a) Deduce los genotipos de los progenitores iniciales (P) y de los individuos de la F1, justificando si las cifras de la F2 concuerdan con la proporción teórica de esta ruta.
2. b) Explica el tipo de interacción génica (epistasia) que se establece y justifica por qué un ratón de genotipo $ccAA$ es completamente albino y no manifiesta fenotipo agutí.
3. c) Si se elige al azar un ratón albino de la F2 y se cruza con un ratón negro heterocigoto para el gen de la pigmentación ($Ccaa$), calcula la probabilidad global de obtener descendencia de pelaje agutí, teniendo en cuenta las frecuencias de los diferentes genotipos posibles entre los albinos de la F2.

En una colonia de ratones se estudia el alelo $A^y$, dominante sobre el alelo silvestre agutí ($A$) en cuanto al color amarillo del pelaje, pero letal recesivo en desarrollo embrionario temprano. Un equipo de investigación recopila los siguientes datos experimentales:

• Experimento 1: Al cruzar ratones amarillos entre sí, el tamaño medio de camada al nacer es de 6 crías vivas (4 amarillas y 2 agutíes).

• Experimento 2: Al cruzar hembras amarillas con machos agutíes, el tamaño medio de camada al nacer es de 8 crías vivas.

1. a) Interpreta y justifica la diferencia en el tamaño medio de camada entre ambos experimentos, y calcula el porcentaje de pérdida embrionaria teórica en el Experimento 1.
2. b) Un criador sostiene que, cruzando de forma continuada ratones amarillos con ratones agutíes y seleccionando solo los descendientes amarillos durante diez generaciones, logrará una línea pura de ratones amarillos homocigotos libres de letalidad. Rebate de forma razonada la propuesta del criador.
3. c) Si en una investigación biotecnológica se analizan 300 blastocistos tempranos obtenidos in vitro del cruce amarillo $\times$ amarillo antes de que acontezca la implantación y muerte embrionaria, predice razonadamente el número de embriones que se espera encontrar para cada uno de los genotipos posibles.

En la maternidad de un hospital se produce una confusión con dos bebés recién nacidos tras una evacuación de emergencia. Se analiza la sangre de las dos parejas parentales y de ambos bebés para los sistemas AB0 y MN (este último determinado por un gen con dos alelos codominantes, $M$ y $N$):

• Pareja 1: Madre (Grupo A, fenotipo M); Padre (Grupo B, fenotipo MN).

• Pareja 2: Madre (Grupo 0, fenotipo N); Padre (Grupo AB, fenotipo N).

• Bebé X: Grupo A, fenotipo MN.

• Bebé Y: Grupo B, fenotipo N.

1. a) Asigna de forma inequívoca cada bebé a su pareja correspondiente, justificando detalladamente los genotipos compatibles e incompatibles de cada familia para ambos caracteres.
2. b) Determina los genotipos completos posibles de los progenitores de la Pareja 1 y, suponiendo que la madre es heterocigota para el sistema AB0, calcula la probabilidad de que su siguiente hijo sea del grupo 0 y fenotipo MN.
3. c) Compara a nivel molecular y funcional la codominancia del sistema MN con la relación de dominancia/codominancia del sistema AB0, explicando por qué en el sistema MN nunca existen fenotipos recesivos encubiertos.

En una especie de roedor de laboratorio, el color del pelaje presenta tres fenotipos posibles (negro, gris y blanco) y la distribución del pigmento puede ser uniforme o presentar manchas blancas. Se realizan dos cruzamientos controlados:

• Cruzamiento 1: Dos individuos grises con manchas se cruzan entre sí y producen una descendencia con 6 fenotipos distintos distribuidos en la proporción 6:3:3:2:1:1.

• Cruzamiento 2: Se toma una hembra gris con manchas de la descendencia anterior y se cruza con un macho blanco y uniforme. La camada resultante presenta una segregación fenotípica idéntica de 1/4 grises con manchas, 1/4 grises uniformes, 1/4 blancos con manchas y 1/4 blancos uniformes.

1. a) Determina el patrón de herencia de ambos caracteres, define la nomenclatura alélica y deduce razonadamente los genotipos de los parentales del Cruzamiento 1.
2. b) Demuestra matemáticamente cómo se origina la proporción 6:3:3:2:1:1 en el Cruzamiento 1 combinando las segregaciones individuales de cada locus.
3. c) Deduce el genotipo de la hembra utilizada en el Cruzamiento 2 y justifica si este segundo cruce constituye un cruzamiento prueba estricto para ambos genes.