Simulacro Saber 11 - Ciencias Naturales - Herencia y reproducción

Introducción a la herencia

La herencia es el proceso mediante el cual se transmiten los rasgos genéticos de una generación a la siguiente.
Cada individuo posee un conjunto de genes que determinan características físicas y funcionales, como el color de ojos o la forma de ciertas proteínas.
Estos genes se encuentran en los cromosomas, estructuras localizadas en el núcleo de las células.
Muchos estudiantes se enfocan en comprender la herencia básica cuando estudian para el Saber 11, ya que en este examen se evalúan las habilidades en el área de Ciencias Naturales.
Este tema es esencial para interpretar cómo se heredan las características y predecir los posibles fenotipos en la descendencia.

Conceptos clave de la genética

Gen, alelo y cromosoma
Gen: Es la unidad de información hereditaria que codifica un rasgo específico.
Alelo: Cada una de las variantes posibles de un gen.
Por ejemplo, un gen para el color de ojos puede tener un alelo para ojos oscuros y otro para ojos claros.
Cromosoma: Estructura formada por ADN y proteínas.
En los humanos, las células somáticas (del cuerpo) contienen 46 cromosomas, organizados en 23 pares.

Dominancia y recesividad
Alelo dominante: Se expresa en el fenotipo aun cuando solo está presente en una de las copias del gen (heterocigoto).
Alelo recesivo: Solo se expresa cuando ambas copias del gen son iguales (homocigoto recesivo).
Dominancia incompleta: El fenotipo del heterocigoto es intermedio entre los fenotipos homocigotos (por ejemplo, flores de color rosado provenientes de padres rojos y blancos).
Codominancia: Ambos alelos se expresan de manera simultánea (por ejemplo, manchas rojas y blancas en el pelaje de algunos animales).
Estos principios genéticos se revisan a menudo en el ICFES Saber 11, con preguntas orientadas a aplicar los conceptos de dominancia y recesividad en cuadros de Punnett y problemas de probabilidad.

Tipos de reproducción

Reproducción asexual
La reproducción asexual ocurre cuando un organismo produce descendientes genéticamente idénticos a él mismo, sin la participación de gametos.
Un ejemplo es la multiplicación vegetativa de plantas por estolones o esquejes, en la cual se originan copias que reciben el nombre de clones.
Ventajas de la reproducción asexual:
Rapidez en la proliferación.
Ahorro de energía, al no requerir gametos ni cortejos.
Descendientes idénticos al progenitor, lo cual puede ser útil en condiciones ambientales estables.
Desventajas de la reproducción asexual:
Falta de variabilidad genética, lo que dificulta la adaptación a cambios drásticos en el entorno.
Mayor vulnerabilidad a ciertas enfermedades que podrían afectar a toda la población clónica.

Reproducción sexual
En la reproducción sexual, intervienen dos gametos (masculino y femenino) que, al unirse, forman un cigoto.
Este nuevo ser tendrá combinaciones únicas de genes gracias a la segregación independiente de cromosomas y al entrecruzamiento (crossing-over) durante la meiosis.
Ventajas de la reproducción sexual:
Mayor variabilidad genética.
Mayor oportunidad de adaptación frente a cambios ambientales.
Desventajas de la reproducción sexual:
Se requiere un gasto energético mayor para la producción de gametos y el encuentro de parejas.
No todos los individuos que nacen tendrán éxito reproductivo.
En el Examen Saber 11, a menudo se plantean preguntas donde se comparan la reproducción sexual y asexual, destacando el grado de diversidad resultante en cada proceso.

Meiosis y variabilidad genética

La meiosis es un tipo de división celular que produce gametos con la mitad del número de cromosomas (haploides).
Durante la meiosis I, se forman pares de cromosomas homólogos que pueden intercambiar segmentos de ADN mediante el entrecruzamiento.
Esto genera nuevas combinaciones alélicas, lo cual incrementa la diversidad genética.
En la fase de segregación independiente, cada par de cromosomas homólogos se distribuye al azar en los gametos.
De esta manera, se generan múltiples posibilidades de combinación.
Posteriormente, en la fecundación, la unión de dos gametos (uno paterno y otro materno) produce un cigoto con el número diploide de cromosomas.
Este fenómeno de aleatoriedad en la mezcla genética es crucial para que las poblaciones dispongan de variedad hereditaria.
Este proceso es fundamental para la Preparación Saber 11, pues comprender la meiosis y la variabilidad genética ayuda a resolver ejercicios relacionados con probabilidades y cruces genéticos.

Herencia ligada a los cromosomas sexuales

En la especie humana, la determinación del sexo cromosómico se basa en el par XX (mujer) o XY (hombre).
Algunos genes se ubican en el cromosoma X, y se dice que el rasgo está “ligado al X” cuando se encuentra en este cromosoma.
Dado que los hombres poseen un solo cromosoma X, es más probable que expresen ciertos rasgos o enfermedades recesivas (como el daltonismo) si el gen mutado está en su único X.
Por otro lado, la herencia ligada al cromosoma Y se transmite exclusivamente de padres a hijos varones.
En ese caso, el 100 % de los hijos varones hereda dicho cromosoma Y con sus genes particulares.

Cruces genéticos y cuadros de Punnett

Para predecir la proporción de genotipos y fenotipos en la descendencia, se utilizan diagramas como el cuadro de Punnett.
En este esquema se colocan los posibles alelos de cada progenitor y se combinan para visualizar el resultado en los hijos.
Este método resulta muy útil en la enseñanza básica de genética y suele aparecer en evaluaciones, debido a que permite organizar la información de manera clara y sencilla.
Ejemplos:
Cruz monohíbrida (un gen con dos alelos distintos).
Cruz dihíbrida (dos genes diferentes que se segregan de forma independiente).
Dominancia incompleta y codominancia, con fenotipos intermedios o simultáneos.
Para las personas que se preparan en esta materia, un dominio sólido de los cuadros de Punnett es de gran utilidad al momento de rendir pruebas académicas.

Pleiotropía y epistasis

En genética, surgen también conceptos como la pleiotropía, donde un gen afecta múltiples rasgos fenotípicos, o la epistasis, en la que un gen puede enmascarar la expresión de otro gen diferente.
Ambos fenómenos añaden complejidad a la herencia más allá de la simple relación “dominante-recesivo”.

Herencia y evolución

La variabilidad genética, generada principalmente por mutaciones y por el proceso sexual (entrecruzamiento y segregación independiente), es la base de la evolución.
Cuando un rasgo confiere mayor supervivencia o capacidad reproductiva, tiende a aumentar su frecuencia en la población, un proceso descrito como selección natural.
De este modo, la herencia de características favorables impulsa la adaptación de las especies a lo largo del tiempo.

Conclusiones

La herencia y la reproducción son temas fundamentales en biología.
El hecho de que los rasgos se transmitan de una generación a otra se explica principalmente por la acción de genes y alelos, así como por procesos de división celular como la meiosis.
El cruce de individuos con distintos genotipos, la segregación independiente de cromosomas y el entrecruzamiento contribuyen a la diversidad genética.
Para el estudiante interesado en afianzar estos conocimientos, resulta esencial dominar las leyes de Mendel, las particularidades de la herencia ligada al sexo y la importancia de la variabilidad genética para la adaptación y evolución de las poblaciones.
Estos conceptos suelen ser evaluados en pruebas académicas, donde la comprensión de la genética permite resolver con éxito distintos problemas que van desde la previsión de rasgos fenotípicos hasta la incidencia de enfermedades hereditarias.
Estudiar la herencia y la reproducción no solo ayuda a responder preguntas de genética en el ámbito académico, sino que también brinda una mirada más profunda al funcionamiento de la vida, la evolución de las especies y la forma en que la diversidad biológica se mantiene y renueva continuamente.