INSTITUCION EDUCATIVA COLEGIO ONCE DE NOVIEMBRE
INSTITUCION EDUCATIVA COLEGIO ONCE DE NOVIEMBRE. LOS PATIOS
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GUÍA DE ESTUDIO Nº 1: MATERIAL GENÉTICO Y REPRODUCCIÓN CELULAR
|Resumen de contenidos: |Habilidades a desarrollar: |
|Cromosomas y genes. |informarse obteniendo y procesando información científica de diversas |
|Mitosis: función y regulación |fuentes, incluyendo medios de informática; |
|Meiosis: gametogénesis y variabilidad genética |razonar interpretando experimentos y estableciendo relaciones entre distintas|
| |categorías de información; |
| |comunicar y discutir, acerca del significado de fenómenos biológicos, |
1. Cromosomas y genes
Las cualidades específicas de un ser vivo o fenotipo se debe, en parte a la información genética o genotipo
Actividad 1
a) Una de las características que más llama la atención de los seres vivos es su gran diversidad. Así como existen innumerables especies en todos los ambientes del planeta, también es posible encontrar una enorme variedad dentro de una misma especie. Te invito a realiza este simple ejercicio:
Reúnete en un grupo de 4 compañeros y completa el siguiente cuadro
|Característica |Nombres |
| | | | | |
|Forma de la cara | | | | |
|Color del pelo | | | | |
|Color de los ojos | | | | |
|Color de la piel | | | | |
|Altura | | | | |
|Nº de zapato | | | | |
b) Tras completar el cuadro, contesta estas sencillas preguntas:
• ¿Qué es lo que más te llama la atención al comparar las características de cada uno?
• ¿Cómo lo explicas?
Difícilmente encontrarás a dos personas que posean exactamente las mismas características. Este conjunto de rasgos, que te convierten en un ser único, se denomina fenotipo.
Pero ¿de qué depende el fenotipo de un determinado organismo?
Esta misma pregunta se la han hecho los científicos. La respuesta está dada por el genotipo, es decir, la información genética que posee el organismo. La serie de datos que determinan las condiciones físicas y químicas, así como el funcionamiento de todas sus células. Los organismos que presentan fenotipos similares o comparten un mayor número de características comunes, poseen genotipos igualmente parecidos.
Estos conceptos de genotipo y fenotipo son válidos para todos los organismos, independiente de su nivel de complejidad. Es decir, existen tantos fenotipos como organismos hay en el planeta.
|Actividad 2 |
|Basándose en lo anterior, analiza el siguiente esquema y luego responde las preguntas |
|Fenotipo 1 |Fenotipo 2 |Fenotipo 3 |Fenotipo 4 |Fenotipo 5 |Fenotipo 6 |
|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] | [pic] |
| |
|¿Es posible afirmar que hay dos o más fenotipos iguales? ¿Por qué |
|¿Es posible afirmar que hay dos o más genotipos iguales? ¿Por qué? |
|¿Qué fenotipos son más parecidos entre sí? ¿Por qué? |
|¿Qué genotipos deberían ser más parecidos entre sí? |
|¿Por qué crees eso? |
|¿Cómo lo explicas? |
Actividad 3
Describe, con tus palabras, qué entiendes por fenotipo y genotipo
¿Cuál de estos dos conceptos encuentras más difícil? ¿Por qué?
Pero ¿dónde reside el genotipo?
Los experimentos de intercambio nuclear han aportado evidencias respecto al lugar del genotipo
Una serie de experimentos clásicos permitieron saber que el material genético se localizaba en el núcleo celular.
Alrededor de 1930, Hammerling, realizó experimentos con un alga unicelular llamada Acetabularia y que tiene un gran tamaño, lo que facilitaba su experimentación. A pesar de lo simple de su estructura, esta alga posee varias características fenotípicas observables. Poseen pie (donde reside el pequeño núcleo celular), un tallo y una corola. Hammerling trabajó con dos variedades que difieren en el aspecto de su corola: la variedad mediterránea (corola lisa) y la variedad crenulata (corola irregular). Figura 1a
|[pic] |[pic] |
|Figura 1a. Las dos variedades de Acetabularia |Figura 1b. Experimento de reemplazo nuclear |
Hammerling cortó las algas a nivel del pie y luego extrajo el núcleo del alga de la variedad mediterránea y lo reemplazó por el núcleo del alga de la variedad crenulata. El pie que había pertenecido a la variedad mediterránea, regeneró una corola de las características crenulata. Es decir, un cambio en las características del núcleo, hizo variar el fenotipo de la Acetabularia. Figura 1b
Actividad 4, a partir del experimento de reemplazo nuclear
La hipótesis de Hammerling antes de realizar sus experimentos podría haber sido "Si la información genética reside en el núcleo de Acetabularia, entonces, al intercambiar este núcleo por otro, de una variedad fenotípicamente distinta, el pie desarrollará una corola según la información que posee el nuevo núcleo".
Según el resultado obtenido y señalado en la Figura 1b
• ¿Qué conclusión debe haber sacado Hammerling? Justifica.
En definitiva, hoy en día sabemos que la información genética se ubica dentro del núcleo de la célula. Desde allí controla todas las expresiones del fenotipo del organismo.
La información genética se ubica en los cromosomas
Usando técnicas de microscopía, es posible apreciar que el material genético presenta aspectos distintos, según la etapa de vida en que se encuentre. La mayor parte del tiempo se encuentra en forma de fibras delgadas y dispersas, que se divisan como manchas heterogéneas al interior del núcleo. Cuando el material genético posee este aspecto, se denomina cromatina (figura 3). Durante el proceso de división celular, en cambio, el núcleo desaparece como tal y el material nuclear forma estructuras pequeñas y compactas, con apariencia de letras H llamados cromosomas. Ver figura 4.
|Figura 3a. |[pic] | |Figura [pic]3b. |
|Micrografía | | |Dibujo esquemático |
|electrónica de un| | |de la foto 3ª, que muestra los distintos tipos de cromatina |
|núcleo en el que | | |que se pueden ver en un núcleo. |
|se señalan la | | | |
|cromatina (A), el| | | |
|nucleolo (B) y la| | | |
|membrana nuclear | | | |
|(C) | | | |
|[pic] |[pic] |[pic] |
|Figura 4a. Imagen de un cromosoma obtenida mediante |Figura 4b. Imagen de un cromosoma obtenida mediante |Figura 4c. Juego completo de cromosomas de una |
|el microscopio electrónico de transmisión (MET) |el microscopio electrónico de barrido (MEB) |célula humana. Están teñidos para apreciar sus |
| | |diseños de bandas característicos. |
Actividad 6. Reconociendo cromosomas
¿En cuál de las siguientes células eres capaz de distinguir cromosomas?
|A |B |C |D |
|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
¿Cómo llegaste a esa conclusión?
¿Te parece muy difícil identificar los cromosomas?
¿Por qué?
Los cromosomas poseen una estructura bien definida
Los cromosomas de plantas y animales, durante cierta etapa de la división celular, tienen la forma típica de una letra H: posee dos cromátidas unidas por el centrómero. Las regiones terminales de los cromosomas se llaman telómeros y los brazos corresponden a los sectores de cromátidas entre centrómero y telómero. Se llaman brazo largo (q) y corto (p).
La relación entre el número de cromosomas y la complejidad de un organismo es relativa
Se podría elaborar un cariotipo para cada una de las especies de plantas y animales existentes. Al hacerlo, podríamos constatar que no todos los organismos poseen la misma cantidad de cromosomas. Dado que las características de cada ser vivo dependen de la información contenida en sus cromosomas, sería esperable que organismos más complejos (o con mayor número de características) tuviesen más cromosomas que aquellos más simples. Veamos si es cierto...
Actividad 7
• Caracteriza los siguientes organismos en tu cuaderno y luego clasifícalos: Sapo, Gorila, Hombre, Mosca, Papa, Ballena, Ratón, Cola de caballo (hierba). Anota los criterios de clasificación que utilizaste.
• Tomando en cuenta las características y la clasificación realizada por ti, ordena los organismos según su nivel de complejidad.
|Lista ordenada (del más simple, al más complejo) |
|1. |3. |5. |7. |
|2. |4. |6. |8. |
• El número de cromosomas de cada una de estas especie es:
|Sapo: 26 |Papa: 48 |Gorila: 48 |Mosca: 8 |
|Ballena: 44 |Ratón: 42 |Hombre: 46 |Cola de caballo: 216 |
• A partir de estos datos, ¿Existe una relación entre la complejidad de los seres vivos y el número de cromosomas?
Se conocen muchos sitios específicos de cromosomas con información genética
La información que determina las características de un organismo no depende del número o del tamaño de los cromosomas que posee. Esta información se organiza en segmentos discretos del cromosoma llamados genes. Cada gen controla y regula la expresión de cada una de las características genotípicas del organismo. De esta manera, si un organismo posee más genes que otro, será más complejo. El ser humano puede tener menos cromosomas que una planta o un animal aparentemente más simple. Sin embargo, la mayor complejidad del ser humano está dada por el mayor número de genes que posee en sus 46 cromosomas. Así, los 48 cromosomas de la papa poseen menor número de genes.
Para no olvidar:
En los 22 pares de cromosomas autosómicos y el par sexual XY existen entre 30 a 40 mil genes.
2. Mitosis: función y regulación
La división celular explica muchos procesos que realizan los organismos
Un organismo unicelular, como por ejemplo un protozoo, bajo ciertas condiciones es capaz de reproducirse generando un número cada vez mayor de individuos de la misma especie. De igual forma, en un organismo pluricelular, los billones de células que lo constituyen provienen de una sola célula. En ambos casos, la célula original genera dos células fenotípicamente idénticas, las que, a su vez, se dividen generando cuatro células; y así sucesivamente, hasta conseguir muchos millones de células
Actividad 8. Reconociendo procesos de división celular
De los siguientes procesos que ocurren normalmente en el ser humano, marca aquellos que deberían realizarse por división celular.
|Figura 13 |
|[pic] |[pic] |[pic] |
|a. Crecimiento de huesos |b. Desarrollo embrionario |c. Formación de células de la sangre |
|[pic] |[pic] |[pic] |
|d. Regeneración de la piel |e. Cicatrización |f. Formación de un tumor (cáncer) |
¿Qué mecanismos son comunes a todos estos procesos?
En cualquiera de los ejemplos anteriores, las células hijas son más pequeñas que las células madre. Por tanto, cualquiera de las dos células hijas carece de ciertos materiales que poseía la célula madre. Según lo que tú ya sabes, ¿qué estructuras deberían traspasarse necesariamente a cada una de las células hijas?
A pesar que el proceso de división celular puede ocurrir en muchos tipos de células, con formas y funciones distintas, llama la atención que las células hijas tarde o temprano adquieran siempre el aspecto y la función de la célula madre. ¿Cómo podrías explicar esta situación?
Actividad 9. Análisis de experimento sobre división celular
Observa la Figura 14, que señala un experimento realizado en ratas. Si se separan las dos primeras células del desarrollo embrionario (llamadas blastómeros) de una rata albina y cada una de ellas se trasplantan al útero de dos ratas hospederas: una rata hospedera gris y otra rata hospedera manchada, de ambas ratas hospederas nacerán crías albinas.
a) Describe el experimento y los resultados
b) ¿Por qué se utilizaron ratas huéspedes no albinas?
c) ¿Cuál es la conclusión que se puede hacer basándose en los resultados?
d) ¿Se puede afirmar que la división celular, que propaga las características de la célula huevo, permite traspasar el genotipo y el fenotipo de la rata albina original? ¿Por qué?
Resumiendo:
|[pic] |[pic] |
|Figura 17. Esquema de célula antes y después de la replicación |
Para que el proceso de división celular sea válido, la célula madre debe entregar a cada una de sus células hijas el tipo y la cantidad exacta de material genético que ésta posee. Para realizarlo, copia cada una de sus fibras de ADN mediante un proceso conocido como replicación.
Poco antes que se produzca la división, al interior del núcleo de una célula humana se debería poder contar un total de 23 pares de fibras duplicadas. En la figura 17 se esquematiza esta nueva situación. Se han pintado de color azul las fibras "originales" y de color rojo las "copias", representado solo 10 fibras de las 23.
Si cada fibra posee entonces un "original" y una "copia", se espera que se distribuyan una cada una en las dos células hijas.
En la realidad cada fibra de cromatina del ADN humano puede llegar a medir varios centímetros de largo. Si, al mismo tiempo, toda la cromatina al interior del núcleo ocupa un espacio cercano a los 5 x 10-7 mm3, resulta muy difícil de entender de qué manera pueden separarse originales y copias entre las dos células hijas, sin lugar a errores.
Actividad 10. Investigando las etapas de la mitosis
Las siguientes figuras muestran las etapas fundamentales de la mitosis. Sin embargo, están desordenadas cronológicamente. Basándose en los conocimientos recogidos en el transcurso de este capítulo, realiza las siguientes tareas:
• Ordénalas de manera lógica, poniéndoles un número en el recuadro inferior.
• Averigua el nombre y función de las estructuras de la célula.
• Copia los esquemas en tu cuaderno, en el orden correcto. Averigua el nombre de cada etapa.
|Figura 19. Esquemas de diversas etapas de la mitosis |
|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
| | | | | | | |
Como hemos visto, la mayor parte del tiempo las células de un tejido no muestran cromosomas. Su material genético se encuentra en forma de cromatina y los cromosomas aparecen exclusivamente durante el proceso de división celular. Cuando una célula no se encuentra en división, se dice que está en interface. El "Ciclo Celular" incluye ambos conceptos, pues se define como el tiempo que transcurre entre el nacimiento y la muerte o división de las células, es decir su interface seguida de su división celular.
Existen tejidos que se caracterizan por mantener zonas de continua división celular. Por ejemplo, bajo las capas superficiales de piel existe una región que se dedica a producir nuevas células que reemplacen las que se pierden en la parte superior. Algo similar ocurre con tejidos vegetales que crecen intensamente en la punta de tallos y raíces. Las células que - como éstas - están en continua mitosis, se afirma que están en ciclo proliferativo.
Observa el siguiente esquema que resume el ciclo celular:
| |Interfase |M |
| |G1 |S |G2 | |
|Duración aproximada |4 horas |10 horas |4 horas |2 horas |
|Actividad celular |Síntesis de proteínas y ácidos |Replicación paulatina del |Síntesis de proteínas del |División del |
| |nucleicos. |ADN |citoesqueleto |material genético |
| |Actividad normal de la célula | | | |
|Cantidad de material | | | | |
|genético | | | | |
Actividad 11. Justificando las etapas de la interface.
• Justifica el rol de las etapas G1, S y G2 de la Interface.
• Interpreta el gráfico de la página anterior.
• Explica por qué se llama "ciclo celular", si técnicamente una célula sólo se puede dividir una vez en su vida.
Un ciclo proliferativo incluye todas estas etapas y eventualmente agrega una etapa Go, llamada de reposo proliferativo o de diferenciación. Es decir, la célula interrumpe su ciclo celular para desarrollar las características propias del tejido al que pertenece. En los organismos multicelulares, como los animales y plantas existen diferentes tipos de poblaciones celulares. Unas en proliferación, tales como los tejidos en renovación (piel, médula ósea), las células cancerosas o las células en cultivo. Otras poblaciones están habitualmente en reposo proliferativo (Go), sin embargo, después de estimularlas con algún estímulo específico pueden entrar nuevamente al ciclo proliferativo.
Un tejido es un grupo de células de similar forma y función, con algún mecanismo de comunicación que favorece el trabajo conjunto y coordinado
Todos los mecanismos que caracterizan a la mitosis ocurren de manera similar en todos los procesos que se basan en este tipo de división celular.
Actividad 12. Mitosis en unicelulares y multicelulares.
Observa atentamente el siguiente esquema que señala los procesos que se realizan a través de mitosis, distinguiendo aquellos que se realizan en organismos unicelulares o en multicelulares
|Fisión binaria |MITOSIS |Mecanismos de reproducción asexuada: Esporulación y |
| | |fragmentación |
|gemación | |Desarrollo embrionario |
| | |Crecimiento |
|Esporulación | |Cicatrización |
| | |Regeneración de tejidos |
Escoge cualquiera de los procesos señalados y construye un esquema completo de mitosis utilizando los elementos estructurales y contextuales novedosos de este proceso. Por ejemplo, si escoges fisión binaria, puedes representar la mitosis en un paramecio o una ameba, con todas las estructuras propias de estos microorganismos.
Actividad 13. Alteraciones y cáncer
Lee el siguiente documento acerca de las causas y consecuencias de una mitosis mal regulada.
Origen del cáncer[1]
La carcinogénesis o aparición de un cáncer es el resultado de dos procesos sucesivos: el aumento descontrolado de la proliferación de un grupo de células que da lugar a un tumor, y la posterior adquisición por estas células de capacidad invasiva, que les permite diseminarse desde su sitio natural en el organismo y colonizar y proliferar en otros tejidos u órganos, proceso conocido como metástasis.
Si sólo tiene lugar un aumento del crecimiento de un grupo de células en el lugar donde normalmente se hallan, se habla de un tumor benigno, que generalmente es eliminable completamente por cirugía. Por el contrario, cuando las células de un tumor son capaces de invadir los tejidos circundantes o distantes, tras penetrar en el torrente circulatorio sanguíneo o linfático, y formar metástasis se habla de un tumor maligno o cáncer . Las metástasis son las responsables de la gran mayoría de los tratamientos fallidos y, por tanto, de las muertes por cáncer.
La primera fase de un tumor es la alteración de la capacidad de proliferación de una célula como resultado de una mutación en uno de los genes que la controlan. Es la iniciación, y al agente que la causa se le llama iniciador. Esta célula "iniciada" crece con una velocidad ligeramente superior a las normales, y puede pasar inadvertida durante un período muy largo.
Los carcinógenos actúan modificando los genes implicados en el control de la proliferación celular, de modo que su papel es colaborar con la mutación iniciadora, y sólo causan cáncer cuando actúan de modo repetido tras el carcinógeno iniciador. Es la segunda fase, promoción, durante la cual el agente promotor estimula el crecimiento de las escasas células iniciadas que con una sola mutación tenían ligeramente alterado su crecimiento. Este aumento de células con una mutación favorece la posibilidad de que alguna de ellas acumule una nueva mutación que la haga crecer aún más deprisa, ya que la división celular aumenta el riesgo de adquirir mutaciones. Los estrógenos, que aumentan la proliferación de las células epiteliales de la mama, actúan como un agente promotor. La relación entre la estimulación del crecimiento celular y la promoción del cáncer es evidente en los efectos del alcohol, que al causar la muerte de células del epitelio del esófago induce su rápido reemplazo y aumenta así el riesgo de cáncer esofágico. El humo del tabaco contiene numerosas sustancias que son iniciadores o promotores tumorales: benzopirenos, nicotina, naftilaminas, fenoles,...
La reducida probabilidad de mutaciones espontáneas hace que la duración de esta fase en que el tumor no es aún visible sea muy larga, puesto que se necesitan millones de células con una mutación para que alguna desarrolle un segundo cambio genético. Ello se deduce claramente del retraso en 5 a 20 años que existe entre la exposición al tabaco y el desarrollo de cáncer de pulmón, o del de la aparición de leucemia por efecto de radiaciones en supervivientes a las explosiones nucleares de Hiroshima y Nagasaki.
La tercera fase es la progresión tumoral o adquisición de nuevas (tercera, cuarta...) alteraciones genéticas que provocan un aumento de la malignidad, con adquisición de capacidad invasiva y metastásica.
El cáncer es la consecuencia de mutaciones que producen la expresión anormal de un número reducido de nuestros genes: los oncogenes, los genes supresores de tumores y los genes de reparación del ADN.
Los genes son partes de la molécula del ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA) de los cromosomas que codifican la secuencia de aminoácidos de un polipéptido o proteína. Las aproximadamente 1013-1014 células (diez a cien billones) del cuerpo humano contienen el mismo número de cromosomas (46) y, por tanto, de genes (unos 30 mil).
La nomenclatura utilizada en la literatura científica es a veces confusa. Como es lógico, nuestras células no tienen normalmente genes inductores de cáncer. Los oncogenes son, en realidad, formas mutadas de genes normales (los proto-oncogenes). Es al mutar éstos, y originar proteínas con función alterada que estimulan el crecimiento o la invasividad celular, cuando se convierten en oncogenes. No pocas veces, incluso la mera expresión excesivamente elevada de la proteína normal codificada por un proto-oncogén es suficiente para inducir transformación celular. Se dice que los oncogenes son las formas "activadas" de los proto-oncogenes, consecuencia de mutaciones que causan una "ganancia de función", es decir, un efecto biológico distinto del que tienen los proto-oncogenes. Así, el término proto-oncogenes debiera reservarse a los genes normales, y el de oncogenes a las formas mutadas de los mismos.
Un segundo grupo lo constituyen los llamados genes supresores de tumores o antioncogenes, cuya función normal es controlar el ciclo de división celular, evitando el crecimiento excesivo, o el mantenimiento de las características que especifican la localización de las células en un lugar determinado. Estos genes inducen la aparición de cánceres cuando al mutar dejan de expresarse (por deleción) o producen una proteína no funcional. El antioncogen mejor estudiado se llama P53
Según el documento y tus propias ideas:
a) ¿Cómo se activan las células cancerígenas?
b) ¿Cuándo un cáncer se transforma en cáncer maligno?
c) ¿Cuál es la diferencia entre un protooncogén, un oncogén y un antioncogén?
d) ¿Según tú, cuáles serían las causas más comunes de cáncer?
e) ¿Cómo crees que ha cambiado la visión social y cultural que se tiene acerca del cáncer?
f) ¿Qué es lo que más te llamo la atención del texto?
3. Meiosis: gametogénesis y variabilidad genética
Los pros y contras de la reproducción sexual
Los seres humanos somos organismos sexuales. Lo mismo sucede con una enorme variedad de formas de vida vegetal y animal. Si bien todos hacemos uso de mecanismos de división mitótico, en ningún caso la mitosis es utilizada como el medio que permite la reproducción sexual.
Toda reproducción sexual se basa en la producción de células especializadas en la reproducción, los gametos: femeninos y masculinos. La razón de ser de un gameto es encontrarse con el gameto del otro sexo, a través de un mecanismo llamado fecundación. A partir de este evento surge un nuevo organismo, con características del padre y de la madre.
En el año 1887, Weissman describió la Meiosis, como un proceso divisional, habitualmente inserto en la fabricación de gametos, en que una célula, después de pasar por un período S, se divide dos veces consecutivas. En el esquema de la figura 24 se grafican las etapas de este particular tipo de división celular:
|[pic] |
| |
|[pic] |
|Figura 24. Etapas de la meiosis |
Actividad 13. Comparando mitosis y meiosis
Revisa la figura 24 y compara este proceso con la división mitótica, según los criterios que se mencionan en el siguiente cuadro:
| |MITOSIS |MEIOSIS |
|¿A partir de cuántas células madre se realiza la división celular? | | |
|¿Cuántas células hijas se generan al final de proceso? | | |
|Si la célula madre posee 10 fibras de ADN en Interface, ¿con cuántas fibras se| | |
|quedan las células hijas? | | |
|¿Cuántas veces se divide la célula? | | |
|¿Cuántas veces se duplican las fibras de ADN? | | |
Las células resultantes de la meiosis poseen la dotación genética necesaria para funcionar como gametos o células sexuales.
Con la meiosis es posible explicar por qué el número de cromosomas no aumenta con las generaciones sucesivas. Los órganos sexuales ("gónadas" en el caso de los animales) poseen grupos de células encargadas de fabricar gametos. Para ello pasan por al menos tres etapas:
• proliferación, en base a mitosis sucesivas, que garantizan la existencia de células madre en forma permanente
• meiosis, que reduce la dotación genética a la mitad
• y diferenciación, que permite asignarle a las cuatro células resultantes los atributos propios de un gameto femenino o masculino
La meiosis, sin embargo, no solamente es necesaria como medio para reducir la dotación genética a la mitad, sino que es responsable de un fenómeno mucho más evidente.
La meiosis llevada a cabo por células de las gónadas (testículos y ovarios) de tus padres te garantiza el poseer la misma dotación genética en tus células que la de todos los miembros de nuestra especie: 46. Tus características físicas, además, serían el resultado de la combinación de los genes de los gametos que dieron origen a tu primera célula: la célula huevo o cigoto.
El problema surge cuando nace un hermano y percibes que tiene una variedad de características particulares, distintas a las tuyas. De hecho, salvo por el caso de los gemelos, un matrimonio puede tener muchos hijos...y todos serán distintos.
Actividad 14. Evidenciando la variabilidad genética
Completa el siguiente cuadro con las características comunes y distintas que posees con tu(s) hermanos. Si no tienes hermanos, puedes hacerlo con alguna pareja de hermanos que conozcas bien. Compara tus resultados con los de otros compañeros.
| |Nombre: |Nombre: |
|Color de pelo | | |
|Color de ojos | | |
|Color de piel | | |
|Tipo de pelo (liso, crespo, etc.) | | |
|Forma de la cara | | |
|Forma de la nariz | | |
|Otras características | | |
|Solo los organismos sexuales realizan meiosis. |
|La meiosis explica que éstos sean organismos diversos y adaptados a las más diversas condiciones ambientales |
Actividad 15. Evaluando lo aprendido
Identifica dos organismos, uno que presente reproducción de tipo asexual y uno que presente una reproducción de tipo sexual. Luego realiza una comparación entre dos organismos contestando las siguientes preguntas:
| |Organismo con reproducción asexual: |Organismo con reproducción sexual: |
| | | |
|1. ¿Cómo se reproduce? | | |
|2. ¿Qué tipo(s) de división celular realiza para | | |
|reproducirse? | | |
|3. ¿Qué ventajas tiene su mecanismo de reproducción? | | |
|4. ¿Qué desventaja tiene su mecanismo de reproducción? | | |
|5. Dentro de la historia de la tierra ¿cuál crees tú que | | |
|apareció primero? ¿Por qué? | | |
|6. Parece existir una relación entre su tipo de | | |
|reproducción y su complejidad estructural? Especifica | | |
PROFUNDIZACION.
01. Identifica la fase del ciclo celular en que ocurren cada uno de los siguientes eventos:
❑ fabricación de proteínas que actúan como anticuerpos =
❑ replicación de las moléculas de ADN =
❑ división del citoplasma para originar dos células =
❑ aumento del número de mitocondrias =
❑ duplicación de los centriolos =
❑ síntesis de las enzimas que controlan la duplicación del ADN =
❑ repartición equitativa de cromosomas en las células hijas =
02. ¿En qué fase del ciclo celular es probable que se encuentren células como las neuronas o células musculares que una vez que maduran dejan de reproducirse?
03. ¿Cuáles de los siguientes procesos o eventos son comunes a células que una vez maduras han dejado de reproducirse y células con un alto potencial reproductivo?
❑ síntesis de proteínas que forman parte de las membranas
❑ replicación de las moléculas de ADN
❑ degradación de la glucosa en procesos de obtención de energía
❑ eliminación de sustancias que constituyen residuos metabólicos
❑ incorporación de materiales a través de la membrana plasmática
❑ síntesis de las enzimas que controlan la duplicación del ADN
04. ¿Qué consecuencias tendrá para la célula la ocurrencia de mitosis sin que se produzca citocinesis?
05. ¿Qué consecuencias tendrá la división celular por mitosis para los organismos unicelulares y pluricelulares?
06. Describe lo que ocurre con los distintos elementos celulares durante las fases de la mitosis esquematizada.
[pic] [pic] [pic]
08. Completa la siguiente tabla, colocando el nombre de la fase mitótica en que ocurre el evento señalado.
|Fase |Evento |
| |Reaparición del nucléolo |
| |Migración cromosómica hacia los polos |
| |Desaparición de la envoltura nuclear |
| |Desplazamiento de los centriolos hacia los polos|
| |Disposición cromosómica en el ecuador celular |
07. ¿Cuál es la importancia de la proteína p53 en la célula y que relación tiene con la muerte celular programada?
08. Diferencia entre protooncogenes, oncogenes y antioncogenes
9. ¿Qué características diferencian a las células cancerosas de las células normales?
CUESTIONARIO DE REPRODUCCIÓN CELULAR
PREGUNTAS DE ALTERNATIVA ÚNICA
1. ¿Cuál de los siguientes procesos no se realiza a través de mitosis:
a) Crecimiento de una patilla de cardenal
b) Regeneración de una cola de lagartija
c) Formación de células sexuales en ovarios de rana
d) Desarrollo de células tumorales en el ser humano
e) Crecimiento de un pollo dentro de su huevo
2. ¿Por qué es necesario que las fibras de ADN se descondensen después de la mitosis?:
a) Para que las células hijas puedan separarse adecuadamente
b) Para poder transcribir nuevos ARN
c) Para poder armar los cromosomas
d) Para que puedan caber dentro del núcleo
e) Para formar parte de la membrana nuclear
3. Acerca de la reproducción de las células humanas, se puede afirmar que:
I. Salvo las células sexuales, todas poseen el mismo tipo de información genética
I. Todas se reproducen al cabo de 48 horas
I. Todas tienen la capacidad para reproducirse
I. Realizan su función específica durante Interface
a) I y II b) II y III c) III y IV d) I y IV e) I, II, III y IV
4. Al estudiar la etapa del ciclo celular en que se encuentran las células de una muestra de hígado humano se detectan los siguientes porcentajes: 70% en G1; 10% en S; 15% en G2 y 5% en mitosis. ¿Qué conclusiones se pueden extraer de tales resultados?
a) Todas las células de la muestra van a realizar o se encuentran en mitosis
b) La mitosis es un fenómeno que realizan pocas células del hígado
c) Es más fácil encontrar a las células en G1 que realizando su duplicación del ADN
d) Que un 70% de las células acaban de realizar mitosis
e) Que un 30% de las células del hígado no realizan sus funciones específicas
5. ¿Por qué las fibras de ADN se encuentran como cromatina en S?
a) Para que cada fibra se pueda duplicar con mayor facilidad
b) Porque es una manera de ocupar menos espacio al interior del núcleo
c) Porque facilita la separación de la fibra de ADN original de la copia
d) Para constituir una sola fibra de ADN que ocupe la mayor parte del núcleo
e) Porque sólo así se puede establecer la unión del ADN con los centriolos
6. ¿En qué momento del ciclo celular se produce la replicación del ADN?:
a) Durante la mitosis
b) Antes de la mitosis
c) Después de la mitosis
d) Sólo en la primera mitosis
e) En cualquier momento de la vida celular
7. La diferencia fundamental entre la función de una mitosis realizada por un organismo unicelular y otro multicelular es:
a) que en el unicelular es un mecanismo reproductivo y no regenerativo como en el multicelular
b) que en el multicelular sirve de mecanismo reproductivo y en el unicelular, no
c) que en el unicelular sirve de mecanismo de regeneración de tejidos y en el multicelular, no
d) que en el multicelular sirve para producir gametos y en el unicelular, no
e) que en el unicelular sirve como mecanismo de cicatrización de heridas y en el multicelular, no
8. Una proteína que activa receptores de membrana relacionados con la proliferación celular se denomina:
a) Enzima
b) Factor de crecimiento
c) Protooncogen
d) ARN
e) Factor de transcripción
9. De los siguientes procesos ocurridos en el ser humano, ¿cuáles deberían ocurrir mediante mitosis?
I. Formación de células sexuales
I. Regeneración de tejidos dañados
I. Crecimiento de un embrión
I. Crecimiento de los huesos
a) I y II b) II y III c) III y IV d) II, III y IV e) I, II y III
10. ¿Qué factores determinan que una célula inicie su división celular?
I. La pérdida de volumen citoplasmático
I. El aumento de volumen citoplasmático
I. La imposibilidad de auto sustentarse
I. La síntesis de ADN
a) I y II b) II y III c) III y IV d) II, III y IV e) I, II y III
11. Acerca de la estructura de un cromosoma es cierto que:
a) Su ADN puede estar condensado o sin condensar
b) Posee siempre dos cromátidas
c) Cada cromatida posee un centrómero
d) Sus cromátidas son distintas entre sí
e) Aparecen sólo durante la interface celular
12. ¿Qué relación biológica tiene el cáncer con la clonación?:
a) Ambas son enfermedades que actualmente no tienen un tratamiento eficiente
b) Ambos son procesos que ocurren permanentemente en los seres humanos
c) En ambos casos se requiere que exista una falla en un determinado gen
d) Ambos procesos se basan en la división celular mitótica
e) Ambas empiezan con "c"
13. La diferencia entre un tumor maligno y otro benigno es que el primero:
a) produce células cancerígenas
b) es generado por oncogenes
c) se origina por causas externas (rayos UV, químicos, etc.)
d) produce metastasis
e) se puede extraer completamente
14. ¿Qué tipo de proteínas son las afectadas por agentes cancerígenos?:
a) Proteínas estructurales
b) Enzimas digestivas
c) Anticuerpos
d) Hormonas peptídicas
e) Reguladores de la mitosis
15. ¿Cuántas distribuciones metafásicas distintas se consiguen con 4 pares de cromosomas (en Metafase I)?
a) 4
b) 6
c) 8
d) 16
e) 32
16. Si una sustancia química, inhibidora del proceso de meiosis, fuera aplicada a los siguientes organismos, ¿cuál de ellos se podría todavía reproducir?:
a) Rata
b) Pez
c) Sapo
d) Paramecio
e) Culebra
17. ¿Cuáles de los siguientes hechos suceden tanto en mitosis como en meiosis?:
I. Apareamiento de cromosomas homólogos
II. Separación de cromosomas por el centrómero
III. Duplicación previa del ADN
IV. Separación de cromosomas homólogos
a) I y II b) II y III c) III y IV d) I y IV e) I, II, III y IV
18. La reproducción sexuada es más ventajosa que la reproducción asexuada en términos evolutivos porque:
a) Produce mayor número de descendientes
b) Es más compleja
c) Requiere más tiempo
d) Sólo la poseen los animales
e) Genera variabilidad
19. Una especie X tiene en sus células somáticas 52 cromosomas, entonces:
a) al finalizar G2 los cromosomas están duplicados
b) al finalizar la mitosis se obtendrán células con 26 cromosomas cada una
c) tendrá gametos con 2n cromosomas
d) las células somáticas tienen 2c ADN en G2
e) al inicio de S, las células somáticas tienen 104 cromosomas
20. ¿Por qué tras una Meiosis las células hijas poseen material genético distinto?
I. Porque el material genético de la célula diploide se divide en cuatro partes diferentes
II. Porque los cromosomas homólogos entrecruzan información genética
III. Porque la disposición de los cromosomas homólogos durante metafase es aleatoria
IV. Porque los organelos y el volumen citoplasmático de cada una es distinto
a) I y II b) II y III c) III y IV d) I y IV e) I, II, III y IV
PREGUNTAS DE RESPUESTA ABIERTA (DESARROLLO)
1. ¿Qué medidas podrías tomar desde ahora para prevenir alguna forma de cáncer en el futuro?
2. ¿Qué ocurre en la etapa de síntesis de la interfase y qué sentido tiene?
3. Explica dos ventajas y dos desventajas que posee la reproducción asexual para los organismos que la poseen.
4. Durante la mitosis, la mayor parte de los organelos citoplasmáticos se reparten en forma más o menos equitativa entre las dos células hijas. ¿Por qué no puede ocurrir lo mismo con los cromosomas?
5. ¿Cuál es el rol de los centriolos y el huso acromático durante la Mitosis?
6. ¿Por qué las células sexuales (en la reproducción sexual) son siempre haploides?
7. ¿Por qué existen períodos G antes y después de S? (o ¿por qué no basta S antes de mitosis?)
8. Dos hermanos provienen de los mismos padres. Explica un motivo de por qué presentan normalmente apariencias distintas.
9. ¿Por qué los cromosomas se agrupan en parejas? ¿Puede una especie poseer un número impar de cromosomas? Justifica
10. Relaciona funcionalmente los siguientes conceptos: condensación - cromosoma - replicación (3p)
11. Si una célula presenta 10 fibras de ADN durante G1...:
a) ¿Cuántas fibras posee en S?: _____
b) ¿Cuántas fibras posee en G2?: _______
c) ¿Cuántas cromátidas al inicio de la mitosis?: ______
d) ¿Cuántos cromosomas en el ecuador?: _______
e) ¿Cuántos centrómeros se forman en total?: _______
f) ¿Con cuántas fibras quedan las células hijas?: ______
12. Existen sustancias que pueden detener la síntesis específica de determinadas proteínas. Imagina que dispones de inhibidores específicos para todas las proteínas del organismo. ¿Cuáles usarías para detener el avance de un cáncer? Nombra dos
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Figura 5. Anatomía de un cromosoma
Figura 14
Envoltura
nuclear
Fibras del huso
Plano ecuatorial
Cromosoma
centriolos
Polos
Celulares
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