Genética La Esencia de la Vida

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1 UNIVERSIDAD METROPOLITANA Escuela de Educación Continua Mathematics and Science Partnership: content, integration, and research to improve academic achievement Genética La Esencia de la Vida Proyecto sufragado por el Departamento de Educación de Puerto Rico con fondos de Título II-B No Child Left Behind Profa. Adaris Más Ciencia 7mo 9no 5 de noviembre de 2011

2 Estándares de Contenido y Expectativas por Grado La estructura y los niveles de organización de la materia EM.7.1: Reconoce que los sistemas biológicos se organizan jerárquicamente a partir de la célula en tejidos, órganos, sistemas, organismos, poblaciones, comunidades y ecosistemas EM.7.1.1: Explica que la célula es la unidad estructural y funcional de las seres vivos EM.7.1: Compara y contrasta los procesos de mitosis y meiosis

3 Las interacciones I7.1.3: Reconoce la diversidad de las relaciones que se estable entre las plantas, los animales, los humanos y otras especies I7.1.4: Reconoce que los organismos muestran adaptaciones adecuadas para el ambiente en el que viven

4 Las conservación y el cambio C7.2: Determina que el material genético de las células transmite las características hereditarias de una generación a otra C7.2.1: Explica como se relacionan los genes y los alelos con el fenotipo y el genotipo C7.2.3: Describe la estructura básica de una molécula de ADN C7.2.4: Explica la relación entre ADN, genes y proteínas

5 Las conservación y el cambio (Cont.) C7.3: Reconoce que la evolución biológica permite explicar los cambios que experimentan las poblaciones a lo largo del tiempo C7.3.1: Explica lo que es evolución biológica C7.3.2: Explica que la evolución es el proceso mediante el cual se forman especies de otras preexistentes C7.3.3: Describe las cuatro partes de la Teoría de Darwin de la Evolución por selección natural C7.3.4: Relaciona la genética con la evolución

6 Objetivos del Taller: Comprender la estructura de ADN y sus partes Comprender los procesos de replicación, transcripción y traducción y la relación que existe entre los genes y la producción de proteínas Comprender y relacionar conceptos genéticos y evolutivos Comprender que es evolución biológica

7 Actividad 1:

8 Cada ser humano se forma con la unión (fecundación) de un huevo y un espermatozoide (gametos). Cada gameto tiene 23 tipos de cromosomas diferentes; una sexual y 22 autosómicas. Cuando un huevo y un espermatozoide se unen forman un cigoto, este contiene 46 cromosomas en total (23 pares de cada tipo de cromosoma).

9 Cariotipo Humano

10 El cigoto luego lleva acabo muchas divisiones celulares (mitóticas), imprescindibles para su desarrollo y crecimiento. A través de la vida, la división celular (autosómica) en los individuos continua mediante el proceso de mitosis y esta es responsable de transmitir el código genético a cada célula y de renovar las células muertas. La división celular responsable por la producción de gametos es meiosis.

11 Las cromosomas llevan toda la información (anatómicas y fisiológicas) de los organismos en unidades llamadas genes. Cada gen esta localizado en diferentes cromosomas, y dentro de esa cromosoma, en un lugar que se le llama locus. Los genes también puede tener variaciones, a estas variaciones se les llama alelos. Ej. el color de ojo tiene diferentes alelos: azul, verde, marrón, etc. Un individuo que posea los mismos alelos para una gen se dice es homocigótico, mientras uno que posea alelos diferentes es heterocigótico.

12 ADN Acido dioxiribonucléico Donde hay ADN? En las cromosomas, específicamente en el núcleo de la célula eucariota. También existe ADN en las mitocondrias (herencia maternal solamente). En a través de mitosis el ADN se replica, para que cada célula del cuerpo tenga la misma información genética. El ADN se compone de nucleótidos (unidades compuestas de un grupo fosfato, una azúcar y una base nitrogenada. ADN consiste de una doble hélice de nucleótidos.

13

14 Nucleótido Las bases nitrogenadas: Adenina, Timina, Citosina y Guanina

15 En replicación, la doble hélice se separa y cada hebra forma una copia complementaria de si misma.

16 Porqué estudian las proteínas para determinar la relaciones o distancias evolutivas entre los organismos?

17 Transcripción ADN ARN Proteínas Traducción

18 ARN Ácido ribonucléico Durante transcripción se separa la doble hélice de ADN y se usa una de sus hebras como templado para hacer moléculas de ARN. A diferencia de ADN, ARN es una cadena sencilla, compuesta también de nucleótidos, pero su azúcar es diferente y una de sus bases nitrogenadas es diferente (Cambia timina por uracil).

19 ARN Hay 3 tipos de RNA: marn (mitocondrial) tarn (transferencia) rarn (ribosomal) marn contiene el código genético que eventualmente codifica para la proteína a producirse Cada 3 bases nitrogenadas de marn hace un codón, y cada codón codifica para un amino ácido.

20 Codón en mrna En transcripción, la doble hélice de ADN se separa y se usa una de su hebras como templado para hacer una molécula de marn. Nucleótido

21 La información genética que contiene la molécula de marn tiene que traducirse para poder producir las proteínas, esto se hace en las ribosomas (rarn) dentro de la célula. El proceso de traducción es facilitado por tarn. tarn tiene un anticodón que parea y lee al codón en la molécula de marn. tarn también transporta los aminos ácidos, los cuales son las unidades básicas de las proteínas.

22 Amino ácidos Cadena polipéptida tarn Ribosoma (rarn) Anticodón en tarn Codón en marn

23

24 Actividad 2:

25 Instrucciones: Construya 2 cadáveres exquisitos, uno para cada grupo de palabras Grupo 1 gen alelo cromosoma huevo espermatozoide gameto locus homocigótico heterocigótico fertilización cigoto meiosis Grupo 2 DNA RNA nucleótidos azúcar fosfato base nitrogenada replicación mitosis traducción transcripción amino ácido proteína cadena polipéptida

26 Evolución? Es el proceso continuo de transformación de las especies a través de cambios producidos en sucesivas generaciones, en las frecuencias alélicas de una población.

27 Los procesos naturales biológicos envuelven cambios, pero no todos los cambios son ejemplos de evolución biológica. La evolución biológica envuelve descendencia con modificación.

28 Concepción Alterna: Cuál es la diferencia entre evolución y Selección Natural? Selección Natural es tan sólo uno de varios mecanismos evolutivos. Otros mecanismos evolutivos lo son la deriva genética, el flujo genético y las mutaciones. Evolución Selección Natural

29 Fuerzas Evolutivas; Mecanismos de Cambio*: Mutaciones Deriva Genética Flujo Genético Selección Natural *Cuando hablamos de fuerzas evolutivas nos referimos a la microevolución, aquella asociada a los cambios al nivel de especie/población.

30 Mutaciones Cualquier cambio en el acervo genético de una población (frecuencia alélicas) que es dado a la azar. Su rol primordial es producir variabilidad genética. Pueden ser causadas debido a duplicaciones, pérdidas u otro tipo de alteración en las cromosomas. Hay mutaciones neutrales, benignas y malignas. Ejemplos de condiciones producidas por mutaciones: anemia falciforme y albinismo.

31 Las mutaciones pueden ser alteraciones en el DNA al nivel de nucleótidos, como al nivel de alterar un gen o varios genes.

32 Deriva Genética El proceso por el cual, a través del tiempo, las frecuencias genéticas de una población cambian azarosamente. Puede darse por un evento estocástico como un terremoto, huracán, derrumbe, etc... Opera sobre todo tipo de genes. Su rol es reducir las variaciones en la población. Mientras más pequeña la población mayor su efecto.

33 Deriva genética también puede surgir por cuello de botella o efecto fundador.

34 Efecto Fundador

35 Inmigraciones y emigraciones por individuos a poblaciones donde luego se aparean. Porque migrar? Flujo Genético Aumentar éxito reproductivo, explotar mejores recursos, evitar endogamia, agresión o competencia por recursos.

36 Selección Natural Establece que los organismos tienen diferentes capacidades de adaptación en el medio ambiente que les rodea. Su adaptación se mide mediante su capacidad (aptitud) de sobrevivir y reproducir progenie viable y fértil. No como la mula (estéril), producto de un burro y una yegua.

37 Diferencias en aptitud reproductiva y de sobrevivencia, son dadas por variabilidad genética. Individuos que poseen aquella variabilidad genética que les provea mejor adaptarse a su medio ambiente, sobrevivirán y producirán más progenie, perpetuándose a través de generaciones futuras. Las condiciones ambientales o presiones selectivas son específicas de cada ambiente y tiempo. Estas condiciones pueden cambiar y en otro momento favorecer la aptitud de organismos que previamente no fueron favorecidos. De aqui, la oportunidad del surgimiento de nuevas especies.

38 Concepción Alterna: Los organismos tienen las características (genes) adecuadas para sobrevivir y reproducirse, o no las tienen, pero no puede adquirirlas tratando.

39 Concepción Alterna: Selección Natural no otorga a los organismos lo que ellos necesitan, no crea adaptaciones, no tiene intenciones en específicas. La aptitud de un organismo está ligada a sus genes y como estos hacen que el organismo sobreviva y se reproduzca en un ambiente en específico en un momento dado.

40 Actividad 3:

41 Materiales: Palillos de pincho (1 por grupo) Palitos de madera de remover café (15 por grupo) Crayólas (paquete de 8; una caja por grupo) Tijeras (1 por grupo) Regla (1 por grupo) Pega Super Glue Walgreens (1 por grupo) Pega blanca Hilo de tejer blanco o negro Base cuadrada de foam (5 x 5) o caja de zapato (1 por grupo)

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