GUIAS, TALLERES Y EVALUACIÓN

Transcripción

1 INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO GREMIOS UNIDOS MANUAL DE PROCESO MISIONAL GESTIÓN ACADÉMICA GUIAS, TALLERES Y EVALUACIÓN GA-F29 Versión: 1 Fecha: FECHA: GUIA x TALLER EVALUACIÓN DOCENTE: LENY AZUCENA MUÑOZ PEREZ AREA/ASIGNATURA:CIENCIAS NATURALES/BIOLOGIA ESTUDIANTE: GRADO: SEPTIMO CALIFICACIÓN: SEDE: PRINCIPAL LOGROS Entiende la reproducción celular a partir del concepto de ciclo celular. Distingue las etapas del ciclo celular y el control de las mismas. Aprende el concepto y función que desempeña la mitosis y cual la meiosis Interpreta el significado biológico de la mitosis y de la meiosis y lo relaciona con los ciclos biológicos Analiza las ventajas y desventajas de los tipos de reproducción sexual y asexual. Explica la existencia de errores en la división celular y sus consecuencias. División o reproducción celular LA DIVISION CELULAR Las células se reproducen duplicando tanto su contenido nuclear como el citoplasmático y luego dividiéndose en dos. La etapa o fase de división posterior es el medio fundamental a través del cual todos los seres vivos se propagan. En especies unicelulares como las bacterias y las levaduras, cada división de la célula única produce un nuevo organismo. Es especies pluricelulares se requieren muchas secuencias de divisiones celulares para crear un nuevo individuo; la división celular también es necesaria en el cuerpo adulto para reemplazar las células perdidas por desgaste, deterioro o por muerte celular programada. Así, un humano adulto debe producir muchos millones de nuevas células cada segundo simplemente para mantener el estado de equilibrio y si la división celular se detiene el individuo moriría en pocos días. El ciclo celular comprende el conjunto de procesos que una célula debe realizar para cumplir la replicación exacta del ADN y la segregación (separación o división) de los cromosomas replicados en dos células distintas. La gran mayoría de las células también doblan su masa y duplican todos sus orgánulos citoplasmáticos en cada ciclo celular: De este modo, durante el ciclo celular un conjunto complejo de procesos citoplasmáticos y nucleares tienen que coordinarse unos con otros. Las plantas y los animales están formados por miles de millones de células individuales organizadas en tejidos y órganos que cumplen funciones específicas. Todas las células de cualquier planta o animal han surgido a partir de una única célula inicial el óvulo fecundado por un proceso de división. En lo que respecta a la división o reproducción del núcleo celular (segunda etapa del ciclo celular), existen dos variantes, dependiendo del tipo de célula que deba dividirse o reproducirse: la mitosis y la meiosis. 1

2 CICLO CELULAR El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Las etapas, son G1-S-G2 y M. El estado G1 quiere decir "GAP 1" (Intervalo 1). El estado S representa la "síntesis", en el que ocurre la replicación del ADN. El estado G2 representa "GAP 2" (Intervalo 2). El estado M representa «la fase M», y agrupa a la mitosis o meiosis (reparto de material genético nuclear) y la citocinesis (división del citoplasma). Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan «proliferantes» y las que se encuentran en fase G0 se llaman células «quiescentes». 1 Todas las células se originan únicamente de otra existente con anterioridad. 2 El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas. Comparación entre la fisión binaria, mitosis y meiosis, tres tipos de división celular. Fases del ciclo celular La célula puede encontrarse en dos estados claramente diferenciados: 3 El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADN. El estado de división, llamado fase M. Interfase Es el período comprendido entre mitosis. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 90% del ciclo, trascurre entre dos mitosis y comprende tres etapas: 4 Fase G1 (del inglés Growth o Gap 1): Es la primera fase del ciclo celular, en la que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular. En cuanto a carga genética, en humanos (diploides) son 2n 2c. 2

3 Fase S (del inglés Synthesis): Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unas horas y ocupa alrededor de la mitad del tiempo que dura el ciclo celular en una célula de mamífero típica. Fase G2 (del inglés Growth o Gap 2): Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis. La carga genética de humanos es 2n 4c, ya que se han duplicado el material genético, teniendo ahora dos cromátidas cada uno. Fase M (mitosis y citocinesis) Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas, células somáticas -células comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 horas, la fase M duraría alrededor de media hora (30 minutos) MITOSIS La mitosis es la división nuclear asociada a la división de las células somáticas. Las células somáticas de un organismo eucariótico son todas aquellas que no van a convertirse en células sexuales. La mitosis, entonces, es el proceso de división o reproducción nuclear (del núcleo) de cualquier célula que no sea germinal (sexual). En ella, una de las estructuras más importantes son los cromosomas, formados por el ADN y las proteínas presentes en el núcleo. Una manera de describir un cromosoma en forma sencilla sería: corresponde a dos brazos, los cuales están unidos por el centrómero, en los brazos se ordena el ADN. Las etapas más relevantes de la mitosis son: Interfase: Es el tiempo que pasa entre dos mitosis o división del núcleo celular. En ella, ocurre la duplicación del número de cromosomas (es decir, del ADN). Así, cada hebra de ADN forma una copia idéntica a la inicial. Las hebras de ADN duplicadas se mantienen unidas por el centrómero. La finalidad de esta duplicación es entregar a cada célula nueva formada la misma cantidad de material genético que posee la célula original. Además, también se duplican otros organelos celulares como, por ejemplo, los centríolos que participan directamente en la mitosis. Terminada la interfase, que es la primera etapa del ciclo celular; comienza la mitosis propiamente tal (división de la célula), que se ha subdividido en cuatro etapas: Profase: las hebras de ADN se condensan y van adquiriendo una forma determinada llamada cromosoma. Desaparecen la membrana nuclear y el nucléolo. Los centríolos se ubican en puntos opuestos en la célula y comienzan a formar unos finos filamentos que en conjunto se llaman huso mitótico. Nótese que el núcleo (ya sin membrana) y todos los componentes celulares están dispersos dentro del citoplasma. Metafase: las fibras del huso mitótico se unen a cada centrómero de los cromosomas. Estos se ordenan en el plano ecuatorial de la célula, cada uno unido a su duplicado. Anafase: los centrómeros se duplican, por lo tanto, cada duplicado del cromosoma se separa y es atraído a su correspondiente polo, a través de las fibras del huso. La anafase constituye la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original. Telofase: en ella se desintegra el huso mitótico, la membrana nuclear y el nucléolo reaparecen, los nuevos cromosomas pierden su forma definida y se transforman en hebras o largos filamentos de ADN. Terminada la telofase se forman dos núcleos idénticos en relación con la cantidad y calidad de ADN que posee cada célula nueva. 3

4 A medida que va ocurriendo la telofase, el citoplasma comienza a separarse en la región de la línea ecuatorial en dos porciones iguales hasta que forma dos células idénticas entre sí. Este proceso, que representa una verdadera división del citoplasma que hasta allí contiene dos núcleos, se llama citocinesis. La mitosis (división del núcleo) junto con la citocinesis (división del citoplasma) representa la forma de reproducción para los organismos unicelulares. A los organismos pluricelulares, este mismo proceso les permite reemplazar células muertas o desgastadas, el crecimiento, la cicatrización, la formación de nuevos tejidos, etcétera. MEIOSIS Debemos recordar que los organismos superiores que se reproducen de forma sexual se forman a partir de la unión de dos células sexuales especiales denominadas gametos. Los gametos se originan mediante meiosis, proceso exclusivo de división de las células germinales (o células sexuales). La meiosis es un mecanismo de división celular que a partir de una célula diploide (2n) permite la obtención de cuatro células haploides (n) con diferentes combinaciones de genes. La meiosis consta de dos divisiones sucesivas de la célula con una La meiosis consta de dos divisiones celulares sucesivas (meiosis I y meiosis II) con una sola replicación del material genético, previa a la primera división. única replicación del ADN (previa a la primera división o meiosis I). El producto final son cuatro células con n cromosomas La meiosis se diferencia de la mitosis en que sólo se transmite a cada célula nueva un cromosoma de cada una de las parejas (hay 23 parejas, por tanto son 46 cromosomas) de la célula original. Por esta razón, cada gameto contiene la mitad del número de cromosomas que tienen el resto de las células del cuerpo (o sea, 23 cromosomas). Cuando en la fecundación se unen dos gametos, la célula resultante, llamada cigoto, contiene toda la dotación doble de cromosomas (46). La mitad de estos cromosomas proceden de un progenitor y la otra mitad del otro. La meiosis, entonces, consiste en dos divisiones sucesivas de una célula diploide (primera y segunda división meiótica), acompañadas por una sola división de sus cromosomas. En los organismos multicelulares (el hombre es uno de ellos), la meiosis ocurre únicamente en los órganos encargados de la formación de células sexuales. Estos órganos se denominan gónadas en los animales y son los ovarios de la hembra, que producen gametos femeninos u óvulos, y los testículos del macho, que generan gametos masculinos o espermatozoides. En las plantas con flores (fanerógamas o espermatófitas), la meiosis opera en determinadas estructuras florales: "ovario" y " antera". Debido a que la meiosis consiste en dos divisiones celulares, estas se distinguen como Meiosis I y Meiosis II. Ambos sucesos difieren significativamente de los de la mitosis. Cada división meiotica se divide formalmente en los estados de: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. De estas la más compleja y de más larga duración es la Profase I, que tiene sus propias divisiones: Leptoteno, Citogeno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis. Meiosis I Las características típicas de la meiosis I solo se hacen evidentes después de la replicación del ADN (primera etapa del ciclo celular), cuando en lugar de separarse las cromátidas hermanas se comportan como bivalentes o una unidad, como si no hubiera ocurrido duplicación formando una estructura con el cromosoma homólogo (también bivalente) con cuatro cromátidas. Las estructuras bivalentes se alinean sobre el huso, posteriormente los dos homólogos duplicados se separan desplazándose hacia polos opuestos, a consecuencia de que las dos cromátidas hermanas se comportan como una unidad, cuando la célula meiótica se divide cada célula hija recibe dos copias de uno de los dos homólogos. Por lo tanto, las dos progenies de esta división contienen una cantidad doble de ADN, pero estas difieren de las células diploides normales. Profase I Al comienzo de la profase I, los cromosomas aparecen como hebras únicas, muy delgadas, aunque el material cromosómico (ADN) ya se ha duplicado en la interfase que precede a la meiosis. 4 Esquema que muestra de modo resumido el proceso de mitosis.

5 Muy pronto, los cromosomas homólogos se atraen entre sí, colocándose uno junto al otro, para formar parejas que se correspondan y contactan íntimamente en toda su extensión. En este proceso de apareamiento, llamado sinapsis, cada pareja de homólogos incluye un cromosoma de origen "paterno" y un cromosoma de origen "materno", ambos en proceso de condensación. A medida que continúan acortándose y engrosando, se hace visible que cada cromosoma está constituido por dos cromátidas hermanas unidas por uncentrómero, de modo que la pareja de homólogos forma, en conjunto, una estructura de cuatro cromátidas, la tétrada. Mientras integran una tétrada, las cromátidas no hermanas intercambian porciones homólogas, fenómeno conocido como entrecruzamiento. La recombinación de material hereditario en el entrecruzamiento contribuye a la variación de la descendencia. Durante la profase I, la célula sufre cambios similares a los estudiados en la mitosis. Los centríolos (si existen) se separan y aparecen el huso y los ásteres. La membrana nuclear y el nucléolo terminan desintegrándose. Intercambio de fragmentos entre cromátidas homólogas por entrecruzamiento de cromosomas homólogos. En síntesis, la principal diferencia entre la profase I en la meiosis y la profase de la mitosis radica en la sinapsis, proceso exclusivo de la meiosis, puesto que no ocurre en la mitosis. Etapas de la Profase I Leptoteno: En esta fase, los cromosomas se hacen visibles, como hebras largas y finas. Otro aspecto de la fase leptoteno es el desarrollo de pequeñas áreas de engrosamiento a lo largo del cromosoma, llamadas cromómeros, que le dan la apariencia de un collar de perlas. Cigoteno: Es un período de apareamiento activo en el que se hace evidente que la dotación cromosómica del meiocito corresponde de hecho a dos conjuntos completos de cromosomas. Así, pues, cada cromosoma tiene su pareja, cada pareja se denomina par homólogo y los dos miembros de la misma se llaman cromosomas homólogos. Paquiteno: Esta fase se caracteriza por la apariencia de los cromosomas como hebras gruesas indicativas de una sinapsis completa. Así, pues, el número de unidades en el núcleo es igual al número n. A menudo, los nucléolos son muy importantes en esta fase. Los engrosamientos cromosómicos en forma de perlas, están alineados de forma precisa en las parejas homólogas, formando en cada una de ellas un patrón distintivo 5

6 Diploteno: Ocurre la duplicación longitudinal de cada cromosoma homólogo, al ocurrir este apareamiento las cromátidas homólogas parecen repelerse y separarse ligeramente y pueden apreciarse unas estructuras llamadas quiasmas entre las cromátidas. La aparición de estos quiasmas nos hace visible el entrecruzamiento ocurrido en esta fase. Diacinesis: Esta etapa no se diferencia sensiblemente del diploteno, salvo por una mayor contracción cromosómica. Los cromosomas de la interfase, en forma de largos filamentos, se han convertido en unidades compactas mucho más manejables para los desplazamientos de la división meiótica. Metafase I Esta etapa de la primera división meiótica también difiere sustancialmente de la mitosis. Al llegar a esta etapa la membrana nuclear y los nucléolos han desaparecido y cada pareja de cromosomas homólogos ocupa un lugar en el plano ecuatorial. En esta fase los centrómeros no se dividen; esta ausencia de división presenta una diferencia importante con la meiosis. Los dos centrómeros de una pareja de cromosomas homólogos se unen a fibras del huso de polos opuestos. Además, los diferentes pares de cromosomas homólogos se distribuyen a ambos lados del ecuador de la célula en forma independiente y al azar, vale decir, algunos cromosomas de origen paterno o materno se colocan en un lado del plano ecuatorial y, el resto, en el lado opuesto. Para tal ordenamiento, la única regla es que cada cromosoma de origen paterno quede siempre enfrentado a su homólogo de procedencia materna; pero el hemisferio celular que ocupa cualquiera de ellos depende sólo de la casualidad. Como consecuencia de esta distribución al azar, cuando se separan los dos grupos cromosómicos en dirección al polo de su respectivo hemisferio, cada conjunto incluye una mezcla casual de cromosomas maternos y paternos, lo que se traduce finalmente en una amplia variedad de combinaciones cromosómicas en los gametos, fenómeno conocido como permutación cromosómica. Expresado de otra manera, cada gameto poseerá un material hereditario diferente del de los otros. Meiosis: Metafase I. Esta orientación de cromátidas al azar antes de su desplazamiento hacia los polos concuerda con la Segunda ley de Mendel llamada de la Asociación independiente. Anafase I Como en la mitosis, esta anafase comienza con los cromosomas moviéndose hacia los polos.. Precisamente es en esta etapa de anafase I de la meiosis I cuando ocurre la separación de los cromosomas homólogos, momento en el que ocurre realmente la haploidia cuando cada miembro de una pareja homóloga se dirige a un polo opuesto y se cumple con lo establecido por Mendel. Telofase I Esta telofase y la interfase que le sigue, llamada intercinesis, son aspectos variables de la meiosis I. En muchos organismos, estas etapas ni siquiera se producen; no se forma de nuevo la membrana nuclear y las células pasan directamente a la meiosis II. 6

7 En otros organismos la telofase I y la intercinesis duran poco; los cromosomas se alargan y se hacen difusos, y se forma una nueva membrana nuclear. En todo caso, nunca se produce nueva síntesis de ADN y no cambia el estado genético de los cromosomas. Meiosis II La segunda división meiótica es una división ecuacional, que separa las cromátidas hermanas de las células haploides (citos secundarios). Esencialmente, la Meiosis II es una mitosis normal en la que las dos células producto de la meiosis I separan, en la anafase II, las cromátidas de sus n cromosomas. Surgen así cuatro células con n cromátidas cada una. Segunda división de la meiosis. Profase II Esta fase se caracteriza por la presencia de cromosomas compactos (reordenados) en número haploide y por el rompimiento de la membrana nuclear, mientras aparecen nuevamente las fibras del huso. Los centriolos se desplazan hacia los polos opuestos de las células. Metafase II En esta fase, los cromosomas se disponen en el plano ecuatorial. En este caso, las cromátidas aparecen, con frecuencia, parcialmente separadas una de otra en lugar de permanecer perfectamente adosadas, como en la mitosis. Anafase II Los centrómeros se separan y las cromátidas son arrastradas por las fibras del huso acromático hacia los polos opuesto Telofase II En los polos, se forman de nuevo los núcleos alrededor de los cromosomas. En suma, podemos considerar que la meiosis supone una duplicación del material genético (fase de síntesis del ADN) y dos divisiones celulares. Inevitablemente, ello tiene como resultado unos productos meióticos con solo la mitad del material genético que el meiosito original. La Meiosis en láminas Profase I (temprana) Profase I (intermedia) Profase I (tardía) En el cito primario los cromosomas se ven como filamentos muy delgados Los cromosomas homólogos se aparean (sinapsis) y se hacen más cortos y gruesos Metafase I Anafase I Telofase I Cada cromosoma tiene dos cromátidas hermanas unidas por un centrómero. La membrana nuclear empieza a desaparecer 7

8 Las tétradas se ordenan en el ecuador del huso Los cromosomas homólogos se separan, dirigiéndose a los polos opuestos. Los centrómeros no se dividen Citos secundarios Profase II Metafase II Se forman dos núcleos haploides. Cada cromosoma consta de dos cromátidas adheridas a un centrómero Durante la intercinesis no hay duplicación de material genético Anafase II En los citos secundarios los cromosomas se recondensan. La membrana nuclear comienza a desaparecer y se reconstituye el huso acromático Telofase II Los cromosomas se alinean en el ecuador del huso como en la mitosis Los centrómeros se dividen, separándose las cromátidas hermanas. Los nuevos cromosomas migran hacia los polos opuestos Reconstrucción de los núcleos. Se completa la citoquinesis formándose cuatro células haploides que entran al periodo de interfase Significado e importancia de la Meiosis La meiosis no es un tipo de división celular diferente de la mitosis o una alternativa a ésta. La meiosis tiene objetivos diferentes. Uno de estos objetivos es la reducción cromosómica. Las células diploides se convierten en haploides. Otro de sus objetivos es establecer reestructuraciones en los cromosomas homólogos mediante intercambios de material genético. Por lo tanto, la meiosis no es una simple división celular. La meiosis está directamente relacionada con la sexualidad y tiene un profundo sentido para la supervivencia y evolución de las especies. A nivel genético, la meiosis es una de las fuentes de variabilidad de la información. Básicamente, la meiosis es un mecanismo indispensable para asegurar la constancia del número específico de cromosomas en los organismos sexuados. Ya se ha visto que las dos divisiones meióticas reducen la cantidad de cromosomas del número diploide (2n) (dos juegos de cromosomas) al haploide (n) (un juego de cromosomas), lo que posibilita la unión de dos tipos diferentes de gametos para originar un cigoto diploide (con los dos juegos de cromosomas). Si la producción de gametos se hiciera por mitosis, la fusión de ellos duplicaría el número cromosómico del cigoto. Así, en la especie humana con 46 cromosomas por célula, la unión del óvulo y el espermatozoide daría lugar a un huevo con 92 cromosomas. 8

9 Al repetirse el mismo proceso, las generaciones sucesivas duplicarían indefinidamente la cantidad de material cromosómico en cada célula, de manera que la prole siguiente poseería 184 cromosomas, la subsiguiente 368 y, al llegar a la décima generación, los individuos tendrían sus células con cromosomas en los núcleos. Esta acumulación continua de material cromosómico haría imposible la existencia de cualquier célula. Además de garantizar la permanencia del número específico de cromosomas, la meiosis es muy importante porque provee la continuidad del material hereditario de una generación a la siguiente y, a la vez, contribuye a crear variabilidad en la descendencia. El "entrecruzamiento" de los cromosomas paternos y maternos durante la profase I y la "combinación al azar" de esos mismos cromosomas en la metafase I, determinan la producción de una gran variedad de gametos por cada progenitor. Como los gametos masculino y femenino también se unen al azar para formar un cigoto, se puede afirmar que este proceso Las células haploides resultantes de la meiosis se van a convertir en las células sexuales reproductoras: los gametos o en células asexuales reproductoras: las esporas. de fusión y la meiosis que le precede, son importantes fuentes de variabilidad dentro de las especies que presentan reproducción sexual. La variación en la descendencia constituye la base de los cambios evolutivos que ocurren con el tiempo. Los individuos que, por sus características hereditarias, pueden adaptarse mejor a las condiciones ambientales tienen mayores oportunidades de sobrevivir y dejar más descendientes que los individuos con rasgos hereditarios menos favorables. Comparación gráfica entre mitosis y meiosis. DIFERENCIAS ENTRE LA MITOSIS Y LA MEIOSIS (CUADRO RESUMEN) MITOSIS A nivel genético Reparto exacto del material genético. A nivel celular Como consecuencia de lo anterior se forman células genéticamente iguales. A nivel orgánico MEIOSIS Segregación al azar de los cromosomas homólogos y entrecruzamiento como fuente de variabilidad genética. Produce una reducción del juego de cromosomas a la mitad exacta de los cromosomas homólogos. 9

10 Se da este tipo de división en los organismos unicelulares para su reproducción asexual y en pluricelulares para su desarrollo, crecimiento y la reparación y regeneración de tejidos y órganos. Sirve para la formación de las células reproductoras sexuales: los gametos, o las células reproductoras asexuales: lasesporas. ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 1. Responde las siguientes preguntas de acuerdo a los conocimientos adquiridos en la información. a. La mitosis se define como A) la división del núcleo celular. B) la división de células somáticas. C) el término del período de crecimiento celular. D) el mecanismo de disociación de células. E) el proceso de diferenciación celular. b. La siguiente fotografía, obtenida mediante microscopio óptico corresponde a una célula en: A) interfase B) G1 C) S D) G2 E) mitosis 3.- Si células en reposo proliferativo (G0) son inducidas a entrar en división y al mismo tiempo son incubadas en presencia de un pulso de nucleótido de timina marcado; la distribución de la marca en los cromosomas metafásicos de la primera meiosis será 4. El proceso por el cual las células en meiosis intercambian material genético entre cromátidas no homólogas, corresponde a A) crossing-over o entrecruzamiento. B) mutación por deleción. C) translocación cromosómica. D) mutación por inversión. E) permutación cromosómica. 10

11 5. El esquema muestra una anafase completa observada en el ovario de un insecto Cuántos cromosomas tendrán los gametos producidos por esta hembra? I) 3 II) 4 III) 7 A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo II y III 6. Existe una relación fundamental entre las leyes de Mendel y la meiosis. Con respecto a esto, es correcto afirmar que I. la primera ley o de segregación ocurre en la Anafase I. II. la segunda ley o de asociación independiente es explicada por la permutación cromosómica. III. la segunda ley o de asociación independiente ocurre en la Metafase I. A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III 7. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, corrigiendo las falsas: A. En la metafase de la mitosis se separan cromátidas y en la metafase II de la meiosis también. B. Los descendientes obtenidos por mitosis son genéticamente idénticos por lo que tienen mayor capacidad de adaptación al medio. C. La mitosis es una división reduccional. D. La primera división meiótica es muy similar a la mitosis, las diferencias se dan en la segunda división meiótica. E. En la meiosis se produce el sobrecruzamiento, que asegura la variabilidad genética de los gametos. F. Los cromosomas de las células obtenidos por meiosis tienen información de ambos progenitores. G. En la metafase de la mitosis se separan cromátidas y en la metafase I de la meiosis cromosomas homólogos. H. El número de células hijas es mayor en la meiosis. I. En la mitosis el sobrecruzamiento es entre cromátidas hermanas y en la meiosis entre cromátidas no hermanas de cromosomas homólogos. 8. Ordena las imágenes, y nombra cada una de las fases representadas en la imagen de la derecha. De qué proceso celular se trata? 9. En la meiosis, son las células hijas genéticamente iguales a la madre? Y entre ellas? Supone esto algún tipo de ventaja para los organismos? Razona tus respuestas. 11

12 En el siguiente esquema aparecen desordenadas las fases de la meiosis. Indica qué imagen corresponde: a. A la anafase I. b. A la anafase II. c. A la metafase II. 10. Ordena las etapas del ejercicio anterior. 11. Imagina una célula con ocho cromosomas. Cuántos cromosomas tendrán sus células hijas al cabo de 3 mitosis? Cuántas células hijas se habrán originado? Responde a las mismas preguntas para la meisosis. 12. Realice una búsqueda en la bibliografía de referencia y en Internet sobre las diferencias de la mitosis entre las células animales y vegetales. Luego, copie los siguientes enunciados en el cuaderno, o imprímalos y complete con las palabras que consideren convenientes según la información recopilada. a) El huso mitótico se forma durante la división celular de las células animales y vegetales, pero en estas últimas carece de (una palabra en plural). b) En las células (una palabra en plural) el plano de división de la célula se establece en la fase G2 de la interfase. c) La formación de la (dos palabras en singular) en el plano ecuatorial de las células durante la división celular, que dará origen a la pared celular de las células hijas, es característica de las células (una palabra en plural). d) La citocinesis en las células (una palabra en plural) involucra a las proteínas miosina y actina, que forman el anillo contráctil que provocará la división del citoplasma. e) La citocinesis en las células (una palabra en plural) implica la acumulación de vesículas provenientes del aparato de Golgi en la zona media de la célula, previamente a la división del citoplasma. f) La (una palabra en singular) es similar en las células vegetales y animales a diferencia de la citocinesis. 13. Realicen una investigación sobre la relación entre el cáncer y la división celular. Las fuentes de información pueden ser la bibliografía de referencia, Internet y entrevistas a docentes de Biología y médicos. A continuación, se presentan algunas preguntas útiles para guiar la investigación: Cuál es el problema para resolver? Expliquen la relación entre el cáncer y la división celular. Cómo se definiría el problema? De qué manera se plantearía el problema para resolver. Definirlo como una pregunta, la mayoría de las veces, resulta muy útil. Qué título podría tener el trabajo de investigación? Cuáles son los objetivos de la investigación? En este punto, debe definirse lo que se pretende lograr con la investigación (conocer las bases del proceso cancerígeno, conocer la relación entre el desarrollo del cáncer y la división celular, etcétera). 12

13 Cuáles son los pasos a tener en cuenta para abordar el problema? - Definan los procesos y conceptos clave que deben guiar la investigación. ( Qué es la división celular? Cuándo se produce? Qué procesos involucra? Qué es el cáncer? En qué células puede desarrollarse? Qué procesos de la división celular están asociados al desarrollo del cáncer?, etcétera). - Busquen información sobre el tema (revisen la bibliografía, busquen en Internet, realicen entrevistas). En el caso de que se utilice la entrevista como fuente de información, previamente debe elaborarse un cuestionario de preguntas para realizarle al profesional a entrevistar. - Organicen la información: la información recopilada de las diferentes fuentes utilizadas debe ser comparada y analizada. ( La información proveniente de las diferentes fuentes presenta similitudes? Existen contradicciones? Qué información se repite y cuál es nueva? Toda la información recopilada resulta útil para resolver el problema? Qué información puede descartarse?, etcétera). - Contrasten la información obtenida con el problema y los objetivos de la investigación. ( La información obtenida permite resolver el problema? Los objetivos se han cumplido? Resulta necesario seguir investigando?) Conclusiones de la investigación. Cuáles son las reflexiones finales del trabajo? Qué conclusiones podrían extraerse de lo investigado y analizado? Fue posible resolver el problema? Los objetivos se han cumplido? Han surgido nuevos interrogantes sobre este problema u otro? Redacción del informe. Una vez finalizada la búsqueda y el análisis de la información, en función del problema definido y los objetivos propuestos, deberán elaborar un informe que incluya: título de la investigación, problema, objetivos, metodología utilizada (búsqueda de información bibliográfica y en Internet, entrevistas, otras), información recopilada que contribuye al esclarecimiento del problema, nuevos interrogantes y dificultades surgidas durante la investigación, conclusiones, referencias (fuentes de información utilizada). 14. Durante la interfase, los cromosomas se duplican de modo que, al comenzar la meiosis, cada uno de ellos está formado por dos cromátidas hermanas idénticas. La meiosis consiste en dos divisiones nucleares sucesivas, la meiosis I y la meiosis II. En la meiosis I se aparean, entrecruzan y luego separan los cromosomas homólogos, mientras que en la meiosis II se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma homólogo, dando lugar a células haploides como productos finales del proceso de división celular. Las dos etapas de la meiosis (meiosis I y meiosis II) están constituidas por las mismas fases que la mitosis y se identifican como profase I, metafase I, anafase I y telofase I, para la meiosis I; y profase II, metafase II, anafase II y telofase II, en el caso de la meiosis II. a. Observen el siguiente video y tomen como apoyo la bibliografía de referencia y el material extraído de Internet para responder verdadero (V) o falso (F) según corresponda. Argumenten todas las respuestas. Para responder, pueden copiar las afirmaciones en el cuaderno o pueden imprimirlas. La meiosis I es un proceso de división celular idéntico a la mitosis. En la meiosis I, cada núcleo diploide se divide dos veces, pero los cromosomas se duplican una sola vez. Los productos de la meiosis I son dos células diploides. En la meiosis I ocurren los procesos de crossing over y segregación al azar de las cromátidas hermanas. La meiosis solo ocurre en las células diploides. Los productos de la meiosis II son dos células haploides. En la meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen entre los núcleos de las células hijas. h) La meiosis consiste en dos divisiones sucesivas que producen cuatro células hijas haploides. 13

14 2. Elaboren un cuadro como el siguiente y complétenlo. Pueden imprimirlo o copiarlo en el cuaderno Cuadro comparativo: Meiosis I y II Etapa de la meiosis Meiosis I Meiosis II Características del proceso Sí No Sí No Las fases son: profase, metafase, anafase y telofase. El resultado son dos células diploides. Se produce el apareamiento y separación de cromosomas homólogos. Ocurre el crossing over. Se produce la separación de las cromátidas hermanas. Ocurre la cariocinesis. Se duplica el material genético. Se separan los cromosomas homólogos. Ocurre la segregación al azar de las cromátidas hermanas. El resultado son 4 células haploides. Cada cromosoma está conformado por dos cromátidas hermanas. 15. Utilizando los elementos que se detallan a continuación y otros que se les puedan ocurrir, elaboren un video en el que se modele la representación de la meiosis, que muestre los productos de ambas etapas e incluya las modificaciones producidas en el material genético (duplicación de cromosomas y entrecruzamiento o crossing over ). El video puede ser elaborado con la técnica de stop motion (ejemplo), mediante varios programas especiales. Pueden bajar una versión de prueba para empezar: Stop Motion Maker Elementos Plastilina de dos colores. Cada color de la plastilina representa uno de los cromosomas que constituyen el par de cromosomas homólogos. Con un color se representa el cromosoma materno y con el otro, el cromosoma paterno, de modo que cuando se produzca el entrecruzamiento, se pueda observar claramente de dónde provino cada porción física de ADN. Utilicen la plastilina para construir modelos de cromosomas homólogos. Siete platos de plástico pequeños. Cada plato representa una de las 7 células que intervienen en la meiosis desde la célula original hasta las 4 células haploides finales. 16. La mitosis y la meiosis constituyen dos tipos de división celular que poseen similitudes pero, a la vez, muestran grandes diferencias con respecto al número de divisiones celulares que ocurren durante estos procesos, los cambios que experimenta el material genético y sus productos finales. a. Sobre la base de lo trabajado en las actividades 13,14,15, elaboren un mapa conceptual que resuma las principales etapas de la meiosis, y un mapa comparativo entre la mitosis y la meiosis que muestre las principales diferencias entre estos dos tipos de división celular. Para ello pueden utilizar el programa Cmap Tools Preguntas guía Qué procesos clave de la meiosis no deben estar ausentes en su descripción? Cuáles son las principales diferencias entre la mitosis y la meiosis? En qué tipo de células ocurre cada tipo de división celular? Cuáles son los productos finales de la mitosis y la meiosis? 14

15 Cuáles son las diferencias que se establecen en relación al material genético? En qué etapa intervienen células haploides y en cuál células diploides? Cuáles son las diferencias en la estructura de los cromosomas de la mitosis y los de la meiosis? 17. Actividad de cierre: Qué relación existe entre la meiosis y la fecundación humana? a. Realicen una búsqueda en la bibliografía de referencia y en Internet sobre la relación entre la meiosis y la fecundación. b) Redacten un texto breve (aproximadamente, de 2 páginas de extensión) que describa la relación entre los productos de la meiosis y el proceso de fecundación humana. Las siguientes palabras deben estar incluidas en el texto: células germinales, gametas, ovocito I, óvulo, cuerpos polares, espermatocitos I, espermatocitos II, espermátides, espermatozoides, células haploides, células diploides, reducción del material genético, meiosis I, meiosis II, cigoto, cromosomas homólogos, cromosomas paternos, cromosomas maternos, cromátidas hermanas, fecundación. BIBLIOGRAFIA H. Curtis, S. N. Barnes, A. Schnek, A. Massarini. Biología. Buenos Aires, Editorial Panamericana, D. Aljanati, E. Wolovelsky. La vida en la Tierra. Biología I. Buenos Aires, Ediciones Colihue, D. Aljanati, E. Wolovelsky, C. Tambussi. Los caminos de la evolución. Biología II. Buenos Aires, Ediciones Colihue, D. Aljanati, E. Wolovelsky, C. Tambussi. Los códigos de la vida. Biología III. Buenos Aires, Ediciones Colihue,