MEIOSIS. Candelas Manzano y Mª José Martínez 8

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1 MEIOSIS Antes de iniciarse la primera división meiótica, la célula materna es diploide, es decir, presenta dos series de cromosomas (2n). En la profase de la primera división meiótica (profase I), los cromosomas están replicados cada uno en dos cromátidas (cromátidas hermanas), por lo que puede decirse que la dotación cromosómica es 2n cromosomas con dos cromátidas cada uno. Sinapsis: Apareamiento de cromosomas homólogos. Los cromosomas homólogos se aparean formando un bivalente o tétrada (4 cromátidas). Intercambio cromosómico o sobrecruzamiento crossing-over entre segmentos de cromátidas homólogas. Se traduce en cabalgamiento de las cromátidas implicadas. Visualización de bivalentes. Como consecuencia de este proceso se produce la recombinación genética del material hereditario. Separación de cromosomas unidos, dificultado por los quiasmas: expresión citológica del sobrecruzamiento. Debido a la recombinación genética, se forman cromosomas con fragmentos intercambiados que darán lugar a gametos recombinados, mientras que las cromátidas que no han sufrido entrecruzamiento darán lugar a cromosomas idénticos a los parentales y gametos no recombinados. Estas nuevas combinaciones posibilitan que pueda existir una gran variedad de individuos descendientes sobre los que podrá optar la selección natural; la variabilidad genética es, además de necesaria para la evolución, una ventaja para la supervivencia de la especie. Candelas Manzano y Mª José Martínez 8

2 SIGNIFICADO BIOLÓGICO DE LA MEIOSIS A nivel genético. El sobrecruzamiento da lugar a nuevas combinaciones de genes en los cromosomas, es responsable de la recombinación genética. Por otra parte, cada una de las cuatro células finales dispone de un conjunto de n cromátidas que no es idéntico al de las otras. Tanto el sobrecruzamiento como el reparto de las cromátidas dependen del azar y dan lugar a que cada una de las cuatro células resultantes tenga una colección de genes diferentes. Estas colecciones de genes se verán más adelante sometidas a las presiones de la selección natural de tal forma que solamente sobrevivirán las mejores. A nivel genético, la meiosis es una de las fuentes de variabilidad de la información. A nivel celular. La meiosis da lugar a la reducción cromosómica. Las células diploides se convierten en haploides. A nivel orgánico. 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. La meiosis es un mecanismo directamente implicado en la formación de gametos y esporas. En muchos organismos los gametos llevan cromosomas sexuales diferentes y son los responsables de la determinación del sexo, en estos casos la meiosis está implicada en los procesos de diferenciación sexual. SELECTIVIDAD Indique las diferencias más significativas, entre mitosis y meiosis en relación a, a) Tipo de células que intervienen en el proceso b) Número de células resultantes c) Número de cromosomas de las células hijas d) Características de los cromosomas de las células hijas Con relación a los procesos de mitosis y meiosis en células animales o vegetales superiores: a) En qué tipo de células de estos organismos tiene lugar la meiosis? y la mitosis? (0,5 puntos). b) En cuál de estos procesos y en qué fase del mismo se produce sobrecruzamiento? Haga un esquema gráfico del sobrecruzamiento (0,5 puntos). c) Explique la importancia biológica de la meiosis (1 punto). Respecto a los procesos de mitosis y meiosis, y para un organismo con 2n=8 cromosomas: a) Si se tratara de un vegetal, dibuje una anafase II. Cuáles son las diferencias respecto a la anafase I (1 punto). b) Indique las principales diferencias entre la citocinesis de una célula animal y la de una vegetal (0,5 puntos) c) Qué cantidad de ADN tendría esta célula durante la metafase I? Razone la respuesta (0,5 puntos). Con relación a la meiosis de una célula vegetal: a) Dibuje la anafase I y la anafase II para 2n= 6 (1 punto). b) Explique los acontecimientos que tienen lugar durante la profase I (1 punto). Respecto al proceso meiótico: a) Cómo se denomina la estructura que se forma por el apareamiento de cromosomas homólogos? en qué fase del proceso se lleva a cabo? (0,5 puntos). b) Defina los siguientes términos: quiasmas, meiocito, gameto, cinetocoro (1punto). c) Para una célula con 2n=6 cromosomas: cuántas cromátidas existen en cada polo en anafase II? Razone la respuesta (0,5 puntos). Candelas Manzano y Mª José Martínez 9

3 Con referencia al ciclo celular de un organismo con dos pares de cromosomas homólogos, uno acrocéntrico y otro metacéntrico: a) Haga un esquema gráfico de una anafase mitótica (o,5p) b) Describa los principales acontecimientos que tienen lugar en la profase mitótica.(1 p) c) Indique la similitud y una diferencia entre una anafase mitótica y una anafase II meiótica. (0,5 p) Respuestas: a) Se calificará con hasta 0,5p por el esquema en el que claramente deberán figurar los dos grupos de 4 cromátidas cada uno (2 acrocéntricas y 2 metacéntricas en cada polo) b) Se adjudicaran 0,25 p por cada una de las siguientes contestaciones: condensación de la cromatina para formar los cromosomas; formación del huso mitótico; desaparición del nucleolo; desaparición de la carioteca (membrana nuclear). c) Se adjudicarán 0,25 p por decir que la similitud consiste en que en ambos casos se separan las cromátidas. Otros 0,25 p por indicar que la diferencia es que en la anafase mitótica a cada polo migra un juego completo de cromátidas, mientras que en la anafase II meiótica migra la mitad de cada núcleo resultante. También se valorará positivamente si se indica que en la anafase II las cromátidas son recombinadas. Con relación a la meiosis: a) Qué sucesos específicos ocurren durante la profase de la primera división meiótica? (0,5p) b) Qué es un quiasma y cuando se visualiza? (0,5p) c) Qué sucede en la anafase de la primera división meiótica? (0,5p) d) En la representación mostrada abajo aparece un bivalente al final de la profase de la primera división meiótica. Qué error presenta ese esquema? Realice un esquema en el cual el error esté subsanado (0,5p) Respuestas. a) Se calificará hasta 0,5 p si se responde que durante la profase I los cromosomas homólogos se aparean en toda su longitud y se recombinan para formar bivalentes. b) Se calificará hasta 0,5p si se responde que los quiasmas son los lugares donde ha tenido lugar la recombinación entre los cromosomas homólogos y se visualizan al final de la primera profase meiótica. c) Se adjudicarán 0,5 p si se contesta que los cromosomas del par de homólogos (bivalente), constituidos a su vez por 2 cromátidas, migran hacia los polos opuestos. d) Se calificará con 0,25 p si se indica que en el bivalente las cromátidas homólogas no se han recombinado. Se otorgaran otros 0,25 p si en el bivalente representado se indica que las dos cromátidas se han recombinado, tal y como se muestra a continuación. Con relación a la meiosis a) Explique como se genera la variabilidad genética (0,5p) b) Cuántas divisiones ocurren durante la meiosis y cuantas células se generan a partir de cada célula? (0,5p) c) Teniendo en cuenta un organismo con 2n=4 complete el siguiente cuadro (1p) Candelas Manzano y Mª José Martínez 10

4 Respuestas. a) Se calificará con 0,25 p por cada una de las siguientes respuestas La variabilidad se genera gracias a la recombinación e intercambio de la información genética entre los cromosomas homólogos durante la profase de la primera división meiótica. Debido a las distintas posibilidades de reparto en la migración de los cromosomas en la primera división meiótica. b) Se adjudicaran hasta 0,5 p si se responde que durante la meiosis ocurren dos divisiones celulares consecutivas que generan 4 células c) Se calificará con 0,25 p por cada respuestas en cada una de las filas que aparecen en el cuadro. Si en una fila una de las dos respuestas es incorrecta no se calificara dicha fila Con respecto a la división celular: a) Cite cuatro sucesos que ocurren en la profase de una célula somática. (1 pto) b) Identifique y explique los dos tipos de anafase que aparecen representadas a continuación teniendo en cuenta que las células tienen dos cromosomas telocéntricos. (1 pto) Respuestas: a) 0,25 ptos por cada una de las respuestas siguientes los cromosomas se condensan progresivamente la envoltura nuclear se desorganiza al final de la profase desaparece el nucléolo se forma el huso acromático se separan los centrosomas hijos b) 0,5 puntos por cada una de las siguientes respuestas: la anafase representada en A es de la primera división meiótica en la cual los dos cromosomas homólogos ya recombinados migran a los polos opuestos cada uno con dos cromátidas. La anafase representada en B es una Anafase mitótica en la que migran a polos opuestos las cromátidas hermanas de cada uno de los dos cromosomas. Candelas Manzano y Mª José Martínez 11

5 Se pueden consultar los modelos de examen y sus soluciones en Candelas Manzano y Mª José Martínez 12

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