Biología décimo grado Meiosis: variabilidad genética

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1 ; INSTITUCIÓN EDUCATIVA COLEGIO MANUEL FERNANDEZ DE NOVOA Formando con calidad, aseguramos el futuro Biología décimo grado Meiosis: variabilidad genética NOMBRE 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:

2 Figura 1. Etapas de la meiosis ACTIVIDAD 1. Comparando mitosis y meiosis Revisa la figura 1 compara este proceso con la división mitótica, según los criterios que se mencionan en el siguiente cuadro: 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? MITOSIS MEIOSIS 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 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. SOLO LOS ORGANISMOS SEXUALES REALIZAN MEIOSIS. La meiosis explica que éstos sean organismos diversos y adaptados a las más diversas condiciones ambientales ACTIVIDAD 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?

3 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. Envoltura nuclear centriolos Fibras del huso Plano ecuatorial Polos Celulares Cromosoma 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 II. Todas se reproducen al cabo de 48 horas III. Todas tienen la capacidad para reproducirse IV. Realizan su función específica durante Interface 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

4 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 II. Regeneración de tejidos dañados III. Crecimiento de un embrión IV. 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 II. El aumento de volumen citoplasmático III. La imposibilidad de auto sustentarse IV. 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) 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

5 III. Duplicación previa del ADN IV. Separación de cromosomas homólogos 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 PREGUNTAS DE RESPUESTA ABIERTA (DESARROLLAR EN EL CUADERNO) 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