ETAPAS DE LA MITOSIS.

Transcripción

1 REPRODUCCIÓN Importancia de la reproducción. La reproducción es un proceso biológico que permite el origen de nuevos organismos, siendo una característica común de todas las formas de vida conocidas. La existencia y el desarrollo del individuo a través del tiempo se aseguran por medio de la reproducción, que implica la herencia como fenómeno inseparable. Los seres vivos podemos morir en cualquier momento de nuestro ciclo de vida, pero aunque parece una tragedia, en la naturaleza no es trascendente pues lo importante es que se mantenga la especie: el grupo está por encima del individuo y para su mantenimiento es necesaria la reproducción, mecanismo por el cual los individuos de una especie traen al mundo nuevas generaciones y con ello se perpetúan. Origen de la reproducción sexual. La unión entre células seguida por la recombinación de su material genético dio origen al sexo. La unión de dos procesos distintos, sexo y reproducción, dio paulatinamente origen a la reproducción sexual. Por ejemplo, en el proceso de conjugación realizado entre bacterias hay intercambio de material genético, es decir hay sexo, pero no reproducción. La evolución de la reproducción sexual trajo como consecuencia la aparición de especies dioicas, es decir, individuos masculinos y femeninos que forman distintos gametos: óvulos y espermatozoides. Además, también aparecen los individuos hermafroditas, en los cuales se formaban ambas células reproductoras, como en algunas plantas. El sexo aceleró la evolución de los seres vivos dando origen a una explosión de nuevas formas de vida, al desarrollo de la multicelularidad y la aparición de una gran diversidad de ciclos de vida. Para entender el proceso de reproducción tenemos que recordar la división celular que ocurre en el nucleo de la célula y puede ser ocurre por MITOSIS Y MEIOSIS. ETAPAS DE LA MITOSIS. TIPOS DE REPRODUCCIÓN. En los seres vivos encontramos dos modos diferentes de tener descendencia. Uno es la reproducción asexual en la que sólo se necesita un progenitor y el otro, es la reproducción sexual en la que intervienen dos progenitores. La reproducción asexual es propia de los microorganismos, plantas y animales muy simples, en cambio la reproducción sexual es la utilizada por los seres vivos como nosotros los humanos. Pero si un solo individuo puede dar origen a otra vida, por qué tener que hacerlo con dos? No parece muy lógico! La reproducción sexual es agotadora tanto para los machos como para las hembras: Primero, hay que encontrar una pareja que sea fértil y que asegure el cuidado de las crías. Después hay que competir con el resto de adversarios que desean la misma hembra que nosotros. En algunas especies, estas luchas acaban con la muerte de algunos contrincantes. Y luego? La hembra tiene que aguantar durante meses un nuevo ser dentro de ella, mientras el macho (e incluso la hembra) debe encontrar comida para tres! En cambio, en la reproducción asexual, una simple bacteria, en sólo segundos ya tiene dos hijas, unos segundos después ya tiene cuatro nietas. Sin embargo, el detalle es que en este tipo de reproducción, todas las crías son iguales a la madre Lo que mata a la madre mata a la hija, o sea que no tendrían la posibilidad de poseer variación genética alcanzada en la reproducción sexual, por lo tanto podrían estar imposibilitados a adaptarse a los cambios bruscos de su entorno, salvo por efecto de las mutaciones. De esta manera, los descendientes de seres vivos con reproducción sexual son diferentes a sus padres y cuanta más diversidad genética haya, más posibilidades de adaptarse a los cambios en el ambiente (enfermedades o desastres naturales). A qué se debe esta diferencia? A nivel celular, la reproducción asexual se caracteriza por dar origen a individuos idénticos genéticamente a partir de la división por mitosis, de la célula somática, es decir, se efectúa sin la intervención de gametos Cabe mencionar que en los eucariontes multicelulares, la mitosis es imprescindible para

2 formar nuevas células durante su crecimiento o para reemplazar las células perdidas y/o regenerar tejidos lesionados. En la reproducción sexual, la diversidad genética se debe a la diferenciación de los gametos masculino y femenino por medio de la división celular conocida como meiosis, en la cual hay recombinación de la información genética de ambos progenitores. En la reproducción asexual tan sólo interviene un individuo del que por diferentes vías, que ya conoces, como la bipartición, la gemación o la división múltiple, se originan nuevos seres idénticos al progenitor. Es un proceso rápido, por ejemplo, en el caso de algunas bacterias tan sólo se requieren treinta minutos para que por bipartición aparezcan dos nuevas bacterias, de tal manera, que en un solo día y de un único progenitor inicial se pueden formar miles de nuevos individuos, todos idénticos entre si e idénticos a su progenitor. La reproducción asexual es un método bastante primitivo y utilizado por seres poco evolucionados como las bacterias, los protistas o animales muy sencillos, aunque las plantas superiores lo utilizan con bastante frecuencia. En la reproducción sexual todo es más complejo y costoso. Se requieren dos progenitores y unas células especiales, los gametos, que se formarán tan sólo cuando el individuo madure sexualmente. Para que de dos progenitores surjan muchos descendientes, en ocasiones han de transcurrir largos períodos de tiempo (en nuestro caso se requieren nueve meses de gestación) y los descendientes no son idénticos a sus progenitores, ni son iguales entre sí (sólo has de fijarte en tus hermanos). La reproducción sexual es un mecanismo de reproducción más evolucionado que la reproducción asexual. REPRODUCCIÓN ASEXUAL La reproducción asexual se divide en distintos subtipos: Organismos multicelulares como las anémonas y las hidras también se reproducen asexualmente; las primeras pueden dividirse para formar dos anémonas iguales y perfectamente formadas y las hidras en determinado momento, producen una yema externa que en poco tiempo se transforma en una réplica exacta de la hidra adulta. La fisión binaria, en la cual una célula progenitora forma por mitosis dos réplicas exactas de ella; la fisión múltiple caracterizada por la división de una célula en muchas células hijas denominadas esporas, tal como ocurre en el Plasmodium, un protozoario responsable del paludismo o en muchos hongos. Otros organismos como la levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae), se reproducen asexualmente por gemación, formando una pequeña yema, que posteriormente se separa de la célula progenitora. Otro caso, son las esponjas, que forman yemas protegidas por una cubierta, destinadas a resistir las bajas temperaturas o la desecación. Cuando las condiciones del medio son favorables, la yema sale de su capa protectora para formar un nuevo organismo. Muchos gusanos y equinodermos entre los que se encuentran las estrellas de mar, se reproducen asexualmente por la fragmentación de su cuerpo en varios pedazos, seguida por una regeneración de las partes faltantes. En muchas plantas, la reproducción asexual también implica la separación de fragmentos (yemas, tallos rastreros, tubérculos, hojas, bulbos, etc.) que pueden desarrollarse independientemente para formar nuevos individuos. Esta cualidad de las plantas ha sido aprovechada para mejorar la calidad de los cultivos usando las diversas técnicas de propagación vegetativa.

3 La partenogénesis (del parthenos = virgen y génesis = generación) es una forma de reproducción basada en el desarrollo de células sexuales femeninas no fecundadas, que se da con cierta frecuencia en platelmintos, rotíferos, crustáceos, insectos, anfibios y reptiles, más raramente en algunos peces y, excepcionalmente en aves. La partenogénesis es otro tipo de reproducción? Un hecho en la naturaleza es la existencia de sistemas vivos que se reproducen sexualmente en alguna fase de su ciclo de vida, mientras en otra fase, se reproducen por partenogénesis. Entonces, a pesar de que la reproducción por partenogénesis presenta características de la reproducción sexual, se le considera como una variante de la reproducción asexual, con base a que los descendientes son genéticamente similares a la hembra. Dicho de otra manera, no hay recombinación genética entre el macho y la hembra. Para entender la partenogénesis, primero debemos de conocer un poco la meiosis y la mitosis. En la división celular por mitosis, cada cromosoma (ADN enrollado en proteínas) es duplicado, después una copia de cada cromosoma se separa a cada extremo de la célula. Entonces, cuando la célula se divide, cada hija contiene exactamente el mismo complemento genético que la célula madre, es decir son diploides (en el humano, 46 cromosomas). La mitosis ocurre en todas nuestras células excepto en las células sexuales. La meiosis, por otra parte, es el proceso por el cual las células sexuales (óvulos y espermatozoides) se producen. Es un proceso en dos etapas, en última instancia, produciendo cuatro células. En la primera parte de la meiosis, los cromosomas no se duplican, sino que intercambian segmentos de ADN, lo que se denomina recombinación genética y las células hijas son genéticamente diferentes. En la segunda etapa de la meiosis cada cromosoma se duplica antes de que se lleve a cabo la división celular y ahora contienen sólo la mitad del material genético de la célula madre (un cromosoma de cada par) y se denominan células haploides (en el humano, solo tienen 23 cromosomas). En la hembra, tres de estas cuatro células no contienen el material genético, sino que la mayoría es citoplasma, o líquido celular. El material genético es retenido por la cuarta célula, que se convierte en el óvulo. Por lo general, las otras tres células, llamadas cuerpos polares, se reabsorben en el cuerpo de la hembra. Se sabe que en la mayoría de los mamíferos, el sexo es determinado por los cromosomas X e Y, dos de los cuales constituyen un par. Con par de cromosomas XX, el individuo es hembra; XY y el individuo es macho. En los diápsidos (incluidas las aves, lagartos y serpientes), cuando escasean los machos o los recursos, ocurre la partenogénesis: las hembras tienen cromosomas sexuales distintos (ZW), mientras que los machos tienen dos copias del mismo cromosoma (ZZ). Entonces cuando el óvulo y el segundo cuerpo polar que contienen un cromosoma Z, se llegan a combinar, la descendencia será masculina. Si ambos contienen un cromosoma W (una probabilidad del 50%), el huevo será no viable (WW). Esto causa una alta proporción de huevos infértiles en la partenogénesis. Una vez que los recursos y el número de machos se recuperan, las hembras (ZW) y los machos (ZZ) pueden tener descendientes tanto machos como hembras. La partenogénesis se encuentra muy extendida en el reino animal. Las abejas y los pulgones del rosal son ejemplos representativos de este fenómeno. La partenogénesis de las abejas es facultativa, es decir, el óvulo puede o no fecundarse. Si el óvulo se desarrolla por partenogénesis da origen únicamente a machos (zánganos); pero si se fecunda, de los huevecillos nacerán hembras (obreras). En el caso de los pulgones, las hembras nacidas en primavera son vivíparas y partenogenéticas y de ellas nacen solamente hembras, las cuales colonizan rápidamente el entorno favorable. En otoño, estas hembras forman machos y hembras que se aparean para formar los huevos de invierno (que toleran la estación fría), hasta la primavera siguiente cuando de ellos salen nuevamente las hembras partenogenéticas. Este interesante ciclo de vida está determinado por factores externos: la abundancia de alimento y el clima. 1. Intenta analizar cuáles pueden ser las ventajas de la reproducción asexual frente a la sexual. 2. Cuál de los dos tipos resulta ser más rápida y menos costosa para el individuo? Por qué? 3. Ahora analiza cuáles pueden ser las ventajas de la reproducción sexual frente a la asexual. 4. Cuál de las dos permite que aparezcan nuevos individuos diferentes a los progenitores? 5. En tu opinión, cuál de los dos tipos de reproducciones garantizaría mejor la supervivencia de una especie si las condiciones del medio cambian drásticamente? Por qué? 6. Cuál de las dos reproducciones ha permitido la evolución de las especies? Sorpresas de la serpiente lista da David Chisnar, herpetólogo de la Universidad de Colorado se llevó una gran sorpresa al entrar en su laboratorio. Se acercó a la caja de vidrio que contenía una serpiente de cascabel listada hembra (Crotalus horridus), de 14 años de edad y 76 cm de largo. El doctor recuerda haber criado a esta serpiente de cascabel listada desde que tenía dos días de nacida, cuando no era más grande que una lombriz y también recuerda a sus difuntos padres. Su asombró fue ver una pequeña serpiente de cascabel listada recién nacida junto a la serpiente hembra; pese a que nunca ha tenido contacto con una serpiente macho, la hembra había dado a luz una serpiente de cascabel listada macho.

4 Al igual que los demás crótalos (con depresión a ambos lados de la cabeza), las serpientes de cascabel listadas no ponen huevos, sino que dan a luz a sus crías vivas. Los estudios genéticos mostraron que la serpiente recién nacida efectivamente es hijo de la hembra y que no tenía padre en el sentido habitual del término TALLER EN CLASE A. Con base en el escenario anterior, en equipo colaborativo, resuelve los siguientes puntos: 1. Escribe los datos que consideres importantes. 2. Elabora tres preguntas acerca de lo que hace imposible comprender la situación. 3. Elabora una hipótesis para comprender la situación iniciando con yo creo que B. Elige la opción 1. Es una característica de la reproducción sexual. a) Los descendientes son idénticos a sus progenitores. b) Siempre intervienen dos progenitores. c) Surgió primero que la asexual. d) Ocurre sólo en animales. 2. Es una característica de la reproducción asexual. a) Descendientes idénticos a los padres. b) Se producen muchos descendientes. c) Está presente sólo en bacterias. d) Genera variación genética. 3. En general, la reproducción asexual se caracteriza por formar un nuevo individuo a partir de células maternas, mediante a) fecundación. b) gametos. c) meiosis. d) mitosis. 4. La importancia fundamental del proceso de la reproducción es: a) El desarrollo de muchos organismos. b) Satisfacer necesidades fisiológicas. c) La perpetuación de la especie. d) Que las especies no cambien. 5. Es una ventaja de la reproducción sexual respecto a la reproducción asexual. a) Ofrece menos posibilidades de adaptarse a los cambios ambientales. b) Ofrece más posibilidades de adaptarse a los cambios ambientales. c) Los organismos se reproducen con más frecuencia. d) Los descendientes son iguales a los progenitores ACTIVIDAD No. 1 :TIPOS DE REPRODUCCIÓN Cuadro comparativo A. Lee el texto LA REPRODUCCIÓN y completa el siguiente cuadro comparativo. Tipos de reproducción CARACTERÍSTICAS ASEXUAL SEXUAL Número de progenitores Tipo de división celular Descendencia Participación de gametos Ventajas Desventajas ) ) B Cuál es la importancia biológica de ambos tipos de reproducción? C. Con base a la información, explica Cuál es el modo de reproducción de la serpiente de cascabel listada?

5 REPRODUCCION EN PLANTAS PLANTAS Sin flores ni semillas, con esporas ESPERMAFITAS :Con flores, con tejidos conductores y de sostén con raíz y hojas BRIOFITAS Musgos y hepáticas Sin tejidos conductores ni de sostén.sin verdaderas raíces, tallo y hojas PTERIDOFITAS (HELECHOS) Con tejidos conductores y de sostén. Con raíz tallo y hojas GIMNOSPERMAS (PINO, ABETO ) Semilla desnuda ANGIOSPERMAS Semillas cubiertas de fruto MONOCOTILEDONEAS (Tulipán, trigo ) Semillas con un cotiledón DICOTILEDONEAS(M anzano, peral )Semillas con dos cotiledones REPRODUCCIÓN DE LAS PLANTAS CON FLOR. Las plantas con flor son las plantas más evolucionadas que existen. Reciben el nombre de espermatofitas, plantas que reproducen gracias a sus flores. Existen 2 tipos de espermatofitas: - Gimnospermas: tienen una flor rudimentaria. - Angiospermas: tienen una flor verdadera, con semillas. Estas últimas son las más evolucionadas. Si al germinar la semilla sale una hoja, recibe el nombre de monocotiledóneas; si salen 2, dicotiledónea. Las plantas que se reproducen por medio de semillas, presentan distintos momentos biológicos en esa reproducción: 1- Formación de gametos. 4- Formación del embrión 2- Polinización. 5- Germinación 3- Fecundación. 6- Dispersión de la semilla o fruto. 1- FORMACIÓN DE GAMETOS. La flor es el órgano (aparato) reproductor de las plantas, que procede de un conjunto de hojas que se diferencian en hojas estériles y hojas fértiles o sexuales. - Hojas estériles: son los sépalos y los pétalos. Sépalos: en su conjunto constituyen el cáliz. Por lo general son verdes. Pétalos: en su conjunto constituyen la corola. Tienen colores vivos. # Ambas forman el perianto o verticilos protectores de la flor. Hojas fértiles: son hojas altamente modificadas y se distinguen dos tipos androceo (masculino) y gineceo (femenino). Si presenta una planta una flor masculina y otra planta, la flor femenina, reciben el nombre de plantas dioicas. Si presenta la misma planta los dos órganos, recibe el nombre de monoica. En las plantas monoicas se puede dar que los órganos estén en dos flores separadas, unisexuales. En cambio, si los órganos masculino y femenino están en una misma flor, son hermafroditas. Tipos: - Androceo: Es el órgano sexual masculino de la flor. Está formado por los estambres. Cada estambre consta de un filamento y una parte ensanchada terminal superior, la antera. Ésta se divide en dos unidades denominadas tecas. Cada teca tiene un par de sacos polínicos repletos de microsporas que darán lugar a los granos de polen. Estos últimos constituyen el gametofito masculino, los anterozoides. - Gineceo: Es el órgano sexual femenino. Se compone de uno o varios carpelos, que tienen forma de pequeña botella con cuello largo. Se distinguen tres partes:

6 - Ovario: Es la parte más ancha, situada en la basa. En su interior, se encuentran las oosferas (gametofito femenino). - Estilo: Es una porción que comunica el estigma con el ovario (el cuello de la botella). - Estigma: Es la apertura donde se deposita los granos de polen. Las células del estigma fabrican una sustancia pegajosa para que se pegue el grano de polen. 2- POLINIZACIÓN. La polinización es el proceso biológico por el que los granos de polen se trasladan desde los sacos polínicos hasta los estigmas (donde quedaron pegados). Si la polinización se realiza entre flores de la misma planta, se denomina AUTOPOLINIZACIÓN, y si se realiza entre dos plantas distintas pero de la misma especie, se denomina polinización cruzada. La polinización cruzada es la más frecuente y produce mayor variabilidad genética, lo que resulta ventajoso para el conjunto de la especie. En esta polinización el transporte de los granos de polen puede realizarse por diferentes medios y en función de ellos puede ser: - Anemófila: a través del viento. - Zoofila: a través de los animales. - Hidrófila: a través del agua. - Artificial: a través de la acción del ser humano. 3- FECUNDACIÓN. Una vez que el grano de polen ha alcanzado el estigma, comienza a germinar, emitiendo una proyección (alargamiento) citoplasmática llamada tubo polínico. Después de la germinación, en el grano de polen se diferencian dos gametos masculinos que bajan por el tubo polínico hasta llegar a la oosfera, donde se produce la fecundación, esta dará lugar cigoto. 4- FORMACIÓN DEL EMBRIÓN. Después de la fecundación, se inicia la formación de la semilla con el desarrollo del embrión, de los tejidos de reserva y de las cubiertas externas. El óvulo fecundado se transforma en una semilla, simultáneamente, el ovario sufre una serie de cambios que originan el fruto. 5- GERMINACIÓN La semilla germina cuando cae al suelo, pudiendo permanecer en estado de vida latente hasta que se den las condiciones ambientales favorables para continuar su desarrollo. 6-DISPERSIÓN DE LOS FRUTOS ACTIVIDAD 2. PROFUNDIZACION 1. El mejoramiento de las especies vegetales no es una práctica nueva. Explicar esta afirmación. 2. Qué formas de reproducción pueden presentar las plantas? Desarrollar brevemente cada una de ellas y establecer algunas similitudes y diferencias. Reproducción sexual Reproducción asexual Cantidad de progenitores Formación de gametas Etapa de Fecundación Formación de la cigota Desarrollo del embrión Variabilidad entre los descendientes Ejemplos de organismos a. Completar el cuadro. b. Explicar por qué desde el punto de vista evolutivo, se considera que la reproducción sexual ofrece más ventajas que la asexual. Explicar qué es la clonación y cuál es su relación con la reproducción asexual. 3. La clonación no es una técnica nueva, a pesar de haberse difundido en los medios de comunicación en los últimos años. Explicar esta afirmación y dar ejemplos de especies vegetales que se clonan en la actualidad. 4. Explicar el concepto de totipotencialidad. 5. Describir brevemente los diferentes tipos de multiplicación vegetativa teniendo en cuenta el tejido u órgano que se utiliza para la producción de una nueva planta. 6. A qué se denomina Apomixis? 7. Qué es el cultivo in vitro? 8. Cómo se relaciona el cultivo in vitro con la producción de organismos transgénicos?

7 ACTIVIDAD No. 3 Y 4 COMPLETA LOS ESPACIOS EN BLANCO 1. Reproducción se define como Y los dos tipos de reproducción son 2. Explica la reproducción asexual. 3. Explica las tres maneras, que hemos estudiado, que emplean los seres vivos para reproducirse de forma asexual. a. b. c. 4. Los seres vivos que emiten yemas para su reproducción, se dice que se reproducen por 5. Explica la reproducción sexual. 6. Completa esta tabla sobre reproducción sexual: SEXOS ÓRGANO GAMETOS Masculino Femenino 8. Cómo se llaman las células reproductoras en general? 9. En los animales las células reproductoras masculinas son 10. En los animales y en las plantas las células reproductoras femeninas son 11. Qué es la fecundación? 12. Qué es el cigoto? 13. Define la Fecundación interna y de Ejemplos. 14. Defina la Fecundación externa y de Ejemplos. 15. Explica OVÍPAROS y VIVÍPAROS. Pon ejemplos. 19. Qué es la gestación? 20. Según la forma en la que se reproducen las plantas se clasifican en dos grupos. Cuáles son esos grupos? 21. Indica que plantas se reproducen sin flores ni semillas. 22. Indica que plantas se reproducen con flores y semillas. 23. La reproducción de una planta con flores tiene tres pasos importantes. Cuáles son?

8 24. Qué es la polinización? 25. Explica el proceso de la fecundación en una planta. 26. Formación del fruto y la semilla. 27. Ordena cronológicamente (en el tiempo): POLINIZACIÓN, FECUNDACIÓN, APARICIÓN DE FLORES, SEMILLA, GERMINACIÓN, RAÍCES Y HOJAS. 28. Completa este dibujo con los nombres que correspondan Explica cada uno de los pasos del proceso de reproducción de una planta.