TEMA 4: La perpetuación de la vida

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1 TEMA 4: La perpetuación de la vida La perpetuación de la vida está asegurada gracias a la reproducción, que es la capacidad de los S.V. de producir replicas de si mismos. Tenemos 100 billones de celulas y se reemplazan unas 300 millones por minuto. Se llama ciclo celular, al periodo ordenado de sucesos entre una división celular y la siguiente. 1. El ciclo biologico y la reproducción 1.1 El ciclo biologico o vital Refleja las diferentes etapas por las que pasa un ser vivo a lo largo de su existencia. En un ciclo biologico hay 4 etapas: a.- Fase unicelular: En los organismos pluricelulares puede ser una espora o un cigoto, es decir, una celula precursora de todas las futuras celulas de ese organismo. En unicelulares, esta fase dura todo el ciclo vital b.- Fase de crecimiento y desarrollo: Sufre cambios de tamaño, forma y se diferencia internamente. Esta fase acaba cuando alcanza las caracteristicas propias de adulto. c.- Fase de madurez: Desde adulto hasta su muerte, la duración depende de las especies, en peces y plantas tienen crecimiento continuado. d.- Fase de reproducción: Coincide con la madurez y se prepara para originar nuevos individuos.

2 1.2. La reproducción y sus tipos La reproducción, es la función que genera nuevos seres vivos con sus mismas caracteristicas y asi, perpetuar la especie. Hay 2 tipos: Asexual y sexual En la asexual, un unico individuo produce descendientes identicos así mismo. En la sexual, dos individuos aportan sus caracteristicas a la descendencia, originandose individuos con caracteristicas nuevas. En muchos S.V. estas dos formas de reproduccion se alternan en su ciclo vital, es la modalidad denominada reproduccion alternante.

3 Las celulas germinales y las somaticas. En pluricelulares hay dos tipos celulares. Las celulas germinales, que tienen capacidad reproductora, pueden ser gametos (repr. Sexual) o esporas (repr. Asexual). Las celulas somaticas que forman el resto de celulas del ser vivo, no intervienen en la reproducción, solo se dividen para regenerar partes dañadas o perdidas 2. El ciclo celular y la reproducción celular 2.1. El ciclo celular. El ciclo celular es el conjunto de procesos que sufre una celula desde que se forma de otra preexistente, hasta que se reproduce. Tiene dos fases: Fase de crecimiento y Fase de división 2.2. El ciclo en celulas Procariotas. Empieza con el crecimiento de la celula y al alcanzar un tamaño, duplica su molecula de ADN circular, formando dos copias identicas. A medida que crece, se forma un tabique que separa la celula en dos celulas hijas, cada una con su ADN

4 2.3. El ciclo de las celulas Eucariotas. La duración es variable dependiendo del tipo celular, hay dos periodos la interfase y la división La interfase: Fase G1, Fase S y Fase G2

5 La división: Mitosis y Citocinesis La Mitosis Es la división del nucleo, a partir de un nucleo de la celula madre, se obtienen 2 nucleos hijos, con el mismo número de cromosomas que el nucleo materno Profase a) La cromatina se condensa formando los cromosomas. b) Desaparece el nucléolo, ya que la cromatina que la constituía está ahora compactándose. c) La envoltura nuclear se desorganiza. d) Los centríolos migran a los polos, esto no se dan en las células vegetales superiores ya que no poseen centríolos. e) Se forma el huso acromático: se polimeriza la tubulina formando microtúbulos, que constituyen las fibras del huso.

6 Metafase: a) Los cromosomas se enganchan a las fibras del huso, los cromosomas se ubican en la placa ecuatorial. b) Traccionados por las fibras del huso, los cromosomas se ubican en la placa ecuatorial. c) Los cromosomas alcanzan el máximo grado de condensación. Anafase: a) Las cromátidas hermanas migran hacia los polos de la célula, traccionadas por las fibras del huso Telofase a) Los cromosomas formados por una cromátida, ya llegaron a los polos y comienzan a descondensarse para formar la cromatina. b) Reaparece el nucléolo. c) Se desorganizan las fibras del huso. d) Se reorganiza una envoltura nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas.

7 Citocinesis Es la separación del citoplasma En celulas animales, la división del citoplasma se produce por estrangulación, en el ecuador de la celula, debajo de la membrana, se forma un anillo contractil que al contraerse, divide el citoplasma en dos. En celulas vegetales, la pared impide que se produzca la estrangulación así, en el ecuador, se fusionan pequeñas vesiculas y se forma un tabique llamado fragmoplasto, que divide a la celula en dos.

8 3. La mitosis y la reproducción asexual 3.1. La reproducción asexual En la r. asexual, una o varias celulas de un único individuo parental, genera por mitosis y posterior especialización de las celulas hijas, descendientes identicos a los progenitores, es decir, clones - La reproduccion asexual en los seres unicelulares Se puede llevar a cabo por bipartición, gemación y esporulación. Bipartición: la celula madre se divide en dos celulas hijas de igual tamaño. Gemacion: tambien se divide en dos celulas hijas, pero una de ellas se desarrolla comouna pequeña yema sobre la otra. Esporulación: En el interior de la celula madre se forman numerosas celulas hijas por repetidas divisiónes del nucleo, estas celulas, llamadas esporas, permanecen en el interior de la celula madre hasta que la membrana se rompa.

9 - La reproduccion asexual en los seres pluricelulares Se puede realizar de dos formas: A partir de una única celula del parental, como es el caso de la esporulación Apartir de varias celulas del cuerpo del parental poco diferenciadas y que conservan caracteristicas embrionarias. Así sucede en la escisión, regeneración y la gemación a. La esporulación La esporulación se produce a partir de esporas capaces de germinar y originar nuevos individuos cuando el medio es favorable. Se da en hongos, plantas y algunos protoctistas como las algas b. La escisión o fragmentación y la regeneración El progenitor se fragmenta en dos o más partes y cada una de ellas genera un nuevo individuo. Se dá en Poriferos como las esponjas, en celentereos, equinodermos y anelidos. La poliembrionía: es una variante de la escisión y es tipica de algunos insectos y tb se da en un mamifero, el armadillo. Los embriones en sus primeras etapas se fragmentan y cada porción dá un individuo (avispas parasitas)

10 Un caso especial es la regeneración, en el que la rotura se produce accidentalmente, ocurre en lombrices o planarias c. La gemación El organismo progenitor forma una yema, que es un conjunto de celulas que formarán un nuevo individuo, estos se pueden separar del parental e iniciar una vida independiente o pueden permanecer unidos a él y originar una colonia, se da en poriferos, cnidarios y algunos vegetales 3.2. Las ventajas y los inconvenientes de la reproduccion asexual Ventajas: No presentan estructuras corporales complejas ni especializadas, esto permite una regeneración rapida. No necesita buscar a un individuo del otro sexo, esto es ahorro energetico y facilita la propagación de individuos con poca movilidad o que habite en zonas muy despobladas Permite un aumento rapido de individuos cuando las condiciones ambientales son favorables Inconvenientes: Todos son igulaes geneticamente, sin variabilidad genetica y en caso de condiciones ambientales desvarorables la población podría desaparecer

11 4. La reproduccion sexual y la meiosis 4.1. La reproduccion sexual Se produce por la unión de dos celulas sexuales o gametos que, generalmente proceden de dos progenitores de sexos diferentes. Las fases de la R. Sexual La reproducción sexual tiene lugar en tres fases: a- Formación de los gametos o gametogenesis Gametogenesis: espermatogenesis (espermatozoides y anterozoides) y ovogenesis (ovulos y oosferas). Estos gametos tienen la mitad de cromosomas que las celulas germinales o madres de las que proceden, esto es posible gracias al proceso de meiosis. En organismos pluricelulares, la espermatogenesis produce espermatozoides en el caso de animales y anterozoides en vegetales y algas. La gametogenesis femenina u ovogenesis dará ovulos y oosferas respectivamente. b-fusión de gametos Esto se debe al contacto entre gametos dandose la fecundación que puede ser una fecundación interna o externa, tras la fecundación se da la cariogamia (fusión de nucleos) para formar una celula huevo o cigoto c- El desarrollo del cigoto El cigoto comienza a dividirse dando el embrión y tras sucesivas divisiones celulares por mitosis y posterior diferenciación (desarrollo embrionario) dará un individuo completo que tendrá caracteristicas de los dos progenitores

12 La meiosis La meiosis es un proceso especial de división celular, por el que se forman celulas hijas, con la mitad de cromosomas que las celulas de las que proceden, como es el caso de los gametos La meiosis compensa así el efecto de la fecundación, que al unirse los cromosomas de ambos gametos no se duplica por tanto los cromosomas totales del individuo.. El significado biologico de la meiosis: - Reducir a la mitad el número cromosomico de las celulas hijas, apartir de un numero diploide 2n, se obtienen celulas haploides n, es decir, de dos juegos de cromosomas se originan celulas hijas con un solo juego. - Aumenta la variabilidad genetica por el llamado sobrecruzamiento o crossing-over que es un intercabio de fragmentos entre cromatidas hermanas de cromosomas homologos, asi se produce nuevas combinaciones de genes, es la llamada Recombinación. Las fases de la meiosis:

13 Primera división meiotica: separación de cromosomas homologos Profase I: Los cromosomas homologos se aparean gen a gen y forma los denominados bivalentes o tetradas. Se produce el sobrecruzamiento o intercambio de genes entre ellos. El resultado es la recombinación genetica, es decir, cromosomas diferentes a los iniciales ya que han intercambiado información, ahora las celulas hijas resultantes son diferentes a la celula madre Metafase I: Los bivalentes se situan en el ecuador del citoplasma de la celula unidos por las fibras del huso acromatico. Anafase I: Cada cromosoma se separa del homologo, dirigiendose a los polos TelofaseI: Los cromosomas homologos alcanzan los polos. Cada grupo tiene la mitad de cromosomas que el inicial. El resultado es de dos celulas hijas haploides pero cada uno de estos cromosomas tiene dos cromatidas.

14 Segunda división meiotica: separación de las cromatidas hermana s Transcurre exactamente como una mitosis, se van a repartir las cromatidas hermanas en los dos polos celulares, dando cada celula que inicia ésta segunda división meiotica, dos nuevas celulas pero con una sola cromatida.

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16 5. Los ciclos biologicos y la meiosis En los organismos con r. sexual, en algún momento de su ciclo debe producirse la meiosis antes de la formación de los gametos. En los seres vivos ese momento no siempre es el mismo, por lo que hay tres ciclos de vida diferente.. Ciclo de vida de los organismos: haplontes (protoctistas, hongos) y diplontes (animales). En los haplontes, la mayor parte de su vida tienen solo una dotación cromosomica (haploide), sus gametos son n, tras la fecundación el cigoto es 2n y es cuando se produce la meiosis. Sin embargo, en los diplontes su vida transcurre con celulas 2n y cuando se forman los gametos es cuando tiene lugar la meiosis.

17 . Ciclo de vida de los organismos: diplohaplontes o alternancia de generaciones (helechos) La meiosis y la fecundación están separadas en el tiempo y debido a esto se produce la alternancia de generaciones, una generacion haploide llamada gametofito le sigue otra diploide llamada esporofito

18 Ejercicios Tema 4 1. Cuál es el objetivo de la función de reproducción? 2. Define soma y germen. 3. Qué es el ciclo biológico? 4. Explica qué dos tipos de reproducción hay. 5. Para qué es necesaria la división celular en los organismos unicelulares? Ordena las fases del ciclo celular de una bacteria: Se forma el tabique de separación. Se forman dos células hija. Se duplica el cromosoma. Se observan dos cromosomas. Se alarga el citoplasma 6. Qué es el ciclo celular? 7. Describe brevemente las fases de que se compone el ciclo celular. 8. En qué momento del ciclo celular tiene lugar la duplicación del ADN? 9. En tu cuaderno, relaciona las dos columnas: a) Fase G1 1. Se produce la duplicación del ADN. b) Fase S 2. Se sintetizan las estructuras para la división celular. c) Fase G2 3. La célula crece 11. Explica con tus palabras en qué se diferencia el proceso de la citocinesis en una célula animal y en una vegetal. 12. De qué animales es típica la fragmentación y la gemación? 13. En qué consiste la reproducción asexual por esporulación? 14. Qué quiere decir que algunos organismos tienen reproducción alternante? 15. Define fecundación, cigoto, desarrollo embrionario y gametogénesis 16. Explica el significado biológico de la meiosis y las ventajas que supone sobre la reproducción asexual 17. Qué ocurriría si no se produjera la meiosis en las células germinales? Razona tu respuesta. 18. Cuál es la misión de la mitosis en los organismos?

19 19. Desde el punto de vista genético, qué caracteriza a las células que resultan de la división mitótica? 20. Cuál es la finalidad de la meiosis? 21. Imagina que no se produce el proceso meiótico; qué crees que le ocurriría a la tercera generación de una pareja en cuanto al número de cromosomas? 22. indica las diferencias entre la mitosis y la meiosis 23. Qué es el sobrecruzamiento? En qué momento de la meiosis se produce? Cuál es su importancia biológica? 24. Explica las diferencias que hay entre las células que se obtienen tras una mitosis y tras una meiosis.