Guía para el docente Descripción curricular: - Nivel: 2.º Medio - Subsector: Ciencias biológicas - Unidad temática: - Palabras claves: genotipo, fenotipo, cromosoma - Contenidos curriculares: - Cromosomas y genes - Mitosis: función y regulación - Meiosis: gametogénesis y variabilidad genética - Contenidos relacionados: - 1.º Medio: La célula - 2.º Medio: Hormonas, reproducción y desarrollo Variabilidad y herencia - 3.º Medio: Regulaciones de las funciones corporales y homeostasis - 4.º Medio: Biología humana y salud Organismo y medio ambiente - Aprendizajes esperados: - Que los cromosomas son portadores de los genes y que éstos son las unidades donde se encuentra codificada la información genética. - El comportamiento de los cromosomas en la mitosis y la meiosis. - Que todo fenotipo es la consecuencia del genotipo y el ambiente (ecuación fundamental de la genética). - El significado de la mitosis en la reproducción de organismos iguales (asexualidad), su regulación y función en el crecimiento, en la renovación de los tejidos y en el cáncer. - Informarse, obteniendo y procesando información científica de diversas fuentes, incluyendo medios de informática. - Razonar, interpretando experimentos y estableciendo relaciones entre distintas categorías de información. - Comunicar y discutir acerca del significado de fenómenos biológicos. 1
Aprendizajes esperados de esta actividad: - Comprenden la estructura del ADN. - Comprenden que la estructura del ADN determina las propiedades que lo caracterizan y estas le permiten cumplir el rol de material hereditario. - Comprenden el concepto de código genético. - Comprenden los conceptos de genotipo y fenotipo y la importancia del ambiente y modo de vida en la determinación de este último. Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl: - Ficha temática:. - Diapositivas digitales (ppt): Actividad propuesta para este tema: A continuación se propone una actividad para que el estudiante comprenda la estructura del material genético y la relacione con las propiedades que le permiten ser el material de herencia de los seres vivos. Para que comprenda también su organización, su participación en el proceso de división celular (mitosis) y el concepto de código genético y de gen. Por otro lado, para que se informe y reflexione sobre el significado de genotipo y fenotipo y reconozca la importancia del medio ambiente en la determinación de este último. 1. Mapa de contenidos tratados ADN Medioambiente y modo de vida Estructura Fenotipo Organización Propiedades Procesos Mitosis y meiosis 2
2. Desarrollo de la actividad: Guía para el docente Paso 1 Esta actividad cuenta con una pequeña introducción a modo de resumen para los estudiantes. Recomendamos profundizar este tema antes de la realización de la actividad. Puede utilizar este resumen como introducción a la actividad, recordando los conceptos vistos anteriormente. Entregue la guía para el estudiante (disponible en el portal educarchile.cl) y luego comiencen la actividad. Paso 2 Para realizar parte de esta actividad los estudiantes necesitan los siguientes materiales: - plasticina de cuatro colores distintos, - alambre y - palitos de fósforo. A continuación encontrará las respuestas de esta actividad. I. El ADN 1. Nombra las fases de la mitosis y sus principales eventos. a) Profase: Se produce la condensación del material genético y se forman los cromosomas. Uno de los hechos más tempranos de la profase en las células animales es la migración de dos pares de centríolos hacia extremos opuestos de la célula. Se forma un huso acromático hecho de haces de microtúbulos. Los centríolos actúan como centros organizadores de microtúbulos, controlando la formación de esas fibras. En la profase tardía desaparece el nucléolo y se desorganiza la envoltura nuclear. 3
b) Prometafase: La envoltura nuclear se ha desorganizado y el huso mitótico organizado. Los cromosomas han sido alcanzados por fibras del huso. c) Metafase: Durante esta fase, las cromátidas hermanas, las cuales se encuentran conectadas a cada polo de la célula por los microtúbulos unidos a los centrómeros, comienzan a moverse continuamente, hasta que migran a la zona media de la célula o plano ecuatorial, en la que forman una estructura llamada placa ecuatorial. d) Anafase: Es la fase más corta de la mitosis. En la anafase los microtúbulos del huso rompen los centrómeros longitudinalmente, lo que da lugar a la separación de las cromátidas hermanas, que se dirigen a polos opuestos. e) Telofase: En la telofase el nuevo núcleo se organiza: se reconstituye la cromatina, los cromosomas adoptan forma helicoidal, aparece el nucléolo y se reconstruye la envoltura nuclear a partir del retículo endoplasmático. Para mayor información pueden consultar la ficha temática 14 referente al proceso de la mitosis. 2. Para comprender mejor la estructura del ADN construiremos un modelo simplificado de esta molécula. En esta actividad los estudiantes deben construir una hélice de doble hebra simulando la doble hélice de ADN. Procedimiento: 1. Fabrica pequeñas bolitas de plasticina. Estas bolitas representarán a los nucleótidos. 2. Asígnales un color a los nucleótidos según la base nitrogenada que contengan. Por ejemplo, azul a la citosina, rojo a la guanina, etc. 4
3. Parte los palitos de fósforo por la mitad; estos representarán a los puentes de hidrógeno. 4. Corta el alambre en varias tiras de 40 centímetros cada una. 5. Inserta las bolitas de plasticina en una tira de alambre; esta representará una hebra de ADN. 6. Luego inserta las bolitas de los colores que correspondan para hacer la hebra complementaria en otra tira de alambre y únelas a través de los palos de fósforo. 7. Enrolla ambas hebras formando una hélice. Una vez terminado este procedimiento, los estudiantes tendrán una hélice de doble hebra. Motívelos a realizar los distintos niveles de enrollamiento de la doble hebra y en función de la observación de este modelo, pregunte: a. En qué parte la mitosis se encuentra más enrollado? b. En qué parte se encuentra más distendido? 4. Explica por qué se dice que el material genético es un código. Qué otros tipos de códigos conoces? Da ejemplos. Porque se puede decir que permite que se traduzca la información de una disposición molecular desde el lenguaje de los ácidos nucleicos al de los aminoácidos y proteínas. Algunos ejemplos: - Código Morse: permite pasar de una dimensión de sonidos a una dimensión de conceptos. - - Código braille: permite pasar de una dimensión de texturas a una dimensión de conceptos. Paso 3 Una vez terminada la primera parte de la actividad continúen con la segunda referida a genotipo y fenotipo. 5
II. Responde: 1. Qué entiendes por genotipo? El genotipo es la constitución genética de un organismo, representada por todos los genes que posee como miembro de una especie. 2. Qué entiendes por fenotipo? El fenotipo es una característica observable, identificable e individualizada del organismo, que expresa un genotipo específico en un ambiente determinado. 3. Qué crees que pasaría si tomáramos dos plantas de una misma especie, y con un mismo genotipo, y las plantáramos en dos ambientes muy distintos, por ejemplo una en el bosque valdiviano y la otra en el Altiplano? Qué pasaría con su fenotipo? Paso 4 Cierre la actividad discutiendo acerca del genotipo y el fenotipo de sus estudiantes. Observe si comprenden cuál es la diferencia entre ambos conceptos. 6