2°ed. media - biología - profesor - 2014.pdf

8/20/2019 2°Ed. Media - Biología - Profesor - 2014.pdf

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Biología2° medio

Daniela Balieiro Riquelme

Licenciada en Ciencias Biológicas

Magíster en Ciencias de la EducaciónDoctor(c) en Ciencias de la Educación

Pontificia Universidad Católica de Chile

Carolina Bustamante Olea

Profesora de Biología y Ciencias Naturales

Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación

Rosa Valdés Betancourt

Profesora de Biología y Ciencias Naturales

Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación

Guía didáctica del docente

Autores Guía didáctica del docente


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La Guía didáctica del docente correspondiente al Texto Biología 2º Educación media es una obra colectiva, creada ydiseñada por el Departamento de Investigaciones Educativas de Editorial Santillana, bajo la dirección editorial de:

RODOLFO HIDALGO CAPRILE

SUBDIRECCIÓN EDITORIAL ÁREA PÚBLICA

Marisol Flores Prado

EDICIÓN Y ADAPTACIÓN

César Cerda Bascuñán

Franco Cataldo Lagos

AUTORES DEL TEXTO DEL ESTUDIANTE

María Ester Chaucón Aravena

Reinaldo Vargas Castillo

AUTORES DE LA GUÍA DIDÁCTICA DEL DOCENTE

Daniela Balieiro Riquelme

Carolina Bustamante Olea

Rosa Valdés Betancourt

JEFATURA DE ESTILO

Alejandro Cisternas Ulloa

CORRECCIÓN DE ESTILO

Ana María Campillo BastidasRodrigo Olivares de la Barrera

Leonardo Aliaga Rovira

DOCUMENTACIÓN

Paulina Novoa Venturino

Cristián Bustos Chavarría

SUBDIRECCIÓN DE DISEÑO:

Verónica Román Soto

Con el siguiente equipo de especialistas:

DISEÑO Y DIAGRAMACIÓN

Raúl Urbano Cornejo

FOTOGRAFÍA

Archivo Santillana

ILUSTRACIONES

Marcelo Cáceres Ávila

CUBIERTA

Raúl Urbano Cornejo

PRODUCCIÓN

Rosana Padilla Cencever

© 2014, by Santillana del Pacífico S. A. de EdicionesDr. Aníbal Ariztía 1444, Providencia, Santiago (Chile)

PRINTED IN CHILEImpreso en Chile por Quad/Graphics.

ISBN: 978 - 956 - 15 - 2306 - 7Inscripción Nº: 235.490

Se terminó de imprimir esta 1ª edición de4 000 ejemplares, en el mes de enero del año 2014.

www.santillana.cl

Referencias de los textos: Biología I y Biología III , Colección manuales, de los autores JoséMariano Amabis y Gilberto Rodrigues Martho, Santillana, España, 2011. Biología 2, Bicentenario,de los autores Ingrid Alvial Chandía, Franco Cataldo Lagos, Sergio Flores Carrasco, EthelVelásquez Opazo, Santillana, S antiago, Chile, 2011. Biología, Saber es clave, El intercambio de

materia y energía en el ser humano, en las células y en los ecosistemas, de los autores AlejandroJ. Balbiano, Ricardo Franco, Elina I. Godoy, María Cristina Iglesias, Celia E. Iudica, Pablo A.Otero, Hilda C. Suárez, Santillana, Buenos Aires, Argentina, 2010. Biología 3, Saber es clave,de los autores Susana Álvarez, Alejandro J. Balbiano, Ricardo Franco, Elina I. Godoy, MaríaCristina Iglesias, María Inés Rodríguez Vida, Santillana, Buenos Aires, Argentina, 2010. BiologíaI , proyecto Manual Esencial Santillana, de los autores Patricia Castañeda Pezo, Sergio FloresCarrasco, Fermín González Bergas, Ethel Velásquez Opazo, María Trinidad Sánchez Dueñas,Dante Cisterna Alburquerque, Mauricio Bravo Álvarez, Santiago, Chile, 2007. Biología B, SerieHipervínculos, Santillana, Lima, Perú, 2011.


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Guía didáctica del docente 3

Índice

• Organización del Texto del estudiante 4

• Organización de la Guía didáctica del docente 5

• Fundamentación del diseño instruccional 6

• Unidad 1: Material genético y división celular 8

Material fotocopiable 41

• Unidad 2: Genética y herencia 48


• Unidad 3: Hormonas, reproducción y desarrollo 90

Material fotocopiable 121• Unidad 4: Dinámica de poblaciones y comunidades 128


• Banco de preguntas 160

• Índice temático 174

• Bibliografía 176


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Organización del Texto del estudiante

El texto Biología 2° Educación media se organizaen cuatro unidades. En cada una de ellas, loscontenidos son presentados como lecciones parafacilitar la comprensión y el orden de estos. Todaslas unidades y lecciones poseen una estructura encomún, la que se presenta a continuación.

Inicio de unidad. En estas páginas se describenlos contenidos que se desarrollarán. Además, sehace referencia a los objetivos y aprendizajesesperados que se trabajarán en cada unidad. Enesta sección se incluyen:

• Me preparo para la unidad: serie deactividades cuyo objetivo es que losestudiantes se aproximen a los contenidosde la unidad.

• Objetivos de la unidad: sección quepresenta las lecciones que forman parte dela unidad y los aprendizajes esperados que sedesarrollan en cada una de ellas.

• Para comenzar: actividad introductoriaque relaciona los conocimientos adquiridosanteriormente con el tema de la unidad, pormedio de preguntas a partir de una imagen.

Desarrollo de los contenidos. Después delinicio de la unidad, comienza el desarrollo de loscontenidos, los que se encuentran organizadosen lecciones. Cada lección incluye una serie deactividades y cápsulas que complementan lacomprensión del tema tratado. Estas son:

• Debes recordar: apela a los conocimientosprevios que se necesitan para comprenderlos contenidos.

• Propósito de la lección: plantea el objetivode la lección.

• Trabaja con lo que sabes: correspondea una actividad experimental que permite

evidenciar fenómenos relacionados con elobjetivo de cada lección.

• Actividades: en esta sección los estudiantesaplican y refuerzan lo aprendido.

• Recursos TIC: esta cápsula dirige a losestudiantes al material existente en la webrespecto del tema de cada lección.

• Conexión con…: muestra la relación queexiste entre los contenidos tratados y otrasdisciplinas del conocimiento.

•

Para saber +: posee información adicionalque complementa lo visto en cada lección.

• Actividades de cierre: corresponde aactividades que engloban toda la lección.

• Minitaller científico y Taller de ciencias: se plantean actividades experimentales, defácil ejecución, que permiten desarrollar lashabilidades de pensamiento científico.

• ¿Qué opinas?: invita a los estudiantes areflexionar y opinar acerca de un temarelacionado con el contenido de la lección.

• Apuntes: esta cápsula entrega la definiciónde un concepto clave utilizado en el texto.

• Novedades científicas: presenta noticias odatos de actualidad que se relacionan conlos contenidos tratados en la lección.

• Al finalizar la sección: Corresponde aactividades que engloban toda la lección.

• Pensamiento científico: en esta seccióndesarrollarás los contenidos mínimosacerca de las habilidades necesarias para el

entendimiento de la disciplina.Evaluación de los contenidos. El texto delestudiante incluye dos instancias de evaluación.La primera, llamada Evaluación intermedia,permite conocer el grado de comprensión delas lecciones antes del término de la unidad. Lasegunda, llamada Evaluación final, se encuentraal término de la unidad y abarca todos loscontenidos estudiados en la unidad.

La sección Me evalúo permite evidenciar eldesempeño de los estudiantes en la evaluaciónfinal. Además, se presentan Actividadescomplementarias para reforzar los contenidosmás débiles, o bien para profundizarlos.

Finalización de la unidad. En estas páginas sepresenta la Síntesis de la unidad, que resumelas lecciones tratadas. Finalmente, en la secciónCiencia, tecnología y sociedad se presentantemas de actualidad relacionados con la disciplina.


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Organización de la Guía didáctica del docente

La Guía didáctica del docente se organiza encuatro unidades, las cuales entregan orienta-ciones y sugerencias para el tratamiento de loscontenidos y para el desarrollo de las habilidadespropias del nivel y de la disciplina. La estructurade cada unidad es la siguiente.

Orientaciones curriculares. En estas páginas sepresenta el título de la unidad y se declaran losfundamentos para el desarrollo de la misma. Estascontemplan:

• Propósito de la unidad: se declara el objetivode la unidad y se exponen las herramientas conlas cuales se trabajarán los contenidos.

• Objetivos Fundamentales Verticales:

corresponden a los objetivos declarados enel Marco Curricular.

• Contenidos Mínimos Obligatorios:corresponden a los contenidos mínimosdeclarados en el Marco Curricular. Estos seevidencian en los Aprendizajes Esperados ylos Indicadores de Evaluación, señalados enel Programa de Estudio.

• Habilidades de pensamiento científico:estas habilidades disciplinares permitenal estudiante adquirir herramientas paraaproximarse al quehacer científico.

• Aprendizajes Esperados en relación conlos OFT: corresponden a las habilidadestransversales que los estudiantes debendesarrollar, y que no son disciplinares.

• Planificación de la unidad: organizaciónque incluye los Aprendizajes Esperados ylos Objetivos específicos de cada lección.Además, se mencionan los contenidos einstrumentos de evaluación presentes en el Texto del estudiante. Finalmente se señalanlos Indicadores de Evaluación y el tiempo

estimado, en horas pedagógicas, para ellogro de cada aprendizaje.

• Prerrequisitos y bibliografía de la unidad:conocimientos previos que el alumnonecesita para abordar cada lección. Además,se sugiere una bibliografía de referencia paracada una de ellas.

Orientaciones para el inicio de la unidad. Enesta sección se sugieren algunas actividades paramotivar a los alumnos al estudio de la unidad.

Orientaciones de trabajo por lección. Incluyesugerencias para el inicio, desarrollo y cierrede cada lección, además del solucionario para las actividades propuestas en el Texto delestudiante, cuyas respuestas están formuladas enpos de guiar al docente en su rol de mediadordel proceso de enseñanza-aprendizaje,especialmente de aquellos conceptos de mayorcomplejidad. También se entregan sugerenciaspara evitar o corregir los errores frecuentes quelos estudiantes cometen en el desarrollo de estasactividades. Finalmente se ponen a disposición

del docente, en los momentos del proceso deenseñanza que se consideraron pertinentes,información y actividades complementarias.Estas últimas están agrupadas en dos niveles, quepermiten abordar los contenidos de la disciplinade acuerdo con la diversidad de intereses, ritmosy estilos de aprendizaje de los estudiantes.

Sugerencias y respuestas esperadas enTrabajo científico y Evaluación de proceso.En estas secciones se presentan las posiblesrespuestas de los alumnos en el Trabajocientífico. Se detalla también el solucionario de

las actividades que se plantean en la Evaluaciónde proceso.

Orientaciones para las páginas finales de launidad. Esta sección entrega algunas sugerenciaspara terminar la unidad (Síntesis y Me evalúo) yreforzar los contenidos que los estudiantes nohayan logrado incorporar. Se entrega también elsolucionario de la Evaluación final.

Material fotocopiable. Corresponde a materialcomplementario para trabajar con los alumnos,e incluye: Taller de ciencias, Fichas de refuerzo y

ampliación e instrumentos de evaluación con surespectiva tabla de especificaciones.

Banco de preguntas. Set de preguntas deopción múltiple, agrupadas por unidad, quepueden ser utilizadas para elaborar evaluacioneso actividades de reforzamiento.


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Fundamentación del diseño instruccional

Con el propósito de que los estudiantes logren los Objetivos Fundamentales (OF) y ContenidosMínimos Obligatorios (CMO), el texto se ha elaborado sobre la base de un modelo instruccional que establece tareas de aprendizaje organizadas en lecciones, cada una de las cuales comienzacon la identificación de los conocimientos previos de los estudiantes, continúa con la entregay tratamiento didáctico de los contenidos conceptuales, habilidades y actitudes, el diseño eimplementación de procedimientos evaluativos de proceso, y finalmente instancias para evaluarsumativamente los aprendizajes logrados. Este modelo se replica consistentemente a lo largo de todaslas unidades que componen el texto.

Así, cada unidad temática consta de un conjunto de elementos clave que forman parte de un sistemaque se estructura siguiendo la propuesta de Dick y Carey (1988), y que se detallan a continuación:

a. Identificar la meta de enseñanza. Se basa en definir qué es lo que se espera que los estudiantessean capaces de saber o hacer luego de completar el proceso de enseñanza-aprendizaje de cadaunidad temática.

b. Implementar un análisis instruccional. Implica determinar qué tipo de aprendizaje es el

que se quiere que el estudiante alcance: conceptual, procedimental o actitudinal. Una vezidentificado esto, hay que establecer las habilidades que están en la base y que, cuyo desarrolloconducirá al logro del aprendizaje deseado.

c. Identificar las conductas de entrada y las características generales de los estudiantes. Enesta etapa se identifican los conocimientos e ideas previas que traen los estudiantes y que sirvende cimiento para el logro de los aprendizajes deseados. De no estar presentes, se implementaninstancias de refuerzo y nivelación.

d. Redacción de objetivos específicos. Los objetivos específicos se declaran explícitamente encada unidad para que los estudiantes conozcan desde el comienzo qué es lo que aprenderány cómo lo que ya saben conecta con lo nuevo, promoviendo aprendizajes significativos.

e. Desarrollo de instrumentos de evaluación (formativa y sumativa). Para evaluar el desarrollo

de la estrategia de instrucción propuesta, se han diseñado diversos materiales centrados en lasnecesidades de aprendizaje del alumno como en la labor educativa del docente. Cada instanciade evaluación permite monitorear el proceso de enseñanza-aprendizaje, además de entregarinformación para tomar decisiones relacionadas con las estrategias de instrucción.

f. Desarrollo de la estrategia didáctica y selección de materiales de instrucción. Estapropuesta didáctica se operacionaliza en dos materiales: el texto escolar, destinado a promoverel aprendizaje del estudiante y la guía didáctica del docente, que contiene la explicitación delos aspectos pedagógicos que sustentan la propuesta: sugerencias de trabajo página a página,solucionario, instrumentos de evaluación fotocopiables, entre otros.

En concordancia con esto, se desarrollaron materiales de enseñanza que permitan detectar loque los alumnos necesitan recordar para iniciar una nueva unidad de contenidos, como también

para evaluar lo que están logrando (proceso) y lo que han aprendido (sumativo).


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Evaluación final

Evaluación sumativa

Evalúa el resultado

del proceso

enseñanza-aprendizaje

Actividad exploratoria

Conductas de entrada

Permite que los estudiantes relacionen

sus ideas previas con los contenidos

que tratarán en cada lección

Inicio de unidad

Presenta el propósito

de la unidad

Desarrollo de

contenidos

Conocimientos

habilidades

Evaluación de proceso

Evaluación formativa

Evalúa el progreso de los

aprendizajes

Actividades

Evaluaciónimplícita

Proceso de aprendizaje

al servicio

Prerrequisitos

Conductas de entradaConocer los logros en el aprendizaje y detectar

las dificultades

Reflexión acerca de los aprendizajes logrados

Conectado con la experiencia y contextos de los estudiantes

Contenido

Habilidades

Preconceptos (correctos o

errados)

A continuación, se describe un diagrama del modelo instruccional que sustenta el TextoBiología 2º Educación media.

Lo anterior se traduce en un modelo pedagógico que sustenta la organización y estructuradel Texto Biología 2º Educación media, que se presenta en el siguiente diagrama:


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8 Unidad 1: Material genético y división celular

Material genético ydivisión celular

Propósito de la unidad

En esta unidad se estudia la importancia de la información genética, en qué consiste, cómose organiza y cómo se transmite a nivel celular y a nivel de organismo. En esta perspectiva,se estudia la relación genotipo-fenotipo como una manifestación de un programa genéticocodificado en unidades llamadas genes. La expresión génica se trata de manera que se entiendaqué define las características propias de la especie y como su transmisión de generación engeneración asegura la herencia de estas características.v

Para entender que la información genética se transmite a nivel celular, se estudia el compor-tamiento de los cromosomas en la mitosis y en la meiosis. Estos conceptos se articulan con elanálisis de investigaciones clásicas y contemporáneas.

Objetivos Fundamentales Verticales

De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 276), los estudiantes seráncapaces de:

• Describir investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con los conoci-mientos del nivel, reconociendo el papel de las teorías y el conocimiento en el desarrollo deuna investigación científica (OFV 1).

• Organizar e interpretar datos y formular explicaciones, con el apoyo de teorías y los conceptoscientíficos en estudio (OFV 2).

• Comprender que el desarrollo de las ciencias está relacionado con su contexto sociohis-tórico (OFV 3).

• Reconocer las limitaciones y la utilidad de modelos y teorías como representacionescientíficas de la realidad que permiten dar respuesta a diversos fenómenos o situacionesproblema (OFV 4).

•

Comprender que cada individuo presenta los caracteres comunes de la especie convariaciones individuales que son únicas y que estos son el resultado de la expresión de suprograma genético y de la influencia de las condiciones de vida (OFV 5).

Orientaciones curriculares

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Contenidos Mínimos Obligatorios

De acuerdo con el Decreto Supremo de Educación N° 254 (página 278), los CMO son lossiguientes:

• Explicación del mecanismo que permite la conservación de la información genética en el

transcurso de la división celular (mitosis) y de la generación de células haploides (meiosis)en la gametogénesis (CMO 6).

• Distinción de la importancia de la mitosis y su regulación, en procesos de crecimiento,desarrollo y cáncer, y de la meiosis, en la variabilidad del material genético (CMO 7).

Habilidades de pensamiento científico

HabilidadLección

1 2 3 4

Identificación de teorías y marcos conceptuales, problemas,hipótesis, procedimientos experimentales, inferencias y

conclusiones en investigaciones clásicas o contemporáneasrelacionadas con los temas del nivel

•

Explicación de la importancia de teorías y modelos paracomprender la realidad, en consideración de su caráctersistémico, sintético, y holístico, y dar respuesta a diversosfenómenos o situaciones problema.

• • •

Aprendizajes Esperados en relación con los OFT

De acuerdo con el Programa de Estudio de Segundo año medio de Biología (página 40) sonlos siguientes:

Respetar las diferencias individuales y sociales• Respeta las diferencias entre pares.

• Demuestra aprecio por sus características distintivas.

Poner en juego actitudes de perseverancia, rigor y cumplimiento

• Inicia y termina investigaciones o trabajos asumidos.

• Registra, de acuerdo a un orden, los datos surgidos en torno al tema de trabajo.

• Sigue adecuadamente los pasos aprendidos al desarrollar las actividades de la unidad.

• Entrega trabajos en los tiempos acordados.


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Planificación de la unidad

Aprendizaje Esperado Objetivo Específico Lección Contenido

• Explicar cómo a travésde la herencia genéticalos seres vivos transmiten

sus características a susdescendientes.

• Reconocer los niveles deorganización del materialgenético.

• Comprender la ubicaciónde la informacióngenética y la composición,la estructura y laclasificación de loscromosomas.

1 Localización delmaterial genético

• Material genético.

• Núcleo celular.

•Estructura y organizacióndel ADN.

• Cromosomas.

• Cariotipo.

• Información genética.

• Genotipo.

• Describir el proceso dedivisión celular en lamitosis y la meiosis.

• Comprender la importanciade la división celular paraorganismos unicelulares ypluricelulares.

• Describir cómo varía elgrado de condensación y lacantidad de ADN duranteel ciclo celular.

2 División celularen célulaseucariontes

• Ciclo celular y sus etapas.

• Mitosis y sus etapas.

• Citocinesis.

• Importancia de la mitosis.

• Reconocer la importanciade los mecanismos

celulares para regular lamitosis.

• Comprender que el cáncerse origina como productode una división mitóticaanormal.

3 Importancia de

regular la mitosis

• Control del ciclo celular.

• Cáncer.

• Explicar cómo se generala variabilidad genéticaentre los individuos deuna especie.

• Reconocer las etapas de lameiosis y la importancia deeste proceso como fuentede variabilidad genética.

4Meiosis y susetapas

• Meiosis y sus etapas.

• Gametogénesis.

• Importancia de la meiosis.

• Comparación entre mitosis

y meiosis.• Mutaciones cromosómicas.


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Instrumentos de evaluación Indicador de EvaluaciónTiempo estimado

(horas pedagógicas)

• Trabaja con lo que sabes (Página 8).

• Al finalizar la lección (Página 17).

• Identifican las estructuras que contienen lainformación genética: cromosomas, genes ybases nitrogenadas.

• Identifican en el núcleo: ADN, genes,cromosoma y nucléolo.

• Señalan las diferencias entre genotipo yfenotipo.

• Identifican distintos genes en cartas génicashumanas.

• Establecen relaciones entre un individuo ysu cariotipo.

• Distinguen caracteres comunes dela especie humana de las variaciones

individuales.

4



• Evaluación intermedia (Página 26).

• Describen en secuencia los estados ycaracterísticas del ciclo celular incluyendo lamitosis y la citocinesis.

• Representan mediante diagramas elcomportamiento de los cromosomas en lamitosis.

4



• Reconocen la importancia de la regulaciónde la mitosis en el desarrollo del cáncer.

• Describen el cáncer como una divisióncelular anormal.

4



• Evaluación intermedia (Página 42).

• Evaluación final (Página 46).

• Representan mediante diagramas elcomportamiento de los cromosomas en lameiosis.

• Comparan la mitosis y la meiosis en cuantoa los resultados (número de cromosomas y

número de células hijas).

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Prerrequisitos y bibliografía de la unidad

Prerrequisitos

A continuación, se describen los prerrequisitos necesarios para la unidad, como también algunostextos de consulta.

Bibliografía de referencia

Lección 1 Localización del material genético

• Purves, D. y otros. (2009). Vida: la ciencia de la Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.

Lección 2 División celular en células eucariontes

• Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.

• Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill.

Lección 3 Importancia de regular la mitosis

• Campbell, N., Mitchell, L. y Reece, J. (2001). Biología conceptos y relaciones. Ciudad de México:Pearson Educación.

• Prenafeta Jenkin, S. (2005). Ciencia y biología al alcance de todos: diccionario científico. Santiago deChile: Radio Universidad de Chile.

Lección 4 Meiosis y sus etapas

• Curtis, H., Barnes, S. y Schneck, A. (2008). Biología. Madrid: Editorial Médica Panamericana.

• Solomon, E., Berg, L. y Martin, D. (2001). Biología. Ciudad de México: Editorial McGraw-Hill.

Lección 1 Localización del materialgenético

Lección 2 División celular encélulas eucariontes

• Célula.

• Núcleo.

• Organelos celulares.

• Ácido nucleico.

• Célula eucarionte.

• Reproducción.

• División celular.


• Crecimiento.

• Tejido.

Lección 3 Importancia de regular lamitosis

Lección 4 Meiosis y sus etapas

• Regulación.

• Ciclo celular.

• División celular.

• Cáncer.

• Agentes cancerígenos.

• Espermatozoide.

• Ovocito.

• Aparato reproductor femenino.

• Aparato reproductor masculino.


Atención

En las secciones Pensamientocientífico (página 11) y Tallerde ciencias (página 24) seproponen actividadesexperimentales que requierenanticipar su preparación, por loque se le sugiere que revise eldiseño experimental propuesto

en cada una de ellas.


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Orientaciones para el inicio de la unidad (Páginas 6 y 7)

Me preparo para la unidad

• Pregunte a sus estudiantes qué saben acerca del material genético y de la división celular. Escribaen la pizarra las principales ideas mencionadas y pida participación voluntaria para elaborar unesquema con ellas.

• Explique a sus estudiantes que todos los seres vivos que nos rodean poseen material genético ensus células y que para poder crecer y reproducirse requieren de un mecanismo de división celular.

• Solicite a sus estudiantes que enuncien y anoten en sus cuadernos ejemplos de la vida cotidianaen que se pueda apreciar la división celular sin detallar la naturaleza de dichos cambios. Deje claroque más adelante se verá con más precisión en qué consiste.

• Pida a sus estudiantes que observen la imagen de estas Páginas y que expliquen qué proceso seestá llevando a cabo. Ponga énfasis en las características de dicho proceso y en qué situacionessuele ocurrir.

Objetivos de la unidad

• Invite a los estudiantes a leer y analizar cada uno de los objetivos presentados para cada lección enla página 6 del texto, para que ellos tomen conciencia de los aprendizajes que deberán alcanzar alfinalizar la unidad, y den así mayor sentido a su estudio.

Para comenzar

Esta sección sirve para corregir y verificar algunos errores y conceptos previos.

• Pídales a sus estudiantes que lean las preguntas de la sección Para comenzar de la página 7, que las

contesten en sus cuadernos y que las discutan con sus compañeros.• Mediante participación voluntaria, solicíteles que anoten en la pizarra las principales conclusiones

obtenidas a partir de las respuestas a las preguntas y que discutan estas conclusiones.

• Invítelos a que escriban en la pizarra las conclusiones obtenidas a partir de la observación dela imagen y que reflexionen en voz alta acerca de las causas de las posibles diferencias que sepuedan establecer.

• Se sugiere complementar esta sección con las siguientes preguntas:

a. ¿Qué estructura membranosa se destaca en las células de la imagen?

b. ¿Dónde se mantiene resguardado el ADN dentro de la célula?

c. ¿Cuál es el rol del ADN en los seres vivos?


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Orientaciones de trabajo Lección 1 (Páginas 8 a 17)

Sugerencias de inicio de lección

A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la lección, poniendo énfasis en las

experiencias previas y en los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja conlo que sabes de la página 8.

Experiencias previas

A partir de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan losiguiente:

• ¿Qué es una célula?

• ¿Cuáles son sus componentes principales?

• ¿Dónde se observa el material genético que posee una célula?

• ¿En qué nivel de organización se encuentrael cuerpo humano ?

Prerrequisitos (Debes recordar, Página 8)

La célula es la unidad anatómica, funcional y genética de los seres vivos. La célula es un sistemaviviente constituido por tres elementos básicos: membrana plasmática, citoplasma y material genético(ADN). De la organización e interacción de sus elementos surgen las propiedades que caracterizan alos seres vivos, como ciertas funciones vitales representadas por los procesos de nutrición, relación yreproducción.

Los niveles de organización de la materia que se pueden distinguir en los seres vivos más complejos(vegetales y animales) son: átomo, molécula, célula, tejido, órgano y sistema. Los organismos, de modoindependiente según su complejidad, se organizan en: población, comunidad, ecosistema y biosfera.

Trabaja con lo que sabes (Página 8)

Respuestas esperadas

a. ¿Cómo logra la Acetabularia regenerar partes de su estructura?

b. Depende de la información proveniente del núcleo de la Acetabularia.

c. Que es un alga unicelular con estructuras bien diferenciadas, fácilmente manipulable en ellaboratorio y que además su núcleo se encuentra polarizado en uno de sus extremos.

d. Hämmerling interpretó estos resultados como prueba de que ciertas sustancias, producidasbajo la dirección del núcleo y acumuladas en el citoplasma, determinan las características de lasestructuras del alga, como su sombrero.

e. El núcleo contiene el material genético necesario para desarrollar todas las estructuras del alga.

Sugerencias de desarrollo de lección

A continuación, se entregan orientaciones para desarrollar la lección, poniendo énfasis en los erroresfrecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y endisponer de nuevas actividades e información complementarias para enriquecer la lección.


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Tratamiento de errores frecuentes

• Probablemente, los estudiantes supongan que el material genético está presente solo en organismosdel reino animal o planta, sin considerar que organismos más simples como las bacterias también loposeen. Para remediar esta situación, se sugiere presentar un imagen que incluya representantesde los cincos reinos taxonómicos (monera, protistas, hongo, planta, animal) y en cada una de ellas

destacar la presencia del ADN como estructura integral de la o las células que los componen .

Actividad 1, Análisis (Página 9)


1. El material genético es el portador de la información que influye y determina las característicasde los organismos.

2. Debido a que las células somáticas (2n), como las del intestino, guardan la información genéticanecesaria para la organización de un individuo completo.

3. El núcleo se insertó en un ovocito, pues esta célula contiene en su citoplasma el suficiente vitelopara sostener el desarrollo embrionario de un organismo (en este caso se trata de un huevotelolecito) y además las enzimas necesarias y en cantidad suficiente para activar la citoquinesis.

4. Cualquier célula somática (diploide) del individuo hubiera operado de la misma manera (inclusosus eritrocitos, pues estos son nucleados en anfibios), debido a que todas estas células contienenla información genética necesaria y suficiente para la organización de un organismo completo.

Actividad 2, Síntesis (Página 10)


1. El nucléolo está constituido por las regiones teloméricas de ciertos cromosomas, en las que existela información necesaria para la transcripción de tres de los cuatro tipos de ARN ribosomal quehay en las células eucariontes (el cuarto tipo es sintetizado en el nucleoplasma). En el nucléolose ensamblan los ARN ribosomales con proteínas y se constituyen las subunidades, mayor ymenor, de los ribosomas.

2. Entre el citoplasma y el nucleoplasma se produce un intercambio continuo de sustancias a travésde los poros de la membrana nuclear. Por ejemplo, nucleótidos y proteínas ingresan, mientrasque las subunidades ribosomales y los ARNt y ARNm salen. Si este transporte se detiene, elfuncionamiento de la célula se altera a tal grado que esta colapsa.

3. La célula pierde toda capacidad de síntesis de proteínas sin su información genética, por loque es incapaz de regenerar o reparar sus estructuras y de mantener los procesos metabólicos.Dado esto, su destino es la destrucción, tal como sucede con los eritrocitos de mamíferos cuyavida por ser anucleado, se limita solo a 120 días, aproximadamente.

Pensamiento científico (Página 11) Sugerencias y respuestas esperadas

5.

b. La preparación de muestras de tejidos para ser observadas en el microscopio requiere que estassean lo suficientemente delgadas para que los rayos de luz la atraviesen y puedan ser recogidospor el lente objetivo.


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c. El uso de tinciones, como el azul de metileno, la eosina y el rojo Congo, entre otras, esrecomendado para la observación de las estructuras o componentes celulares. De otro modo, enausencia del necesario contraste que los colorantes brindan, estos serían invisibles al observador.

d. Su uso ofrece ventajas, ya que son fáciles de obtener, pues basta con frotar la parte interna de laboca y para conseguir gran cantidad de células. Además, estas se tiñen con gran facilidad concolorantes básicos, como el azul de metileno.

e. Se puede observar cualquier tipo de tejido en el microscopio, pero varía la dificultad en lapreparación de la muestra. Lo recomendable es contar con tejidos que no sean demasiadolábiles, es decir, frágiles e inestables una vez que están fuera del organismo, como las células dela mucosa bucal, la epidermis de cebolla y de la raíz de ajo.

Actividades complementarias

Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre la composición de las basesnitrogenadas.

Nivel básico

Observa la imagen y, basándote en ella, responde las preguntas.1. ¿Qué molécula representa?

2. ¿Cuál es su importancia biológica?

3. ¿En qué lugar de la célula podemos encontrar este tipo demolécula?

Nivel avanzado

Analiza la siguiente información y, a partir de esta, responde las preguntas 1 y 2.

El porcentaje (G-C) tiene una relación directa con la densidad del ADN; en otras palabras, cuantomayor sea el contenido de estas bases nitrogenadas en el ADN, este tendrá mayor densidad.

Al realizar un análisis de la composición de estas bases en cinco organismos se obtuvieron lossiguientes datos:

1. ¿Cuál es el ADN que tienemayor densidad y por qué?

2. ¿Qué microorganismostienen ADN con igualdensidad?

Solucionario de las actividades complementarias

Porcentaje de G-C

Herpes simple (virus) 72

Bacillus subtilis (bacteria) 44

Haemophilus influenzae (bacteria) 39

Escherichia coli (bacteria) 51

Saccharomyces cerevisiae (hongo) 39

Nivel básico

1. Representa la molécula de ADN.

2. El ADN posee la información genéticapara el desarrollo de un ser vivo.

3. En las células eucariontes se puedeobservar en el núcleo, en las mitocondriasy en el cloroplasto.

Nivel avanzado

1. El del virus herpes simple.

2. El ADN de Haemophilus influenzae ySaccharomyces cerevisiae.


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Actividad 3, Síntesis (Página 13)


1. El ADN eucarionte está unido a proteínas (histonas y no histonas) y de tal asociación dependesu grado de compactación. Una hipótesis que explica por qué la cromatina puede encontrarse

como eucromatina o como heterocromatina es la hipótesis del código de histona. Estapropone que la alteración enzimática de las histonas, consistente en agregar o quitar gruposquímicos (tales como metilo, acetilo o fosfato), genera un patrón de modificaciones químicasen determinados segmentos de cromatina a los que se unen proteínas no histónicas específicasque influyen en el comportamiento de la cromatina.

2. Si se extendieran y alinearan todas las moléculas de ADN de una célula humana se alcanzaríauna longitud de casi un metro. Por lo tanto, es importante que este sea compactado en elnúcleo celular y las histonas son pieza clave en este proceso.

3. Los cromosomas de células eucariontes son estructuras constituidas por ADN y proteínas. Enesta condición, el ADN alcanza su máximo nivel de empaquetamiento. Los cromosomas seconstituyen al principio de la división celular y se desorganizan una vez que esta concluye.La compactación del material genético en cromosomas facilita su movimiento y distribucióndurante la reproducción celular.

Actividad 4, Análisis (Página 14)


1. La cantidad de cromosomas en el cariotipo de una especie no se relaciona con su tamaño.Por ejemplo, una especie como el perro tiene 78 cromosomas, aun cuando esta especie es

notablemente más pequeña que el caballo, cuyas células tienen 64 cromosomas.2. El número de cromosomas puede ser coincidente en dos especies, como es el caso del ser

humano y del pejerrey. Por lo tanto, no es una característica que permita distinguir una especiede otra.

Organismo N° haploide (n) N° diploide (2n)

Pejerrey 23 46

Gato 19 38

Ratón 21 42

Tomate 12 24

Chimpancé 24 48

Caballo 32 64

Perro 39 78


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Información complementaria

La genómica

La genómica es una nueva área del conocimiento en la que se ponen en práctica procesoscientíficos y tecnológicos encaminados al estudio del genoma, su contenido y su evolución, y quepermiten predecir la función de los genes a partir de:

- Sus secuencias.

- Las secuencias que codifican y también las que no codifican.

- Sus interacciones con otros genes.

- La posición de los genes en cada uno de los cromosomas.

- La conservación de los genes observada en diversas especies.

- La estructura de las proteínas codificadas.

Los científicos estiman que los seres humanos tenemos aproximadamente 35 000 genes, localizadosa lo largo de los cromosomas. Los genes, sin embargo, son solo el 3 % del ADN humano; el resto esADN que no codifica. Dentro de esas regiones que no codifican está la información que determinacuándo y dónde se activan los genes.

Genes: la red de la vida

Los seres humanos, las vacas, los peces y los microorganismos tenemos en común secuenciassimilares de ADN heredadas de un antecesor común que vivió hace millones de años. Las personastenemos muchos genes en común con los ratones, las ranas, las moscas e, incluso, las levaduras ylas bacterias. Los genes son las unidades básicas que forman los cromosomas, cuyo número varíasegún la especie.

Algunas cifras de la especie humana:

- 75–100 trillones de células constituyen su cuerpo.

- 46 cromosomas en cada célula somática.

- 28 000–35 000 genes en el genoma humano.

- 3,1 billones de pares de bases en los cromosomas de cada célula.

- 2,4 millones de pares de bases en promedio en un gen humano.

Fuente: Varios autores. (2010). Hipertexto Ciencias 9. Bogotá: Editorial Santillana.

El genoma humano

De aproximadamente 35 000 genes, solo 3 % posee

información para la fabricación de proteínas. Quedan,

pues, muchos genes y secuencias intergénicas de

función desconocida hasta el momento.


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Sugerencias de cierre de lección

• Tras concluir el análisis del contenido bajo el título Información genética y genotipo, pida a sus alumnosque junto con un compañero lean la sección Para saber +.

• Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar

la lección…, para luego organizar una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar susrespuestas.• Invite a los estudiantes a preparar la siguiente lección haciendo un repaso de la Lección 1.

Al finalizar la lección… (Página 17)


1.

a. Cantidad de cromosomas en diferentes especies Número de genes en diferentes especies

Número de

cromosomas

Número degenes

Especies Especies

50

60 000

40

50 000

30

40 000

20

30 000

10

20 000

0

10 000

0D

melanogaster

Dmelanogaster

H sapiens

H sapiens

T aestivum

T aestivum

Osativa

Osativa

b. Aunque se podría pensar que un mayor número de cromosomas implica también una alta cantidad degenes, esto no es una regla. Por ejemplo, en la tabla se observa que el trigo contiene, en sus

42 cromosomas, 2 637 genes, mientras que el arroz, en sus 24 cromosomas, posee 55 000 genes.c. No es la cantidad de genes la que determina las características de un organismo, sino que la

información que estos contienen.

d. No es la cantidad de genes la que determina la complejidad y las cualidades propias de un organismo,sino que el mensaje o información que ellos tienen.

2.

a. Los cromosomas autosómicos se ordenan en pares homólogos de acuerdo a su tamaño y forma.Luego, los pares homólogos se ordenan de mayor a menor tamaño. Por ejemplo, en los grupos A yB se ubican los cromosomas de mayor tamaño.

b. Grupo A: tres pares de cromosomas metacéntricos; grupo B: dos pares submetacéntricos; grupo C: siete

pares de cromosomas medianos submetacéntricos; grupo D: tres pares de cromosomas medianosacrocéntricos y con satélites; grupo E: tres pares de cromosomas pequeños submetacéntricos;grupo F: dos pares de cromosomas meta y submetacéntricos: grupo G: dos pares de cromosomasacrocéntricos y satelizados. El último grupo corresponde a los cromosomas sexuales.

c. La composición del par sexual, XX para las mujeres y XY para los hombres.

d. Se sugiere que los alumnos investiguen enfermedades cromosómicas, como síndrome de Down,síndrome de Edwards, síndrome de Patau, síndrome de Turner.


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A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la lección, poniendo énfasis en las experiencias

previas y en los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja con lo que sabes de lapágina 18.


Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en la lección anterior, pida a sus alumnos que respondanlo siguiente:

• ¿Cuál es la estructura del núcleo celular?

• ¿Por qué el ADN es la molécula que contiene la información genética?

• ¿Qué es un cromosoma.

Prerrequisitos (Debes recordar, página 18)

La teoría celular es una parte fundamental de la biología que explica la constitución de los seresvivos a partir de células y el rol que estas tienen en el desarrollo de la vida y en el funcionamiento delas principales características de los seres vivos.

Se denomina organelos a las diferentes estructuras contenidas en el citoplasma de las células, princi-palmente las eucariontes, que tienen una forma determinada.



a. Las crías nacieron albinas, porque los cigotos contenían la información genética de una rata con

este rasgo.

b. El albinismo es una condición hereditaria, que se debe a una mutación en un gen del cromosoma 11.Por lo tanto, se transmite con un patrón autosómico recesivo.

c. Las crías hubieran nacido con pelaje negro, en concordancia con la información genéticacontenida en los cigotos a partir de los cuales se desarrollaron.

d. Las células proliferan mediante división celular mitótica, la cual mantiene en ambas células hijasla misma dotación y calidad de la información genética. Esto explica que cada célula descen-diente del mismo cigoto contenga la misma información genética que este.

e. En ambos experimentos se originan clones.


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A continuación, se desarrollan orientaciones para iniciar la lección, poniendo énfasis en los erroresfrecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y endisponer de nuevas actividades e información complementaria para enriquecer la lección.

Tratamiento de los errores frecuentes

• Para muchos estudiantes, el inicio de la mitosis incluye una replicación del material genético,cuando este proceso es anterior a la mitosis, puesto que ocurre en la etapa S del ciclo celular.Junto a lo anterior, los alumnos suelen incluir la etapa de citocinesis como parte de la mitosis.

• Para remediar ambas situaciones, se sugiere analizar con detención la imagen de la página 19 deltexto, y hacer énfasis en las características de cada etapa, para luego hacer preguntas directas alos estudiantes tales como: ¿cuándo comienza la mitosis?, ¿cuándo comienza la citocinesis?, ¿enqué momento se replica el ADN?


Estas actividades permiten mejorar la comprensión sobre el ciclo celular y la mitosis.

Nivel básico

Observa la imagen. Basándote en ella, realiza las actividades 1 a 3.

1. Describe cada imagen.

2. Explica qué tipo de seres vivos realizan este proceso y en qué partes de su cuerpo loefectúan.

3. Responde: ¿qué importancia tiene el proceso observado?

Nivel avanzado

Lee el texto que sigue, observa el cuadro con información y, a partir de en ellos, realiza las

actividades 1 y 2.

Para que la división celular sea posible es necesario que la célula se prepare. La fase de preparación junto con la de división celular constituyen el ciclo celular, proceso que ocurre en todas las células

que conservan la capacidad de dividirse. La duración de este proceso se denomina tiempo deregeneración y varía de acuerdo al del tipo de célula.

G1 = 40 %S = 30 %

G2 = 20 %Mitosis = 10 %

Porcentaje de duración de cada etapa del ciclo celular.


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1. El tiempo que tarda una de las células de tu piel en realizar un ciclo celular es, aproximadamente,de ocho horas. Si la fase G1 tiene una duración de 192 minutos, ¿cuánto podrían durar lasotras fases?

2. Si tienes una herida y esta tarda, aproximadamente, tres semanas en desaparecer graciasa la regeneración de tu piel, ¿cuántos ciclos celulares efectúa cada una de estas células?


Nivel básico

1. Las imágenes representan etapas de la mitosis: metafase, anafase y telofase, respectivamente.

2. Los seres vivos eucariontes pluricelulares llevan a cabo el proceso de mitosis en cada unode los tejidos que requieran crecer o regenerarse.

3. Permite el desarrollo y crecimiento de los organismos pluricelulares.

Nivel avanzado

1. G1 = 192 minutos; S = 144 minutos; G2 = 96 minutos; mitosis = 48 minutos.

2. 63 ciclos celulares.


Regulación de la mitosis

Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (Idibell) han identificado elmecanismo que permite a una proteína poder regular un proceso clave en la mitosis, el procesoque ocurre inmediatamente antes de la división celular, lo que abre la puerta al desarrollo deterapias específicas y directas contra el cáncer.

El trabajo, que avanza la edición digital de la revista Journal of Cell Science, se basa en que las célulasde todos los organismos crecen y se dividen en dos células hija mediante una sucesión ordenadade eventos que se denomina “ciclo celular”. Sin embargo, a pesar de su importancia, se conocemuy poco de la regulación de una de sus etapas, la mitosis.

En el artículo, el grupo de investigación de Ciclo Celular del Idibell, coordinado por Ethel Queralt,descubre un nuevo mecanismo de regulación de la salida de mitosis.

En trabajos previos, el grupo de la doctora Queralt describió por primera vez la participación dela proteína Zds1 en la mitosis, que coopera con la separasa para asegurar la correcta herenciagenética de unas células a otras.

En el estudio se profundiza en el mecanismo molecular por el cual esta proteína Zds1 regula la

mitosis y contribuye a que la segregación de los cromosomas sea la correcta.Fuente: europapress.es (2013). El descubrimiento de un mecanismo de la división celular

permitirá nuevas terapias contra el cáncer.


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• Tras concluir el análisis del contenido titulado Mitosis, pida a sus estudiantes que junto con uncompañero lean la sección Para saber + de la página 21.

• Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizar

la lección…, para luego hacer una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar susrespuestas.• Invite a los estudiantes a preparar la siguiente lección mediante la realización de un repaso de las

etapas de la mitosis descritas en las páginas 20 y 21.



1.

a. Fase S

b. Citocinesis

c. Interfase, fase S

d. Profase

e. G1

f. Anafase

2.

a. Profase: La membrana nuclear comienza a desaparecer y los centríolos migran a cada extremode la célula.

b. Metafase: los cromosomas plenamente condensados se ubican en la placa ecuatorial de lacélula, alineados por las fibras del huso mitótico.

c. Telofase: los cromosomas empiezan a descondensarse y los microtúbulos que conforman elhuso mitótico a desorganizarse.

3. En el esquema: a = 6; b = 4; c = 3; d = 1; e = 5; f = 2.

a. Durante la metafase.

b. Es una citocinesis típica de células animales, ya que se forma un anillo contráctil de microtúbulos.

c. Es incorrecto. Las células vegetales, por carecer de centrosomas (constituidos por centriolos ymaterial pericentriolar), presentan mitosis anastrales, en oposición a la mitosis de células animalesque son astrales. También la citodiéresis o citoquinésis es diferente entre ambas células, puesmientras en las células animales se forma un anillo contráctil que estrangula el citoplasma hastaque este se divide y reparte entre las dos células hijas, en las células vegetales el dictiosomasecreta vesículas que confluyen en una red proteica ubicada cerca del ecuador de la célula. Enese lugar se fusionan y comienzan a constituir un tabique que formará la pared celular.


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Taller de ciencias (Páginas 24 y 25)

Análisis e interpretación de evidencias

a. Debido a que los tejidos meristemáticos se ocupan del crecimiento de la planta y que, por lotanto, sus células se dividen continuamente.

b. Para eliminar el exceso de agua. De esta manera se logra una mejor observación al disminuir larefracción que esta provoca.

c. Una coloración (o tinción) es una técnica auxiliar utilizada en microscopía para mejorar elcontraste en la imagen vista al microscopio. Los colorantes son sustancias que usualmente seemplean para resaltar estructuras en tejidos biológicos que van a ser observados con la ayudade algún microscopio. Los diferentes colorantes pueden ser usados para aumentar la definicióny examinar tejidos y sus células.

d. En general, las células de tejidos animales sometidos a abrasión o continuo desgaste tienen

una alta proliferación y son, por lo tanto, ideales para observar mitosis en ellos. Ejemplos deestos son los epitelios de revestimiento (mucosa bucal e intestinal). En los vegetales es en lostejidos meristemáticos donde es más frecuente la observación de mitosis, debido a su funciónde crecimiento. Se obtienen fácilmente de los extremos radiculares y en las yemas o brotes.

e. La dificultad más común es obtener una muestra de raicilla lo suficientemente delgada comopara que facilite la observación de las diferentes etapas de la mitosis.

Evaluación intermedia (Páginas 26 y 27)

Actividades

1. A: base nitrogenada. B: pentosa. C: grupo fosfato. D: nucleosoma. E: ADN. F: octámero dehistonas. G: cromatina. H: centrómero. I: brazo de la cromátida.

Tiempo (en unidades arbitrarias)

C a n t i d a d

d e A D N

( p g )

50

2

10 15

4

ab

dc

e

3.

a. Hay 46 cromosomas y es una célula diploide (2n) debido a que presenta dos juegos cromosómicos.

b. Es el cariotipo de un hombre por la presencia del cromosoma Y.

c. Hay 44 cromosomas autosómicos y se reconocen por presentarse en pares homólogos idénticos,a diferencia del par homólogo sexual X e Y.

d. En metafase, debido a que en esta etapa se encuentran en su máximo nivel de compactación.

Sugerencias y respuestas esperadas Taller de cienciasy Evaluación intermedia


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e. Un cromosoma metacéntrico es aquel cuyo centrómero se encuentra en la mitad delcromosoma, dando lugar a brazos de igual longitud. Ejemplos de cromosomas metacéntricosson los cromosomas 1 y 3.

f. Aun cuando el concepto es ampliamente aceptado y distribuido entre la comunidad científica,realmente un cromosoma telocéntrico como tal no existe. Supuestamente, en este tipo decromosomas el centrómero está localizado en un extremo del mismo, pero la región telocéntrica

no permite que molecularmente haya otra estructura finalizando al cromosoma.

g. Dos cromátidas.

h. Las células somáticas de este individuo al dividirse por mitosis generan células genéticamenteiguales.

i. Un gameto tendría 23 cromosomas.

j. Los cromosomas se ordenan por tamaño y forma.

4.

Proceso G1 S G2 M

Las moléculas de ADN se duplican. X

Se sintetizan moléculas relacionadas con la división del núcleo ydel citoplasma.

X X

La célula tiene una elevada síntesis de proteínas. X

Los centríolos se separan y comienzan a duplicarse. X

Se reparan errores ocurridos en la replicación. X

Forma parte de la interfase. X X X

El núcleo celular se divide en dos núcleos hijos genéticamenteiguales.

X


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A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la lección, poniendo énfasis en lasexperiencias previas y en los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja conlo que sabes de la página 28.


Basados en los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondan losiguiente:

• Dada la complejidad de los procesos implicados en el ciclo celular, ¿cómo la célula es capaz demantener el control del ciclo?

• ¿Qué podría suceder si las células pierden el control del ciclo celular?

• ¿Conocen alguna enfermedad, sus causas y características, que esté vinculada al descontrol delciclo celular?


El ciclo celular comprende una serie de hechos que permiten la duplicación del ADN y la divisióncelular, con lo que generan así dos células genéticamente idénticas. El ciclo involucra dos etapas:interfase (G1, S y G2) y mitosis.

La mitosis corresponde a la división del núcleo celular, cuyo resultado es la formación de dos núcleoscon idéntica información hereditaria. En los organismos pluricelulares suele ser seguida por la divisióndel citoplasma o citocinesis, aunque ambos procesos son independientes. Bajo estas condiciones,la mitosis cumple en este tipo de organismos un importante rol en los procesos de desarrollo,crecimiento y reparación y renovación de los tejidos.



a. G1, G2 y S

b. Corresponde a la división del citoplasma. Suele suceder después de la mitosis.

c. Profase, metafase, anafase y telofase.

d. Dos copias del material hereditario.

e. Las alteraciones pueden ocasionar que el ciclo celular no se complete, o bien que las célulasresultantes sean anormales.


A continuación, se desarrollan orientaciones para desarrollar la lección, poniendo énfasis en los erroresfrecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y endisponer de nuevas actividades e información complementaria para enriquecer la lección.


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Con estas actividades mejorarás tu comprensión de la importancia de los mecanismos celularespara regular la mitosis y de que el origen del cáncer se encuentra en divisiones mitóticas anormales.

Nivel básico

1. ¿Qué es un punto de control del ciclo celular? ¿Cuál es su importancia?

2. ¿Cuáles son las características que distinguen a una célula cancerosa de una normal?

Nivel avanzado

1. ¿Cómo es que una célula detiene su ciclo celular en alguno de sus puntos de control?

2. ¿Por qué no todas las células se convierten en cancerosas?


Nivel básico

1. Los puntos de control son mecanismos que detienen el ciclo celular si el ADN se daña o siotros procesos claves no se completaron en forma correcta. Su importancia radica en queimpiden el desarrollo de células alteradas que pudieran convertirse en cancerosas.

2. Las células cancerosas han perdido el control de su crecimiento y proliferación. Las células

cancerosas se vuelven incapaces de responder a señales o estímulos ambientales queinhiben su proliferación, como la presencia de factores de crecimiento, o el contacto conlas células vecinas.

Nivel avanzado

1. La detención del ciclo celular en alguno de los puntos de control depende de la interacciónentre dos tipos de proteínas, las ciclinas y las quinasas, dependientes de ciclinas, vale decir,proteínas cuya activación depende de las ciclinas.

Las concentraciones de las ciclinas varían de manera regular durante el transcurso del ciclocelular. De este modo, cuando la concentración de ciclinas es baja, las quinasas carecen de lasubunidad ciclina y permanecen inactivas. Por el contrario, cuando la concentración de cilinasse eleva, las quinasas se activan, lo que hace que la célula avance a la etapa siguiente del ciclo.

2. Se debe a que la transformación de una célula normal en cancerosa requiere de más de unamutación. La formación de un tumor maligno es un proceso de varias etapas caracterizadopor una progresión de alteraciones permanentes en una sola línea de células, lo que puedesuceder en el transcurso de muchas divisiones celulares, es decir, que en los descendientesde una célula se van acumulando mutaciones. A medida que se acumulan estas alteracionesgenéticas, las células se vuelven menos susceptibles a los procesos reguladores normales delorganismo (como la apoptosis) y más capaces de invadir tejidos normales.


• Probablemente, los estudiantes no adviertan que la reproducción celular en células procarionteses notablemente diferente a la que se lleva a cabo en células eucariontes. Explique que mientras lareproducción celular en procariontes (bacterias) ocurre por fisión binaria, en las células eucariontes estase lleva a cabo por mitosis y meiosis. Las diferencias se deben, fundamentalmente, a la cantidad y

organización del material genético procarionte, así como también a la complejidad de su citoplasma.


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Cáncer de testículo: tumor maligno que se desarrolla en el testículo. Su incidencia es pocofrecuente, aunque los hombres con antecedentes de criptorquidia tienen mayor riesgode padecerlo. Los síntomas suelen ser hinchazón, inflamación o dolor en los testículos. Laorquiectomía puede ser el tratamiento adecuado en estadios precoces de desarrollo del cáncer.

Cáncer de útero: tumor maligno que se desarrolla en los tejidos que constituyen el útero. Sesuele localizar en el cérvix y en el endometrio. El cáncer de endometrio tiene una incidencia másalta en mujeres que liberan una gran cantidad de estrógenos. Los primeros síntomas puedenvenir indicados por abundantes menstruaciones o hemorragias. En mujeres de mayor edad, porla producción de flujo sanguinolento. El cáncer cervical es un tumor maligno que aparece en elcuello del útero. El principal síntoma son las frecuentes hemorragias.


• Tras concluir el análisis del contenido titulado Cáncer: descontrol de la división celular , pida a sus

estudiantes que junto con un compañero realicen las actividades indicadas en la sección ¿Quéopinas? A continuación, solicite a algunos de ellos que expongan sus conclusiones ante el curso.

• Indique a los estudiantes que respondan individualmente las preguntas de la sección Al finalizarla lección…, para luego hacer una discusión general con el objetivo de corregir y mejorar susrespuestas.

• Invite a los estudiantes a preparar la siguiente lección ingresando al sitio web sugerido en la cápsulaRecursos TIC de las páginas 37 y 38.



1. Cuando las células de un tejido están seriamente alteradas se activa un proceso de muertecelular programada o apoptosis, el cual está dirigido por genes que limitan la proliferacióncelular conocidos como genes supresores de tumores, como el gen p53. Si este tipo de genesmuta, la apoptosis deja de producirse y es posible el desarrollo de tumores, algunos de loscuales pueden ser cancerígenos. El cáncer también puede desarrollarse a partir de mutacionesen los protooncogenes, genes que estimulan la división celular, por lo que se transforman estosen oncogenes.

2. Podrían desarrollarse múltiples tumores y cáncer.

3. Evitando la exposición a ellos. Por ejemplo, no exponerse al sol y usar bloqueador solar sonmedidas de protección contra la radiación UV. Del mismo modo, evitar la inhalación del humodel tabaco ayuda a prevenir el cáncer en el sistema respiratorio, especialmente en los pulmones.

4. La apoptosis tiende a disminuir el número de células de un tejido. Sin embargo, en los tejidos deun organismo adulto hay un equilibrio entre los procesos creadores de células y el de apoptosis.

5. En diferentes momentos del ciclo celular (G1, M y G2) existen los denominados “puntos decontrol”, en los que participan proteínas denominadas ciclinas (cdc) y quinasas dependientesde ciclinas (cdk). En cada uno de estos puntos de control, la célula “verifica” que se cumplannormalmente determinadas condiciones antes de proseguir con el proceso. Por ejemplo, en elpunto de control de G1, la célula verifica condiciones como tamaño, disponibilidad de alimento,señales de crecimiento y que el ADN no presente daños ni alteraciones.


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A continuación, se entregan algunas sugerencias para iniciar la lección, poniendo énfasis en las

experiencias previas y en los prerrequisitos desarrollados en las secciones Debes recordar y Trabaja conlo que sabes de la página 32.


Sobre la base de los aprendizajes alcanzados en cursos anteriores, pida a sus alumnos que respondanlo siguiente:

• ¿Qué características distinguen a los gametos de las células somáticas?

• ¿Qué debiera ocurrir con la cantidad de material genético durante el proceso de reproduccióncelular que permite la formación de los gametos?


Las células haploides (n) tienen un solo juego de cromosomas de la especie, en contraposición a lascélulas diploides (2n), que presentan dos conjuntos o juegos de cromosomas, ordenados en pareshomólogos, en el núcleo.

La fecundación es un fenómeno que ocurre en la reproducción sexual y consiste en la unión dedos células reproductoras o gametos haploides (n), lo que da como resultado un cigoto diploide (2n).



a. Haploide.

b. La recombinación, ya que permite otorgarles más variabilidad genética a las especies.

c. Se denominan células primordiales germinales y generan la línea celular que dará origen a losgametos. Se ubican en las gónadas femeninas (ovarios) y masculinas (testículos).


A continuación, se desarrollan orientaciones para iniciar la lección, poniendo énfasis en de los erroresfrecuentes de los estudiantes, en las respuestas esperadas de las actividades y evaluaciones y endisponer de nuevas actividades e información complementaria para enriquecer la lección.


• Es usual que los estudiantes solo consideren como cromosomas a aquellos compuestos porun par de cromátidas (cromosomas duplicados) y no a aquellos que se producen al culminar lameiosis I, que son cromosomas formados por solo una cromátida (cromosomas simples).

• Para remediar esta situación, se sugiere mostrar una imagen con los dos tipos de cromosomas,simples y duplicados, y explicar sus diferencias indicando que ámbos son cromosomas, pero enestados de replicación distintos.


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Estas actividades permiten mejorar la comprensión de la meiosis y de su importancia comofuente de variabilidad genética.

Nivel básico

1. Completa la siguiente tabla comparativa entre meiosis y mitosis:

2. ¿En qué momento de la gametogénesis ocurre la meiosis?

3. ¿Cuál es la función biológica de la meiosis?

Nivel avanzado

1. Una célula con dos pares de cromosomas experimenta una mitosis, y cada célula hijaresultante sufre una meiosis:

a. ¿Cuántas células se forman al final?

b. ¿Qué dotación cromosómica tendrá cada una de estas células resultantes de lameiosis?

c. ¿Qué células son haploides?, ¿cuáles diploides?

2. A partir de la imagen, contesta las siguientes preguntas:

a. ¿Qué etapa de la meiosis representa?

b. ¿Qué se indica con los números 1, 2 y 3?

c. ¿Qué papel desempeñan las estructurasnumeradas con 1?

d. Describe los acontecimientos que tienen

lugar en esta fase.e. ¿Por qué se sabe que la célula está en

meiosis?

f. ¿Cuántos cromosomas tiene la céluladiploide de la imagen cuando comenzósu meiosis?

Mitosis Meiosis

La realizan células somáticas.

Se producen dos divisiones consecutivas.

Durante la anafase se separan lascromátidas hermanas.

El resultado son cuatro células

genéticamente diferentes.Las células hijas tienen la misma cantidadde material genético que la célula madre.

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Mitosis MeiosisLa realizan células somáticas. La realizan células germinales.

Se produce una división. Se producen dos divisiones consecutivas.

Durante la anafase se separan lascromátidas hermanas.

En la anafase I se separan los cromosomashomólogos y en la anafase II, lascromátidas.

Como resultado quedan dos célulasgenéticamente iguales.

El resultado son cuatro célulasgenéticamente diferentes.

Las células hijas tienen la misma cantidadde material genético que la célula madre.

Las células hija tienen la mitad de lacantidad de material genético que la

célula madre.


Nivel básico

1. Completa la siguiente tabla comparativa entre meiosis y mitosis:

2. Se denomina gametogénesis al proceso de formación de los gametos. Se lleva a cabotanto en las gónadas masculinas como en las femeninas. Los gametos derivan de célulasgerminativas mediante meiosis. Los procesos de formación de gametos masculinos yfemeninos son similares. La espermatogénesis se desarrolla en las paredes de los túbulosseminíferos de los testículos, mientras que la ovogénesis en los ovarios. Tras una fase deproliferación y crecimiento viene la fase de maduración. En los espermatocitos I o deprimer orden comienza con la primera división meiótica, la que da como resultado losespermatocitos II (n y 2c ADN). Tras la meiosis II se originan las espermátidas, que sonhaploides (n y c ADN). En las hembras, al finalizar la primera división meiótica, se origina unovocito II o de segundo orden, y un corpúsculo polar (n y 2c ADN). En la segunda división

meiótica, el ovocito II bloquea la división en metafase, completándose tras la fecundación.En la mayoría de mamíferos, los ovocitos no fecundados mueren, completando la meiosis altransformarse en óvulo fecundado.

3. La importancia biológica de la meiosis radica en que gracias a esta es posible la formaciónde gametos o células sexuales y el aumento de la variabilidad genética de la especie.

Nivel avanzado

1. a. 8 células. b. Serán haploides con n = 2.

c. Las células haploides son las producidas tras la primera y segunda división meiótica. Lascélulas diploides son las que se obtienen tras la mitosis.

2. a. Metafase I.

b. 1: microtúbulos del huso meiótico; 2: par de cromosomas homólogos; 3: centriolos.

c. Dirige el movimiento de cada cromosoma.

d. Los pares de cromosomas homólogos se disponen alineados en el ecuador de la célula.

e. Porque los cromosomas homólogos están alineados en pares. En la metafase mitótica seobserva una sola línea de cromosomas duplicados en el ecuador de la célula.


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Actividad 6, Explicar (Página 36)


a. Durante la profase I.

b. Se producen en espermatocitos y ovocitos I.

c. Si se bloqueara la capacidad de formar los quiasmas y consecuentemente el entrecruzamientode modo que se evitara la recombinación, disminuiría la variabilidad genética en la especie y losdescendientes serían más parecidos a sus padres o madres.

Actividad 7, Analizar (Página 37)


1. Aunque en ambos procesos de división se reconocen elementos característicos de una divisióncelular eucarionte, como cromosomas y microtúbulos organizados, existen diferencias como lassiguientes:

- Solo hay una fase S previa a la meiosis I.- En la meiosis I ocurren los procesos que son claves para la variabilidad genética, el entrecruza-

miento y la permutación cromosómica.

- En la anafase I no se rompe el centrómero, lo que provoca que los cromosomas migren duplicadosa los polos de la célula.

- El resultado de la meiosis I son dos células haploides con cromosomas duplicados (n y 2c ADN),mientras que las células obtenidas tras la meiosis II son haploides con cromosomas simples(n y c ADN).

2. El entrecruzamiento ocurre siempre entre cromosomas homólogos; la variación podrá ser soloentre las regiones de los cromosomas implicadas.

3. Debido a que los cromosomas homólogos están ordenados en pares, habrá dos posiblesresultados por cromosoma para cada célula hija, es decir, recibir el cromosoma materno o elpaterno. De lo anterior se entiende que los resultados aumentarán de forma exponencial envirtud del número de pares de cromosomas. Esto se resume en la expresión 2n, donde n es lacantidad de pares de cromosomas. Por lo tanto, para una célula con 3 pares de cromosomaslas combinaciones posibles son 8 (23) y para una célula con 4 pares de cromosomas lascombinaciones son 16 (24).

4. Impacta altamente en la variabilidad genética, ya que al producirse recombinación, trozos de ADN seintercambian entre ambas cadenas, lo que origina que en la cadena original que procede del padre,tenga segmentos de la madre y viceversa, lo que afecta decisivamente al fenotipo final de la progenie.

Actividad 8, Comparar (Página 39) Respuestas esperadas

a. La figura que corresponde al epitelio intestinal es la 1 y la que representa al ovario, la 2. Esto sedebe a que se observa una disminución de las cantidades de ADN, que llega al punto tres, esdecir, pasa de 2n a n, típico de la meiosis. Por su parte, en el epitelio solo ocurre mitosis.

b. c = 3


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A

D



• Pida a los estudiantes que expongan sus respuestas de las actividades sugeridas en la secciónRecursos TIC de la Página 37.

• A continuación, solicite a los estudiantes que desarrollen de manera individual las actividades de

la sección Al finalizar la lección…, para luego exponerlas ante el curso, con el objetivo de corregiry mejorar sus respuestas.



1. a. G1, S, G2, meiosis I, G1, meiosis II.

b. En B es la duplicación del material cromosómico y tanto en D como en F ocurre la disminucióndel material genético.

c. De C a D.

2. a. Tras la meiosis I se obtendrán espermatocitos II XY (ambos cromosomas duplicados) y 0; si lameiosis II transcurre normalmente. Las cuatro espermátidas resultantes tendrán XY (cromosomassimples), XY (cromosomas simples), 0 y 0.

b. XXY y X0.

c. Existe 50 % de posibilidades de que se produzca un embrión XXY (síndrome de Klinefelter) y un 50% de que el embrión sea X0 (síndrome de Turner).

d. Dentro de las numerosas mutaciones que presentan los cromosomas, las más destacadas ycomunes son las anomalías numéricas (aneuploidías autosómicas y genosómicas) y alteracionesestructurales, como las deleciones o translocaciones.

Anomalías numéricas: estas anomalías se denominan también mutaciones genómicas, ya que varía

el número de cromosomas del genoma. Pueden ser aneuploidías o poliploidías. El caso más común esla aneuploidía, que se produce cuando un individuo presenta accidentalmente algún cromosoma demás (trisomía, 2n+1) o de menos (monosomía, 2n-1).

Las poliploidías se producen cuando se tienen tres o más juegos completos de cromosomas (triploidía,3n; tetraploidía, 4n).

Alteraciones cromosómicas estructurales: estas anomalías afectan a la estructura del cromosomaen cuanto a la ordenación lineal de los genes. Se denominan “reorganizaciones”: uno o más cromosomascambian su estructura propia por la suma o pérdida de material genético o por alteración de su forma odel patrón de bandas. Aquí se incluyen las siguientes anomalías:

- Síndrome de Prader-Willi es una deleción parcial del brazo largo del cromosoma 15.

- Síndrome de X frágil se debe a una duplicación parcial del extremo del brazo largo del cromosoma X.


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Actividades

1.

Mitosis Meiosis

Autosómicas Germinales

Idénticas Diferentes

2 4

2n N

Reproductiva No ocurre

Crecimiento, regeneración y reparación de estructuras Formación de gametos y esporas.

1 2

Se separan las cromátidas y migran a los polos de lacélula.

En la meiosis I, los cromosomas duplicados migrana los polos de la célula. En la meiosis II se separan lascromátidas y migran a los polos de la célula.

Sí Solo antes de la meiosis I.

No Sí

Sugerencias y respuestas esperadas de la Evaluación intermedia(Páginas 42 y 43)

2. a. Son proteínas que están involucradas en la regulación del ciclo celular, síntesis y expresión deARNm. Las CdK se activan cuando se unen a ciclinas, momento en que son fosforiladas y regulanla velocidad de las etapas del ciclo. Gracias a su acción se producen los denominados puntos de

control del ciclo celular.b. En organismos unicelulares, la división celular permite la reproducción. En organismos pluricelulares,la reproducción celular mitótica sirve para el crecimiento, la regeneración y la reparación deestructuras, y la reproducción celular meiótica forma parte del proceso de gametogénesis.

c. Porque en ambos procesos la cantidad de ADN de la célula progenitora se reparte equitativamenteentre sus células hija (división ecuacional).

3. a. La variación de la cantidad de ADN de una célula durante el proceso de división.

b. Meiosis.

c. Porque la célula se divide sin que antes se haya producido la duplicación del ADN (período S).

d. La figura 1 representa cromosomas en metafase I, por lo que cabe encontrarlos en C. La figura 2

corresponde a una célula haploide y con la mitad de la cantidad de ADN.4. a. Aplicando la fórmula 2n, el estudiante debe dibujar 4 (22) tipos de gametos diferentes. El

proceso implicado es la permutación cromosómica.

b. Basta que el estudiante represente con un dibujo una de las alternativas posibles.

c. Porque durante el entrecruzamiento, cromátidas del mismo par homólogo intercambiansegmentos. Por su parte, la permutación cromosómica permite una distribución azarosa de loscromosomas en 223 (8 388 608) posibilidades.


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Orientaciones para las Páginas finales dela unidad

Orientaciones para la síntesis de la unidad (Páginas 44 y 45)

• Antes de leer la síntesis, indíquele a los estudiantes que revisen durante cinco minutos las leccionesde la unidad. Luego, pídales que sinteticen lo más relevante de cada lección en su cuaderno.

• A continuación, invite a diferentes alumnos a que lean en voz alta la síntesis de cada lección paraque complementen y mejoren lo que realizaron con anterioridad.

Solucionario de la Evaluación final (Páginas 46 a 48)

1. a. Organismo haploide: son organismos cuyas células solo poseen un juego de cromosomas.Se identifican con la denominación n.

b. Organismo diploide: se refiere a organismos cuyas células tienen dos juegos de cromosomas; se

identifican con la denominación 2n.c. Células somáticas: Son las células que conforman el cuerpo de un organismo pluricelular, salvoen los gametos.

d. Células germinales: son células precursoras de los gametos.

e. Mitosis: proceso de división del núcleo, del cual se originan dos núcleos hijo idénticos.

f.Meiosis: es un proceso de división celular en el cual una célula diploide experimenta dos divisionessucesivas, lo que origina cuatro células hija haploides y distintas a la célula original y entre sí.

2. a. En T3 e. A T2

b. En T2 f. A T3

c. En T3 g. T4d. A T1 h. T1, T2 y T3

3. Se verían afectadas la profase, la metafase y anafase. Primero, porque en la profase es cuandose forman el complejo de microtúbulos. luego, en la metafase se exponen al centro de la célula,donde van a ser separados en la anafase.

4. En profase hay 92 cromátidas y en telofase solo 23.

6. En metafase, el material genético está en su estado de máxima condensación, mientras queen Go el material genético está como cromatina y las células están metabólicamente activas,aunque no hay duplicación de ADN.

7. Profase I (entrecruzamiento) y metafase I (permutación cromosómica).

a.1

112

2

2

2

33

3 3

4

4

4

4

y

1

xx

x


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b. Los cromosomas homólogos son iguales en su morfología, forma, tamaño y características, perodifieren en la información genética que contienen, pues aunque poseen genes para los mismoscaracteres, esta no es necesariamente la misma información, ya que provienen de diferentespadres.

Por su parte, las dos cromátidas de un cromosoma son idénticas, pues cada una de ellas contieneuna molécula de ADN originada por replicación.

8. 2-4-3-5-1

9. a. Células 4 y 5. Durante la interfase, el material genético está descondensado (cromatina). Duranteesta etapa, las células se preparan para la división, por lo que crecen, recuperan proteínas yorganelos y se produce la replicación del ADN.

b. Los cromosomas se encuentran próximos al ecuador de la célula. Esta etapa corresponde a lametafase.

c. En la célula indicada como 9. En la citocinesis se produce una división relativamente equitativadel citoplasma.

10. La célula, cuyo número diploide es 4, se encuentra en la anafase de la primera división meiótica,pues se observan los cromosomas duplicados y se aprecia, en el diagrama, evidencia del

entrecruzamiento.

Mitosis Meiosis

Ocurre en células somáticas. Ocurre en células sexuales.

Dos células hijas iguales. Cuatro células hija diferentes.

Una división. Dos divisiones.

2n. n.

11.

b. La importancia biológica de la meiosis radica en que gracias a esta es posible la formación degametos o células sexuales y el aumento de la variabilidad genética de la especie.

12. a. A – K – J – C – D – H – E – F – G – I - B

b. En la anafase I no se divide el centrómero, por lo que los cromosomas migran duplicados hacialos polos, mientras que en la anafase II sí se rompe el centrómero y los cromosomas, de una solacromátida, migran a los polos.

8/20/2019 2°Ed

2°ed. media - biología - profesor - 2014.pdf

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