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El material didáctico Guía para el profesor CienciasBiológicas 4, para Cuarto Año de Educación Media, es una obra colectiva, creada y diseñada por elDepartamento de Investigaciones Educativas deEditorial Santillana, bajo la dirección de
MANUEL JOSÉ ROJAS LEIVA
Coordinación Área Científico-Matemática : GABRIEL MORENO RIOSECO
Autores: LUIS FLORES PRADO
GERMÁN MANRÍQUEZ SOTO
Edición: CAROL VALENZUELA CAVIEDES
Ayudante de edición: REINALDO VARGAS CASTILLO
Corrección de estilo: ISABEL SPOERER VARELA
Documentación: PAULINA NOVOA VENTURINO
RUBÉN ÁLVAREZ ALMARZA
La realización gráfica ha sido efectuada bajo la dirección de:
VERÓNICA ROJAS LUNA
con el siguiente equipo de especialistas:
Coordinación gráfica: CARLOTA GODOY BUSTOS
Diseño y diagramación: MARIELA PINEDA GÁLVEZ
Cubierta: MARCELA MONCADA LOMEÑA
Producción:NELSON GUAJARDO ARRIAGADA
Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del "Copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o
parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución en ejemplares de ella
mediante alquiler o préstamo público.
© 2006, by Santillana del Pacífico S.A. de Ediciones, Dr. Aníbal Ariztía 1444, Providencia, Santiago (Chile)
PRINTED IN CHILE Impreso en Chile por Quebecor World S.A.
ISBN: 956 - 15 - 1113 - 4 Inscripción N° 152.084
www.santillana.clN.E.
3Guía de Ciencias Biológicas
Índice
Introducción 4
Antecedentes curriculares 4
Organización del texto del alumno 6
Estructura de la guía para el profesor 9
ORIENTACIONES DIDÁCTICAS
Unidad 1: Información génica y proteínas 10
Propósito de la unidad 10
Objetivos Fundamentales Verticales 10
Marco curricular 10
Objetivos Fundamentales Transversales 12
Organización de la unidad 12
Planificación de la unidad 13
Solucionario 19
Trabajo con los preconceptos 26
Ampliación de contenidos 26
Material anexo 30
Unidad 2: Microbios, sistemas de defensa y salud 35
Propósito de la unidad 35
Objetivos Fundamentales Verticales 35
Marco curricular 35
Objetivos Fundamentales Transversales 37
Organización de la unidad 37
Planificación de la unidad 38
Solucionario 44
Trabajo con los preconceptos 51
Ampliación de contenidos 51
Material anexo 53
Unidad 3: Organismo y ambiente 59
Propósito de la unidad 59
Objetivos Fundamentales Verticales 59
Marco curricular 59
Objetivos Fundamentales Transversales 61
Organización de la unidad 61
Planificación de la unidad 62
Solucionario 67
Trabajo con los preconceptos 76
Ampliación de contenidos 76
Material anexo 78
Evaluaciones 83
Unidad 1: Información génica y proteínas 83
Unidad 2: Microbios, sistemas de defensa y salud 86
Unidad 3: Organismo y ambiente 89
Bibliografía 94
4 Guía de Ciencias Biológicas
La Guía para el profesor del texto Ciencias Biológicas 4,ha sido creada por Editorial Santillana como un ma-terial de apoyo al proceso de enseñanza- aprendizajepara el subsector Biología.
Cada docente del subsector encontrará en sus páginasuna propuesta editorial actualizada, que incorporalos lineamientos de la Reforma Educacional chilenajunto con los nuevos enfoques pedagógicos y un tra-tamiento riguroso y científico de los contenidos.
Como una forma de enriquecer la labor docente, estaguía además cuenta con un disco compacto en elque se entregan diversas herramientas, entre ellas:Programa de Biología de 4° Año de Educación Media;el portal web con las actividades interactivas a las quelos estudiantes pueden acceder también desde Internetdirigiéndose a la página www.santillana.cl/bio4 y unset de preguntas tipo PSU.
La Reforma Educacional en nuestro país responde aun consenso mundial sobre la importancia de la edu-cación y a una revisión crítica de su calidad y equidad.
En un contexto general, la política educacional delgobierno se enmarca en el fortalecimiento de la des-centralización curricular y en la promoción de unapedagogía activa que parte de la creación de unnuevo currículum que, a su vez, permite establecerredes de apoyo a la gestión educacional, proyectosinstitucionales y otorgar espacios para la participa-ción de la comunidad educativa en cualquier regióndel país.
A partir de un marco curricular de referencia, formadopor los Objetivos Fundamentales (OF) y los ContenidosMínimos Obligatorios (CMO), cada establecimientotiene la libertad de definir sus propios programas deestudio, lo que significa un cambio sustantivo en laforma de entender el currículum. Se pasa así de undiseño curricular centralizado por el MINEDUC a otroen el que el principio de la flexibilidad y autonomíade cada centro cobra un papel significante.
En este contexto de cambio es indispensable renovarlos textos escolares para responder a las demandasde la sociedad actual. Editorial Santillana se sumó aesta tarea mediante la creación del texto CienciasBiológicas 4 que responde a los OF y CMO propuestos
en el programa de cuarto año de Educación Media,y que incorpora estrategias eficaces de enseñanzaque facilitan el aprendizaje de los estudiantes.
Las ideas o principios de aprendizaje incorporados enel texto son:
Participación activa del estudiante. Un estudiante quelogra comprometerse con su propio aprendizaje tienemayores posibilidades de aprender. En este sentido,presentamos un texto que plantea diversas situacionesde aprendizaje, brindando así la oportunidad de quealumnas y alumnos participen activamente ejercitan-do y desarrollando su actividad mental al observar,describir, comparar, relacionar, interpretar, analizar yresolver problemas simples.
Comunicación de los objetivos. Los estudiantes queconocen de antemano lo que el docente desea ense-ñarles, o lo que se espera que aprendan, tienen mayorposibilidad de lograr un aprendizaje significativo. Esimportante que sepan reconocer la manera en quese desea enseñarles y cómo irán logrando su apren-dizaje. Estos elementos contribuyen a la reflexiónindividual e interna de cada estudiante respecto delos conocimientos, habilidades y actitudes que desa-rrollarán. En el texto, los contenidos (conceptuales,procedimentales y actitudinales) se entregan en laspáginas de inicio de cada unidad.
Introducción
Antecedentes curriculares
Conocimientos previos. Cada estudiante posee unavariada gama de conocimientos adquiridos en formaempírica, a partir de su entorno particular, de lasexperiencias vividas, o derivada de los conocimien-tos, habilidades y actitudes aprendidas en los nivelesanteriores. Este conocimiento representa el puntode partida que debemos considerar como base paralograr un aprendizaje más duradero. Por esta razón,se incluye una página del texto destinada a detectarconocimientos previos. Las actividades inducen a losestudiantes permanentemente a recordar sus ideasprevias, estableciendo conexiones entre la nuevainformación y lo que ya saben.
Trabajo cooperativo. Sabemos que cada persona seproyecta desde su individualidad y originalidad entodos los ámbitos de la vida, pero es en su relación conlos demás donde se estimulan, potencian y desarrollansus habilidades sociales. En este sentido, la comunica-ción adquiere un rol fundamental para lograr apren-dizajes que surgen de la interacción con el otro.Debido a esto, en el texto se incorporan múltiplesactividades que promueven el trabajo cooperativo.
Evaluación continua. Tradicionalmente, las evalua-ciones más frecuentes son las que se hacen al iniciaruna unidad (evaluación diagnóstica) y después de laenseñanza de un cuerpo más o menos extenso deinformación y de habilidades o procedimientos (eva-luación sumativa). De acuerdo a la nueva propuestaeducativa, todo es evaluable, rompiendo con la ten-dencia a confundir evaluación con calificación. Ade-más, según estas nuevas tendencias, el estudiantetambién debe ir observando el nivel de logro de losaprendizajes esperados que se le han propuesto deantemano. Por este motivo, si queremos obtenerinformación respecto de cómo evoluciona el apren-dizaje de alumnos y alumnas, resulta fundamentalevaluar durante todo el proceso. De acuerdo coneste principio, se presentan en el texto diversas acti-vidades que pueden convertirse en instancias de eva-luación antes, durante y después del proceso ense-ñanza-aprendizaje, las cuales permiten mantenerinformado al estudiante y al docente, respecto deldesarrollo del proceso.
5Guía de Ciencias Biológicas
En el texto Ciencias Biológicas 4 los contenidos seorganizan en 3 unidades y 10 anexos, distribuidos en160 páginas.
Las tres unidades son:
Unidad 1: Información génica y proteínasUnidad 2: Microbios, sistemas de defensa y saludUnidad 3: Organismo y ambiente
A continuación se describen los tipos de páginas y lassecciones que aparecen en cada unidad:
1. Páginas de inicio de unidad
En dos páginas se presenta el título de la unidad yun breve texto introductorio de los contenidos quese desarrollarán en la unidad. En la sección En estaunidad… se dan a conocer los contenidos (concep-tuales, procedimentales y actitudinales) que se tra-bajarán. La sección Antes de comenzar… consisteen una actividad diagnóstica que permitirá recogerlos conocimientos previos de los estudiantes.
2. Páginas de desarrollo de contenidos
Los contenidos son desarrollados en un lenguajeameno, claro y preciso, pero guardando la riguro-sidad que caracteriza a esta disciplina.
Estas páginas incluyen las secciones que se detallana continuación:
– Actividad. Actividades de distinta índole que apa-recen numeradas en orden correlativo en cadaunidad.
– Biodatos. Se entrega información complemen-taria a los contenidos tratados.
– Reflexiona. Propone temas para reflexionar acercade ciertas actitudes.
– Biolab. Actividad experimental que permite poneren práctica el método científico.
– Biologí@net. Se sugieren direcciones de Internet,en las que los estudiantes puedan obtener másinformación para ampliar y/o reforzar los conte-nidos.
– Ir a la web. Sección que propone diversas activi-dades, tales como animaciones, disponibles enla página www.santillana.cl/bio4 .
6 Guía de Ciencias Biológicas
Organización del texto del alumno
3. Páginas de proyecto
En estas páginas se plantea una actividad experi-mental, a partir de un problema científico que losestudiantes deberán resolver mediante la experi-mentación y aplicación del método científico.
Además, analizan sus resultados, guiándose porlas preguntas propuestas en la página.
4. Páginas de Trabajo con las actitudes
Son cuatro páginas destinadas al desarrollo deactitudes y hábitos tendientes a la mantención de lasalud y a la preservación de los seres vivos y del me-dio ambiente. Estas páginas incluyen las secciones:
1. Explorar el problema. Se expone el tema a desarro-llar, en relación a la salud y el medio ambiente, conla ayuda de gráficos y tablas.
2. Analizar el problema. Se entrega un listado depreguntas que guían el análisis de los datos entre-gados en la sección Explorar el problema.
3. Tomar una decisión. Se propone una instancia pa-ra que los estudiantes manifiesten su actitud yopinión respecto al tema planteado.
4. Mi compromiso. Actividad a través de la cual se pro-pone que los estudiantes promuevan el cuidadode la salud, de los seres vivos y del medio ambiente.
5. Página de Lectura científica
Texto de carácter científico actualizado y relacio-nado con el tema de la unidad, incluye preguntasde profundización y reflexión en torno a lo leídoy a los contenidos tratados.
7Guía de Ciencias Biológicas
8 Guía de Ciencias Biológicas
Organización del texto del alumno
6. Páginas de Resumen de la unidad
En dos páginas se presenta la síntesis de la unidad.Incluyen la sección Mapa conceptual, cuyo objetivoes que los estudiantes relacionen los principalescontenidos desarrollados en la unidad.
7. Páginas de evaluación (Comprueba lo que aprendiste)
Son dos páginas en las que se entregan preguntastipo PSU relacionadas con los contenidos desarro-llados en la unidad y cuyas respuestas se entreganen el Solucionario al final del libro.
8. Página de Glosario
Página que incluye una breve definición de losconceptos más importantes desarrollados en launidad.
9. Páginas de Anexos
Se incluyen diez anexos que apoyan el trabajo delos estudiantes en distintas actividades.
Anexo 1: Medidas de seguridad en el trabajo de laboratorio
Anexo 2: Uso del microscopio ópticoAnexo 3: Secuencia de bases de la hormona
del crecimientoAnexo 4: Actividad enzimática de la catalasaAnexo 5: ¿Los tejidos vegetales presentan
el mismo contenido de ADN?Anexo 6: Observación de bacterias del yogurAnexo 7: Cultivo de microorganismosAnexo 8: Medidas de prevención del virus HantaAnexo 9: Compatibilidad de los grupos
sanguíneosAnexo 10: Diagrama de estructura de edades
9Guía de Ciencias Biológicas
La Guía para el profesor del texto Ciencias Biológicas 4,para Cuarto Año de Educación Media, es un materialcreado por Editorial Santillana como apoyo al proce-so de enseñanza-aprendizaje para el subsectorBiología. Esta propuesta de guía incorpora materialconcreto de apoyo a la labor docente a través dediversos elementos que se desarrollan al interior desus páginas y en el disco compacto que la acompaña,en el que se entrega: Programa de Biología de 4°Año de Educación Media; el portal web con las acti-vidades interactivas a las que los estudiantes pue-den acceder también desde Internet dirigiéndose ala página www.santillana.cl/bio4 y un set de pregun-tas tipo PSU.
En cada unidad se distinguen los siguientes elementos:
• Propósito de la unidad. Define en términos brevesel objetivo principal de la unidad.
• Objetivo Fundamental Vertical. Propuesto por elMINEDUC en el Decreto Nº 220, de mayo de 1998 yque se desarrolla en la unidad.
• Marco curricular. Cuadro que organiza los Conteni-dos Mínimos Obligatorios, Aprendizajes esperadosy habilidades a desarrollar por los estudiantes en launidad, de acuerdo a lo propuesto en los planes yprogramas.
• Objetivo Fundamental Transversal. En esta secciónse enuncian los OFT propuestos por el MINEDUC quese abordan en la unidad.
• Organización del texto. Esta sección resume, en unared conceptual sencilla, los contenidos tratados alo largo de la unidad y su interrelación.
• Planificación de la unidad. Se entregan por páginao tema las siguientes secciones:
– Objetivos. Se presentan los objetivos específicosde la(s) página(s).
– Contenidos. Se entrega un listado de los conte-nidos desarrollados en la(s) página(s).
– Sugerencias metodológicas. Esta sección tambiénincluye actividades complementarias a las pro-puestas en el texto del alumno, que pueden con-siderar nuevas actividades de laboratorio (Guía detrabajo), proyectos científicos y debates, entreotros.
– Sugerencias de evaluación. En esta sección seproponen diferentes formas e instrumentos deevaluación.
• Solucionario. Respuestas a todas las preguntas yactividades planteadas en la unidad.
• Trabajo con los preconceptos. En esta sección seentregan propuestas metodológicas para identificarlos preconceptos y corregir los errores conceptualesmás frecuentes en los que incurren los estudiantes.
• Ampliación de contenidos. Sección destinada a laactualización docente, en la que se profundizan al-gunos de los temas tratados en la unidad, entre-gando información actualizada.
• Material anexo. Sección que entrega a los docentesmaterial fotocopiable de diversa índole, lo que in-cluye: guías de trabajo y sugerencias de esquemase ilustraciones para elaborar transparencias.
• Evaluaciones. Al término de las orientaciones di-dácticas, se propone una evaluación para ser apli-cada al finalizar cada unidad. Este instrumentoincluye preguntas tipo PSU que permitirán la ejer-citación y desarrollo de habilidades para enfrentareste sistema de evaluación.
• Bibliografía. Esta sección va al término de la guía yda referencias de libros, revistas y páginas webpara apoyar el trabajo de la unidad.
Estructura de la guía para el profesor
• Proteínas como expresión de lainformación genética.
• El material genético.
• Estructura del ADN.
• El código genético, lectura ytraducción del mensaje de losgenes.
• Continuidad del material genético: Replicación del ADN.
• Biotecnología.
• Enzimas.
10 Guía de Ciencias Biológicas
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Información génica y proteínas
Propósito de la unidad
Esta unidad se centra en los fundamentos químicosde la información genética que origina, mantiene yperpetúa la vida. Esto incluye el conocimiento básicosobre la composición química del material genético,su expresión en la secuencia de proteínas y su conti-
nuidad de generación en generación. Además, seestudia el impacto del conocimiento de la estructuradel ADN, tanto para explicar el fenotipo de los indi-viduos, sus variaciones y herencia, como para el diseñode aplicaciones biotecnológicas.
Objetivos Fundamentales Verticales
Marco curricular
– Comprender los principios básicos y conocer loshallazgos experimentales sobre la naturaleza yestructura del material genético, el tipo de información que contiene y cómo esta se expresa.Valorar el aporte de este conocimiento para explicar los seres vivos.
– Entender y valorar el conocimiento sobre el genoma y los fenómenos de transferencia deinformación génica, apreciando sus aplicacionesen salud y biotecnología, y sus dimensiones éticas y culturales.
Contenidos Mínimos Obligatorios Aprendizajes esperados Habilidades
Los alumnos y alumnas saben yentienden:
• El ADN es el material que especifica las propiedadeshereditarias de cada especie, su conservación y sus cambiosevolutivos.
• El fundamento de la continui-dad de la vida a través de lareplicación del ADN y del flujode la información genéticadesde el ADN a las proteínas.
Los alumnos y alumnas mejoransus habilidades de:
• Manejar conceptos abstractos.
• Discutir y comunicar observa-ciones e información.
• Razonar utilizando conoci-mientos previos, estableciendorelaciones entre conceptos,interpretando resultados experimentales.
• Realizar montajes experimen-tales sencillos.
1
11Guía de Ciencias Biológicas
Contenidos Mínimos Obligatorios Aprendizajes esperados Habilidades
• Los genes que codifican paraARN mensajeros determinan lasecuencia de aminoácidos de lasdistintas proteínas y su mensajeestá escrito en un código universal de tres nucleótidosque especifica cada aminoácido.
• El mensaje de cada gen setransforma en una proteínamediante dos etapas de transferencia de información:la transcripción y la traducción.
• La secuencia de aminoácidosrecién sintetizada se pliega y adquiere una estructura tridimensional, particular paracada secuencia.
• El código genético es universal:se basa en tripletes de nucleó-tidos (codones) que correspon-den a aminoácidos específicoso a señales de inicio y términoen la síntesis de una proteína.
• Las proteínas son las moléculasque ejecutan la informacióngénica.
• La mayoría de los genes codifican enzimas que son unacategoría especial de proteínasque aumentan la velocidad delas reacciones químicas.
• Las enzimas son catalizadoresbiológicos específicos respectode las reacciones químicas querealizan y de los sustratos quemodifican.
• El material genético se duplicaantes de la división celular. Lareplicación del ADN reproducefielmente toda la secuencia denucleótidos del genoma por unmecanismo semiconservativo.
12 Guía de Ciencias Biológicas
Objetivos Fundamentales Transversales
– Interés y capacidad de conocer la realidad, de utilizar el conocimiento y seleccionar informaciónrelevante.
– Capacidad de exponer ideas, opiniones, convicciones, sentimientos y experiencias demanera coherente y fundamentada, haciendo uso de diversas y variadas formas de expresión.
– Comprender y valorar la perseverancia, el rigor yel cumplimiento, por un lado, y la flexibilidad, laoriginalidad, la capacidad de recibir consejos y críticas y el asumir riesgos, por el otro, comoaspectos fundamentales en el desarrollo y la consumación exitosa de tareas y trabajos.
Organización de la unidad
Información génica y proteínas
ADNRelación entre
genes y proteínas
Material genético y estructura del ADN
Traspaso de la información de los genes a las
proteínas
Replicación del ADN
Traducción y replicacióndel material genético
Manipulación delmaterial genético
Proyecto GenomaHumano
Biotecnología EnzimasExpresión de la
información génica
13Guía de Ciencias Biológicas
Planificación de la unidad10
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14 Guía de Ciencias Biológicas
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15Guía de Ciencias Biológicas
22-2
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16 Guía de Ciencias Biológicas
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17Guía de Ciencias Biológicas
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18 Guía de Ciencias Biológicas
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19Guía de Ciencias Biológicas
Solucionario
Actividad 1 (página 10)
Fenotipos a nivel de:
– Organismo: color de ojos, color de pelo, estatura,color de piel, entre otros.
– Células: forma y tamaño celular, estructura de lamembrana plasmática, entre otros.
– Núcleo: estructura de la membrana nuclear, tama-ño y ubicación del nucléolo.
– Cromosomas: disposición en el núcleo.– ADN: las histonas que posibilitan el enrollamiento
del ADN.
Actividad 2 (página 11)
a. Algunos fenotipos en que participan proteínasson: color de pelo, de ojos y de piel, forma del pelo(liso u ondulado), etc.
b. Algunas proteínas son enzimas, y su función espermitir que se lleven a cabo las reacciones quí-micas que ocurren en nuestro organismo.
Actividad 3 (página 12)
a. Hombre: ojos verde, piel morena, pelo negro yliso, orejas grandes, cejas rectas y cara angulosaen las mandíbulas.
Pato lile: pico puntudo, colores y forma de las plu-mas, patas palmeadas, cola de plumas más largas.
Joven: ojos verdes, piel blanca, pelo rubio y ondu-lado, nariz recta, frente amplia, ojos pequeños,pestañas crespas.
Jaguar: tamaño de las manchas, largo (aproximado)del bigote, orejas pequeñas.
Actividad 4 (página 13)
a. 2 copias.
b. Los genes se ubican en los cromosomas.
c. En anafase I.
d. Los trabajos de Mendel fueron muy importantespara determinar, posteriormente, que los genes(factores responsables de la herencia) se encon-traban en los cromosomas y que se encontrabanen número par en las células germinales y reducíansu número a la mitad en los gametos. De estamanera los genes (que corresponden a los fac-tores de la herencia propuestos por Mendel, mástarde denominados genes) se transmitían a ladescendencia.
Actividad 5 (página 14)
a. Con este experimento se pretende establecer si lainformación hereditaria está contenida en algúncompuesto químico que puede transferirse deuna célula a otra.
b. Se utilizaron células muertas de la cepa S paraverificar si “alguna sustancia” pasaba de esa cepaa la cepa R, cambiando el fenotipo de las célulasR vivas. Si se hubiesen usado células de la cepa Svivas, la muerte de los ratones se habría debido asu presencia.
c. Las células de la cepa R se “transforman” en célu-las de la cepa S, es decir, adquieren fenotipos deestas últimas, como superficie lisa de sus colonias,y la capacidad de producir la muerte de los rato-nes. Esta transformación se produciría por laincorporación de información genética desde lacepa S a la cepa R. Más tarde, Avery descubriríaque la molécula que se traspasaba de una cepa aotra era el ADN.
Actividad 6 (página 16)
a. La secuencia complementaria de la hebra es:AATCGAAATGGGCCT
b. Si se cambia una purina por una pirimidina, sincambiar su base complementaria, las bases no esta-blecerían los puentes de hidrógeno, por lo que ladoble hebra quedaría abierta en ese punto.
20 Guía de Ciencias Biológicas
Solucionario
ADN
Transcripción
ARNm
Citoplasma
Traducción
Proteína
c. Los puentes de hidrógeno son enlaces intermole-culares débiles, puesto que ocurren solo porinteracciones entre el átomo de hidrógeno perte-neciente a una molécula y un átomo de oxígenoperteneciente a otra molécula (u otro elementoaltamente electronegativo, como el flúor), perosin ceder, recibir ni compartir electrones.
Actividad 7 (página 17)
a. El ADN de las células procariontes es de doblehebra circular cerrado, en cambio el ADN euca-rionte es una doble hebra lineal, pero con formahelicoidal.
b. Las proteínas que están asociadas al ADN son lashistonas.
c. Síndrome de Down que se produce por tener uncromosoma extra en el par 21. Síndrome de Kline-felter que se produce por un aumento en uno odos cromosomas en el par sexual. Síndrome deTurner que se caracteriza por tener un solo cro-mosoma sexual X.
Actividad 8 (página 18)
a. La genealogía de la fenilcetonuria representauna enfermedad de herencia recesiva, lo que semanifiesta en el “salto” de generación.
b. Los heterocigotos son sanos, pues la expresióndel alelo dominante permite la síntesis de la enzi-ma normal que determina la condición de sano.En cambio, el homocigoto recesivo expresa soloproteínas que pueden ser inactivas, total o par-cialmente, en las vías metabólicas de las células.
c. En la fenilcetonuria está involucrado solo un gen,aquel que codifica para la síntesis de la enzima.
Actividad 9 (página 19)
a. En la página www.nlm.nih.gov/medlineplus/
spanish/ encontrarán mucha información sobrelas diferentes enfermedades.
Actividad 10 (página 21)
a. La detección del ARNm a diferentes tiempos per-mite establecer el movimiento de estas moléculasen la célula, desde el núcleo al citoplasma.
b. La hipótesis que este experimento intenta poner aprueba es que el ARNm es una molécula interme-diaria entre los genes codificantes y las proteínas.
c. Si el ARNm se hubiese ubicado en el mismo lugara diferentes tiempos, ya sea en el núcleo o en elcitoplasma, se rechazaría la hipótesis.
Actividad 11 (página 22)
a. En la transcripción se transcribe la hebra de ADN,que contiene la información para la síntesis deuna proteína, a una hebra de ARNm. La hebra deARNm se traslada hasta el citoplasma y a partirde ella se lleva a cabo la traducción, es decir lalectura de la hebra de ARNm para sintetizar unaproteína.
21Guía de Ciencias Biológicas
Actividad 12 (página 23)
a. La secuencia complementaria es: TGAGCGCATTTAGTCGGCGCCAT
b. La secuencia de bases del ARNm que se formaríaa partir de la secuencia de ADN señalada es:ACUCGCGUAAAUCAGCCGCGGUA. La secuenciade ARNm que se formaría a partir de la hebra deADN complementaria es: UGAGCGCAUUUAGUCGGCGCCAU.
Actividad 13 (página 25)
• A continuación se destacan las secuencias de inicio(TAC) y de término (ATT), respectivamente, de lasecuencia de bases de la hormona del crecimiento:
GCCTTAAGATTCATCCTCCGTAATTATGTATAC
AAGGGCTGGTAGGGCGACAGGGCAGA
CAAGCTGTTGCGATACGACGCACGAGTGGCA
GACGTGGTCGACCGAAAGCTGTGGATGGTCC
TCAAGCTTCTTCGTATGTAGGGCTTTCTTGTCTT
TATGAGGAAGGACGTCTTGGGCGTCTGGAGGGA
CACGAAGAGGCTTAGCTAGGGCTGGGGCAG
GTTGGCACTTCTTTGGGTCGTCTTTAGGTTGGAC
CTCGAGGACGCATAGAGGGACGACGACTAG
GTCAGGACCGAGCTCGGCCAAGTCAAGGACG
CAAGGCAAAAGCGATTGAGGGACCAAATGCCAC
GATCGCTGAGGTTGCAAATGCTGGAC
GACTTTCTGGACCTTCTTCCATAGGTCTGGGAC
TACCCAGCAGACCTTCTGCCAAGGGGCGCATG
GCCAGTCTAGAAGTTTGTCTGGATGAGGTT
TAAGCTGTGGTTGAGGGTGTTGCTGCTGCGAGAC
GACTTTTTGATGCCAGACGACATGACGAAG
GCATTTCTGTACCTGTTTCAACTTTGGAAGGACG
CATAGCAAGTCACGGCAAGGCAACTTCCAAG
GACGCCAAAGATTAAGATCTTCGAACCC
a. Primero se debe separar los tripletes de nucleóti-dos. En esta secuencia se observan dos sitios detérmino: ATT y ATC. Pero la información para laproteína termina en el primer triplete de término.
Entre entre un gen y el siguiente pueden habermiles de bases, pues solo alrededor del 3% delgenoma está formado por genes codificantes, porlo tanto, lo que está más allá del sitio de términoATT es simplemente ADN vecino codificante paraotros genes.
b. El ARNm tiene 624 nucleótidos.
c. Hay 193 aminoácidos codificados a partir de lasecuencia de bases del gen de la hormona delcrecimiento.
d. Esta secuencia codifica para los siguientes amino-ácidos, respectivamente: metionina–fenilalanina-prolina-triptófano-isoleucina-triptófano-serina-arginina-leucina. La secuencia nucleótidos de los10 primeros aminoácidos es la siguiente: TACAAGGGCTGGTAGGGCGACAGGGCAGAC. Para deter-minar los aminoácidos correspondientes a estassecuencias, primero se debe establecer la secuen-cia de ARNm complementaria.
e. La secuencia de ARNm que codificaría para estos10 aminoácidos es: AUGUUCCCGACCAUCCCGUCCCGUCUG.
f. Existen 6 codones que codifican para el aminoá-cido serina (Ser): UCU, UCC, UCA, UCG, AGC y AGC.Esto es un ejemplo de la redundancia del códigogenético.
Actividad 14 (página 27)
Etapa A. El ARNt que codifica para fenilalanina seune al codón del ARNm que se está traduciendoen el ribosoma.
Etapa B. El ARNt que codifica para triptófano seune al codón UGG del ARNm que codifica paraeste aminoácido.
Etapa C. El aminoácido triptófano se une a lacadena de aminoácidos de la proteína que se estásintetizando.
22 Guía de Ciencias Biológicas
Solucionario
Etapa D. El ARNt que codificaba para fenilalanina(aminoácido que ya se ha unido a la cadena deaminoácidos) se retira del ribosoma para dar cabi-da a la llegada de otros ARNt.
Actividad 15 (página 28)
• En la secuencia se elimina el nucleótido número12 que es una citosina.
GCCTTAAGATTCATCCTCCGTAATTATGTATACAAGGGCTGGTAGGGCGACAGGGCAGAC
• Por lo que la secuencia de ADN resultante es:GCCTTAAGATTATCCTCCGTAATTATGTATACAAG
Como la mutación no afectó a los nucleótidos queestán después del sitio de inicio no hubo modifi-cación en la composición del ADN, por lo que losaminoácidos son los mismos
a. La mutación simulada es una deleción, pues seelimina una base nitrogenada.
b. Esta mutación cambia los codones, y por este cam-bio se origina un cambio en los aminoácidos quecomponen dicha proteína.
Actividad 16 (página 29)
a. En la hebra superior, las bases que faltan son A, Cy T; y en la inferior faltan T, G y C.
b. Para la hebra superior, el producto de la replicaciónes: TTGTGGTGGTCAACAG; mientras que para lahebra inferior es: AACACCACCAGTTGTC.
Actividad 17 (página 30)
a. La etapa G2 ha presentado un aumento en el tiem-po de duración.
b. Esta situación coincide con el hecho de que corres-
ponde a la etapa de reparación de los erroresque ocurren durante la replicación.
c. Los rayos ultravioleta producen daños en el ADNdurante la replicación, pues en esta etapa el ADNqueda “descubierto” y, por lo tanto, es suscepti-ble de sufrir daños. Por otro lado, hay que consi-derar los errores acumulados por la maquinariade replicación.
Actividad 18 (página 34)
a. La energía de activación que se requiere en presen-cia de una enzima es inferior a la energía requeridaen ausencia de esta.
b. Esta es una de las propiedades básicas del funcio-namiento de las enzimas: facilitan el desarrollode las reacciones químicas disminuyendo la ener-gía de activación.
Actividad 19 (página 35)
• En la elaboración del modelo de llave-cerradura,se debe guiar la discusión de los estudiantes entorno a cómo se produce la unión entre la enzi-ma y el sustrato. Este proceso es dinámico, ya quetanto la enzima como el sustrato modifican suestructura al unirse y al separarse. Estas modifica-ciones en su forma están relacionadas con el cam-bio en el plegamiento de las proteínas debido ainteracciones, principalmente eléctricas e hidro-fóbicas, entre la enzima y el sustrato.
• Los modelos más aceptados de unión enzima sus-trato son: llave-cerradura y encaje inducido.
Actividad 20 (página 36)
a. En la situación B, la forma de la enzima cambiaproducto de interacciones físicas con el sustrato.
b. El cambio de la forma en la enzima induce uncambio en la estructura del sustrato, lo que se
23Guía de Ciencias Biológicas
traduce en la disminución de energía de activa-ción de la reacción química.
c. Una vez que ha ocurrido la reacción, la enzimavuelve a la estructura que presentaba en formalibre.
Proyecto (página 37)
a. La juguera rompe el tejido vegetal por acciónmecánica mientras que el detergente permitedesagregar la membrana celular por acción bio-química. Gracias a sus propiedades anfipáticas,disuelve los lípidos de la bicapa y forma comple-jos (micelos) que son eliminados de la solución enla etapa de filtración, dejando el ADN en el líquidofiltrado.
b. Por excesiva agitación, antes de precipitar, se pue-de fragmentar demasiado el ADN, obteniéndoseun precipitado de menor calidad.
c. Se espera que haya diferencias, y estas serándependientes de la cantidad de agua presente encada tejido, así como del contenido de paredcelular.
d. Se espera mayor cantidad relativa en el plátano,por no poseer pared celular y tener una mayordensidad celular (menor contenido de agua).
e. A mayor densidad celular y menor contenido deagua, mayor contenido relativo de ADN.
Analizar el problema (página 41)
a. El termino “organismo genéticamente modifica-do” no es el más adecuado porque debido a losprocesos de mutación y recombinación genética(en seres vivos con reproducción sexual), no existeorganismo que no esté, en mayor o menor medi-da, “genéticamente modificado”. La variabilidadgenética es un hecho que caracteriza a todas laspoblaciones naturales de organismos.
b. Un ejemplo de definición: “Son organismos trans-génicos aquellos que, por medios artificiales, seles ha insertado ADN proveniente de otra especiemediante un vector, generalmente de origenbacteriano o viral”.
c. La propuesta de México propone regular explíci-tamente el manejo y producción de organismostransgénicos, en una ley aprobada por el Congreso.En cambio, la propuesta chilena se limita a exigiruna difusión pública de los alimentos con con-tenidos transgénicos, en un decreto que esperaser promulgado.
Los aspectos científicos relevantes que propone lapostura mexicana, en forma indirecta, busca pre-venir, evitar o reducir los riesgos que la producciónde organismos transgénicos podría acarrear a lasalud humana y a los ecosistemas. Por otro lado,la propuesta chilena busca, en forma muy indirec-ta, informar a la población sobre el contenido deproductos transgénicos en los alimentos que nor-malmente consume
d. No hay un listado oficial de los productos alimen-ticios comercializados en Chile que contengan pro-ductos transgénicos, porque el decreto ley arribamencionado aún no está vigente (se encuentra ala espera de su promulgación desde 2002). Existesí, un listado difundido por organizaciones ecolo-gistas, disponible en Internet.
e. Las células de polen no contienen cloroplastos, demodo que no habría riesgo de difusión de losgenes transgénicos por contaminación biológica.
Tomar una decisión (página 41)
a. Aunque se trata de respuestas personales que nose pueden evaluar directamente, se sugiere consi-derar las contradicciones generadas, por un lado,entre la creciente necesidad de alimentos para lapoblación mundial, eventualmente resuelta con eluso de alimentos transgénicos, y por el otro, por lospeligros que conlleva para los ecosistemas y la saludde las personas el manejo de dichos alimentos.
24 Guía de Ciencias Biológicas
Solucionario
b. Influyen positivamente todos los factores quepromuevan el conocimiento de las ventajas y des-ventajas que plantea el manejo, desarrollo y,especialmente, la comercialización y consumo dealimentos que contienen productos transgénicos.Influyen negativamente todos los factores queevitan que dicho conocimiento sea divulgado demanera explícita. En ambos casos, la comunidadcientífica, las autoridades de educación y salud,las empresas del rubro de la alimentación y losmedios de comunicación comparten responsabili-dades.
c. Probablemente, en esa encuesta la opción rela-cionada con los productos transgénicos ocuparíauno de los últimos lugares. Esta respuesta estaríaasociada al bajo nivel de difusión que tienenentre el público en general los problemas cientí-ficos, éticos, sociales y legislativos relacionados conel manejo y consumo de productos transgénicos.
d. Un rol central, en la medida en que el conoci-miento sobre este tema está en permanente evo-lución, y los expertos son quienes tienen el másrápido acceso a dicha información.
Lectura científica (página 42)
a. De haberse considerado un “dogma” que el ARNsolo puede constituirse bajo la forma de las tresestructuras “clásicas” (mensajero, ribosomal y detransferencia), y que es una molécula de hebrasimple, probablemente no se habría establecidoel rol que juega el ARN de interferencia en losprocesos de regulación génica. Antes del descu-brimiento del ARNi, el rol en estos procesos eraasignado de manera casi exclusiva a las proteínasy a las secuencias de ADN no codificante.
b. En general, conformaciones de ARN que tuvieranfunciones hasta ahora adscritas exclusivamente alADN o a proteínas (hebra doble, con bases nucleo-tídicas análogas a C, T, G y U, de gran tamaño, conpropiedades autocatalíticas, etc.).
c. Se conoce un caso ya “clásico”, de silenciamientode uno de los cromosomas X en las hembras demamíferos por molécula de preARN mensajeroque lo cubre en toda su extensión, impidiendo laexpresión de sus secuencias génicas. Esta funciónexplica la dosis única de genes activos que tienenlas hembras de mamíferos, cariotípicamente XX,y que es equivalente a la dosis única del X delmacho, siempre activo.
25Guía de Ciencias Biológicas
Mapa conceptual (página 44)
Uno de los posibles mapas conceptuales es el que seentrega a continuación:
Comprueba lo que aprendiste (páginas 45 y 46)
1. c 5. c2. d 6. d3. c 7. e4. d
presente en forma de
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Material genético
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ARNm
ARN
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26 Guía de Ciencias Biológicas
Genes y fenotipos
Existen muchos errores en torno a cómo funcionanlos genes y cómo están determinados los fenoti-pos. Para detectar errores en torno a estos temasse sugiere pedirles que lean las siguientes asevera-ciones e indiquen por qué su veracidad es discuti-ble y corrijan los errores que detecten.
1. La forma de una proteína no es un fenotipo, puesno se puede observar a simple vista.
2. Existe un solo gen que determina la forma delas orejas, y otro que determina el número dededos.
3. La forma de una proteína, como la albúmina,está determinada solamente por el gen que lacodifica.
4. Un gen determina solo un fenotipo a la vez.
5. Si conocemos el genoma completo de una persona antes de nacer, podremos predecir todassus características físicas.
6. Los seres humanos tenemos el mayor número degenes codificantes, ya que somos evolutivamentesuperiores a otras especies.
7. El Proyecto Genoma Humano permitió conocerlos genes que determinan, por ejemplo, que unapersona sea alcohólica.
Trabajo con los preconceptos
Puentes de hidrógeno
Los puentes de hidrógeno se establecen entre ele-mentos muy electronegativos (por ejemplo, oxíge-no, nitrógeno, cloro y flúor) y un átomo de hidró-geno. Estos son enlaces muy débiles, donde unátomo de hidrógeno interactúa con dos átomoselectronegativos, por lo que el átomo de hidrógenoes compartido por dos moléculas distintas creán-dose un puente.
Protocolo de extracción de ADN de hepatocitos
El hígado es un excelente material biológico paraobtener ADN, dado que los hepatocitos son célu-las multinucleadas.
1. Corte un trozo de hígado, de rata o pollo, deaproximadamente dos centímetros por lado. Lue-go, córtelo en pedazos tan pequeños como le seaposible y póngalos en un mortero de porcelana.
2. Agregue 5 mL de agua destilada y algunos granos
de arena lavada, y comience a moler el trozo detejido.
3. Muela el material hasta que todo el hígado apa-rezca como una mezcla homogénea y semilíqui-da. Deje reposar la mezcla por algunos minutos,hasta que la arena sedimente.
4. Con una pipeta Pasteur o gotario, extraiga la faselíquida y póngala en una probeta de 100 mL.
5. Agregue 20 mL de una solución de lavaloza ochampú (diluir una cucharada de lavaloza ochampú en 20 mL de agua destilada) agitandola mezcla suavemente con una varilla de vidrio,y evitando producir espuma.
6. Agregue a la probeta 20 mL de alcohol frío ycontinúe agitando. Después de haber agregadoel alcohol se observará una fase entre cadasolución. En esta fase es donde se encuentranlas hebras de ADN.
7. Use la misma varilla de vidrio para trasladar elmaterial a un portaobjetos limpio, agregue 3gotas de azul de metileno; coloque un cubreob-jetos y observe la preparación al microscopio.Se observará una hebra translúcida y brillante.
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Terapia génica
La terapia génica es una técnica utilizada paracurar enfermedades hereditarias, que en la mayo-ría de los casos se deben a genes defectuosos. Estatécnica biotecnológica es aplicable, también, altratamiento de enfermedades actualmente incu-rables, como el cáncer y algunas enfermedadesinfecciosas, como la hepatitis y el SIDA, y a enfer-medades cardiovasculares (hipercolesterolemia yaterosclerosis) y neurodegenerativas (Parkinson yAlzheimer).
La terapia génica consiste en la introducción dematerial genético (genes sanos) en una célulapara remplazar, manipular o suplementar el o losgenes defectuosos, y de esta manera dar unanueva serie de instrucciones a las células que pre-sentan el gen alterado. Mediante este procedi-miento se pretende corregir un defecto genéticohereditario; corregir un defecto genético adquirido,como alteración en algunos genes, normalmenteimplicados en la división celular, cuya modifica-ción podría estar relacionada con la aparición dealgunos tipos de cáncer; añadir una función com-pletamente nueva a un grupo de células, porejemplo, para lograr que las células tumorales océlulas infectadas con virus sean más susceptiblesa ser atacadas por el sistema inmune del organismoo por fármacos; y por último, eliminar las célulastumorales.
Para que la terapia génica sea eficaz se debenresolver problemas relacionados con la regulaciónde la expresión génica y con la fisiología del tras-plante celular.
En la actualidad se utilizan dos estrategias para laterapia génica: ex vivo e in vivo. La primera consis-te en extraer células de un paciente para modifi-carlas in vitro mediante un vector retrovírico (ARNviral) y reimplantarlas en el organismo. Esta técnicaes la más utilizada dado que el riesgo al rechazoes mínimo, y se usa fundamentalmente para eltratamiento del cáncer.
En la estrategia de in vivo se intenta administrar elgen corrector directamente al paciente en vez dehacerlo a células en cultivo. Este procedimiento seutiliza en células que son difíciles de extraer eimplantar.
Ambas técnicas se basan en la adición del gensano, el que puede permanecer fuera del cromo-soma, como un episoma, o insertarse al azar en elgenoma del paciente. En este último caso, losgenes no se expresan eficazmente y existe la pro-babilidad de dañar a algún gen esencial. Este pro-blema se ha intentado solucionar mediante la sus-titución dirigida, introduciendo cambios específicosen la secuencia de nucleótidos de un gen. De estamanera es posible estudiar la intervención de losgenes en los procesos biológicos. Mediante laidentificación de los genes y las mutaciones res-ponsables de ciertas enfermedades, será posiblepracticar las mutaciones en ratones, para estudiarel mecanismo molecular de tales enfermedades ydiseñar terapias más eficaces.
Recolección y mantención de cultivos de Drosophila melanogaster
La mosca del vinagre (Drosophila melanogaster)tiene gran importancia en estudios de genética,debido, entre otros factores, a su corto ciclo devida, su fácil manejo y reproducción en laborato-rio y a la existencia de estudios sobre numerosasmutaciones de interesantes efectos. Todas estasventajas han convertido a D. melanogaster en unmodelo de estudio para los biólogos.
Muchas de las especies de este género suelen fre-cuentar sitios donde se encuentran restos de plan-tas, especialmente frutas, en fermentación. Por lotanto son bastante abundantes en huertos, viñe-dos e incluso en las casas, en torno a los desechoscontenidos en la basura.
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Recolección. Para capturar ejemplares adultos yformar una cepa inicial tome un frasco o botella,de vidrio grande y coloque plátanos trituradosmezclados con levadura granulada (unos 100 gra-mos de levadura por cada kilogramo de plátanotriturado). Ubique el frasco abierto, con el cebo ensu interior, en el exterior de la casa, a la sombra ycolgando de un árbol o cerco, durante un par dedías. Si en el frasco hay moscas, póngale un tapón,elaborado con algodón y gasa. Bastan unos pocosejemplares adultos (en teoría, basta solo una hem-bra, pero mientras más ejemplares mejor) paracomenzar su cultivo. En los meses fríos este proce-dimiento no da muy buenos resultados.
Posteriormente, mantenga el frasco a temperaturaambiente.
El ciclo biológico de la mosca se inicia cuando lashembras, que son un poco más grandes que losmachos, ponen los huevos en la papilla alimenticia.De estos huevos salen unas pequeñas larvas que sealimentan rápidamente. En los días siguientes, laslarvas comienzan a reptar por las paredes del reci-piente y a un tercio de su altura, más o menos, sefijan a él. En ese lugar se transforman en pupas,que tienen la forma de pequeñas cápsulas. De laspupas nacen los ejemplares adultos que vuelanpara aparearse y que comienzan de nuevo el ciclo.La metamorfosis de las larvas dura más de 15 días,y el período de vida de un adulto dura entre 15 a20 días.
Mantención del cultivo. Para mantener el cultivode las moscas debe disponer de frascos de vidrio opequeñas botellas, tapones (de algodón y gasa) ypreparar papilla alimenticia. Antes de preparar elmedio de cultivo lavar muy bien el material devidrio y, en lo posible, esterilizarlo. Puede usarseun esterilizador de mamaderas.
Medio de cultivo. Ponga un litro de agua en unaolla a fuego lento y agréguele 2 g de agar o gela-tina sin sabor. Es importante revolver durante
toda la preparación. Añada 20 g de levadura pre-viamente disuelta en un vaso de agua tibia.Luego, añada 50 g de azúcar y dos plátanos moli-dos. Deje hervir por cinco minutos, revolviendo.
Vierta la papilla caliente en los frascos y dejeenfriar. La papilla debe corresponder a alrededorde 1/6 de la longitud de la botella. Esta papilla seva a solidificar al enfriarse. Tapar con algodón ogasa e introducir las moscas adultas el día siguiente.
Es relativamente frecuente que los medios de cul-tivos se contaminen con hongos, los que impidenel crecimiento de las larvas. Se recomienda agre-gar algún fungicida, como por ejemplo 8 mL deacido propiónico, una vez que el medio de cultivose ha enfriado y alcanzado unos 60 ºC. También,puede intentarse sin fungicida, pero ante la pri-mera señal de contaminación deben trasladarselos adultos a un medio de cultivo nuevo.
Expresión génica en cromosomas politénicos de Drosophila
Una forma de evidenciar la expresión génica es encromosomas politénicos de larvas de Drosophila,obtenidos de sus glándulas salivales. Pero paraesto se debe, primero, generar un estímulo quedesencadene la síntesis de alguna proteína. Unejemplo de proteína es la sintetizada en caso deestrés por calor, denominada proteína del shocktérmico (Hsp, del inglés Heat shock protein). En loslocus de los genes que sintetizan esta proteína seobservarán unos abultamientos a ambos costadosdel cromosoma gigante. A estos abultamientostambién se les denomina puffs o puffing, y son laexpresión citológica de la transcripción.
Los puffs son regiones del cromosoma, donde lasmúltiples hebras de ADN están muy desespiraliza-das, es decir, menos empaquetadas o condensadas.
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29Guía de Ciencias Biológicas
Cuando estos puffs son muy grandes se denomi-nan anillos de Balbiani, (BR o Balbiani Rings), y enfotografías al microscopio electrónico se puedeobservar a lo largo de la fibra de cromatina entranscripción molécular de polimerasas y ARN cadavez de mayor tamaño.
1. Colocar un frasco con moscas a 21 ºC (control) yotro frasco a 40 ºC, por 40 minutos.
2. Al cabo de los 40 minutos, extraiga las glándu-las salivales de una larva control y de una larvaexpuesta a temperatura. En la página http://cete.iespana.es/genetica/pragen09.pdf seentrega el protocolo y las técnicas de obtencióny tinción de los cromosomas politénicos.
3. Obtenidas las muestras, obsérvelas al microsco-pio, compárelas y dibújelas.
Gentileza Dr. Sergio Flores.
Cromosoma X de D. pavani con puffing.
Con puffing
Puffing
Cromosomas politénicos de
D. funebris. Cromosoma 5
con y sin puffing.
Sin puffing
Puffing
Gen
tile
za D
r. Se
rgio
Flo
res.
Material anexo (Material fotocopiable)
30 Guía de Ciencias Biológicas
Maduración del ARN
Hebra de ADN ACGCGATAGGTGAAGTGTACAGAA
Hebra de ARN transcrita UGCGCUAUCCACUUCACAUGUCUU
Exón Intrón Exón
Hebra de ARN maduro UGCGCUAUCACAUGUCUU
Proteína Cys Ala Ile CysThr Leu
31Guía de Ciencias Biológicas
Material anexo (Material fotocopiable)
Guía de trabajo: Maduración del ARNm
• El siguiente esquema representa la estructura de un gen que posee 4.277 nucleótidos, obtenidos apartir de un organismo eucarionte.
• A partir de la información que te entrega el esquema, responde las siguientes preguntas:
1. Una vez que este gen es transcrito, ¿qué cambios se producen en el ARN resultante de la transcripción? ¿Dónde ocurren estos cambios?
2. ¿Cuántos nucleótidos tendrá el ARNm maduro?
3. La proteína que se forma a partir de este gen, ¿cuántos aminoácidos tiene? Explica.
4. ¿Cuál sería el primer codón del exón 1?
5. ¿Cuáles serían los últimos codones del exón 3?
6. ¿Qué es un exón y qué es un intrón?
Nombre: Curso: Fecha:
Exón 1
999 nucleótidos
Intrón 1
1.200 nucleótidos
Exón 2
375nucleótidos
Intrón 2
950 nucleótidos
Exón 3
753 nucleótidos
Material anexo (Material fotocopiable)
32 Guía de Ciencias Biológicas
Guía de trabajo: Analizando secuencias de proteínas
• Un investigador está interesado en conocer el gen que codifica para una enzima X en el serhumano. Este investigador logró conseguir la secuencia de aminoácidos en un individuo (sujeto Nº 1), pero no ha conseguido la secuencia de ADN del gen respectivo. Los primeros 10aminoácidos de esta enzima, en el sujeto Nº 1, son: GSFCKRKYVG. Sin embargo, al analizar la enzima en un segundo individuo (sujeto Nº 2), obtiene que los primeros aminoácidos son: GSFSKRKYVG.
1. Averigua qué aminoácidos forman parte de la proteína de ambos individuos.
2. Escribe, para ambos individuos, dos secuencias de ADN que podrían codificar para estos 10 aminoácidos.
3. ¿Cómo explicarías el hecho de que existan más de dos secuencias de ADN para codificar ambassecuencias de aminoácidos?
4. Si el gen de la enzima del sujeto N° 1 se ubica en el cromosoma 4, ¿en qué cromosoma se ubicaría elgen de la enzima del sujeto N°2? Explica.
5. ¿Cómo explicarías el hecho de que hay dos variedades de la misma enzima? ¿Cómo se pudieronoriginar ambas “versiones” de la enzima?
Nombre: Curso: Fecha:
Material anexo (Material fotocopiable)
33Guía de Ciencias Biológicas
Guía de trabajo: Código genético
1. A partir del código genético que aparece en la página 25, completa la siguiente tabla, acerca de losprocesos de replicación, transcripción y traducción del ADN:
2. A continuación se entregan las secuencias de bases de una doble hebra de ADN.
Hebra 1: TAC AAT ATG TTG GCG TAC TAA TTT TAG
Hebra 2: ATG TTA TAC AAC CGC ATG ATT AAA ATC
Si una de las hebras codifica para una cadena de solo 4 aminoácidos de largo:
a. ¿Cuál de las hebras es la que transcribe y da origen al polipéptido de cuatro aminoácidos? Considerala secuencia de inicio de transcripción.
b. ¿Cuál es la secuencia de aminoácidos que se sintetiza?
c. ¿Qué ocurriría si la adenina del codón ATT de la hebra 2 muta a timina? Explica.
Nombre: Curso: Fecha:
Primera hebra de ADN
Segunda hebra de ADN
Codón (ARNm)
Anticodón
Aminoácidos
A A A C
T T T C
G C
A C
Lis
Material anexo (Material fotocopiable)
34 Guía de Ciencias Biológicas
Guía de trabajo: Estructura de las enzimas y actividad catalítica
Una enzima está formada por dos subunidades, es decir, es dimérica. La unión de ambas subunidadesestá determinada por la carga eléctrica de los aminoácidos que se encuentran en el sitio de unión. Estaenzima cataliza la conversión del sustrato A en el producto B, que corresponde a una proteína que par-ticipa en el proceso de contracción muscular.
En ciertos individuos se ha encontrado ausencia del producto B, lo que se manifiesta en deficiencia de lacapacidad de contracción del músculo esquelético. Además, en estos individuos ambas subunidades seencuentran por separado, sin formar el dímero.
• A partir de esta información, responde las siguientes preguntas:
1. ¿Cómo explicarías la ausencia de la formación del dímero, a nivel de la secuencia de aminoácidos?Plantea una posible hipótesis.
2. ¿Qué explicación darías al hecho de que la enzima es inactiva en los pacientes con deficiencia en lacontracción muscular?
3. Si tuvieras acceso a la secuencia de aminoácidos de las enzimas activa e inactiva, ¿cómo podríasponer a prueba tu hipótesis?
Nombre: Curso: Fecha: